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1、2 課題 1 果酒和果醋的制作 （一）旁欄思考題 1.你認(rèn)為應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？ 答：應(yīng)該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去 枝梗時(shí)引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會(huì)。 2.你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？ 提示：需要從發(fā)酵制作的過(guò)程進(jìn)行全面的考慮。 例如，榨汁機(jī)、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排 氣時(shí)只需擰松瓶蓋、不要完全揭開(kāi)瓶蓋等。 3.制葡萄酒時(shí)，為什么要將溫度控制在 18～25 ℃？制葡萄醋時(shí)，為什么要將溫度控制在 30～35 ℃？ 答：溫度是酵母菌生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件。20 ℃左 右最適合酵母菌繁殖。因此需要將溫度控制在其最適 溫度

2、范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長(zhǎng)溫度為 30～35 ℃，因此要將溫度控制在 30～35 ℃。 4.制葡萄醋時(shí)，為什么要適時(shí)通過(guò)充氣口充氣？ 答：醋酸菌是好氧菌，在將酒精變?yōu)榇姿釙r(shí)需要氧的參 與，因此要適時(shí)向發(fā)酵液中充氣。 （二）［資料］發(fā)酵裝置的設(shè)計(jì)討論題 請(qǐng)分析此裝置中的充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接？結(jié)合 果酒、果醋的制作原理，你認(rèn)為應(yīng)該如何使用這個(gè)發(fā)酵裝置？ 答：充氣口是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)用來(lái)排出 CO 的；出料口 是用來(lái)取樣的。排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防

3、止空氣中微生物的污染，其作用 類(lèi)似巴斯德的鵝頸瓶。使用該裝置制酒時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制醋時(shí)，應(yīng)將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。 （三）練習(xí) 3.提示：需考慮廠房、設(shè)備投資、原材料采購(gòu)、工人人數(shù)及工資、產(chǎn)品種類(lèi)、生產(chǎn)周期、銷(xiāo)售渠道、  答：有些蔬菜，如小白菜和蘿卜等，含有豐富的硝 酸鹽。當(dāng)這些蔬菜放置過(guò)久發(fā)生變質(zhì)（發(fā)黃、腐爛） 或者煮熟后存放太久時(shí)，蔬菜中的硝酸鹽會(huì)被微生 物還原成亞硝酸鹽，危害人體健康。 3.為什么泡菜壇內(nèi)有時(shí)會(huì)長(zhǎng)一層白膜？你認(rèn)為這層白膜是怎么形成的？ 答：形成白膜是由于產(chǎn)膜酵母的繁殖。酵母菌是兼 性厭氧微生物，泡菜發(fā)酵液營(yíng)養(yǎng)豐富，其表面氧氣 含量也很豐富，

4、適合酵母菌繁殖。 （二）練習(xí) 2.答：果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精發(fā)酵，果醋 的制作利用的是醋酸菌將酒精轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬拇x，腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶 類(lèi)，泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸發(fā)酵。 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)都巧妙地利用了天然菌種，都為特定的菌種提供了良好的生存條件，最終的發(fā)酵產(chǎn)物不 是單一的組分，而是成分復(fù)雜的混合物。 課題 1 微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng) 一）旁欄思考題 1.無(wú)菌技術(shù)除了用來(lái)防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來(lái)微生物污染外，還有什么目的？ 答：無(wú)菌技術(shù)還能有效避免操作者自身被 微生物感染。 2.請(qǐng)你判斷以下材料或用具是否需要消毒或滅菌。如果需要，請(qǐng)

5、選擇合適的方法。 （1） 培養(yǎng)細(xì)菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿 （2） 玻棒、試管、燒瓶和吸管 （3） 實(shí)驗(yàn)操作者的雙手 答：（1）、（2）需要滅菌；（3）需要消毒。 （二）倒平板操作的討論 利潤(rùn)等問(wèn)題。  課題 2 腐乳的制作 1.培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到 50 ℃左右時(shí)，才能用來(lái)倒平板。你用什么辦法來(lái)估計(jì)培養(yǎng)基的溫度？ 提示：可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺(jué)錐形 （一）旁欄思考題 1.你能利用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)，解釋豆腐長(zhǎng)白毛是怎么一回事？ 答：豆腐上生長(zhǎng)的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴(yán)格 地說(shuō)是直立菌絲，在豆腐中還有匍匐菌絲。 2.王致和為什么要撒許多鹽，將

6、長(zhǎng)毛的豆腐腌起來(lái)？ 答：鹽能防止雜菌污染，避免豆腐腐敗。 3.我們平常吃的豆腐，哪種適合用來(lái)做腐乳？ 答：含水量為 70%左右的豆腐適于作腐乳。 用含水量過(guò)高的豆腐制腐乳，不易成形。 4.吃腐乳時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)腐乳外部有一層致密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢？它對(duì)人體有害嗎？它的作用是什么？ 答：“皮”是前期發(fā)酵時(shí)在豆腐表面上生 長(zhǎng)的菌絲（匍匐菌絲），它能形成腐乳的 “體”，使腐乳成形?！捌ぁ睂?duì)人體無(wú)害。 課題 3 制作泡菜并檢測(cè)亞硝酸鹽含量 （一）旁欄思考題 1.為什么含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶？ 答：酸奶的制作依靠的是乳酸菌的發(fā)酵作用。 抗生素能夠殺死或

7、抑制乳酸菌的生長(zhǎng)，因此 含有抗生素的牛奶不能發(fā)酵成酸奶。 2.為什么日常生活中要多吃新鮮蔬菜，不吃存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、變質(zhì)的蔬菜？  作？ 瓶的溫度下降到剛剛不燙手時(shí)，就可以進(jìn)行倒平板了。 2.為什么需要使錐形瓶的瓶口通過(guò)火焰？ 答：通過(guò)灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。 3.平板冷凝后，為什么要將平板倒置？ 答：平板冷凝后，皿蓋上會(huì)凝結(jié)水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕 度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)] 發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。 4.在倒平板的過(guò)程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個(gè)平板還能用來(lái)培養(yǎng)微生物嗎？

8、為什么？ 答：空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上 滋生，因此最好不要用這個(gè)平板培養(yǎng)微生物。 （三）平板劃線操作的討論 1.為什么在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)？在劃線操作結(jié)束時(shí)，仍然需要灼燒接種環(huán)嗎？為什么？ 2.在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后再進(jìn)行劃線？ 答：以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。 3.在作第二次以及其后的劃線操作時(shí)，為什么總是從上一次劃線的末端開(kāi)始劃線？ 答：劃線后，線條末端細(xì)菌的數(shù)目比線條起始處要少，每次從 上一次劃線的末端開(kāi)始，能使細(xì)菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加 而逐步減少，最終能得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來(lái)的菌落。 （四）涂布平板操

9、作的討論 涂布平板的所有操作都應(yīng)在火焰附近進(jìn)行。結(jié)合平板劃線與系列稀釋的無(wú)菌操作要求，想一想，第2 步應(yīng)如何進(jìn)行無(wú)菌操 第1頁(yè)  共5頁(yè) 提示：應(yīng)從操作的各個(gè)細(xì)節(jié)保證“無(wú)菌”。例如，酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任 何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周?chē)?；等等? （五）練習(xí) 1.提示：可以從微生物生長(zhǎng)需要哪些條件的 角度來(lái)思考。例如，微生物的生長(zhǎng)需要水、 空氣、適宜的溫度，食品保存可以通過(guò)保 持干燥、真空的條件，以及冷藏等方法來(lái) 阻止微生物的生長(zhǎng)。 2.提示：可以從這三種培養(yǎng)技術(shù)的原理、操作步驟等方面 分別進(jìn)行總結(jié)歸納。例如，這三種培養(yǎng)技

10、術(shù)都需要為培養(yǎng) 物提供充足的營(yíng)養(yǎng)，但無(wú)土栽培技術(shù)的操作并不需要保證 無(wú)菌的條件，而其他兩種技術(shù)都要求嚴(yán)格的無(wú)菌條件。 3.提示：這是一道開(kāi)放性的問(wèn)題，答案并不惟一，重點(diǎn)在于鼓勵(lì)學(xué)生積極參 與，從不同的角度思考問(wèn)題。例如，正是由于證明了微生物不是自發(fā)產(chǎn)生的， 微生物學(xué)才可能發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科；巴斯德實(shí)驗(yàn)中用到的加熱滅菌的方 法導(dǎo)致了有效的滅菌方法的出現(xiàn)，而這一滅菌原理也適用于食品的保存等。 課題 2 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù) （一）旁欄思考題 1.想一想，如何從平板上的菌落數(shù)推測(cè)出每克樣品中的菌落數(shù)？ 答：統(tǒng)計(jì)某一稀釋度下平板上的菌落數(shù)，最好能統(tǒng)計(jì) 3 個(gè)平

11、板，計(jì)算出平板菌落數(shù)的平均值，然后按課本 旁欄的公式進(jìn)行計(jì)算。 2.為什么分離不同的微生物要采用不同的稀釋度？測(cè)定土壤中細(xì)菌的總量和測(cè)定土壤中能分解尿素的細(xì)菌的數(shù)量，選用的 稀釋范圍相同嗎？ 答：這是因?yàn)橥寥乐懈黝?lèi)微生物的數(shù)量（單位：株/kg ） 是不同的，例如在干旱土壤中的上層樣本中：好氧及兼 性厭氧細(xì)菌數(shù)約為 2 185 萬(wàn)，放線菌數(shù)約為 477 萬(wàn)，霉 菌數(shù)約為 23.1 萬(wàn)。因此，為獲得不同類(lèi)型的微生物，就 需要按不同的稀釋度進(jìn)行分離，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)有針對(duì)性地 提供選擇培養(yǎng)的條件。 （二）練習(xí) 2.提示：反芻動(dòng)物的瘤胃中含有大量的微生物，其中也包括分解尿素的微生物。由于

12、瘤胃中的微生物 多為厭氧菌，接觸空氣后會(huì)死亡，因此分離其中能分解尿素的微生物除了需要準(zhǔn)備選擇培養(yǎng)基外，還應(yīng)參照 厭氧菌的培養(yǎng)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 課題 3 分解纖維素的微生物的分離 （一）旁欄思考題 1.本實(shí)驗(yàn)的流程與課題 2 中的實(shí)驗(yàn)流程有哪些異同？ 答：本實(shí)驗(yàn)流程與課題 2 的流程的區(qū)別如下。課題 2 是將土樣 制成的菌懸液直接涂布在以尿素為惟一氮源的選擇性培養(yǎng)基上， 直接分離得到菌落。本課題通過(guò)選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到 增殖后，再將菌液涂布在選擇培養(yǎng)基上。其他步驟基本一致。 2.為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌？ 答：由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系，

13、在富含纖維素的環(huán)境中， 纖維素分解菌的含量相對(duì)提高，因此從這種土樣中獲得目的微生 物的幾率要高于普通環(huán)境。 3.將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深？ 答：將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對(duì)聚集，實(shí)際上是  人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般應(yīng)將紙埋于深約 10 cm 左右腐殖土壤中。 4.想一想，這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足？你打算選用哪一種方法？ 提示：參看本課題參考資料的內(nèi)容。 5.為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？ 答：在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的 微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物的繁

14、 殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。 （二）練習(xí) 2.答：流程圖表示如下。 土壤取樣→選擇培養(yǎng)（此步是否需要，應(yīng)根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來(lái)確定） →梯度稀釋→將菌懸液涂布到有特定選擇作用的培養(yǎng)基上→挑選單菌落→發(fā)酵培養(yǎng) 課題 1 菊花的組織培養(yǎng) 答案和提示 （一）旁欄思考題 1.你能說(shuō)出各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用嗎？同專題 2 中微生物培養(yǎng)基的配方相比，MS 培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？ 答：微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無(wú)機(jī)鹽； 蔗糖提供碳源，同時(shí)能夠維持細(xì)胞的滲透壓；甘氨酸、維生素 等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定 影響后所產(chǎn)

15、生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求。微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主。 與微生物的培養(yǎng)不同，MS 培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，無(wú)機(jī)鹽 混合物包括植物生長(zhǎng)必須的大量元素和微量元素兩大類(lèi)。 2.你打算做幾組重復(fù)？你打算設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)嗎？ 答：教師可以安排學(xué)生分組，做不同的材料或配方， 最后分別匯報(bào)成果。但每種材料或配方至少要做一組 以上的重復(fù)。設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)可以取用一個(gè)經(jīng)過(guò)滅菌的 裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，與接種操作后的錐形瓶一同培養(yǎng)， 用以說(shuō)明培養(yǎng)基制作合格，沒(méi)有被雜菌污染。 （二）練習(xí) 1.答：植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差， 對(duì)培養(yǎng)條件的要求較高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同 樣適合于某些微

16、生物的生長(zhǎng)，如一些細(xì)菌、真菌等的生 長(zhǎng)。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)前 功盡棄，因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。 2.答：外植體的生理狀態(tài)是成功進(jìn)行組織培養(yǎng)的重要條件 之一。生長(zhǎng)旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導(dǎo)脫分 化和再分化。 課題 2 月季的花藥培養(yǎng) 一）旁欄思考題 為什么花瓣松動(dòng)會(huì)給材料的消毒帶來(lái)困難？ 答：花瓣松動(dòng)后，微生物就可能侵入到花藥，給材料的消毒帶來(lái)困難。 （二）練習(xí) 1.答：F 代紫色甜玉米的基因型組成可能為 Aasusu 或 AAsusu。如果運(yùn)用常規(guī)育種方法，將 F 代中的紫 2 2 色甜玉米與白色甜玉米（aasusu）進(jìn)行測(cè)交，可

17、以選擇出基因型為 AAsusu 純種紫色甜玉米。但這種方法比 較繁瑣，耗時(shí)也較長(zhǎng)，需要至少三年的選種和育種時(shí)間。如果利用花藥培養(yǎng)的技術(shù)，在 F 代產(chǎn)生的花粉中就 1 可能有 Asu 的組合，再將花粉植株進(jìn)行染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體（AAsusu）。這種 方法可以大大縮短育種周期。 第2頁(yè)  共5頁(yè) 2.答：植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的相同之處是：培養(yǎng)基配制方法、無(wú)菌技術(shù)及接種操作等基 本相同。兩者的不同之處在于：花藥培養(yǎng)的選材非常重要，需事先摸索時(shí)期適宜的花蕾；花藥裂開(kāi)后釋放出 的愈傷組織或胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基；花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方

18、的要求更為嚴(yán)格。這些都使花藥培養(yǎng)的難 度大為增加。 課題 1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 （一）旁欄思考題 1．為什么在混合蘋(píng)果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？ 提示：將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理， 可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的，避免了 果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果 膠酶活性的問(wèn)題。 2．在探究溫度或 pH 的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？  相同點(diǎn) 表面活性劑可以產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開(kāi)；水軟化劑可以分散污垢；等等。 不同點(diǎn) 酶可以將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，

19、小分子有機(jī)物易于溶于水，從而與纖維分開(kāi)。 2.答：不合適。因?yàn)榻z綢的主要成分是蛋白質(zhì)， 它會(huì)被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，損壞衣物。 課題 3 酵母細(xì)胞的固定化 練習(xí) 1.答：直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化的優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示。 提示：需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之 間或不同的 pH 梯度之間就可以作為對(duì)照，這 種對(duì)照稱為相互對(duì)照。 類(lèi)型 直接 優(yōu)點(diǎn) 不足 對(duì)環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再 3．A 同學(xué)將哪個(gè)因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？B 同學(xué)呢？ 提示：A 同學(xué)將溫度或 pH 作為變量

20、，控制不變的 使用 酶 催化效率高，低耗能、低污染等。 次利用，提高了生產(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品 質(zhì)量。 量有蘋(píng)果泥的用量、果膠酶的用量、反應(yīng)的時(shí)間和 過(guò)濾的時(shí)間等。只有在實(shí)驗(yàn)中保證一個(gè)自變量，實(shí) 驗(yàn)結(jié)果才能說(shuō)明問(wèn)題。B 同學(xué)對(duì)于變量的處理應(yīng)該 與 A 同學(xué)相同，只是觀察因變量的角度不同。 4．想一想，為什么能夠通過(guò)測(cè)定濾出的蘋(píng)果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活性的高低？ 提示：果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物 質(zhì)可以通過(guò)濾紙，因此蘋(píng)果汁的體積大小反應(yīng)了果  固定 化酶 固定 化細(xì) 胞 酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離， 同

21、時(shí)，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利 用。 成本低，操作更容易。  一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成 都通過(guò)一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。 固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降 等。 膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和 pH 下， 果膠酶的活性越大，蘋(píng)果汁的體積就越大。 5．當(dāng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，哪個(gè)因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？ 提示：溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的 濃度和用量、水浴時(shí)間和混合物的 pH 等所有其 他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個(gè) 變量對(duì)果膠酶的活性產(chǎn)生影響。 （二）

22、練習(xí) 答：大規(guī)模生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室制備的主要不同點(diǎn)是： 1.有兩次瞬間高溫滅菌； 2.酶處理的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)； 3.有離心分離步驟和濃縮步驟。 課題 2 探討加酶洗衣粉的洗滌效果 一）旁欄思考題 1．查閱資料，看看普通洗衣粉中包含哪些化學(xué)成分？ 提示：普通洗衣粉中通常包含有：表面活性劑、 水軟化劑、堿劑、漂白劑等成分，有的洗衣粉 中還含有增白劑、香精和色素，以及填充劑等。 2．在本課題中你打算使用什么方法和標(biāo)準(zhǔn)判斷洗滌效果？ 提示：可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、 顏色變淺、面積縮小等，最好能進(jìn)行定量的比較。 （二）練習(xí) 1.答：列表比較如下。 

23、3.提示：可以從酶的結(jié)構(gòu)的多樣性，對(duì)理化條件的敏感程度等角度思考。 課題 1 DNA 的粗提取與鑒定 （一）旁欄思考題 1．為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？ 答：蒸餾水對(duì)于雞血細(xì)胞來(lái)說(shuō)是一種低滲液體，水分可以大量 進(jìn)入血細(xì)胞內(nèi)，使血細(xì)胞脹裂，再加上攪拌的機(jī)械作用，就加速 了雞血細(xì)胞的破裂(細(xì)胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出 DNA。 2．加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？ 答：洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細(xì)胞膜，有利于 DNA 的釋放； 食鹽的主要成分是 NaCl，有利于 DNA 的溶解。 3．如果研磨不充分，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響？ 答：研磨不充分會(huì)使細(xì)胞

24、核內(nèi)的 DNA 釋放不完全，提取的 DNA 量變少， 影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍(lán)色等。 4．此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細(xì)胞成分？ 答：可能含有核蛋白、多糖和 RNA 等雜質(zhì)。 5．為什么反復(fù)地溶解與析出 DNA，能夠去除雜質(zhì)？ 答：用高鹽濃度的溶液溶解 DNA，能除去在高鹽中不能溶解 的雜質(zhì)；用低鹽濃度使 DNA 析出，能除去溶解在低鹽溶液中 的雜質(zhì)。因此，通過(guò)反復(fù)溶解與析出 DNA，就能夠除去與 DNA 溶解度不同的多種雜質(zhì)。 6．方案二與方案三的原理有什么不同？ 答：方案二是利用蛋白酶分解雜質(zhì)蛋白，從而使 提取的 DNA 與蛋白質(zhì)

25、分開(kāi)；方案三利用的是 DNA 和蛋白質(zhì)對(duì)高溫耐受性的不同，從而使蛋白質(zhì)變 普通洗衣粉 加酶洗衣粉 性，與 DNA 分離。 第3頁(yè)  共5頁(yè) （二）練習(xí) 1．答：提取 DNA 的第一步是材料的選取，其目的是一 定要選取 DNA 含量較高的生物材料，否則會(huì)由于實(shí)驗(yàn)過(guò) 程中或多或少的損失而造成檢測(cè)的困難；第二步是 DNA 的釋放和溶解，這一步是實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵，要盡可 能使細(xì)胞內(nèi)的 DNA 全部溶解；第三步是 DNA 的純化，即 根據(jù) DNA 的溶解特性、對(duì)酶及高溫的耐受性的不同等特 性，最大限度地將 DNA 與雜質(zhì)分開(kāi)；最后一步是對(duì) D

26、NA 進(jìn)行鑒定，這是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的檢測(cè)。 2．答：提取蛋白質(zhì)比提取 DNA 的難度大。這是因?yàn)?，與 DNA 相比，蛋白質(zhì)對(duì)溫度、鹽濃度、pH 等條件要敏感得多， 很容易失活；并且蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)多種多樣，理化性質(zhì)各 不相同，使得蛋白質(zhì)的提取沒(méi)有一種統(tǒng)一的方法，只能根據(jù) 特定蛋白質(zhì)的特性摸索提取的條件，設(shè)計(jì)特定的方法。 課題 2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增 DNA 片段 練習(xí) 1.提示：繪圖可參考教科書(shū)中圖 5-9。PCR 反應(yīng)中的目的 片段一般以 2n 的方式積累，其中 n 為反應(yīng)循環(huán)次數(shù)。一 個(gè) DNA 片段在 30 次循環(huán)后反應(yīng)物中大約有 10 億個(gè)這樣 的片段（2

27、n=230=1 073 741 824) 。 2.提示：PCR 引物是根據(jù)需要擴(kuò)增的目標(biāo) DNA 的堿基序列 來(lái)設(shè)計(jì)的。引物的設(shè)計(jì)需要豐富的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)， 感興趣的學(xué)生可以參考《分子克隆實(shí)驗(yàn)指南》（見(jiàn)本專題 參考書(shū)目），書(shū)中有詳盡的論述。 課題 3 血紅蛋白的提取和分離 （一）旁欄思考題 你能從凝膠色譜的分離原理分析為什么凝膠的裝填要緊密、均勻嗎？ 答：凝膠實(shí)際上是一些微小的多孔球體，小球體內(nèi)部有許多 貫穿的通道。相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)分子不能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi) 部，只能分布在顆粒之間，通過(guò)的路程較短，移動(dòng)速度較快；相對(duì) 分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)分子比較容

28、易進(jìn)入凝膠內(nèi)的通道，通過(guò)的路 程較長(zhǎng)，移動(dòng)速度較慢。因此，樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì) 先流出，相對(duì)分子質(zhì)量中等的分子后流出，相對(duì)分子質(zhì)量最小的分 子最后流出，從而使各種相對(duì)分子質(zhì)量不同的分子得以分離。如果 凝膠裝填得不夠緊密、均勻，就會(huì)在色譜柱內(nèi)形成無(wú)效的空隙，使 本該進(jìn)入凝膠內(nèi)部的樣品分子從這些空隙中通過(guò)，攪亂洗脫液的流 動(dòng)次序，影響分離的效果。 （二）練習(xí) 1．答：凝膠色譜法也稱為分配色譜法，它是根據(jù)分子量的大小分離蛋白質(zhì)的方法之一。所用的凝膠實(shí) 際上是一些微小的多孔球體，這些小球體大多數(shù)是由多糖類(lèi)化合物構(gòu)成，小球體內(nèi)部有許多貫穿的通道，當(dāng) 一個(gè)含有各種分子的樣品溶

29、液緩慢流經(jīng)時(shí)，各分子在色譜柱內(nèi)進(jìn)行兩種不同的運(yùn)動(dòng)，即垂直向下的運(yùn)動(dòng)和無(wú) 規(guī)則的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)分子不能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，只能分布在顆粒之間，通過(guò)的路  程較短，移動(dòng)速度較快；相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)分子比較容易進(jìn)入凝膠內(nèi)的通道，通過(guò)的路程較長(zhǎng)，移 動(dòng)速度較慢。因此，樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)先流出，相對(duì)分子質(zhì)量中等的分子后流出，相對(duì)分子 質(zhì)量最小的分子最后流出，這種現(xiàn)象又叫分子篩現(xiàn)象。此外，凝膠本身具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，相對(duì)分子質(zhì)量大 的分子通過(guò)這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上的空隙時(shí)阻力大，而相對(duì)分子質(zhì)量小的分子通過(guò)時(shí)阻力小，因此不同分子量的蛋 白質(zhì)分子可以獲得分離。 2．答：在一定

30、范圍內(nèi)，能對(duì)抗外來(lái)少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或稍加稀釋不引起溶液 pH 發(fā)生明顯變化的作用叫 做緩沖作用，具有緩沖作用的溶液叫做緩沖溶液。緩沖溶液通常是由一或兩種化合物（緩沖劑）溶解于水中 制得，調(diào)節(jié)緩沖劑的配比就可制得不同 pH 范圍的緩沖液。 緩沖溶液的作用是維持反應(yīng)體系的 pH 不變。在生物體內(nèi)進(jìn)行的各種生物化學(xué)過(guò)程都是在精確的 pH 下 進(jìn)行的，受到氫離子濃度的嚴(yán)格調(diào)控。為了在實(shí)驗(yàn)室條件下準(zhǔn)確地模擬生物體內(nèi)的天然環(huán)境，就必須保持體 外生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程有與體內(nèi)過(guò)程完全相同的 pH 。 3．答：電泳是指帶電粒子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過(guò)程。許多重要的生物大分子，如氨基酸、多 肽、蛋白質(zhì)、核苷酸、核

31、酸等都具有可解離基團(tuán)，它們?cè)谀硞€(gè)特定的 pH 下會(huì)帶上正電或負(fù)電；在電場(chǎng)的作 用下，這些帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極方向移動(dòng)。電泳技術(shù)就是在電場(chǎng)的作用下，利用待分離 樣品中各種分子帶電性質(zhì)以及分子本身大小、形狀等性質(zhì)的差異，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而達(dá) 到對(duì)樣品進(jìn)行分離、鑒定或提純的目的。 4．答：血紅蛋白提取和分離的程序可分為四大步，包括：樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定。首先 通過(guò)洗滌紅細(xì)胞、血紅蛋白的釋放、離心等操作收集到血紅蛋白溶液，即樣品的處理；再經(jīng)過(guò)透析去除分子 量較小的雜質(zhì)，即樣品的粗分離；然后通過(guò)凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去，即樣品的純化； 最后經(jīng)

32、聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。 5．答：血紅蛋白是有色蛋白，因此在凝膠色譜分離時(shí)可以通過(guò)觀察顏色來(lái)判斷什么時(shí)候應(yīng)該收集洗脫 液。這使血紅蛋白的分離過(guò)程非常直觀，大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作。 課題 1 植物芳香油的提取 練習(xí) 1.答：植物芳香油一般都是由 2～3 種芳香油混合調(diào)配而成的，其中的基底油常取自植物的種子或果 實(shí)，比如胡桃油、甜杏油?；子团c其他芳香油調(diào)配在一起，能夠加強(qiáng)功效。 從玫瑰花中提取出的玫瑰油稱為“液體黃金”，是世界香料工業(yè)不可取代的原料，多用于制造高級(jí)香 水等化妝品。提取出的玫瑰油不含有任何添加劑或化學(xué)原料，是純天然的護(hù)膚品，具有極好的抗衰老和止癢 作用，能夠促進(jìn)細(xì)

33、胞再生、防止肌膚老化、平撫肌膚細(xì)紋，還具有使人放松、愉悅心情的功效。 杏仁油富含礦物質(zhì)和維生素，是一種質(zhì)地輕柔、高滲透性的保濕劑。 熏衣草精油取自熏衣草花，具有怡神、助睡眠、舒緩壓力的作用，此外它還具有降壓、止痛、促進(jìn)細(xì) 胞再生的功能，可以用于治療燙傷和蚊蟲(chóng)叮咬、預(yù)防和改善脫發(fā)。 檸檬精油取自檸檬果皮，具有消除緊張、焦慮、振奮精神的作用，可用于治療神經(jīng)衰弱、關(guān)節(jié)炎，還 具有促進(jìn)血液循環(huán)、殺菌止痛、平衡油脂分泌、舒緩肌膚老化、滋養(yǎng)頭發(fā)的功效。 茶樹(shù)精油具有新鮮、強(qiáng)烈的藥草香味，能改善毛孔阻塞，凈化肌膚，抗感染，對(duì)治療青春痘有奇效。 它也能消除疲勞、緩解壓力。 天竺葵精油能收斂皮膚，平衡

34、、調(diào)理、潤(rùn)滑中干性皮膚和敏感性皮膚，改善橘皮樣表皮，還有助于恢 復(fù)精力，平緩心情。 茉莉精油能防止肌膚老化，對(duì)中干性皮膚和敏感性皮膚具有良好的保濕和滋潤(rùn)作用，尤其對(duì)女性的妊 娠紋和內(nèi)分泌有獨(dú)特的改善效果。 橙花精油具有清新的水果香味，不但能使人鎮(zhèn)靜，還能防止中干性肌膚的老化現(xiàn)象發(fā)生，給肌膚賦予 青春活力，促進(jìn)皮膚再生。 2.建議：教師可以組織學(xué)生進(jìn)行一次社會(huì)調(diào)查，并要求 學(xué)生寫(xiě)出詳細(xì)的調(diào)查報(bào)告。 （一）［資料一］ 萃取劑的選擇討論題 1.乙醇和丙酮能夠用于胡蘿卜素的萃取嗎？為什么？ 答：胡蘿卜素可溶于乙醇和丙酮，但它們是水溶性有機(jī)溶劑，因萃取中能與水混溶而影響萃取效果， 所以

35、不用它們作萃取劑。 第4頁(yè)  共5頁(yè) 2.在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這幾種有機(jī)溶劑中，哪種最適宜用來(lái)提取胡蘿卜素？ 答：在這五種有機(jī)溶劑中，石油醚的沸點(diǎn)最高，在加熱萃取時(shí)不易揮發(fā)，所以石油醚最適宜用作萃取 劑。 （二）練習(xí) 1.答： 列表分析如下。 提取方法  實(shí)驗(yàn)原理  方法步驟  適用范圍 水蒸氣蒸 利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的 餾 芳香油攜帶出來(lái) 1.水蒸氣蒸餾 2.分離油層 3.除水過(guò)濾  適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮 發(fā)性強(qiáng)的芳香油 壓榨法  通過(guò)機(jī)械加壓，壓榨出果皮 中的芳香油 1.石灰水浸泡、漂洗 2.壓榨、過(guò)濾、靜置 3.再次過(guò)濾  適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料 的提取 有機(jī)溶劑 使芳香油溶解在有機(jī)溶劑 萃取 中，蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油 1.粉碎、干燥 2.萃取、過(guò)濾 3.濃縮 適用范圍廣，要求原料的顆粒要 盡可能細(xì)小，能充分浸泡在有機(jī)溶液 中 第5頁(yè)  共5頁(yè)