选修一生物1.3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量学案（人教版）。

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课题3　制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
问题导学
一、泡菜制作的原理
活动与探究1
1．泡菜制作离不开哪一种微生物的发酵作用？该微生物的代谢类型是怎样的？
2．泡菜酸脆可口，其“酸味”是怎样产生的？
3．尝试分析含抗生素的牛奶不能发酵成酸奶的原因。
4．日常生活中不宜食用放置时间过长和变质的蔬菜，原因是什么？
5．泡菜制作过程中乳酸菌和乳酸含量的变化有何规律？
6．泡菜制作过程中杂菌和亚硝酸盐含量的变化有何规律？
迁移与应用1
在泡菜制作过程中，人们利用乳酸菌的目的是（）。
A．获取乳酸B．获取能量
C．氧化分解有机物D．获取热能
1．发酵过程中，泡菜中亚硝酸盐含量的变化
发酵初期，泡菜中微生物生长很快，如硝酸还原菌，就可以将蔬菜中硝酸盐还原成亚硝酸盐，同时蔬菜中的酚类物质和维生素C等可将亚硝酸盐还原，但总体来说，生成的亚硝酸盐多于被还原的，亚硝酸盐的含量逐步上升。
随着腌制时间延长，微生物代谢活动将氧气消耗殆尽，乳酸菌大量繁殖，产生乳酸，抑制了乳酸菌以外其他微生物的生长繁殖。与此同时，蔬菜中硝酸盐含量由于被氧化而减少，因此，亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值。
泡菜中亚硝酸盐的来源除了可以通过硝酸还原菌还原硝酸盐产生，还可由硝化细菌生长繁殖氧化氨产生，另外，泡菜中的假丝酵母也可能会产生亚硝酸盐。
2．乳酸菌、杂菌、乳酸含量变化的关系
（1）“变化”流程图
（2）“变化”坐标曲线
二、泡菜制作的步骤和条件控制
活动与探究2
1．用流程图表示泡菜制作的步骤。
2．盐水应该按什么比例配制比较恰当？为什么要将盐水煮沸后又冷却？
3．用水封闭坛口起什么作用？不封闭有什么结果？
4．总结泡菜制作需控制的条件。
5．为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？你认为这层白膜是怎样形成的？
迁移与应用2
严格控制泡菜制作的发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到能否得到高品质的产物，通常所指的发酵条件不包括（）。
A．温度控制
B．溶氧量控制
C．pH控制
D．酶浓度控制
1．泡菜制作的关键
泡菜制作的三个关键是：容器、盐水和调料。要制作色、香、味俱佳，营养卫生的泡菜，应掌握原料的性质，注意选择容器，制备盐水、搭配调料等技术。
2．泡菜发酵的阶段
泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断积累，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段：
（1）发酵初期
蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等为主，它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵。发酵产物为乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。由于有较多的二氧化碳产生，气泡会从坛沿水槽内的水中间歇性地放出，使坛内逐渐形成嫌气状态。此时泡菜液的含酸量约为0.3%～0.4%，是泡菜初熟阶段，其菜质咸而不酸，有生味。
（2）发酵中期
由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，嫌气状态形成，乳酸杆菌开始活跃，并进行同型乳酸发酵。这时乳酸的积累量可达到0.6%～0.8%，pH为3.5～3.8。大肠杆菌、腐败菌、酵母菌和霉菌的活动受到抑制。这一期间为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味而且清香。
（3）发酵后期
在此期间继续进行的是同型乳酸发酵，乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时，乳酸杆菌的活性受到抑制，发酵速度逐渐变缓甚至停止。此阶段泡菜酸度过高，风味不协调。
从乳酸的含量、泡菜的风味品质来看，在发酵初期的末期和发酵中期阶段，泡菜的乳酸含量为0.4%～0.8%，风味品质最好，因此，常以这个阶段作为泡菜的成熟期。
3．泡菜腌制质量的评定
泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定，还可以通过在显微镜下观察乳酸菌，比较不同时期泡菜坛中乳酸菌的含量来评定。
三、泡菜中亚硝酸盐含量的检测
活动与探究3
1．测定亚硝酸盐含量用到哪些试剂？各起什么作用？
2．测定亚硝酸盐含量的原理是什么？
3．用流程图表示亚硝酸盐的测定步骤。
迁移与应用3
下列关于测定亚硝酸盐含量原理的叙述，不正确的是（）。
A．亚硝酸盐经一定方式显色反应后呈玫瑰红色
B．样品液显色后，通过与已知浓度的标准液比色，可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量
C．不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同
D．显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生改变
1．辨析比较亚硝酸盐与食盐
亚硝酸盐为白色粉末，颜色与食盐非常相似，味道咸涩，是有毒物质，能引起人中毒甚至死亡。它有缩短煮肉时间的作用，在适宜温度、pH和一定微生物的作用下可形成亚硝胺而引发癌症。
食盐为白色晶体，味道咸，常作调味品。在日常生活中最好将炊具、食品与亚硝酸盐分开放置，避免误食。
2．对照类型
本实验的对照类型为标准对照。标准对照指：生物生理、生化的某些项目都有相应的标准，将观察测定的实验数值与规定的标准值相比较，以确定其正常与否的对照方法。本实验的“标准显色液及显色结果”就是亚硝酸盐含量的标准值（可形象地理解为亚硝酸盐含量的“标尺”）。
答案：
课前预习导学

一、1．乳酸菌
2．异养厌氧型　乳酸
3．乳酸链球菌　乳酸杆菌　乳酸杆菌
二、1．白色　易
2．4mg/kg　7mg/kg　10mg/kg
3．0.3～0.5g　3g
4．30mg/kg　20mg/kg　2mg/kg
三、1．裂纹　砂眼　吻合好
4．4∶1　煮沸冷却
5．混合均匀　半坛　八成　没过全部菜料
6．注满水　无氧　补充水槽内的水
预习交流：（1）提示：酸奶、肉制品、泡菜（即酸菜）、果蔬汁乳酸饮料、乳酸发酵谷物制品等。
（2）提示：乳酸菌是人体肠道内的益生菌，被称为“人体健康的卫士”。它能促进体内消化酶的分泌和肠道蠕动，帮助清除体内垃圾，达到排毒、消除便秘的效果；另外，乳酸菌能刺激人的消化腺分泌更多的消化液，进而增强消化能力，提高食欲；对中老年人常见的动脉粥样硬化症、心脑血管栓塞、高血压等疾病也有较好的辅助治疗效果。
四、1．酸化　对氨基苯磺酸　重氮化　N－1－萘基乙二胺盐酸盐　玫瑰红　目测比较
2．（1）①4mg/mL　避光　②2mg/mL　避光　③5μg/mL　④氯化镉　浓盐酸　1　⑤2.5mol/L　（2）标准显色　（3）样品处理
课堂合作探究

活动与探究1：
1．提示：泡菜制作离不开乳酸菌的发酵作用。乳酸菌的代谢类型为异养厌氧型。
2．提示：乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸使泡菜酸脆可口。
3．提示：乳酸菌常常用于生产酸奶，抗生素能杀死乳酸菌。
4．提示：有些蔬菜，如小白菜、萝卜等含丰富的硝酸盐，放置时间过长、变质、发黄腐烂或煮熟后放置时间过久，其中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。
5．提示：随泡菜发酵时间的延长，乳酸菌的数量逐渐增加，达到稳定值后，再减少；乳酸的含量逐渐增加直至稳定值。
6．提示：随泡菜发酵时间的延长，杂菌的数量先增加，后减少；亚硝酸盐的含量先增加，后减少（10天后）。
迁移与应用1：A　解析：乳酸菌是一种厌氧细菌，进行无氧呼吸产生乳酸，并释放少量能量，部分能量维持它自身生命活动的需要。在泡菜制作过程中，人们利用乳酸菌的目的是得到乳酸，使泡菜口味好。
活动与探究2：
1．提示：
2．提示：盐水按水盐质量比4∶1配制，煮沸冷却后待用。煮沸有两大作用，一是除去水中氧气，二是杀灭盐水中的杂菌。冷却的目的是便于乳酸菌繁殖并保持蔬菜的生脆。
3．提示：空气中21%是氧气，用水封闭坛口可以使坛内与坛外空气隔绝，起到制造无氧环境的作用。这样，坛内蔬菜中存在的乳酸菌即可进行乳酸发酵。如不封闭，则会有许多需氧菌生长，蔬菜会腐烂。
4．提示：腌制的时间、温度、食盐的用量、密封效果等。
5．提示：形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。
迁移与应用2：D
活动与探究3：
1．提示：（1）对氨基苯磺酸溶液与N－1－萘基乙二胺盐酸盐溶液：对氨基苯磺酸重氮法测量亚硝酸盐含量。
（2）提取剂（氯化镉、氯化钡、浓盐酸）：提取泡菜汁中的杂质，以利于比色。
（3）氢氧化铝乳液：进一步吸附泡菜汁中色素、杂质，使泡菜汁透明澄清，以便进行后续的显色反应。
（4）氢氧化钠溶液：与泡菜汁中的部分物质形成沉淀。
2．提示：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
亚硝酸盐溶液的浓度不同，呈现的颜色深浅不一，溶液浓度高，颜色深些；浓度低，颜色浅些。
3．提示：配制检测溶液
迁移与应用3：D　解析：测定亚硝酸盐含量的原理是：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐先与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，然后与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色化合物，在此过程中亚硝酸盐的理化性质发生了很大变化。
当堂检测
1．下列关于乳酸菌的叙述，不正确的是（）。
A．乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌
B．在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内均有
C．一个泡菜坛里的所有乳酸菌构成一个种群
D．乳酸菌是厌氧型微生物
答案：C　解析：乳酸菌是一类微生物的通称，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌，乳酸链球菌、乳酸杆菌等分属于不同的物种，因此一个泡菜坛里的所有乳酸菌不是一个种群。
2．在泡菜的制作过程中，坛中会发生很多变化，下列变化不正确的是（）。
A．乳酸菌的数量先增加，然后其增长受pH影响
B．发酵液的pH有所降低
C．坛内氧气增多
D．若温度较低，发酵时间会延长
答案：C　解析：由于坛口已经密封，所以随着时间的延长，氧气的浓度会越来越低。
3．（双选）在泡菜的制作过程中，正确的是（）。
A．按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水
B．按照清水与盐的质量比为5∶1的比例配制盐水
C．盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染
D．在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的有氧环境
答案：AC　解析：泡菜的制作依靠的是乳酸菌的无氧呼吸，制作时要防止污染，以防泡菜腐败变质。制作泡菜时清水与盐的质量比为4∶1，加食盐是为了抑制其他杂菌的繁殖。
4．下列对泡菜的制作过程中，不同时期泡菜坛中乳酸菌含量的叙述，正确的是（）。
A．制作泡菜初期并无乳酸菌的存在
B．腌制过程中乳酸菌含量会逐渐增多并可达到最高峰
C．腌制后期乳酸菌含量会急剧上升
D．腌制的全过程乳酸菌的含量不变，活性有异
答案：B　解析：泡菜的制作是利用蔬菜表面的乳酸菌的代谢，将糖类转化成乳酸，因此发酵初期有乳酸菌，由于发酵条件的变化，乳酸菌大量繁殖，达到一定量后由于酸度过大，数量会下降。
5．有关膳食中的亚硝酸盐对人体健康的影响，下列说法正确的是（）。
A．膳食中的亚硝酸盐在人体内会随尿液全部排出
B．亚硝酸盐在人体内积累有致癌作用
C．亚硝酸盐只有在特定条件下才能转变成致癌物质
D．亚硝酸盐对人体健康不会有任何影响
答案：C　解析：研究表明膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但当人体摄入的亚硝酸盐总量达到某一数值时会引起中毒，甚至死亡。亚硝酸盐本身无致癌作用，在特定条件下转变成的亚硝胺有致癌作用。
6．制作泡菜的过程实际上是应用了乳酸菌的呼吸作用原理。将原料放入泡菜坛后应当怎样处理才能得到可口的泡菜？（）
A．马上密封，保持温度30～40℃
B．一直通风，保持温度30～40℃
C．先通风后密封，保持温度30～40℃
D．马上密封，保持温度60℃以上
答案：A　解析：乳酸菌一直需要厌氧环境才能发酵。其代谢适宜温度为30～40℃。
7．将接种有乳酸菌的牛奶100mL共4份分别装在100mL、200mL、300mL和400mL的烧瓶内，将瓶口密封，置于适宜温度下培养，24h后产生乳酸最多的是哪个烧瓶？（）
A．100mLB．200mL
C．300mLD．400mL
答案：A　解析：乳酸菌是厌氧细菌，在无氧条件下，可将葡萄糖分解成乳酸。题目所给的4个烧瓶容量不等，将100mL牛奶放入其中，只有100mL的烧瓶是缺氧环境，其他三个中均有O2存在，不同程度地抑制乳酸菌的活性，所以100mL烧瓶内生成乳酸最多。
绘制泡菜制作及亚硝酸盐含量测定的流程图。

扩展阅读

选修一生物1.2腐乳的制作学案（人教版）

课题2　腐乳的制作
1．以制作腐乳为例了解传统发酵技术的应用。
2．说明腐乳制作过程的科学原理。
3．设计并完成腐乳的制作。
4．分析影响腐乳品质的条件。
一、腐乳制作的原理
1．原理
多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是______，它是一种丝状______，分布广泛，生长迅速，具有发达的________。毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的________分解成小分子的____和________；脂肪酶可将______水解为______和______。在多种微生物的协同作用下，普通的豆腐转变成风味独特的腐乳。
2．菌种来源
自制腐乳利用的毛霉来自于空气中的________。现代的腐乳生产是在严格______的条件下，将优良的______菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免________________，保证产品的质量。
3．条件
温度应控制在________，并保持一定湿度。
二、腐乳制作的实验流程
让豆腐上长出毛霉→________→__________→密封腌制。
思考：豆腐乳吃起来感觉有点咸，你知道是什么原因吗？这样有什么特殊作用吗？
三、操作提示
1．控制好材料的用量
（1）用盐腌制时，注意控制盐的用量。盐的浓度过低，不足以抑制________，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。
（2）卤汤中酒精含量应控制在______左右。酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会______；酒精含量过低，不足以____________，可能导致豆腐______。
2．防止杂菌污染
（1）用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水______。
（2）装瓶时，操作要迅速小心。放好豆腐，加入卤汤后，要用胶条密封瓶口。封瓶时，最好将瓶口通过__________，防止瓶口被污染。

答案：一、1.毛霉　真菌　白色菌丝　蛋白质　肽　氨基酸　脂肪　甘油　脂肪酸
2．毛霉孢子　无菌　毛霉　其他菌种的污染
3．15～18℃
二、加盐腌制　加卤汤装瓶
思考：豆腐乳是用盐腌制的，可以起到防止其他杂菌生长等作用。
三、1.（1）微生物生长　（2）12%　延长　抑制微生物生长　腐败
2．（1）消毒　（2）酒精灯的火焰
1．材料的选择
用来制作腐乳的豆腐含水量最好在70%左右，水分过多则腐乳不易成形，含水量不当会影响毛霉菌丝的深入程度。
水分测定方法如下：
精确称取经研钵研磨成糊状的样品5～10g（精确到0.02mg），置于已知重量的蒸发皿中，均匀摊平后，在100～105℃电热干燥箱内干燥4h，取出后置于干燥器内冷却至室温后称重，然后再烘30min，直至所称重量不变为止。
样品水分含量（%）计算公式如下：
样品水分含量（%）＝（烘干前容器和样品质量－烘干后容器和样品质量）/烘干前样品质量
2．用盐腌制的目的
（1）调味。一定的咸度能刺激人的味觉。
（2）防腐。防止杂菌污染，避免豆腐腐败。正如日常生活中，一些地区的人们通常将鱼和肉腌制起来长时间保存，其原因是在高浓度盐水溶液中细菌脱水死亡。
（3）降低豆腐含水量，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂。
（4）抑制蛋白酶继续起作用，稳定其鲜味和香味。
腌制时要分层加盐，并随层数加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些，以防止杂菌从瓶口进入。
3．制作过程中影响腐乳品质的因素
（1）菌种：菌种是生产发酵的关键，如果菌种退化则表现出生化功能的变化，如水解速率、代谢产物等都会发生变化，从而影响品质，因而要选择优良的菌种。
豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”，就是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（匍匐菌丝），它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形，而对人体无害。
（2）杂菌：如有杂菌污染则直接影响产品的色、香、味。因而要关注培养湿度的控制，盐、酒和香辛料的用量，以及用具的消毒和密封等方面。
（3）温度：温度过低或过高会影响毛霉菌丝的生长，从而影响发酵的进程和发酵质量。如温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度过高，菌丝易老化和死亡，影响品质。
要严格控制温度，因为15～18℃不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长。在合适的条件下，一般2d后，毛霉就开始生长，约5d后，豆腐表面就会长满直立菌丝（即长白毛）。
（4）发酵时间：时间过短，发酵不充分，如蛋白质未完全水解，这样在加盐后豆腐脱水，蛋白质变性，就会变硬；时间过长，豆腐会软化不易成形，从而影响腐乳的口味。
（5）调味品：加入的各种酒类、糖类等辅料的多少也对口感有重要影响。
酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
题型一腐乳制作的原理
在豆腐的发酵过程中，起主要作用的是（）。
A．曲霉B．酵母C．毛霉D．醋酸菌
解析：腐乳的发酵是多种微生物的协同作用，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。曲霉是酿制酱油所用的主要菌种，在酿制腐乳中不占主导地位，但制作红方时需要加入红曲，使其呈现深红色。
答案：C
腐乳味道鲜，易于消化、吸收，是因为其内主要含有的营养成分是（）。
A．无机盐、水、维生素B．氯化钠、氨基酸、甘油和脂肪酸
C．多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸D．蛋白质、脂肪、氯化钠、水
解析：豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪。在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下，豆腐被分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等营养成分。
答案：C
题型二影响腐乳品质的条件
下列关于腐乳制作的描述中，错误的是（）。
A．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与
B．含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳
C．加盐和加酒都能抑制微生物的生长
D．密封瓶口前最好将瓶口通过火焰以防杂菌污染
解析：含水量在70%左右的豆腐适于作腐乳，是因为易成型、有利于毛霉的生长繁殖；含水量过高，腐乳不易成型。
答案：B
反思领悟：盐能防止杂菌污染，避免豆腐腐败。香辛料和酒可以调制腐乳的风味，也具有防腐杀菌的作用。
1．毛霉属于（）。
A．真菌B．病毒C．细菌D．植物
2制作腐乳的正确流程是（）。
①加卤汤装瓶　②让豆腐长出毛霉　③加盐腌制　④密封腌制
A．①②③④B．②③①④C．①③②④D．①④③②
3．下列有关毛霉的作用，正确的是（）。
①将多糖分解成葡萄糖　②将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸　③将脂肪水解成甘油和脂肪酸　④将核酸分解成核苷酸
A．①②B．②③C．③④D．①④
4．豆腐坯用食盐腌制，其作用是（）。
①渗透盐分，析出水分　②给腐乳以必要的咸味　③防止毛霉继续生长和污染的杂菌繁殖　④浸提毛霉菌丝上的蛋白酶
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④

答案：1．A　毛霉属于霉菌，霉菌和酵母菌均为真菌，属于真核生物。细菌属于原核生物。
2．B　
3．B　腐乳制作过程中，毛霉可产生多种不同的酶，以利用和分解豆腐中的营养物质。其中，主要的酶是水解酶类，如蛋白酶将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，脂肪酶将脂肪水解成甘油和脂肪酸等。
4．D　豆腐坯用食盐腌制可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期制作过程中不会过早酥烂。同时，盐能抑制微生物生长，避免腐败变质，能够浸提毛霉菌丝上的蛋白酶。

选修一生物1.1果酒和果醋的制作学案（人教版）

俗话说，凡事预则立，不预则废。作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，让高中教师能够快速的解决各种教学问题。写好一份优质的高中教案要怎么做呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“选修一生物1.1果酒和果醋的制作学案（人教版）”，仅供参考，欢迎大家阅读。

课题1　果酒和果醋的制作
1．说明果酒和果醋制作的原理。
2．设计制作果酒和果醋的装置。
3．完成果酒和果醋的制作。
一、果酒制作的原理
1．原理
果酒的制作离不开______。酵母菌是__________微生物。在有氧条件下，可以进行______呼吸，大量繁殖，反应式为：________________________；在无氧条件下，进行________（或无氧呼吸），反应式为：____________________________________________。
2．条件
温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，繁殖最适温度为________，酒精发酵时一般控制在________℃。
3．菌种来源
（1）自然发酵：附着于葡萄皮上的野生型酵母菌。
（2）人工培养：分离获得的纯净的酵母菌菌种。
思考：红酒有活血化瘀、延年益寿之功效，也是宴请宾客的高雅饮料，它是怎么做成的？
二、果醋制作的原理
1．原理
果醋制作离不开________，它是一种______细菌，对氧气含量特别敏感，只有当氧气______时，才能进行旺盛的生理活动。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的____分解成______；当缺少糖源时，醋酸菌将______变为乙醛，再将乙醛变为______，其反应简式为：________________________________________________________________________。
2．条件
醋酸菌的最适生长温度为________，此外还需要充足的______。
3．菌种来源
可从食醋中分离；到生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买。
思考：啤酒生产中，发酵是重要环节。大致过程是，将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐，进行发酵。发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，你知道这是发生了什么变化吗？
三、实验设计流程图
挑选葡萄→冲洗→______→________→________
　↓↓
　果酒　果醋
四、操作提示
1．材料的选择与处理
选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并________。
2．防止发酵液被污染
榨汁机要清洗干净，并晾干；发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70%的酒精______；装入榨好的葡萄汁后，________________。
3．控制好发酵条件
将葡萄汁装入发酵瓶，留大约______的空间。制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在______℃，时间控制在______d左右，可通过________对发酵的情况进行及时的监测。制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在______℃，时间控制在______d左右，并注意适时通过充气口______。
五、结果分析与评价
可通过嗅味、观察和品尝初步鉴定。（可能的结果如下）
酒精发酵醋酸发酵
气味和味道酒味酸味
气泡和泡沫有气泡和泡沫无气泡和泡沫
发酵液状态浑浊浑浊，液面形成白色菌膜
六、课题延伸
发酵后是否有酒精产生，可用________来检验。先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为3molL－1的______3滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的________溶液3滴，如果有酒精产生，则会观察到的现象是出现______色，否则为橙色。证明是否产生醋酸，可用pH试纸。

答案：一、1.酵母菌　兼性厌氧　有氧　C6H12O6＋6O2―→6H2O＋6CO2　酒精发酵　C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2
2．20℃左右　18～25
思考：是用优质葡萄利用酵母菌发酵做成的。
二、1.醋酸菌　好氧　充足　糖　醋酸　乙醇　醋酸　C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O
2．30～35℃　氧气
3．思考：酒精在醋酸杆菌的作用下，易被氧化产生乙酸（即醋酸）。
三、榨汁　酒精发酵　醋酸发酵
四、1.除去枝梗
2．消毒　封闭充气口
3．1/3　18～25　10～12　出料口　30～35　7～8　充气
六、重铬酸钾　H2SO4　重铬酸钾　灰绿
1．果酒和果醋的制作比较
果酒制作果醋制作
制作原理酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵醋酸菌在氧气、糖源充足时，将糖分解成醋酸；当缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸
发酵条件18～25℃30～35℃
10～12d7～8d
前期需氧，后期不需氧一直需要氧
反应式C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O
方法与流程挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
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果酒果醋
发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。所以发酵≠无氧呼吸。
2．果酒和果醋的发酵装置示意图中各个部件的作用以及该装置的使用方法
充气口：在醋酸发酵时连结充气泵进行充气。
排气口：排出酒精发酵时产生的CO2。
出料口：便于取样检查和放出发酵液。
排气口处长而弯曲的胶管：防止空气中微生物的污染。
该装置的使用方法：制酒时，应关闭充气口；制醋时，应将充气口连结气泵，输入氧气。
果酒和果醋的发酵装置示意图
如果用普通的带盖瓶子制醋，则在发酵过程中，可以在产生酒精后，将瓶盖打开，在瓶口盖上纱布，进行醋酸发酵，这样既保证了通气，又可减少空气中尘土污染。
3.制酒过程中的一些注意事项
（1）制酒时必须保证所有的用具都清洁。
不论是葡萄或是其他水果，对微生物来讲都是良好的培养基，特别是霉菌。空气中有许多霉菌孢子，也有细菌，如果用具不清洁，就等于向果汁接种了许多杂菌，它们都可以利用糖繁殖菌体。这样我们饮用的就不会是果酒，而是杂菌的培养液了，轻则会影响我们饮用的口感，重则会影响我们的健康。
（2）防止发酵液被污染应注意的问题。
需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都有可能混入杂菌。例如：榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是消灭发酵液中的杂菌。
（3）应该先冲洗葡萄再去枝梗的原因。
避免除去枝梗时引起葡萄破损，减少被杂菌污染的机会。
（4）不同颜色的葡萄酒，制作过程中应注意的问题。
在用葡萄榨汁制白葡萄酒时，不要让皮和籽中的色素出来；制红葡萄酒时，要将皮和籽一起捣碎。
（5）发酵瓶中的液体要保持1/3的剩余空间的原因。
从以葡萄糖为底物发生乙醇发酵的反应式看，1个葡萄糖分子经乙醇发酵后要产生2个二氧化碳分子，因此，发酵过程中有气体产生。如果发酵液装满容器，则液体将外溢，一则发酵液会损失，二则瓶口等处会被许多杂菌污染，特别是被霉菌污染，影响产物品质，所以发酵液不能装满，起到缓冲作用。
（6）发酵过程中要及时排气的原因。
由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子（最好使用塑料瓶），每天要拧松瓶盖2～4次，进行排气。
题型一果酒制作的原理
在适宜的温度条件下，下图所示装置中都加入干酵母（内有活酵母菌），其中适于产生酒精的装置是（）。
解析：首先要弄清发酵的条件：①要有葡萄糖水溶液和酵母菌；②必须在密封的条件下（无氧条件下）。如有氧气，酵母菌将进行有氧呼吸，产生CO2和H2O。D项容易让人产生错觉，因为D项与A项加入的物质相同，并搅拌混合均匀，更有利于反应的进行，但它没有密封，暴露在有氧的环境中，酵母菌不进行无氧呼吸，只进行有氧呼吸。
答案：A
题型二果醋制作的原理
（2011北京海淀期末）下图中甲是果醋发酵装置，乙是发酵过程中培养液pH变化曲线图，下列叙述正确的是（）。
A．发酵初期不通气，溶液中没有气泡产生
B．中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵
C．后期接种醋酸菌，适当通气并保持原有温度
D．图乙中能正确表示pH变化的曲线是③
解析：果醋发酵时，发酵初期不通气，先由酵母菌进行酒精发酵，溶液中会产生酒精和CO2，因而有气泡产生。中期酒精发酵继续，可以闻到酒香。后期接种醋酸菌，进行醋酸发酵，由于醋酸菌是好氧菌，因而要适当通气，但醋酸菌的最适生长温度高于酵母菌，因而后期要适当升高温度，酒香会逐渐变成醋香。发酵开始时无氧呼吸产生酒精和CO2，pH会稍下降。接种醋酸菌后产生醋酸，pH会下降更快，因而曲线②可以表示整个发酵过程培养液中pH的变化。
答案：B
题型三果酒制作过程中的注意事项
下列关于果酒制作过程的叙述中，正确的是（）。
A．应先去除葡萄的枝梗，再冲洗，这样洗得彻底
B．使发酵装置的温度维持在20℃左右最好
C．在发酵过程中，需从充气口不断通入空气
D．由于酵母菌的繁殖能力很强，因此不需对所用装置进行消毒处理
解析：在选葡萄时应先冲洗1～2次，再去除枝梗，以防葡萄破损被杂菌污染；酵母菌的繁殖力虽然很强，但仍要对所用装置进行消毒处理，因为其内含有微生物，会影响酒的品质；20℃左右最适合酵母菌繁殖。
答案：B
1．以下反应不属于果酒和果醋发酵过程中可能出现的反应式的是（）。
A．C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2OB．C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2
C．CO2＋H2O→（CH2O）＋O2D．C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O
2．在酒精发酵装置中，排气口要和一个长而弯曲的胶管连接，其主要目的是（）。
A．让产生的气体缓慢排出B．防止杂菌污染
C．防止散热过多D．有利于通过排气口进行气体交换
3．（2010北京理综）在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是（）。
A．让发酵装置接受光照B．给发酵装置适时排气
C．向发酵装置通入空气D．将发酵装置放在45℃处
4．在啤酒工业生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答下面的问题。
（1）该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是____________________________。
（2）酒精主要是啤酒酵母菌进行__________作用产生的代谢产物。
（3）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他发酵产物。其余1.5%则用于________________________________________________________________________。
（4）请写出麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应式。

答案：1．C　A项属于果酒发酵初期阶段的反应式；B项属于果酒发酵产酒阶段的反应式；C项属于光合作用的反应式；D项属于果醋发酵过程的反应式。
2．B　排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。
3．B　酵母菌发酵产生CO2，故应适时排气。酵母菌无氧发酵不需要氧气、光照。45℃温度太高，不适合酵母菌的无氧呼吸。
4．解析：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖，种群数量增加很快，无氧时能分解糖类产生酒精，释放出的能量，大部分储存在发酵产物中，极少数用于自身生长发育。
答案：（1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸　（2）无氧呼吸
（3）自身的生长繁殖　（4）C12H22O11＋H2O→2C6H12O6　C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2

选修一生物3.1菊花的组织培养学案（人教版）

一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备，作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，帮助高中教师提高自己的教学质量。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢？小编为此仔细地整理了以下内容《选修一生物3.1菊花的组织培养学案（人教版）》，仅供参考，大家一起来看看吧。

课题1　菊花的组织培养
1．说出植物组织培养的基本原理。
2．学习植物组织培养的基本技术。
3．进行菊花或其他植物的组织培养。
一、植物组织培养的基本原理
植物细胞具有________。即植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于______状态时，在一定的__________、______和其他外界条件的作用下，表现出可以发育成____________的能力。
二、植物组织培养的基本过程
1．在植物的个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现________的差异，形成这些差异的过程叫做__________。
2．过程
离体的植物细胞、组织、器官――→(脱分化)组织――→(　)丛芽或根等――→(生长)完整的植物体
思考：马铃薯长期种植，产量会降低而且易感染病毒，要想提高马铃薯的产量，培育无病毒的马铃薯应该怎么办？
三、影响植物组织培养的因素
1．材料的选择
植物材料的选择直接关系到实验的成败。植物的种类、材料的______和________________等都会影响实验结果。菊花的组织培养，一般选择____________的茎上部新萌生的侧枝。
2．培养基
植物组织培养需要适宜的培养基，常用的是______培养基，其主要成分包括：__________，如N、P、K、Ca、Mg、S；__________，如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co；________，如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素，以及______等；还常常需要添加______________。
3．植物激素
植物激素中________和____________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。培养基中添加的植物激素的______、________________以及____________等，都会影响实验结果。以生长素和细胞分裂素为例。
使用顺序实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞____，
但细胞不____
先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞____________
同时使用______频率提高

生长素/细胞分裂素比值与结果
比值高时有利于____的分化，抑制____的形成
比值低时有利于____的分化，抑制____的形成
比值适中促进__________形成
4.其他影响因素
pH、温度、光照等条件是重要因素，不同的植物对各种条件的要求往往不同。进行菊花的组织培养时，一般将pH控制在______左右，温度控制在________℃，每日用日光灯照射____h。
四、实验操作
1．制备MS固体培养基
（1）配制各种母液。
（2）配制培养基。
（3）灭菌
将分装好的培养基连同其他器械一起进行__________________。
2．外植体消毒
菊花茎段用水冲洗、加洗衣粉用软刷进行刷洗、用流水冲洗，吸干水分。外植体要用体积分数为70%的酒精______，然后用无菌水清洗，吸干表面的水分，再用质量分数为0.1%的氯化汞______，最后用________清洗。
3．接种
所有的接种操作都必须在________旁进行，并且每次使用器械后，都需要用______________。
4．培养
接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养，培养期间应定期______。
5．移栽
6．栽培

答案：一、全能性　离体　营养物质　激素　完整的植株
二、1.稳定性　细胞分化
2．愈伤　再分化
思考：长期进行无性繁殖的植物，只有根尖和茎尖中几乎无病毒，因此可利用植物组织培养获得无病毒的马铃薯植株。
三、1.年龄　保存时间的长短　未开花植株
2．MS　大量元素　微量元素　有机物　蔗糖　植物激素
3．生长素　细胞分裂素　浓度　使用的先后顺序　用量的比例　分裂　分化　既分裂也分化　分化　根　芽　芽　根　愈伤组织
4．5.8　18～22　12
四、1.高压蒸汽灭菌
2．消毒　消毒　无菌水
3．酒精灯　火焰灼烧灭菌
4．消毒
1.细胞分化与植物细胞的全能性
多细胞生物体，一般是由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育而成的。细胞分裂只能繁殖出许多含有相同遗传物质的细胞，只有经过细胞分化才能形成不同的组织，进一步形成各种器官、系统，从而完成生物的个体发育过程。当细胞分化开始时，受遗传因素和环境因素的调节，不同细胞的不同基因会在特定的时间、空间被激活，活化一段时间后有些基因的活动停止，而有些基因还在继续活动，从而产生了特定的蛋白质（即基因有选择性的表达），进而产生了不同的组织，也就是在个体发育中相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异——细胞分化，这是发生在生物体一生中的一种持久变化，当然胚胎时期达到最大限度。一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
由于体细胞大多是通过有丝分裂繁殖而来的，一般已经分化的细胞仍有一套和受精卵相同的染色体，含有与本物种相同的DNA分子。因此，已分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能，即全能性。在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。植物细胞的全能性比较强，动物细胞的全能性受到了限制，特别是一些高度特化的动物细胞，很难用它培养成一个新个体，但它的细胞核中仍有保持物种遗传性的全部遗传物质，保持着全能性，例如已取得成功的克隆羊——多利就是一例。
2.愈伤组织
愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。它容易与根尖、茎尖的分生组织发生混淆。可以通过下表比较根尖分生组织和愈伤组织的异同。
组织类型细胞来源细胞形态细胞结构细胞排列细胞去向
根尖
分生组织受精卵正方形无液泡紧密分化成多种细胞组织
愈伤组织高度分化细胞无定形高度液泡化疏松再分化成
新个体
相同点都通过有丝分裂进行细胞增殖
3.污染的预防
污染就是指在组织培养过程中，培养容器内滋生菌斑，使培养材料不能正常生长发育，从而导致培养失败的现象。植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高，对无菌操作的要求非常严格。
污染有两种类型，一种是细菌污染一般是由接种人员造成的，如未戴口罩，接种时说话，或手及器械消毒不严等。另一种是真菌污染可能是由植物材料灭菌不当造成的。
可以通过以下措施做好预防。
（1）防止外植体带菌。①选择好外植体采集时期和采集部位。外植体采集以春秋为宜，优先选择地上部分作为外植体，阴雨天勿采，晴天下午采，采前喷杀虫剂、杀菌剂或套塑料袋。②在室内或无菌条件下进行预培养。③外植体严格消毒。做消毒效果试验，多次消毒和交替消毒。
（2）保证培养基及接种器具彻底灭菌。①分装时，注射器勿与瓶接触，培养基勿粘瓶口。②检查封口膜是否有破损。③扎瓶口要位置适当、松紧适宜。④保证灭菌时间和高压锅内温度。⑤接种工具使用前彻底灭菌。⑥工作服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌。
（3）操作人员严格遵守无菌操作规程。如一定要规范着装，操作过程中不说话等。
（4）保证接种与培养环境清洁。①污染瓶经高压灭菌后再清洁。②接种环境定期熏蒸消毒、紫外灯照射或用臭氧灭菌和消毒。③定期对培养室消毒、防止高温。
对外植体进行表面消毒时，既要考虑到药剂的消毒效果，又要考虑到植物的耐受力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。消毒用过的有毒药品应收集后统一交给有关专业部门处理，以免引起环境污染。
一旦发现培养材料被污染，特别是真菌性污染，一定不要打开培养瓶。应先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅中灭菌后，再打开培养瓶进行清洗。
题型一细胞的全能性
下列实例中能体现细胞全能性的是（）。
①用培养基培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株②植物用种子进行繁殖　③用单个烟草组织培育出了可育的完整植株
A．①②B．①③C．②③D．①②③
解析：①和③都属于已分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代，实际上是由一个受精卵，通过细胞的增殖和分化发育成新个体，是由未经分化的细胞（受精卵）发育成新个体的过程，因此不能体现细胞全能性。
答案：B
题型二植物细胞表达全能性的条件
植物细胞表现出全能性的必要条件是（）。
A．给予适宜的营养和外界条件
B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后的具有完整细胞核的细胞或组织，给予适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管细胞的细胞核移植到去核卵细胞中
解析：在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。当植物细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件的作用下，植物细胞就可以表现出全能性。
答案：C
反思领悟：植物细胞表达全能性的条件：一是离体的组织或细胞；二是需要一定的激素、营养及其他适宜条件；三是具有完整细胞核的细胞。
题型三植物组织培养的过程及影响因素
（2010安徽理综）草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：
外植体――→①愈伤组织――→②芽根―→植株
请回答下列问题。
（1）微型繁殖培育无病毒草莓时，一般选取____________作为外植体，其依据是________________。
（2）在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和____________，在配制好的培养基中，常常需要添加____________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2～5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是____________。
（3）在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是____________________________________________。
解析：（1）植物组织培养时常采用根尖或茎尖部位，原因是该部位含病毒极少，甚至无病毒。
（2）MS培养基的成分包括大量元素、微量元素和有机物，在配制好的培养基中，常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素。植物组织培养也应注意无菌操作。
（3）生长素用量比细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化，比值高时，有利于根的分化。
答案：（1）茎尖（或根尖）　茎尖（或根尖）病毒极少，甚至无病毒　（2）有机物　植物激素　外植体消毒不彻底　（3）培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低
1．下列关于细胞分化的叙述，错误的是（）。
A．细胞分化是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命过程中
B．细胞分化在胚胎时期达到最大限度
C．随着细胞分化的进行，细胞中的遗传物质种类会发生变化
D．高度分化的动物细胞的细胞核保持着全能性
2．下列有关植物组织培养的叙述，错误的是（）。
A．植物组织培养的原理是细胞的全能性B．主要包括脱分化和再分化两个阶段
C．外植体形成愈伤组织的过程需要阳光D．植物组织培养的过程中要求无菌操作
3．下列关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（）。
A．愈伤组织的形成是离体的植物细胞分化的结果
B．愈伤组织的形成是离体的植物细胞分裂的结果
C．愈伤组织的形成是离体的动物细胞分化的结果
D．愈伤组织的形成是离体的动物细胞分裂的结果
4．下列关于接种时应注意的事项，全部正确的是（）。
①接种室要消毒　②无菌操作　③接种时可以谈话　④外植体如茎段、茎尖可随机放入培养基　⑤接种时要防止交叉污染　⑥接种完立刻盖好瓶口
A．①②③④B．①②③④⑤⑥C．③④⑤⑥D．①②⑤⑥
5．在离体的植物组织、器官或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，需要下列哪些条件？（）
①消毒灭菌　②一定浓度的植物激素　③适宜的温度　④充足的光照　⑤充足的养料
A．①③④⑤B．②③⑤C．①②③D．①②③⑤

答案：1．C　细胞分化不会使遗传物质种类发生变化，它的实质是遗传物质在时间和空间上有选择性地表达。
2．C　植物组织培养是指离体的植物细胞、组织或器官在无菌操作下经脱分化和再分化形成完整植物体的过程，其原理是植物细胞的全能性。在脱分化形成愈伤组织的过程中，恒温箱的门应该关闭，不必见光，因为在无光条件下愈伤组织长得更快。
3．B　愈伤组织只存在于植物细胞；离体的植物组织细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。
4．D　整个接种过程必须在无菌条件下进行，不能谈话，防止呼吸产生污染，因此操作过程应禁止谈话，并戴口罩；接种的外植体放入培养基时注意将形态学下端插入，而且分布均匀，不能随机放入，以保证必要的营养和光照条件。
5．D　离体的植物相关结构在形成愈伤组织的过程中不需要光照，因为该过程无法进行光合作用，其营养物质来自培养基。

选修一生物4.3酵母细胞的固定化学案（人教版）

作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，使教师有一个简单易懂的教学思路。那么如何写好我们的教案呢？下面是小编精心为您整理的“选修一生物4.3酵母细胞的固定化学案（人教版）”，相信您能找到对自己有用的内容。

课题3　酵母细胞的固定化
1．说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
2．尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
一、固定化酶的应用实例
1．高果糖浆的生产需要使用______________，它能将葡萄糖转化成果糖。这种酶的________好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。
2．葡萄糖异构酶固定：将酶固定在一种颗粒状的______上，再将这些酶颗粒装到一个________内，柱子底端装上分布着许多小孔的______。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入。
3．高果糖浆的生产操作：生产过程中，将____________从反应柱的上端注入，使其流过反应柱，与______________接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。
二、固定化技术的方法
1．固定化酶和固定化细胞技术是利用______或______方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。一般来说，酶更适合采用__________和__________法固定化，而细胞多采用______法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的细胞难以被______或______，而个小的酶容易从__________中漏出。
2．包埋法固定化细胞即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的____________中。常用的载体有______、________、海藻酸钠、____________和____________等。
三、实验操作
1．酵母细胞的活化
在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于______状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2．配制物质的量浓度为0.05molL－1的CaCl2溶液
3．配制海藻酸钠溶液
配制海藻酸钠溶液时要用酒精灯加热，边加热边______，加热时要用______，或者__________，直至完全溶化。
4．海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。
5．固定化酵母细胞
以______的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的________溶液中，形成凝胶珠状，将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡____min左右。
6．将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2～3次，放入用于发酵的葡萄糖溶液中，再置于25℃下发酵24h后，会发现有气泡产生，同时有酒味散发。
工业生产中，细胞的固定化是在__________的条件下进行的。

答案：一、1.葡萄糖异构酶　稳定性
2．载体　反应柱　筛板
3．葡萄糖溶液　葡萄糖异构酶
二、1.物理　化学　化学结合　物理吸附　包埋　吸附　结合　包埋材料
2．多孔性载体　明胶　琼脂糖　醋酸纤维素　聚丙烯酰胺
三、1.休眠
3．搅拌　小火　间断加热
5．恒定　CaCl2　30
6．严格无菌
1．直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的比较
直接使用酶固定化酶固定化细胞
酶的种类一种或几种一种一系列酶
常用载体—高岭土、皂土、硅胶、凝胶明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺
制作方法—化学结合法、物理吸附法包埋法
是否需要
营养物质否否是
催化反应单一或多种单一一系列
反应底物各种物质（大分子、小分子）各种物质（大分子、小分子）小分子物质
优点催化效率高，低耗能、低污染等酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用成本低，操作更容易
不足对强酸、强碱、高温和有机溶剂等环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的固定后的细胞与反应物不容易接近，尤其是大分子物质，可能导致反应效率下降等
2．具体操作过程中的注意事项
（1）酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要1h左右。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。
（2）加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，关系到实验的成败，一定按照教材的提示进行操作。海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
凝胶珠颜色过浅，呈白色，说明海藻酸钠溶液浓度低，包埋细胞少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭球形，则说明海藻酸钠溶液浓度偏高，制作失败。
（3）刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法。一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。
题型一酶或细胞固定化的方法
试分析下图中，哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似？（）
解析：A、B选项适合于酶的固定化，C选项既用于酶固定，也可用于细胞固定。制备固定化酵母细胞用的是包埋法，即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中，所以与D选项相似。
答案：D
反思领悟：固定化酶和固定化细胞通常采用包埋法、化学结合法和物理吸附法。海藻酸钠作载体制备的是固定化酵母细胞。
题型二固定化酶或细胞的制备过程
在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2溶液的作用是（）。
A．用于调节溶液pHB．用于进行离子交换
C．用于胶体聚沉D．用于为酵母菌提供Ca2＋
解析：海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，其作用机理是由于盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引，形成更大的胶体颗粒，类似于人体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应。
答案：C
题型三酶和细胞固定化技术的应用
（2010江苏高考改编）下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述不正确的是（）。
A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
B．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C．图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触
D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中
解析：刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。
答案：A
1．固定化酶技术常采用（）。
A．包埋法B．化学结合和物理吸附法
C．活化法D．微囊化法
2．在使用包埋法固定细胞中，下列哪一项不是常用的载体？（）
A．明胶B．琼脂糖C．海藻酸钠D．纤维素
3．下面是制备固定化酵母细胞的步骤，其中排列顺序正确的是（）。
①配制CaCl2溶液　②配制海藻酸钠溶液　③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合　④酵母细胞的活化　⑤固定化酵母细胞
A．①②③④⑤B．④①③②⑤C．④⑤②①③D．④①②③⑤
4．下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是（）。
A．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显
B．固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧
C．利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件
D．利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物
5．（2011江苏高考）下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是（）。
A．酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶
B．透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化
C．棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤
D．多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层

答案：1．B　酶的体积较小，容易从包埋材料中漏出来，所以一般采用化学结合和物理吸附法固定化。
2．D　常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
3．D　制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。
4．A　A项中，固定化细胞技术最大的用途就是连续催化反应。B项中，不需控制溶解氧；C项中，不需各种营养条件；D项中，糖类的作用不只是作为反应底物。
5．A　酸解法不能用于酶的分离与纯化，棉织物可以使用添加纤维素酶的洗衣粉洗涤，纤维素酶虽不能直接去除衣物上的污垢，但能使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗涤剂充分接触，使洗涤剂的去污效果更好。多酶片中的胃蛋白酶应位于片剂的最表层。