必看丨破解高考生物套路，生物选修一迅速掌握
2017年高考临近，本文对选修一生物技术实践三年高考考点进行分析、考纲的变化分析以及在高三备考中该块内容提出一点建议，小伙伴们可要认真阅读。
1.全国卷近3年（）关于生物技术实践的考题表解（包含年份、题号、分数和考点）
2014新课标Ⅰ卷.39
2014新课标II卷.39
2015新课标Ⅰ卷.39
2015新课标II卷.39
微生物的培养与分离
微生物的培养与计数
微生物的培养与计数、植物有效成分的提取
植物有效成分的提取
2016新课标Ⅰ卷.39
2016新课标II卷.39
2016新课标Ⅲ卷.39
微生物的培养
微生物培养
果酒果醋的制作
微生物的分离
2.全国卷近3年（）关于生物技术实践的考题（选）
（2016新课标Ⅰ卷）(乙卷)39．【生物——选修1：生物技术实践】（15分）
空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：
①配制培养基（成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）；
②制作无菌平板；
③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；
④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题：
（1）该培养基中微生物所需的氮来源于＿＿＿＿＿，若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是＿＿＿＿。
（2）步骤③中，实验组的操作是＿＿＿＿＿。
（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了＿＿＿＿＿现象。若将30（即36－6）个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法＿＿＿＿（填“正确”或“不正确”）。
【答案】（15分）
(1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂
(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间
(3)污染 不正确
（2015新课标卷Ⅱ，39，15分）39.【生物——选修1：生物技术实践】（15分）
回答与胡萝卜素有关的问题：
⑴胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是（填“α-胡萝卜素”，“β-胡萝卜素”或“γ-胡萝卜素”），该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该病疾称为，胡萝卜素是（填“挥发性”或“非挥发性”）物质。
⑵工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，（填“需要”或“不需要”）将新鲜的岩藻干燥。
⑶现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是。
【答案】⑴β-胡萝卜素 维生素A 夜盲症 非挥发性（每空2分，共8分）
⑵需要（2分）
⑶乙酸乙酯（2分） 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇属于水溶性有机溶剂，影响萃取效果（3分，其他答案合理也给分）
3.近3年全国卷生物技术实践考过和未考过的考点
3.1考过的考点：
1、微生物的培养，培养基的成分
2、微生物计数
3、果酒果醋制作的原理核细胞呼吸
4、泡菜的制作
5、微生物的分离
6、胡萝卜素的萃取
7、平板画线法和稀释涂布平板法
8、纤维素分解菌的鉴定
3.2未考过的考点：
1、腐乳的制作
2、亚硝酸盐的测定
3、植物组织培养（2017年该内容移到选修三，所以不会在选一考查了）
4、酶的研究与应用（考纲不做要求）
5、DNA的提取与鉴定（实验要求在选三的基因工程中）
6、PCR（2017年该内容移到选三，所以不会在选一考查了）
7、蛋白质的提取和分离
4.归纳及备考建议
4.1 考纲变化与复习建议
①删除了植物组织培养
植物组织培养2016年的考纲是在选一和选三都有，即这块内容在选一和选三都可以考，现在（2017）植物组织培养只在选三考查。植物组织培养技术是植物细胞工程的基础和植物基因工程的基础，所以植物组织培养可以多方面渗透，复习时也要注意这方面的变化。这样对组培的考查可能更有针对性了。所以选择上选修一教材的老师这一部分内容可以不上。
②增加了“对某种微生物数量的测定”
这个考点对应专题2微生物培养与应用的课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。虽然计数是新增加的内容，但近三年都有考到（如：2016年Ⅰ卷、2015年Ⅰ卷、2014年Ⅱ等），所以也不算什么新考点了。
③变化：利用微生物进行发酵来生产特定的产物（2016）→利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用（2017）。
这个考点对应传统发酵技术，增加了微生物在其他方面的应用。这个变化看来是增加了微生物应用的难度和范围。实际上这个“其他方面”课本并没有对应的其他内容，可以不用太担心。
PCR技术在选修一课本中有具体的章节，但去年无论在选修一还是在选修三都不做要求，选三的考纲有一个变化就是：基因工程的原理及技术（2016）→基因工程的原理及技术（含PCR技术）（2017），这个变化说明PCR获取目的基因可以在选三中名正言顺的考查了，但这也不是说咱们选做上选三的老师必须将选一的PCR拿来大讲特讲，而只需知道PCR是获取目的基因的常用方法，知道PCR的原理、条件、产物即可。因为PCR只在基因工程的名下考查。所以上选一的老师，PCR可以不做要求。
4.2 考纲要求
考纲对选一的考点要求都是“掌握程度参考本考试说明中的：一、考试的能力要求
2.实验与探究能力”。那么这句话是什么意思呢？即有一下四条：
①能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
②具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
③具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
④能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。
看起来挺复杂的，实际上就是这些实验能知道实验目的、原理、方法和操作步骤以及细节就行了，关键是能做题。
4.3 归纳及备考建议
选修三教材一共有6个专题，2017年考试说明对专题3植物组织培养和专题4酶的研究与应用和专题5DNA与蛋白质技术不做要求，对其他3个专题都有要求，但近三年全国卷对各个专题都有涉及，重点在专题2微生物的培养与应用。
使用全国卷的地区选修一和选修三分别位于39题和40题，两题任选一题，难度相当，都是15分。以安徽为例，2016年选做选修一的大概占40%左右，选做选修三的占60%。选做选三的学生多于选一的原因可能与选一实验多有关。实际上选修一从题目来看，可能更容易得满分。从今年的考纲看，选一内容要少于选三内容，但也不轻松。
选修教材是必修教材的延伸、拓展和补充，所以和必修能有联系的内容可能更容易结合必修内容出题。比如，果酒果醋原理与细胞呼吸、微生物与细胞呼吸、微生物与物质鉴别、微生物与原核细胞真核细胞、微生物培养与动物细胞培养和植物组织培养，并且必修三也有关于微生物的血细胞计数板计数技术。所以微生物培养成为每年的热点考查的考点。所以复习时，应放重点注意微生物培养及应用。
1.测定微生物数量的常用方法
(1)显微镜直接计数法
①原理:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。
②方法:用计数板计数。
③缺点:不能区分死菌与活菌。
(2)间接计数法(活菌计数法)
①原理:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
②计算公式:每克样品中的菌株数=(C÷V)×M,其中,C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。
③操作:设置重复组,增强实验的说服力与准确性。同时为了保证结果准确,一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。
2.正确理解“选择菌落在30～300的平板”计数
(1)只得到1个菌落数在30～300的平板是错误的。原因是不符合实验的重复原则,易受到偶然因素的影响。
(2)并不是只要得到3个“菌落数在30～300的平板”即可,而应该是涂布的同一稀释度的平板符合“菌落数在30～300的平板”且无较大差异,才能按照计算公式进行计算,如得到3个平板菌落数分别为230,30,240,虽然菌落数均在“30～300”之间,但“30”与“230”“240”差异太大,应重新实验找出原因。
(1)选择培养基和鉴别培养基的辨析
选择培养基一般只生长特定的微生物,鉴别培养基可以存在其他微生物,而且能鉴别特定的微生物。
3.平板划线法和稀释涂布平板法的选用依据
微生物的接种方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,根据接种的目的不同选用不同的接种方法。
①平板划线法可对混合菌进行分离,这种方法可以观察菌落特征,但不能用于计数。
②稀释涂布平板法可对混合菌进行分离,该方法可以计数、可以观察菌落特征,由于长成的一个单菌落也可能来自样品中的2～3或更多个细胞,所以该方法计数的结果往往比实际值偏低。
1.选择培养基的配制
(1)利用某一类微生物的特殊营养要求配制培养基。如培养基中缺乏氮源时,可以分离出固氮微生物;以尿素为唯一氮源的培养基可分离出分解尿素的微生物等。
(2)利用某一类微生物的化学抗性配制培养基。如培养基中加入四环素,可以分离出对四环素具有抗性的微生物等。
(3)利用某一类微生物的物理抗性配制培养基。如改变微生物的培养条件,将培养基放在高温环境中培养,可以分离出耐高温的微生物等。
1.培养基有液体培养基、固体培养基（含凝固剂）和半固体培养基三种类型。
2.培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种成分。在配制培养基时，除满足营养需求外，还应考虑pH、氧气及特殊营养物质的需求。
3．无菌技术包括消毒和灭菌。消毒是使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括牙孢和孢子），常用的方法有：煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法。灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括牙孢和孢子。常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。
4．制备固体培养基的流程是：计算→称量→溶化→灭菌（成败最关键的一步）→倒平板。倒平板的目的是防止培养皿盖上的水滴滴入培养基造成污染。
5. 纯化微生物的方法有：平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法要求多次划线,稀释涂布平板法要求菌液要充分地稀释。
6.只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。筛选分解尿素的细菌应以尿素作为培养基中的唯一氮源。
7.测定微生物的数量常用稀释涂布平板法（活菌）和显微镜直接计数法。微生物的计数要求制作多个平板,且每个平板上能长出 30～300 个菌落的方可作为计数依据。
8.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，则可以初步鉴定该种细菌能够分解尿素。
9.纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。前两种酶将纤维素分解为纤维二糖，第三种酶再分解为葡萄糖。
10.尿素分解菌和纤维素分解菌的分离都运用了选择培养基,前者所用的培养基中尿素是唯一的氮源,后者所用的培养基中纤维素是唯一的碳源。
下面是小编为大家整理的选修一重点知识点，同学们一定要在有限的时间内熟悉掌握，决胜高考。
高中生物选修1
专题一传统发酵技术的应用
课题1 果酒和果醋的制作
1、发酵：通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。
2、有氧发酵：醋酸发酵谷氨酸发酵·
无氧发酵：酒精发酵乳酸发酵
3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌·酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要)分裂生殖孢子生殖
4、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。
C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O
5、在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。
C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2
6、20℃左右最适宜酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃
7、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在发酵过程中,随着酒精浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色.在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。
8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂
9、当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
2C2H5OH＋4O2→CH3COOH＋6H2O
10、控制发酵条件的作用①醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。③有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。
11、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋）
12、酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液2ｍL，再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色.
13、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应该充气口连接气泵，输入氧气。
（1）你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？
应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
（2）你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？
如：要先冲洗葡萄，再除去枝梗；榨汁机、发酵装置要清洗干净，并进行酒精消毒；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
（3）制葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～25℃？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35℃？
温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20℃左右最适合酵母菌的繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35℃，因此要将温度控制在30～35℃。
课题2 腐乳的制作
1、多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌。代谢类型是异养需氧型。生殖方式是孢子生殖。营腐生生活。
2、原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
3、实验流程：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
4、酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。
前期发酵的主要作用：1.创造条件让毛霉生长。2.使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过各种辅料与酶的缓解作用，生成腐乳的香气。
5、将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70％左右，水分过多则腐乳不易成形。*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：
(烘干前容器和样品质量-烘干后容器和样品质量)/烘干前样品质量毛霉的生长：条件：将豆腐块平放在笼屉内，将笼屉中的控制在15～18℃，并保持一定的温度。
来源：1.来自空气中的毛霉孢子，2. 直接接种优良毛霉菌种
·加盐腌制：将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中，同时逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐腌制的时间约为8天左右。
用盐腌制时，注意控制盐的用量：盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高会影响腐乳的口味
·食盐的作用：1.抑制微生物的生长，避免腐败变质2.析出水分，是豆腐变硬，在后期制作过程中不易酥烂3.调味作用，给腐乳以必要的咸味4.浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。
·配制卤汤：卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量一般控制在12%左右。
·酒的作用：1.防止杂菌污染以防腐2.与有机酸结合形成酯，赋予腐乳风味3.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。
·香辛料的作用：1.调味作用2.杀菌防腐作用3.参与并促进发酵过程
·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消毒。②装瓶时，操作要迅速小心。整齐地摆放好豆腐、加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。
（1）利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事？
豆腐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。
（2）为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？
盐能防止杂菌污染，避免豆腐腐败。
（3）我们平常吃的豆腐，哪种适合用来做腐乳？
含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量高的豆腐制作腐乳，不易成形。
（4）吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢？它对人体有害吗？它的作用是什么？
“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（匍匐菌丝），对人体无害。它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。
课题3 制作泡菜
·制作泡菜所用微生物是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型。在无氧条件下，降糖分解为乳酸。分裂方式是二分裂。反应式为：
C6H12O62C3H6O3+能量
含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸杆菌常用于生产酸奶。
·亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂。
·膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，国家规定肉制品中不超过30mg/kg，酱腌菜中不超过20mg/kg，婴儿奶粉中不超过2mg/kg。亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外，但在适宜pH、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。
·一般在腌制10 天后亚硝酸盐含量开始降低，故在10天之后食用最好
*测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下，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，与已知浓度的标准显色液目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐含量。
专题二微生物的培养与应用
课题1 微生物的实验室培养
·培养基：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质，是进行微生物培养的物质基础。
·培养基按照物理性质可分为液体培养基半固体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂（是从红藻中提取的一种多糖，在配制培养基中用作凝固剂）后，制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液体培养基应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的分离和鉴定，半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。
·按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成，其中成分的种类比例明确，常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成，常用于实际工业生产。
·按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长。鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。
·培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。
·碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源；糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。
·氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+（无机氮源）蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有机氮源）等。只有固氮微生物才能利用N2。
·培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性，培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性，培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件
·无菌技术·获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，要注意以下几个方面：
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？
答：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
·消毒与灭菌的区别
消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法（对于一些不耐高温的液体）还有化学药剂（如酒精、氯气、石炭酸等）消毒、紫外线消毒。
灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
灭菌方法：
①接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；
②玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法，所用器械是干热灭菌箱；
③培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。
④表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法，所用器械是紫外灯。
理化因素的作用强度
消灭微生物的数量
芽孢和孢子能否被消灭
部分生活状态的微生物
全部微生物
制作牛肉膏蛋白胨固体培养基
（1）方法步骤：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
（2）倒平板操作的步骤：
①将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞。
②右手拿锥形瓶，将瓶口迅速通过火焰。
③用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基（约10～20mL）倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。
④等待平板冷却凝固，大约需5～10min。然后，将平板倒过来放置，使培养皿盖在下、皿底在上。
·倒平板操作的讨论
1.培养基灭菌后，需要冷却到50℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？
提示：可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。
2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？
答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？
答：平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
4.在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？
答：空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物。
纯化大肠杆菌
（1）微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。
（2）平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作。将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。
（3）稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。
（4）用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是：使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便于纯化菌种。
（5）平板划线法操作步骤：
①将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红。②在火焰旁冷却接种环，并打开棉塞。
③将试管口通过火焰。④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。
⑤将试管通过火焰，并塞上棉塞。⑥左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养皿。⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作，在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连。⑧将平板倒置放入培养箱中培养。
·平板划线操作的讨论
1.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？
答：操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。
2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？
答：以免接种环温度太高，杀死菌种。
3.在作第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？
答：划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
（6）涂布平板操作的步骤：
①将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。②取少量菌液，滴加到培养基表面。
③将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却8～10s。
④用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。
涂布平板操作的讨论
涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想，第2步应如何进行无菌操作？
提示：应从操作的各个细节保证“无菌”。例如，酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围；等等。
菌种的保存
（1）对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。
①临时保藏方法
将菌种接种到试管的固体斜面培养基上，在合适的温度下培养。当菌落长成后，将试管放入4℃的冰箱中保藏。以后每3～6个月，都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上。
②缺点：这种方法保存的时间不长，菌种容易被污染或产生变异。
（2）对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。
在3mL的甘油瓶中，装入1mL甘油后灭菌。将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20℃的冷冻箱中保存。
（1）生物的营养
营养是指生物摄取、利用营养物质的过程。营养物质是指维持机体生命活动，保证发育、生殖所需的外源物质。
人及动物的营养物质：水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类。
植物的营养物质：矿质元素、水、二氧化碳等三类。
微生物的营养物质：水、无机盐、碳源、氮源及特殊营养物质五类。
（2）确定培养基制作是否合格的方法
将未接种的培养基在恒温箱中保温1～2天，无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。
课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
尿素是一种重要的农业氮肥，尿素并不能直接被农作物吸收。只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后，才能被植物利用。土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为他们能合成脲酶
尿素最初是从人的尿液中发现的
（1）实验室中微生物的筛选应用的原理
人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时抑制或阻止其他微生物生长。
（2）选择性培养基
在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。
（3）配制选择培养基的依据
根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。例如，培养基中不加入有机物可以选择培养自养微生物；培养基中不加入氮元素，可以选择培养能固氮的微生物；加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。
统计菌落数目
（1）测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。
（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理
当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活细菌。为了保证结果准确，一般设置3～5个平板，选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，因此，统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。
采用此方法的注意事项：1.一般选取菌落数在30~300之间的平板进行计数2.为了防止菌落蔓延，影响计数，可在培养基中加入TTC 3.本法仅限于形成菌落的微生物
设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。对照实验是指除了被测试的条件以外，其他条件都相同的实验，其作用是比照试验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。
实验设计包括实验方案，所需仪器、材料、用具和药品，具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑和安排。
（1）土壤取样：同其他生物环境相比，土壤中的微生物，数量最大，种类最多。在富含有机质的土壤表层，有更多的微生物生长。从富含有机物、潮湿、pH≈7的土壤中取样。铲去表层土，在距地表约3～8cm的土壤层取样。
（2）样品的稀释：样品的稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目。在实际操作中，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在30~300之间、适于计数的平板。
测定土壤中细菌的数量，一般选用104 105 106
测定放线菌的数量，一般选用103 104 105
测定真菌的数量，一般选用102 103 104
（3）微生物的培养与观察
不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌30~37℃ 1~2天
放线菌25~28℃5~7天霉菌25~28℃3~4天
每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足而导致一楼菌落的数目。一般来说，在一定的培养条件下（相同的培养基、唯独及培养时间），同种微生物表现出稳定的菌落特征。形状、大小、隆起程度、颜色
（1）如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？
统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值
每克样品中的菌落数=（C/V）*M 其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（ml），M代表稀释倍数
课题3 分解纤维素的微生物的分离
纤维素，一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是地球上含量最丰富的多糖类物质。
纤维素与纤维素酶
（1）棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
（2）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养。
纤维素分解菌的筛选
（1）筛选方法：刚果红染色法。能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。
（2）刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理
刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红－纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这样，我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
分离分解纤维素的微生物的实验流程
土壤取样→选择培养（此步是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定）→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落
（1）土壤采集选择富含纤维素的环境。
（2）刚果红染色法分离纤维素分解菌的步骤倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板
（3）刚果红染色法种类
一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入刚果红。
对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选后，只是分离纯化的第一步，为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。
（1）为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？
由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。
（2）将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？
将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10cm左右腐殖土壤中。
（3）两种刚果红染色法的比较
方法一是传统的方法，缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂问题，缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是：有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。
（4）为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？
在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。
专题六 植物有效成分的提取
6.1植物芳香油的提取
1.天然香料的主要来源是植物和动物。动物香料主要来源于麝、灵猫、海狸和抹香鲸等。不同植物的根、茎、叶、花、果实、种子都可以提取芳香油。
2.植物芳香油具有很强的挥发性，主要包括萜类化合物及其衍生物。提取方法有蒸馏、压榨、萃取等，具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。
3.水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸汽将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后水油分层。包括水中蒸馏（原料放在沸水中加热蒸馏）、水上蒸馏（原料隔放在沸水上加热蒸馏）和水汽蒸馏（利用外来高温水蒸气加热蒸馏）。
4.水中蒸馏法会导致原料焦糊和有效成分水解，对于有些原料（如柑橘和柠檬）不适用，通常用压榨法。
5.蒸馏装置所有仪器必须事先干燥，保证无水。整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，其中左边的部分通过加热进行蒸馏，中部将蒸馏物冷凝，右边的部分用来接收。安装仪器一般都按照自下而上、从左到右的顺序。可在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止液体过度沸腾。要先通水再加热。在整个蒸馏过程中，应保证温度计的水银球上常有因冷凝作用而形成的液滴。控制蒸馏的时间和速度，通常以每秒1～2滴为宜。蒸馏完毕，应先撤出热源，然后停止通水，最后拆卸蒸馏装置，拆卸的顺序与安装时相反。
6.玫瑰精油的提取
1）玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，可用水中蒸馏法提取。
2）提取玫瑰精油的实验流程：
①鲜玫瑰花+清水：采集盛花期（5月中上旬）的玫瑰花，清水清洗沥干；称取50g玫瑰花放入蒸馏瓶，添加200mL蒸馏水。
②水蒸气蒸馏：温度不要太高，最好延长蒸馏时间，控制蒸馏时间和速度为1～2滴/秒，可以保证品质。
③油水混合物：获得乳白色乳浊液。
④分离油层：向乳浊液加入0.1g/mL NaCl溶液后，促使油和水的分离，利用分液漏斗分离出上面的油层。
⑤除去水分：向油层中加入无水硫酸钠吸收油层中的水分，24h后过滤，得到玫瑰油。
7.橘皮精油的提取
1）橘皮精油的主要成分为柠檬烯，主要分布在橘皮中，由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般用萃取法。
2）提取橘皮精油的实验流程：
①石灰水浸泡：新鲜橘皮含大量的果蜡、果胶和水分，将其干燥去水，并用石灰水浸泡，可以提高出油率，并防止压榨时滑脱，降低压榨液黏稠度，过滤不堵塞筛眼。
②漂洗：浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净，沥干。
③压榨：将橘皮粉碎，加入相当于橘皮质量0.25％小苏打和5％硫酸钠后（促进油和水的分离），用压榨机压榨得到压榨液。
④过滤：用布袋过滤除去固体物和残渣，滤液再高速离心处理除去质量较小的固体残留物，再用分液漏斗或吸管分离出上层橘皮油。
⑤静置：将橘皮油在5～10℃冰箱中静置5～7d，使杂质沉淀，分离出上层澄清橘皮油。
⑥再次过滤：将下层橘皮油用滤纸过滤，滤液与上层橘皮油合并，得到最终橘皮精油。
6.2胡萝卜素的提取
胡萝卜素为橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。依据碳碳双键的数目可以划分为α、β、γ三类，其中最主要的组成成分为β-胡萝卜素。
2.一分子的β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素A,因此，胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，如夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等疾病。此外胡萝卜素常用于食品色素，最近发现还具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用。
3.工业生产上提取β-胡萝卜素的方法主要有三种：①从植物中提取；②从大面积养殖的岩藻中获得；③利用微生物的发酵生产。
4.胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但它们是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。在石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等水不溶性萃取剂中，石油醚具有较高的沸点（90-120℃），能够充分溶解胡萝卜素，在加热萃取时不易挥发，并且不与水混溶，是较为理想的萃取剂。
5.影响萃取的主要因素是萃取剂的性质和使用量；次要因素是原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。一般来说，原料颗粒小，萃取温度高，时间长，需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。
6.提取胡萝卜素的实验流程
①粉碎：使原料与有机溶剂充分接触，增大溶解度。
②干燥：脱水温度太高，干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。
③萃取：避免明火加热，采用水浴加热，防止有机溶剂燃烧和爆炸。为防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装回流冷凝装置。
④过滤：除去萃取液中的不溶物。
⑤浓缩：用蒸馏装置加热使有机溶剂挥发，剩下的即为浓缩的胡萝卜素。
7.胡萝卜素的鉴定用纸层析法，如右图：在基线的A、D两点点上标准样品作为对照，在B、C两点点上萃取样品，置于层析液中（注意层析液不没过滤液点），待各种色素完全分开后，观察标准样品中位于展开剂前沿的胡萝卜素层析带，若萃取样品液出现了对应的条带，说明萃取成功。
8.植物有效成分提取的方法比较：
水蒸气蒸馏
利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来
1.水蒸气蒸馏2.分离油层3.除水过滤
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
1.石灰水浸泡、漂洗2.压榨、过滤、静置3.再次过滤
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
有机溶剂萃取
使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油
1.粉碎、干燥2.萃取、过滤3.浓缩
适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中
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