幻灯片 1选修1 生物技术实践
第一讲 传统发酵技术的应用
第二讲 微生物的培养与应用
第三讲 植物的组织培养技术
第四讲 酶的研究与应用
第五讲 DNA和蛋白质技术
第六讲 植物有效成分的提取
目 录
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幻灯片 2----
幻灯片 3----
幻灯片 4一、果酒和果醋的制作
1．制作原理
酵母菌
有氧呼吸
酒精发酵
醋酸
乙酸
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幻灯片 52．制作流程
挑选葡萄→ →榨汁→酒精发酵→
冲洗
醋酸发酵
果酒
果醋
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幻灯片 6 3．判断正误
(1)在果酒自然发酵中，需人工添加酵母菌种。 ( )
(2)红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的。 ( )
(3)变酸的酒的表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的。
( )
(4)在葡萄酒制作中，采摘的葡萄应反复冲洗，且要先除枝梗再冲洗。 ( )
×
√
×
×
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幻灯片 7二、腐乳的制作
1．原理
(1)菌种：主要是 。
(2)作用特点：
蛋白质
脂肪
毛霉
小分子肽和氨基酸
甘油和脂肪酸
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幻灯片 8 2．影响条件
(1)卤汤配制：卤汤是由酒及各种 配制而成的。加酒既 微生物的生长，又能使腐乳具有独特的香味。香辛料不但能调制腐乳的风味，还具有 作用。
(2)材料用量：
①控制盐的用量：盐的浓度过低，不足以 微生物生长，可能导致豆腐 ；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。
③酒的含量一般控制在 左右。
香辛料
抑制
防腐杀菌
抑制
腐败变质
12%
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幻灯片 9三、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
1．泡菜制作[判断正误]
(1)泡菜制作的菌种主要是醋酸菌。 ( )
(2)泡菜制作的前期通氧，后期应严格厌氧。 ( )
(3)配制盐水时，盐与水的质量比为4∶1。 ( )
×
×
×
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幻灯片 10 2．亚硝酸盐含量的测定
(1)亚硝酸盐＋对氨基苯磺酸―→反应物；反应物＋N－1－萘基乙二胺盐酸盐―→ 色染料。
(2)亚硝酸盐溶液的浓度高，颜色越深；溶液浓度低，颜色 。
(3)用显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行 ，并估算泡菜中亚硝酸盐的含量。
玫瑰红
越浅
对比
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幻灯片 11[知识体系构建]
①酵母菌 ②毛霉等 ③乳酸菌 ④无氧呼吸 ⑤醋酸菌 ⑥无氧呼吸
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幻灯片 12果酒和果醋的制作
(1)(2012·江苏卷T21AC)在果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小，果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长。 ( )
(2)(2012·江苏卷T21B)条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸。 ( )
√
√
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幻灯片 13 (3)(2010·江苏卷T7AC 改编) 在果酒和果醋制作过程中，果酒的制作过程是在缺氧条件下，而果醋整个制作过程一直处于有氧条件下。 ( )
(4)(2010·北京卷T1AD)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，让发酵装置接受光照并放在45 ℃处。 ( )
(5)(2010·北京卷T1B)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，给发酵装置适时排气。 ( )
×
×
√
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幻灯片 141．果酒和果醋的制作步骤的比较
制果酒
制果醋
相同过程
①选材和材料处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物后，再去枝梗；
②制作发酵液，防止杂菌污染；
③发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意液体量不要超过发酵瓶总体积的2/3
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幻灯片 15
制果酒
制果醋
不同过程
④将温度严格控制在18～，时间控制在10～12 d左右。发酵旺盛期的CO2产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂；
⑤检测指标：7～10 d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量，进行酵母菌的镜检、测定pH等工作
④将温度严格控制在30～ ，并注意适时通过充气口充气；
⑤检测指标：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定。还可以在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定
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幻灯片 16 2．注意事项
(1)材料的选择与处理：
选择新鲜的葡萄，榨汁前先冲洗后除去枝梗，以避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
(2)防止发酵液被污染：
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可能混入杂菌。为避免杂菌污染：榨汁机要洗净并晾干；发酵装置要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒；封闭充气口；若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
(3)控制好发酵时间与温度、果醋制作时适时充气。
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幻灯片 17高考地位
近三年来课标高考试题中，对本考点的考查较突出，考查形式既有选择题，也有非选择题
命题角度
(1)选择题一般考查果酒、果醋的制作原理发酵的条件
及操作流程中的注意事项，如典例1；
(2)非选择题一般通过对发酵装置的设计或解读考查制
作果酒和果醋的基本原理和方法、发酵的条件，如
典例2。
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幻灯片 18 [典例1] (2013·潍坊模拟)下列关于果酒和果醋制作的叙述，正确的是 ( )
A．在制作果酒和果醋实验中，一直保持厌氧环境
B．温度对酵母菌酒精发酵的影响很大，而对醋酸菌的发酵影响不大
C．当氧气、糖源充足时，醋酸杆菌能将果汁中的糖发酵为醋酸
D．由于酵母菌的繁殖能力很强，不需对所用装置进行消毒处理
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幻灯片 19 [解析] 酒精发酵用酵母菌，醋酸发酵用醋酸菌，温度是酵母菌和醋酸菌生长和发酵的重要条件。酒精发酵时一般将温度控制在18～25℃，醋酸发酵时将温度严格控制在30～35℃。发酵过程应注意防止杂菌污染，对所用装置进行消毒处理。
[答案] C
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幻灯片 20 [典例2] (2010·海南高考)葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：
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幻灯片 21 (1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是________________________。
(2)该微生物通过无氧呼吸可分解________，产生的终产物是________和________。
(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如上图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是____________，导致发酵中出现的主要异常现象是_______。丙同学的错误是_________，导致发酵中出现的主要异常现象是_________。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是________、________、________。
(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是_______________。
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幻灯片 22 [解析] (1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是酵母菌；(2)酵母菌能够利用葡萄糖进行无氧呼吸产生酒精和CO2；(3)甲同学错在未夹住发酵瓶的充气管，使酵母菌呼吸产生的乙醇被氧化成醋酸，发酵液变酸，从充气管流出；丙同学错在瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，导致发酵液从排气管流出；甲中乙醇被氧化成乙酸、乙和丙中都能产生乙醇，所以甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是果醋、果酒、果酒；乙同学由于未及时排气，导致发酵瓶中气压过大而冲开瓶塞。
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幻灯片 23 [答案] (1)酵母菌
(2)葡萄糖 乙醇 CO2
(3)未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出，发酵液变酸瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 排气时发酵液 从排气管流出 葡萄醋(或果醋) 葡萄酒
(或果酒) 葡萄酒(或果酒)
(4)未及时排气
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幻灯片 24 (1)(2012·江苏卷T21D)将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量。 ( )
(2)(2011·江苏卷T3AC) 与果醋、果酒制作相比，腐乳的制作所需要的适宜温度最高，所用菌种为乳酸菌。 ( )
×
腐乳的制作
×
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幻灯片 25 (3)(2010·江苏卷T19B)将豆腐分别置于10℃、20℃、30℃的环境中，观察并比较毛霉生长的情况，则在10℃环境中毛霉生长最好。 ( )
(4)(2008·江苏卷T17AC)在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与，加盐和加酒都能抑制微生物的生长。 ( )
(5)(2008·江苏卷T17B)含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳 ( )
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幻灯片 261．腐乳的制作流程
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幻灯片 27----
幻灯片 28 2．影响腐乳品质的条件
(1)盐： 长满毛霉的豆腐块(毛坯)与盐的质量分数比为 5∶1。盐的浓度过高，影响腐乳口味；浓度过低，不足以抑制微生物生长，导致腐乳腐败变质。装瓶时要分层加盐，随层数的增加而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。
(2)酒： 卤汤中酒的含量控制在12%左右。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越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，导致豆腐腐败，难以成块。
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幻灯片 29 (3)香辛料：既可调制腐乳的风味，又具有防腐杀菌的作用。
(4)含水量：以70%为宜，若过高则影响毛霉的有氧呼吸，且腐乳不易成形；若过低，则不利于毛霉的代谢和生长。
(5)发酵温度：前期的发酵温度控制在15～18℃，利于毛霉的生长。
(6)发酵时间：前期发酵和后期发酵的作用不同，所需时间应控制好，太长或太短都会影响腐乳的品质。
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幻灯片 30高考地位
近几年的高考试题中，对本考点多有涉及，如2012年江苏卷第21题，2012海南卷第30题，2011年江苏卷第3题等，但在综合卷中却少有涉及
命题角度
以选择题的形式考查了腐乳制作的原理、操作过程中条件的控制及注意事项，如典例3。
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幻灯片 31 [典例3] 下列关于腐乳制作的叙述，错误的是 ( )
A．毛霉可利用其体内的酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸
B．卤汤中酒的含量越高，杂菌繁殖越快，豆腐越易腐败
C．用盐腌制腐乳的过程中，要控制盐的用量，盐的浓度过高会影响口味，过低则不足以抑制杂菌的生长，导致豆腐腐败
D．其制作过程可以表示为：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
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幻灯片 32 [解析] 豆类中含量最多的有机物是蛋白质，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肽和氨基酸。卤汤中酒的含量过高，会使腐乳成熟的时间延长；含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，使杂菌繁殖加快，可能导致豆腐腐败。
[答案] B
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幻灯片 33 (1)[2009·浙江自选模块T17(2)]泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是乳酸，还有少量的亚硝酸。 ( )
(2)(2013·淮安调研)对亚硝酸盐的定量测定可以用比色法。 ( )
(3)(2013·淮安调研)亚硝酸盐不会危害人体健康，并且还具有防腐作用，所以在食品中应多加些以延长食品的保质期。 ( )
(4)(2013·嵊州模拟)泡菜坛内有时会形成一层白膜，这是由于产膜酵母菌繁殖的结果。 ( )
制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
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幻灯片 341．泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
发酵时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵初期
少(有O2时乳酸菌活动受抑制)
少
增加(硝酸盐还原菌的作用)
发酵中期
最多(乳酸抑制其它菌活动)
积累、增多、pH下降
下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)
发酵后期
减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)
继续增多，pH继续下降
下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
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幻灯片 35乳酸菌、乳酸、亚硝酸盐的含量随时间变化的曲线如下：
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幻灯片 36 2.注意事项
(1)蔬菜应新鲜：放置时间长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。
(2)泡菜坛的选择：火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。
(3)腌制的条件：时间、温度、食盐的用量要适宜。
(4)清水和食盐的质量比为4 : 1，盐水要煮沸后冷却。
(5)泡菜坛盖边沿水糟内要注满水，以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。
(6)每次取样用具要洗净，取样后迅速封坛，防止泡菜被污染。
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幻灯片 37高考地位
近几年高考对泡菜的制作考查频率不高，仅在2009年浙江卷第17题中有所涉及。
命题角度
结合生产、生活实际的相关背景，考查与亚硝酸盐的测定相关知识，如典例4。
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幻灯片 38 [典例4] (2009·浙江自选模块)下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答：
(1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：
第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成①________(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用②________(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。
第二步：用③________菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是④________________________________________。
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幻灯片 39 第三步：用⑤________菌将乙醇转化成乙酸，这一过程⑥________氧气。
(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是⑦________，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用⑧________法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N－1－萘基乙二胺偶联成⑨________色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是⑩________。
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幻灯片 40 [解析] 大米的主要成分是淀粉，在淀粉酶催化作用下，分解成糊精(主要含麦芽糖等)，这一过程可用碘液(或KI－I2溶液)来检测反应的情况。酵母菌将葡萄糖转化成乙醇的过程中产生CO2，随反应的进行发酵瓶中CO2逐渐增多，瓶内压力升高，可能引起爆裂，所以不能完全密闭。醋酸菌是好氧型细菌，在将乙醇转化成乙酸的过程中需要消耗氧气。泡菜发酵过程离不开乳酸菌，能产生乳酸和少量的亚硝酸。亚硝酸盐总量达到0.3～0.5 g时就会引起人中毒，必须对泡菜中亚硝酸盐含量进行测定。其测定方法可用比色法，为提高可信度、准确度应设对照实验。
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幻灯片 41 [答案] (1)①糊精 ②碘液(或KI－I2溶液) ③酵母 ④发酵过程中会产生大量CO2，使瓶内压力升高，可能引起爆裂 ⑤醋酸 ⑥需要消耗
(2)⑦乳酸 ⑧比色 ⑨玫瑰红 ⑩作为对照
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幻灯片 42[高考随堂体验]
1．(2010·江苏高考)下图表示果酒和果醋制作过程中的物质
变化过程，下列叙述正确的是 ( )
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幻灯片 43A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下
B．过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中
C．过程③和④都需要氧气的参与
D．过程①～④所需的最适温度基本相同
解析：过程①为呼吸作用的第一阶段发生在细胞质基质中，在有氧和无氧条件下都可进行，过程②在无氧条件下进行。过程③在酵母细胞的线粒体中进行，需要氧气参与，过程④需要氧气参与最后生成醋酸。过程④即果醋制作过程的最适温度是30～35 ℃，果酒的制作过程(过程①②③)的最适温度为18～25 ℃。
答案：C
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幻灯片 442．(2012·海南高考)回答下列关于腐乳制作的问题：
(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是________，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为__________和________；其产生的 ________能将豆腐中的脂肪水解为________ 和 ________。
(2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制_____生长。
(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配置而成的卤汤。卤汤具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的________。
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幻灯片 45解析：(1)发酵过程中起作用的微生物有多种，如青霉、酵母菌、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解成多肽和氨基酸，产生的脂肪酶能够将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。
(2)发酵过程中加盐腌制，不仅可以调制风味，而且能够抑制杂菌等其他微生物。
(3)腐乳制作后期加入卤汤，卤汤不仅可以防腐，还可以使腐乳具有独特的风味(或香味)。
答案：(1)毛霉 多肽 氨基酸 脂肪酶 甘油 脂肪酸
(2)微生物 (3)风味
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幻灯片 463．(2011·浙江自选模块)杨梅是浙江省的特色水果之一，为
对其进行深加工，某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制，基本工艺流程如下：
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幻灯片 47(1)在制备杨梅酒过程中，为了提高杨梅的出汁率，在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和________酶。甲罐顶上弯管中加水的主要目的是__________________。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有________，说明发酵基本完毕。
(2)在制备杨梅醋过程中，乙罐内先填充经__________处理的木材刨花，然后加入含__________菌的培养液，使该菌________在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵，杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的________来调节。
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幻灯片 48(3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，则乙罐中CO2的产生量是________。
A．甲罐的两倍 B．与甲罐的相等
C．甲罐的一半 D．几乎为零
(4)在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中，某物质浓度随时间变化的示意图如下，该物质是________。
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幻灯片 49解析：(1)用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁可提高出汁率。甲罐顶上弯管中加水可使甲罐与外界隔绝，防止空气及空气中的杂菌进入罐内，不利于酒精发酵。发酵罐内不再有气泡(CO2)冒出，说明原料耗尽，发酵完毕。(2)木材刨花先经灭菌防止杂菌污染，然后加入醋酸菌，使该菌附着在木材刨花上。杨梅醋的pH取决于其产量，可通过控制杨梅酒(原料)的供应速率加以调控。(3)乙罐中醋酸菌利用酒精产生乙酸的反应式为：C2H5OH＋O2酶 CH3COOH＋H2O，该反应无CO2生成。(4)甲
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幻灯片 50罐中先经酒精发酵产生酒精，酒精的含量不断上升。随后酒精进入乙罐作为原料生成醋酸，因而酒精含量又下降。
答案：(1)果胶 防止空气进入 气泡冒出
(2)灭菌 醋酸 附着 流速
(3)D
(4)酒精
“课时达标检测”见“限时集训（四十二）”
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幻灯片 51----
幻灯片 52 一、微生物的分离与培养
1．培养基[判断正误]
(1)培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型。 ( )
(2)培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种成分。 ( )
(3)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。 ( )
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幻灯片 532．无菌技术[连线]
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幻灯片 54 3．纯化大肠杆菌
(1)制备固体培养基的流程：
计算→ →溶化→灭菌→ 。
(2) 微生物的接种方法：
①平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面 操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
②稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的 ，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。
称量
倒平板
连续划线
梯度稀释
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幻灯片 55 二、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数[判断正误]
(1)只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。 ( )
(2)筛选分解尿素的细菌应以尿素作为培养基中的唯一氮源。 ( )
(3)统计样品中的活菌一般用平板划线法。 ( )
(4)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变蓝，则说明筛选到分解尿素的细菌。 ( )
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幻灯片 56 三、分解纤维素的微生物的分离
1．纤维素酶
(1)组成：一种 ，它至少包括三种组分，即 。
(2)作用：纤维素 葡萄糖
2．筛选方法
(1)方法：刚果红染色法，即通过是否产生 来筛选纤维素分解菌。
(2)培养基：以 为唯一碳源的选择培养基。
复合酶
CX酶和葡萄糖苷酶
C1酶、
纤维二糖
透明圈
纤维素
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幻灯片 573．实验流程
土壤取样：富含 的环境
↓
选择培养：用 培养，以增加纤维素分解菌的数量
↓
梯度稀释
↓
涂布平板：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：产生 的菌落周围出现透明圈
纤维素
选择培养基
纤维素酶
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幻灯片 58[知识体系构建]
①碳源、氮源、水、无机盐、生长因子 ②PH、氧气等 ③平板划线法 ④稀释涂布平板法 ⑤分解尿素的细菌 ⑥选择培养基 ⑦酒精等化学药物 ⑧高压蒸汽灭菌 ⑨显微镜直接计数
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幻灯片 59微生物的实验室培养
1．(2011·重庆卷·T2A) 在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌。 ( )
2．(2011·重庆卷·T2BC) 在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长，向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长。 ( )
×
×
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幻灯片 60 3．(2010·山东卷·T34(2))对新配制的培养基灭菌时所用的设备是高压蒸汽灭菌锅。实验前需对超净工作台进行消毒处理。 ( )
4．(2009·安徽卷·T6A) 用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板 ( )
5．(2009·宁夏卷·T40(2)) 在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行灭菌；操作者的双手需要进行清洗和消毒。 ( )
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√
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幻灯片 61 1．微生物的实验室培养
(1)培养基：
①概念：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。
②分类和应用：
划分标准
培养基种类
特点
用 途
物理性质
液体培养基
不加凝固剂
工业生产
半固体培
养基
加凝固剂，如琼脂
观察微生物的运动、分类、鉴定
固体培养基
微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏种
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幻灯片 62划分标准
培养基种类
特点
用 途
化学成分
天然培养基
含化学成分不明确的天然物质
工业生产
合成培养基
培养基成分明确(用化学成分已知的化学物质配成)
分类、鉴定
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幻灯片 63划分标准
培养基种类
特点
用 途
用途
选择培养基
培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长
培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐)
鉴别培养基
根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品
鉴别不同种类的微生物，如可用伊红－美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽)
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幻灯片 64 ③培养基中的营养要素：
各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。此外还要满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。
营养要素
来源
功能
碳源
无机碳源
CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物
①构成细胞中的物质和一些代谢产物；②既是碳源又是能源
有机碳源
糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等
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幻灯片 65营养要素
来源
功能
氮源
无机氮源
NH3、铵盐、硝酸盐、N2等
将无机氮合成含氮的代谢产物
有机氮源
牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸
合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物
生长因子
维生素、氨基酸、碱基
①酶和核酸的组成成分；②参与代谢过程中的酶促反应
④制备：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。
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幻灯片 66 [关键一点]
(1)微生物最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是铵盐、硝酸盐。
(2)对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源，又是氮源、能源。
(3)有些培养基不需要添加特殊营养物质，生物自己能合成，如大肠杆菌能合成某些维生素，作为特殊营养物质。
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幻灯片 67(2)微生物培养的无菌技术：
①消毒和灭菌的区别：
使用方法
结 果
常用的方法
消毒
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)
煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法等
灭菌
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
灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
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幻灯片 68②三种常用灭菌方法的比较：
灭菌方法
适用材料或用具
灭菌条件
灭菌时间
灼烧灭菌
接种环、接种针或其他金属工具
酒精灯火焰的充分燃烧层
直至烧红
干热灭菌
玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等
干热灭菌箱内，160 ℃～170 ℃
1 h～2 h
高压蒸汽灭菌
培养基等
高压蒸汽灭菌锅内100 kPa, 121 ℃
15 min～30 min
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幻灯片 69 2．微生物的纯化培养及菌种的保藏
(1)原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个的菌落，即一个纯化的细菌菌落。
(2)方法：平板划线法、稀释涂布平板法。
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幻灯片 70方法
平板划线法
稀释涂布平板法
注意事项
(1)接种环的灼烧：
①第一次划线前：杀死接种环上的微生物，避免污染培养物
②每次划线前：杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上次划线末端
③划线结束后：杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者
(1)稀释操作时：每支试管及其中的9 mL水、移液管等均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离火焰～处
(2)灼烧接种环之后，要冷却后再进行操作，以免温度太高杀死菌种
(2)涂布平板时：
①涂布器用体积分数为70%酒精消毒，取出时，让多余酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃
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幻灯片 71方法
平板划线法
稀释涂布平板法
(3)划线时最后一区域不要与第一区域相连
(4)划线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破
②不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精
③酒精灯与培养皿距离要合适，移液管管头不要接触任何物体
目的
在培养基上形成由单个菌种繁殖而来的子细胞群体——菌落
培养
平板冷凝后倒置培养，使培养基表面的水分更好地挥发，防止皿盖上水珠落入培养基造成污染
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幻灯片 72高考地位
微生物的分离、纯化和培养是微生物工程应用的基础，是近几年高考的重点和热点
命题角度
(1)以非选择题的形式呈现，以环境污染为背景考查
培养基及微生物的培养条件等，如典例1；
(2)以选择题的形式考查微生物的培养基的种类及消
毒灭菌等基础知识，如典例2。
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幻灯片 73 [典例1] 某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种、培养及菌落观察与计数。请回答与此实验相关的问题。
(1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了________和________。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是________和________。
(2)对培养基进行灭菌，应该采用的方法是________________________________________________。
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幻灯片 74 (3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于________中培养，培养的温度设定在37℃。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种________作为对照进行实验。
(4)培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有________种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越________。
(5)如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐________细菌，这种培养基被称为________。
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幻灯片 75 [解析] 培养基是供微生物生长、繁殖、代谢的混合养料。从营养角度分析，培养基中一般含有微生物所必需的碳源、氮源、无机盐以及水分等。另外，培养基还应具有适宜的pH、一定的缓冲能力、一定的氧化还原电位及合适的渗透压等。培养基在使用前要进行彻底的灭菌，多采用高压蒸汽灭菌。通过观察培养基上菌落的多少，可确定湖水细菌污染的程度，含高浓度NaCl的培养基可筛选出耐盐的细菌，这种培养基称为选择培养基。
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幻灯片 76[答案](1)氮源(碳源不作要求) 碳源 无机盐 水
(2)高压蒸汽灭菌
(3)恒温培养箱无菌水
(4)多 高
(5)盐(或NaCl) 选择培养基
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幻灯片 77 [典例2] 用平板划线法或稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时 ( )
①可以用相同的培养基 ②都需要使用接种针进行接种 ③都需要在火焰旁进行接种 ④都可以用来计数活菌
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
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幻灯片 78 [解析] 平板划线法或稀释涂布平板法都使用固体培养基，故①正确；平板划线法采用接种针进行操作，而稀释涂布平板法采用涂布器进行操作，故②错误；纯化时，要进行无菌操作，需要在火焰旁接种，避免空气中的微生物混入培养基，故③正确；平板划线法一般用于分离而不是计数，故④错误。
[答案] C
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幻灯片 79 1． (2010·山东卷T34(3)测定培养液中微生物数量，可选用显微镜直接计数法。 ( )
2．(2013·太原五中月考)要从土壤中分离获取纤维素分解菌，应选用纤维素为唯一碳源的选择培养基。 ( )
3．(2013·许昌二次调研)在纤维素分解菌培养过程中，对培养基和接种环常采用的灭菌方法分别是高压蒸汽灭菌和灼烧灭菌 ( )
微生物的分离与计数
√
√
√
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幻灯片 80 4．[2011·山东卷T34(4)改编]透明圈是刚果红与纤维素形成的复合物，可根据是否出现透明圈来判断有无纤维素分解菌。( )
5．(2009·安徽卷·T6D)在“检测土壤中细菌总数”的实验中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数。 ( )
6．[2009·宁夏卷·T40(3)] 若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的比例合适。 ( )
√
×
√
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幻灯片 81 1．筛选菌株的原理
微生物的选择培养：在选择培养基的配方中，把尿素作为培养基中的唯一氮源，只有能够利用尿素的微生物才能够生长；把纤维素作为培养基中的唯一碳源，只有能够利用纤维素的微生物才能够生长；在无氮源的培养基上，只有自生固氮菌才能够生长。
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幻灯片 82 2．统计菌落数目的方法
(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数量。
②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。
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幻灯片 83 ②操作：
a．设置重复组，增强实验的说服力与准确性。
b．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。
③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。注意：统计的菌落往往比活菌的实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
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幻灯片 84 3．实验中的注意事项
(1)设立重复组：统计某一稀释度下平板上的菌落数时，要至少涂布3个平板作重复组，增强实验结果的说服力与准确性。
(2)对照原则：
①判断培养基中是否有杂菌污染，需将未接种的培养基同时进行培养。
②判断选择培养基是否具有筛选作用，需设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上菌落数目，进行对比得出结论。
(3)在微生物数量测定时，应选取具有合适的菌落数的培养基，如细菌、放线菌、酵母菌以每个培养皿内有30～ 300个菌落数为宜；霉菌以每个培养皿内有10～100个菌落数为宜。
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幻灯片 85 [小结] 选择培养基应用实例
①培养基中加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。
②培养基中加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。
③培养基中缺乏氮源时，可以分离出固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。
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幻灯片 86 ④当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，而使能够利用石油的微生物生存，得到能消除石油污染的微生物。
⑤改变微生物的培养条件，也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。
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幻灯片 87高考地位
近几年本考点考查频率不高，但在一些一些省市的非选择题中有所涉及
命题角度
考题多以非选择题的形式出现，微生物的生存及培养结合在一起考查，通过生产生活中有关微生物计数、微生物分离与培养等实际问题进行考查，如典例3。
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幻灯片 88 [典例3] 富集培养是微生物学中最强有力的技术手段之一。主要是指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定环境条件使仅适应该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，人们能够更容易地从自然界中分离到所需的特定微生物。富集条件可根据所需分离的微生物的特点，从物理、化学、生物及综合多个方面进行选择，如温度、pH、紫外线、高压、光照、氧气、营养等许多方面。下图描述了采用富集方法从土壤中分离能降解对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。
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幻灯片 89----
幻灯片 90 (1)本实验所需培养基为________________________，
碳源为________________________。
(2)实验原理是__________________________________
_________________________________________________。
(3)①→③重复培养的目的是____ ______________。
(4)⑤的菌落中大部分是降解________的微生物。
(5)⑥为________组，⑦为________组，设置⑥的目的是_______________________。
(6) ⑤→⑥采用________法，接种到⑥的培养基中，在操作过程中为防止污染应注意的事项是_____________。
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幻灯片 91 [解析] 富集培养的培养基是一种选择培养基，可用于具有某种代谢特点的微生物，本题就是为了选择出能分解对羟基苯甲酸的微生物。该实验的培养基的碳源为对羟基苯甲酸；全过程包括筛选―→扩大培养―→纯化―→鉴定。
[答案](1)选择培养基 对羟基苯甲酸 (2)利用以对羟基苯甲酸为唯一碳源的选择培养基，经富集培养，选择出能降解对羟基苯甲酸的微生物 (3)增大分解对羟基苯甲酸微生物的比例 (4)对羟基苯甲酸 (5)对照 实验 说明通过富集培养的确得到了欲分离的目标微生物 (6)单细胞挑取接种环在火焰上灼烧灭菌，烧红的接种环在空气中冷却，同时打开皿盖挑取菌种接种到试管中，并塞好棉塞，接种环在火焰上灼烧，杀灭残留物
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幻灯片 92[高考随堂体验]
1．(2012·北京高考)高中生物学实验中，在接种时不进行严格
无菌操作对实验结果影响最大的一项是 ( )
A. 将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中
B. 将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上
C. 将转基因植物叶片接种到无菌培养基上
D. 将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上
解析：将转基因植物叶片接种到无菌培养基上，是植物组织培养的步骤之一，必须进行严格的无菌操作，否则会导致实验失败。
答案：C
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幻灯片 932．(2011·新课标全国卷)有些细菌可分解原油，从而消除由原
油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：
(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以_________________________________________________
为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于________培养基。
(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________________和______________。
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幻灯片 94(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。
(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。
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幻灯片 95解析：(1)筛选目的菌株应使用选择培养基，可以在这类培养基中加入某种营养物质，促进所需要的微生物生长，这就是微生物学家常用的“投其所好”的策略。(2)平板划线法和稀释涂布平板法都可以将聚集在一起的细菌分散或稀释成单个细胞，进而得到单菌落。(3)目的菌株可分解原油，从而在培养基上形成以目的菌株为中心的分解圈，分解圈越大表明菌株的降解能力越强。(4)常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌，酒精灯火焰附近是一个无菌区，故实验操作在此处进行可防止周围环境中微生物的污染。
答案：(1)原油 选择
(2)平板划线法稀释涂布平板法
(3)强 (4)干热灭菌高压蒸汽灭菌火焰
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幻灯片 963．(2009·上海高考)氯苯化合物是重要的有机化工原料，
因其不易降解，会污染环境。某研究小组依照下列实验方案(图1)筛选出能高效降解氯苯的微生物SP1菌，培养基配方如表1。
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幻灯片 97表1 培养基的组成
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幻灯片 98(1)配制Ⅱ号固体培养基时，除添加Ⅱ号液体培养基成分外，还应添加1%的________。
(2)培养基配制时，灭菌与调pH的先后顺序是________。
(3)从用途上来说，Ⅰ号培养基和Ⅱ号培养基分别属于________培养基和________培养基。在Ⅱ号培养基中，为SP1菌提供氮源的成分是________。
(4)在营养缺乏或环境恶劣时，SP1的菌体会变成一个圆形的休眠体，这种休眠体被称为________。
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幻灯片 99(5)将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的Ⅲ号培养液中培养，得到生长曲线(如图2)。从图2可知SP1菌在________培养条件下最早停止生长，其原因是________。
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幻灯片 100解析：(1)固体培养基必须含有适量的琼脂。
(2)配制培养基时应先调pH后灭菌，灭菌后再调pH可能导致杂菌污染。
(3)Ⅰ号培养基是为了获得更多的菌株，属于通用培养基，Ⅱ号培养基是为了选择出SP1菌株，属于选择培养基，Ⅱ号培养基成分中含N物质为硝酸铵，则应由它为SP1菌株提供氮源。
(4)在恶劣环境下一些菌体会形成芽孢休眠体，来度过不良环境。
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幻灯片 101(5)SP1菌株以氯苯为碳源，当氯苯消耗尽，菌株因缺少碳源而不能继续生存，故氯苯含量越少，SP1菌株越早停止生长。
答案：(1)琼脂 (2)先调pH，后灭菌 (3)通用 选择 硝酸铵 (4)芽孢 (5)20 mg/L氯苯 碳源最早耗尽
“课时达标检测”见“限时集训（四十三）”
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幻灯片 102----
幻灯片 103一、菊花的组织培养
1．植物组织培养的基本过程
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幻灯片 104 2．影响植物组织培养的因素[判断正误]
(1)菊花组织培养，一般选择开花植株的茎上部新萌生的侧枝。 ( )
(2)植物激素的浓度可影响细胞分化，但使用的先后顺序及比例不影响组织培养的过程。 ( )
(3)pH、温度和光照等也影响植物组织培养。 ( )
×
×
√
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幻灯片 1053．实验操作过程
灭菌
(2)外植体消毒：
质量分数为0.1%
无菌水
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幻灯片 106 (3)接种：始终在 旁进行，对接种工具要用 灭菌。将菊花茎段插入培养基中时注意 。
(4)培养与移栽：在18℃～22℃的 中培养，得到 后进行移栽。
二、月季的花药培养
1．被子植物的花粉发育过程
酒精灯火焰
火焰灼烧
不要倒插
无菌箱
试管苗
四分体时期
单核期
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幻灯片 107 2．产生花粉植株的两条途径
3．影响花药培养的因素
(1)主要因素： 和 。
(2)月季花药培养一般选择 期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期。
材料的选择
培养基的组成
单核
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幻灯片 108 4．实验操作[判断正误]
(1)在剥离花药时，不要损伤花药，否则接种后不能脱分化形成愈伤组织。 ( )
(2)与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。 ( )
(3)月季花药培养得到的都是单倍体植株。 ( )
×
√
×
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幻灯片 109[知识体系构建]
①脱分化 ②再分化 ③体细胞 ④细胞的全能性 ⑤细胞分裂素 ⑥单核期花粉
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幻灯片 110 1．(2012·广东卷T2A)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养。 ( )
2．(2011·上海卷T22A)外植体可以来自植物的任何细胞。 ( )
3．(2011·江苏卷T16A)愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞。 ( )
√
植物组织培养的过程及条件
×
×
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幻灯片 111 4．[2012·山东卷T34(1)改编]由外植体经过脱分化过程形成愈伤组织，由愈伤组织经过再分化过程形成胚状体。 ( )
5．[2012·山东卷T34(3)]外植体的消毒所需酒精的体积分数是70%。 ( )
6．(2012·山东卷T34(2))培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值高时，有利于芽的分化。 ( )
√
√
×
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幻灯片 112 1．植物细胞的全能性
(1)细胞具有全能性的物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。
(2)植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性。
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幻灯片 1132．植物组织培养的过程中脱分化与再分化的比较
过程
特点
条件
脱分化
外植体成为愈伤组织
排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团
离体、营养物质、植物激素、其他适宜条件
再分化
由愈伤组织成为幼苗或胚状体结构
有根、芽或有生根发芽的能力
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幻灯片 114 3．影响植物组织培养的因素
(1)培养材料：
①不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。
②同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短对培养也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。
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幻灯片 115 (2)无菌条件：
培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡，因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
(3)植物激素：在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。其中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。
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幻灯片 116 ①按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果(如下表)：
使用顺序
实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素
有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素
细胞既分裂又分化
同时使用
分化频率提高
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幻灯片 117 ②当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
[关键一点] 无菌技术是植物组织培养获得成功的关键，无菌技术包括培养基的灭菌、植物材料(外植体)的消毒和接种时的无菌操作。
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幻灯片 118高考地位
近几年高考对本考点考查频率逐渐走高，命题形式以非选择题为主，选择题也有所考查
命题角度
(1) 以植物组织培养为材料背景考查了植物组织培养
过程中涉及的MS培养基及消毒灭菌的相关的知
识，如典例1；
(2) 将植物组织培养的有关知识与植物激素的应用和
植物中有效成分的提取相联系进行综合考查，如
典例2。
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幻灯片 119 [典例1] 如下图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：
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幻灯片 120 (1)要促进细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和激素，营养物质包括________和小分子有机物；激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是________。A和B阶段主要进行的分裂方式是________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。
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幻灯片 121 (3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是____________________。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因________的结果。
(5)将胡萝卜组织块接种到培养基上时，为防止细胞污染应如何操作？
_______________________________________________。
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幻灯片 122 [解析] 该题综合考查植物组织培养过程、所需条件等方面的知识。解答本题应着重从植物组织培养的原理、过程、影响因素及相关的无菌操作技术等方面入手。
(1)植物组织培养使用的培养基应含有供组织细胞生长发育所需要的无机盐和小分子有机物，还需供调节细胞发育方向的细胞分裂素和生长素等激素。(2)植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础，脱分化和再分化阶段中细胞的增殖方式均为有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗。(3)植物组织培养过程一定要
做到无菌操作，包括外植体、培养基、容器、工具等均应
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幻灯片 123消毒灭菌，其中培养基的灭菌最为重要；再分化阶段需要光照，因为叶中叶绿素的合成需要光照条件。(4)同一植株的所有细胞所含有的遗传信息相同，但形态功能存在差异这是基因选择性表达的结果。(5)酒精灯火焰旁温度较高，可有效杀死空气中的细菌。
[答案] (1)无机盐 生长素 (2)植物细胞的全能性 有丝分裂 分化 (3)培养基 芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 (4)选择性表达 (5)接种要在酒精灯火焰旁进行
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幻灯片 124 [典例2] 下表是植物组织培养时，相关激素的使用情况及实验结果。下列叙述错误的是 ( )
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幻灯片 125 A．从表中信息可知，不同激素的使用顺序影响植物细胞的发育方向
B．从表中信息可知，不同激素用量比例影响植物细胞的发育方向
C．在植物组织培养中，生长素的主要作用是促进细胞的生长、分裂和分化
D．在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现减弱趋势
[解析] 由表可知，如先使用生长素，后使用细胞分裂素，则有利于细胞的分裂，但细胞不分化，表明在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强趋势，D错误。
[答案] D
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幻灯片 126月季的花药培养
1．(2011·上海卷·T22BC)在无菌条件下以花粉作为外植体可得到单倍体植株。 ( )
2．(2012·江苏卷·T16B)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株。 ( )
√
×
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幻灯片 127 3．(2013·湖南32校3月联考T42 (2))确定花粉发育时期最常用的方法有醋酸洋红法，某些植物的花粉不易着色，需采用焙花青一铬矾法。 ( )
4．[2013·临沂一模T34 (4)]若用花药进行离体培养则应选择花粉发育至单核期的花药培养成功率最高。 ( )
√
√
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幻灯片 1281．植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同
植物组织培养技术
花药离体培养技术
相同点
理论依据
植物细胞的全能性
基本过程
影响因素
选材、营养、激素、pH、温度、光照等
不同点
选材
体细胞
生殖细胞(花粉)
生殖方式
无性生殖
有性生殖
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幻灯片 129 2．注意事项
①材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝，该部分不仅分生能力强，而且无病毒侵染。月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花药进行培养，且在花蕾期，因为此时质地幼嫩，花瓣未开，微生物不易侵入，容易消毒。
②剥离花药时，尽量不要损伤花药，同时还要彻底去除花丝，防止对实验产生干扰。
③外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。
④培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照，月季的花药培养不需光照，而在后期两者均需光照。
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幻灯片 130高考地位
近几年高考对花药培养的单独考查较少，但结合生物育种内容对本考点的考查都很频繁
命题角度
花药离体培养技术的操作及与植物组织培养的区别将是命题主要的方向，如典例3。
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幻灯片 131 [典例3] 某二倍体植物是杂合体，下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。请据图回答：
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幻灯片 132 (1)图中①表示的是该花粉培养过程中的________过程，②表示的是________过程，X代表的是________，③表示的是________过程，④表示的是诱导________过程。
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有____________。
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幻灯片 133 (3)对植株甲进行____________，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过________的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是________植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种。花药培养在育种上的特殊意义是__________________，从而开辟育种新途径。
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幻灯片 134 [解析] 由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程为植物细胞的脱分化，愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的过程为再分化。而植物激素是植物细胞脱分化、再分化不可缺少的调节物质，且不同激素的浓度比影响再分化过程。乙植株为纯合的二倍体，所以每一株乙植株产生可育花粉的基因组成种类为1种。该群体植株有多种基因型的纯合体，所以，该群体植物产生的可育花粉的基因组成种类为多种，单倍体育种的最大特点是明显缩短育种周期。
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幻灯片 135 [答案](1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育) 生根
(2)激素 单倍体 细胞的全能性
(3)染色体加倍 无性繁殖 乙(或经过染色体加倍) 一 多 缩短育种周期
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幻灯片 136[高考随堂体验]
1．(2010·安徽高考)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：
请回答：
(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取________作为外植体，其依据是_________________________。
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幻灯片 137 (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2～5 d，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___________________
________________________________________________。
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幻灯片 138解析：(1)微型繁殖技术一般选取植物的茎尖或根尖，因为此处的分生组织刚刚形成，被病毒感染的机会很少或无病毒。(2)MS培养基的主要成分除了大量元素、微量元素还应含有有机养分，如蔗糖；培养基中添加植物激素能促进细胞的分裂或分化，培养过程应对外植体彻底消毒，否则会引起杂菌污染。(3)由愈伤组织诱导生根的培养基中，生长素类物质的量应比细胞分裂素类物质的量高；反之诱导芽的生长则低。
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
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幻灯片 1392．(2012·新课标全国卷)为了探究6－BA和IAA对某菊花品
种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6－BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。
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幻灯片 140回答下列问题：
(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为____________和________两类。上述培养基中，6－BA属于________类生长调节剂。
(2)在该实验中，自变量是________，因变量是_________，自变量的取值范围是________。
(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是________号培养基。
(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入________(填“6－BA”或“IAA”)。
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幻灯片 141解析：植物组织培养所用的培养基的主要成分有无机盐(大量元素和微量元素)、有机物，常常还需要添加植物激素。根据实验结果可知，本实验所用培养基中加入的6－BA属于细胞分裂素类生长调节剂。根据表中所列数据及实验结果可知，本实验自变量是IAA浓度，其取值范围是0～0.5 mg·L－1，因变量是再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)。当生长素用量与细胞分裂素用量比值高时，有利于根的分化，所以为了诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6－BA。
答案：(1)大量元素 微量元素 细胞分裂素 (2)IAA浓度 再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n) 0～0.5 mg·L－1 (3)1
(4)6－BA
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幻灯片 1423．(2009·山东高考)人参是一种名贵中药材，其有效成分主
要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：
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幻灯片 143(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行________。接种前，要对人参根进行________。
(2)用于离体培养的根切块，叫做________。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于________ 污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于________污染。
(3)用少量________酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。
(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶剂，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用________方法，操作时应采用________加热。
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幻灯片 144解析：灭菌是对物体或生物表面及内部的微生物进行彻底消除，而消毒只是消灭表面的微生物；霉菌与细菌的菌落特点不同，要对此进行区分；果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，所以应用果胶酶可以专一性地分解果胶，达到分离植物组织的目的；水浴加热可以适当增加人参皂苷的溶解度。
答案：(1)灭菌 消毒
(2)外植体 真菌(霉菌) 细菌
(3)果胶
(4)萃取(浸取) 水浴
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幻灯片 1454．(2009·上海高考)回答下列有关植物组织培养的问题。
(1)用于植物组织培养的植物材料称为________。
(2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为________。
(3)在再分化阶段所用培养基中，含有植物激素X和植物激素Y，逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系。
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幻灯片 146①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，________________________________________________
________________________________________________；
②______________________________________________；
③_______________________________________________。
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幻灯片 147----
幻灯片 148(4)若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是 ________________；则植物激素X的名称是________。
(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是____________________________________________________
________________________________________________。
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幻灯片 149解析：(1)用于植物组织培养的离体植物器官、组织或细胞称为外植体。(2)脱分化是让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能转变成未分化细胞的过程。(3)分析图得出：植物激素X与植物激素Y浓度比等于1时，未分化的细胞群形成愈伤组织；大于1则形成芽，小于1时形成根。(4)植物组织培养中常用生长素和细胞分裂素，生长素的作用是促进细胞生长(纵向伸长)、分裂和分化。细胞分裂素的作用是促进细胞分裂。(5)植物组织培养形成试管苗属于无性生殖范畴，后代的遗传物质全部来自母体，不发生性状分离，便于保存优良性状。
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幻灯片 150答案：(1)外植体
(2)去分化(脱分化)
(3)①未分化细胞群经分裂形成愈伤组织
②当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，未分化细胞群分化形成芽
③当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，未分化细胞群分化形成根
(4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化细胞分裂素
(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后
代不发生性状分离
“课时达标检测”见“限时集训（四十四）”
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幻灯片 151----
幻灯片 152 一、果胶酶在果汁生产中的作用
1．果胶酶的组成及作用
果胶酶包括 、 和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解 和胞间层。
多聚半乳糖醛酸酶
果胶分解酶
植物细胞壁
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幻灯片 153 2．酶的活性及影响酶活性的因素
(1)酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用 来表示。
(2)影响酶活性的因素：温度、pH和 等条件都会影响酶的活性。
二、酶在洗涤等方面的应用
1．加酶洗衣粉和酶制剂
加酶洗衣粉是指含有 的洗衣粉，常用的酶制剂有四类： 、脂肪酶、 和纤维素酶。
反应速度
酶的抑制剂
酶制剂
蛋白酶
淀粉酶
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幻灯片 1542．加酶洗衣粉的去污机理[填表]
蛋白质
小分子肽
甘油
脂肪酸
麦芽糖
葡萄糖
纤维
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幻灯片 155 三、酵母细胞的固定化
(1)概念：固定化酶和固定化细胞技术是利用 方法将酶或细胞固定在 的技术。
(2)方法：包埋法、 法和物理吸附法。
物理或化学
一定空间内
化学结合
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幻灯片 156(3)实验操作：
活化
CaCl2溶液
海藻酸钠
固定化
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幻灯片 157[知识体系构建]
①多聚半乳糖醛酸酶 ②酶的专一性和高效性 ③包埋法 ④分解果胶 ⑤活化酵母细胞 ⑥配制海藻酸钠溶液
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幻灯片 158 1．(2013·威海一模)用苹果加工成果汁的过程中，为了提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清，在预处理时需要加入果胶酶；同时为了使其得到充分利用，节约成本，需要控制好酶的用量。 ( )
√
果胶酶在果汁生产中的作用
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幻灯片 159 2．(2013·淮安二模)在探究果胶酶用量实验中，虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的。 ( )
3．(2013·淮安二模)通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来判断果胶酶活性的高低。 ( )
4．(2013·南京四校月考)为了使果胶酶能够充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物。 ( )
√
×
√
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幻灯片 160 1．探究影响果胶酶活性因素实验的分析
(1)实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。
(2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，其活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正相关。
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幻灯片 1612．三个实验的变量分析
实验名称(目的)
自变量
因变量
注意事项
探究温度对果胶酶活性的影响
温度
果汁量
(澄清度)
①底物和酶在混合时的温度是相同的；②温度梯度越小，实验结果越精确；③苹果泥和果胶酶用量在各个试管应相同；④pH应为最适pH
探究pH对果胶酶活性的影响
pH
果汁量
(澄清度)
①温度应为最适温度；②pH梯度可用NaOH和盐酸调节；③用玻璃棒搅拌使反应充分进行
探究果胶酶的用量
果胶酶的用量
果汁量
(澄清度)
①制备苹果匀浆后迅速加热，使苹果浆中果胶酶变性②温度、pH应为最适且保持不变
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幻灯片 162 [关键一点] 在探究温度或pH的影响时，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间构成了相互对照，通过相互对照可确定果胶酶活性的温度或pH的最适值。
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幻灯片 163高考地位
近几年高考对本考点的考查较少，在一些单科试卷中却有所涉及
命题角度
形式上以非选择题为主，难度不大，命题以联系果汁加工生产等生产生活实际，考查酶特性的探究的实验分析与设计，如典例1。
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幻灯片 164 [典例1] 工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高水果的出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：
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幻灯片 165 Ⅰ：将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水浴中恒温处理10 min(如上图甲所示)。
Ⅱ：将步骤Ⅰ处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10℃水浴中恒温处理10 min(如上图中乙所示)。
Ⅲ：将步骤Ⅱ处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量。(如上图中丙所示)。
Ⅳ：在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量。
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幻灯片 166 根据上述实验，请分析回答下列问题：
(1)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以分解细胞壁中的果胶，产物是_______________________。
(2)为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？_______________________。
(3)下图中A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶的反应速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系，据图完成下列问题：
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幻灯片 167 ①图A中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是________________。
②图B中，曲线ab段表明__________________， 曲线bc段表明__________________。
③将装有果胶酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12℃和90℃水浴锅中，20 min后取出转入40℃的水浴锅中保温，两支试管内的反应是：甲________________，乙________________。
④图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据________________来判定果胶酶的最适pH。
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幻灯片 168 [解析](1)果胶酶催化植物细胞壁中的果胶分解成为半乳糖醛酸。
(2)该实验中衡量结果的指标有两项，一是观察在相同的时间内，滤出苹果汁的体积的多少，体积多说明果胶酶活性高，将果胶分解得多，使果汁更好地流出；二是观察果汁的澄清度。
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幻灯片 169 (3)酶的催化效率受反应物浓度、温度、pH的影响。①图A中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度迅速上升；当反应物达到一定浓度时，随反应物浓度增加， 反应速度不再增加，此时反应速度受酶浓度影响。②从a点到b点曲线上升，这是因为温度升高，酶活性升高。曲线bc下降，是因为温度超过最适温度，酶活性降低。③由于甲试管温度较低，所以酶活性较低，反应速度很慢，当转入40℃(酶反应的适宜温度)的水浴锅中加热时，其反应速度迅速增加。乙试管在90℃高温下，酶结构被破坏，酶变性失活，当转入40℃的水浴锅中保温时，酶活性也不再恢复，故无催化 反应。④图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据果汁的量来判定果胶酶的最适pH。
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幻灯片 170 [答案](1)半乳糖醛酸
(2)果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化果胶分解的能力
(3)①受反应物中酶浓度的限制 ②果胶酶的活性随温度升高而升高 果胶酶的活性随温度的继续升高而下降 ③反应速度加快 无催化反应 ④果汁的量
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幻灯片 171探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
1．(2012·江苏卷T16A)使用加酶洗衣粉时先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到适宜温度。 ( )
2．(2012·江苏卷T16C)衣物质地和洗衣粉用量不会影响洗涤效果。 ( )
3．(2012·江苏卷T16D)相同pH时加酶洗衣粉的洗涤效果好于普通洗衣粉。 ( )
4．(2010·江苏卷T3D) 用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型的加酶洗衣粉好。 ( )
×
×
×
×
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幻灯片 1721. 实验变量的控制
实验目的
自变量的控制
比较普通洗衣粉与加酶洗衣粉的洗涤效果
洗衣粉的种类
探究加酶洗衣粉的最适温度
水温(水温梯度比较小)
不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果
加酶洗衣粉种类
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幻灯片 173 2．影响洗涤效果的因素
酶制剂的种类、污物的类型、水温、水量、水质、衣物的质料、衣物的大小、洗衣粉的用量、浸泡时间、洗涤时间等。
3．使用时的注意事项
(1)温度对酶制剂影响较大，温度低，酶的活性受到抑制，不能充分发挥作用；温度高，酶变性失活。故温度应控制在40～60℃为宜。
(2)酶制剂有极强的选择性，应根据不同的污垢选用不同的酶。
(3)加酶洗衣粉不宜长期储存，一般储存期为半年，超过一年酶的活性显著下降。
(4)酶在强酸、强碱中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能与强酸、强碱同用。
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幻灯片 174高考地位
高考对本考点的考查，常州与必修模块中的内容相结合进行综合考查，一般不进行单独命题
命题角度
以生活实例为载体，考查酶的特性及实验探究能力，如典例2。
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幻灯片 175 [典例2] 某学生进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的课题研究。他的实验设计如下：
①设置2组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉
②2组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部设置相同③根据污渍去除程度得出结果
对这个实验的评价，正确的是 ( )
A．未设置对照实验 B.无关变量设置太多
C．没有自变量 D．因变量不能描述
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幻灯片 176 [解析] 实验课题是“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”，因此设置的2组实验应该是：一组用普通洗衣粉作对照组，另一组用加酶洗衣粉作实验组。如果设置3组也正确，一组用普通洗衣粉作对照组，实验组设置使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉。
[答案] A
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幻灯片 177固定化酶与固定化细胞
1．(2012·上海卷T9D)酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术，而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有可反复使用性。 ( )
2．(2012·江苏卷T17A)从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小。 ( )
√
√
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幻灯片 178 3．(2012·江苏卷T17D)将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌。 ( )
4. (2009·江苏卷T3C) 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。 ( )
5．(2009·江苏卷T3D) 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。 ( )
√
×
×
----
幻灯片 1791．直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较
直接使用酶
固定化酶
固定化细胞
酶的种数
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
化学结合固定化、物理吸附固定化
包埋法固定化
是否需要营养物质
否
否
是
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幻灯片 180
直接使用酶
固定化酶
固定化细胞
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
缺点
①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高，影响产品质量
不利于催化一系列的酶促反应
反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降
优点
催化效率高、耗能低、低污染
①既能与反应物接触，又能与产物分离；②可以反复利用
成本低、操作容易
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幻灯片 1812．固定化技术方法的比较
方法
定义
适用范围
模型
包埋法
将酶包裹在多孔的载体中。常见的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等
多用于细胞的固定
凝胶包埋法(成格子型)
微囊化法(成微胶囊型)
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幻灯片 182方法
定义
适用范围
模型
化学结合法
将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上
多用于酶的固定
酶连接
物理吸附法
将酶吸附到固体吸附剂的表面。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等
酶吸附在载体表面
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幻灯片 183 3．制备固定化酵母细胞的实验注意事项
(1)酵母细胞的活化：
酵母细胞需要的活化时间较长，一般需要0.5～1 h，需要提前做好准备。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，以避免活化液溢出容器外。
(2)海藻酸钠溶液的浓度：
海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，因为如果海藻酸钠溶液浓度过高，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量少，都会影响实验效果。
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幻灯片 184 (3)海藻酸钠溶液配制注意事项：
对海藻酸钠溶化时要小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊；将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵母细胞；固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。
(4)CaCl2溶液的作用：
CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。
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幻灯片 185高考地位
固定化酶和固定化细胞在生产中可节约成本，具有重要的科研价值，成为近几年高考考查的热点之一，形式上选择题和非选择题都有所呈现
命题角度
(1)考查固定化细胞和固定化酶技术操作与实践应
用，如典例3；
(2)考查酶活性的检测和固定化酶的应用，如典
例4。
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幻灯片 186 [典例3] 某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。
(1)酵母细胞的固定采用的方法是________。
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幻灯片 187 (2)请完善该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞过程的步骤：
①配制氯化钙溶液时应用蒸馏水。
②海藻酸钠溶液应用______加热。
③海藻酸钠溶液必须______才能加入酵母细胞。
④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入________中形成________。
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幻灯片 188 (3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。
①为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在________条件下进行。
②加入反应液后的操作是关闭____________________。
③装置的长导管起到什么作用？___________________
________________________________________________。
(4)试分析下图中，与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似的是 ( )
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幻灯片 189 [解析] 由于细胞过大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法进行固定化。操作过程中，必须等海藻酸钠溶液冷却后才能将其与酵母细胞混合，否则酵母细胞会在高温下死亡。酵母菌利用葡萄糖的发酵过程中会产生CO2，为减小装置中的压力，应及时将其排出，长导管还可防止其他微生物污染。
[答案] (1)包埋法 (2)小火或间断 冷却至室温 氯化钙溶液 凝胶珠 (3)①无菌 ②活塞1和活塞2 ③释放CO2，减小反应柱内压力并可防止其他微生物污染 (4)D
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幻灯片 190 [典例4] 固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量。图甲、乙、丙为部分研究结果。下列有关叙述中，错误的是 ( )
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幻灯片 191----
幻灯片 192 A．由甲图可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强
B．由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好
C．由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用3次，之后若继续使用则酶活力明显下降
D．固定化酶的酶活力较高，主要原因是增加了酶与底物的接触面积
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幻灯片 193 [解析] 由甲图可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化的适应性更强；由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好；由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用3次，之后若继续使用则酶活力明显下降；固定化酶的酶活力较高，主要原因是固定化酶的结构更稳定。
[答案] D
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幻灯片 194[高考随堂体验]
1．(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
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幻灯片 195解析：利用酶解法和吸水涨破法使细胞解体，用于制备胞内酶；酶的纯化和分离的方法有透析法、离心沉降法和电泳法；纤维素酶能去除棉纺织品表面浮毛，平整织物表面，故可用添加纤维素酶的洗衣粉洗涤棉织物；多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的最外层，保护其他酶在胃中不被破坏。
答案：A
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幻灯片 1962．(2010·江苏高考)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，下列叙述正确的是(多选) ( )
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幻灯片 197A．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
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幻灯片 198解析：刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温，才能与活化的酵母菌混合制备混合液，以免高温使酵母菌失活；混合液加入CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠；发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母菌充分接触，以利于发酵过程的顺利进行；制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的CaCl2)后再转移到图2装置中进行发酵。
答案：BCD
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幻灯片 1993．(2010·浙江自选模块)某同学进行苹果汁制作实验，工艺
如下图所示：
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幻灯片 200请回答：
(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是①________。黑曲霉提取液中含有的②________可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过③________方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去④________。
(2)实验中，操作流程A和B的先后顺序为⑤________。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是⑥________。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的⑦____________混合，如果出现⑧____________现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调⑨________。
(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被⑩_______使用。
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幻灯片 201解析：(1)苹果汁的制作需要果胶酶，该酶来自图中的黑曲霉。果胶酶将果胶催化水解，提高了果汁的澄清度；酶固定常用吸附法。(2)先提取果胶酶再进行果汁的制作，防止苹果汁时间过久变质。澄清过程应关闭阀1，避免提取液进入固定柱中降低了果汁质量，如果果胶未完全分解，可降低流速，延长反应时间。(3)固定化酶的优点之一是被固定的酶可以重复使用。
答案：(1)①消毒 ②果胶酶 ③吸附 ④未被固定的酶等
(2)⑤AB ⑥阀1 ⑦乙醇 ⑧浑浊(沉淀) ⑨慢
(3)⑩重复
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幻灯片 2024．(2009·江苏高考)酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶
液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛(以植物为食)消化腺中提取；果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果，某实验小组取无菌烟草幼叶，切成相同大小的小片，等量放入6支试管中，试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。
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幻灯片 203(注：“＋”越多表示绿色越深，“－”表示颜色无显著变化)
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幻灯片 204(1)实验过程中，需要轻摇试管，其目的是_____________，使原生质体从叶小片中游离出来，以便观察悬浮液绿色的深浅。
(2)从绿色的深浅可推测：蜗牛酶液酶解效果最好，原因是蜗牛酶液含有_______________等多种酶。该实验中____________是空白对照组，其设置意义是__________________。
(3)用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，并用____________洗涤。
(4)原生质体是否符合要求还需进行检验，其检验的方法是________________。
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幻灯片 205解析：(1)实验过程中，需要轻摇试管，可以使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果。(2)蜗牛以植物为食，所以蜗牛酶液中含有果胶酶和纤维素酶，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ没有添加酶溶液为空白对照组。其设置意义是排除无关变量的干扰。(3)离心后收集沉淀物，并用等渗溶液清洗，目的是保持细胞正常形态。(4)要用低渗涨破法来检验原生质体是否符合要求，若细胞壁被分解则可以涨破，否则不能涨破。
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幻灯片 206答案：(1)为了使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果
(2)果胶酶和纤维素酶 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 排除无关变量的干扰
(3)等渗溶液 (4)低渗涨破法
“课时达标检测”见“限时集训（四十五）”
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幻灯片 207----
幻灯片 208 一、DNA的粗提取与鉴定
1．提取原理
DNA与 的溶解度不同，DNA与杂质对酶、高温、洗涤剂的 不同。
2．实验设计
(1)材料的选取：选用DNA含量相对 的生物组织，如鸡血、菜花、洋葱等。
(2)破碎细胞(以鸡血为例)：鸡血细胞，加蒸馏水，用 搅拌，用 过滤，收集滤液。
杂质
耐受性
较高
玻
璃棒
纱布
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幻灯片 209 (3)去除杂质：利用DNA在不同浓度的 中溶解度不同，通过控制 的浓度去除杂质。
(4)DNA析出：将处理后的溶液过滤，加人与滤液体积相等的、冷却的 (体积分数为95%)。
3．DNA的鉴定
DNA溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，加入4 mL的 ，沸水中加热5 min，溶液变成 。
NaCl溶液
NaCl溶液
酒精溶液
二苯胺试剂
蓝色
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幻灯片 210二、多聚酶链式反应扩增DNA片段
1．PCR原理
DNA 原理，即：
冷却
热变性
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幻灯片 211 2．PCR反应过程
(1) ：当温度上升到 以上时，双链DNA解聚为单链。
(2) ：温度下降到 时，两种 通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
(3) ：温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在 的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
变性
90℃
复性
55℃左右
引物
延伸
DNA聚合酶
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幻灯片 212 三、血红蛋白的提取和分离
1．蛋白质的分离方法[判断正误]
(1)利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的先洗脱出来。 ( )
(2)在电泳过程中，蛋白质分子的移动速度，与分子本身的大小和形状无关，而与所带电荷的差异有关。 ( )
(3)在SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳中，电泳迁移速率完全取决于分子的大小。 ( )
×
×
√
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幻灯片 2132．血红蛋白的分离过程
样品处理：红细胞洗涤→ 释放→分离血红蛋白 溶液
↓
粗分离：用透析法除去血红蛋白溶液中相对分子质量 的杂质
↓
纯化：用 法分离相对分子质量不同的蛋白质
血红蛋白
较小
凝胶色谱
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幻灯片 214[知识体系构建]
①NaCl溶液 ②DNA热变性 ③引物、模板、原料、耐高温的DNA聚合酶等 ④电泳法 ⑤二苯胺 ⑥复性
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幻灯片 215 1．(2009·江苏卷T23A)提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞。 ( )
2．(2011·江苏卷T19D改编)用菜花替代鸡血作为实验材料进行“DNA的粗提取与鉴定”，其实验操作步骤相同。 ( )
×
DNA的粗提取与鉴定
×
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幻灯片 216 3．(2009·江苏卷T23B)用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质。 ( )
4．(2009·江苏卷T23C)蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNA 。 ( )
5．(2011·江苏卷T19C)利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，将丝状物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色。 ( )
√
×
×
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幻灯片 2171．基本原理
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幻灯片 2182．DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度比较
2 mol/L NaCl溶液
0.14 mol/L NaCl溶液
溶解规律
DNA
溶解
析出
蛋白质
部分发生盐析沉淀
溶解
NaCl溶液从2 mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大
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幻灯片 2193．操作过程
材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织
↓
破碎细胞(以鸡血为例)：鸡血细胞，加蒸馏水，用玻璃棒搅
拌，用纱布过滤，收集滤液
↓
去除杂质：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同， 通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质
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幻灯片 220DNA析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、
冷却的体积分数为95%的酒精溶液
↓
DNA的鉴定：在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂，沸水中
加热5 min，溶液变成蓝色
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幻灯片 221 [关键一点]
(1)本实验不能用哺乳动物成熟红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟红细胞无细胞核。
(2)实验中两次使用蒸馏水，第一次的目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA，第二次目的是稀释NaCl溶液，使DNA从溶液中析出。
(3)二苯胺试剂要现配现用，否则二苯胺会变成浅蓝色，影响鉴定效果。
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幻灯片 2224．实验中4次过滤的比较
第一次过滤
第二次过滤
第三次过滤
第四次过滤
滤液中
含DNA的核物质
DNA
溶于0.14 mol/L NaCl
溶液的杂质
DNA
纱布上
细胞膜、核膜等残片
不溶于2 mol/L NaCl溶液的杂质
DNA
不溶于2 mol/LNaCl溶液的杂质
过滤前加入的物质
蒸馏水
NaCl溶液
蒸馏水
NaCl溶液
过滤的目的
去除细胞膜、核膜等杂质
去除不溶于2mol/L NaCl的杂质
去除溶于0.14 mol/L NaCl溶液的杂质
去除不溶于2 mol/L NaCl溶液的杂质
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幻灯片 223高考地位
DNA粗提取与分离的原理、过程与鉴定是本专题在高考中的主要命题点，但总体来看考查频率不大
命题角度
(1)以非选择题的形式考查DNA粗提取的原理及操作步骤，如典例1；
2.以选择题的形式考查DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解与析出，DNA的鉴定，如典例2。
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幻灯片 224 [典例1] (2013·南昌模拟)下图表示以鸡血为实验材料进行 DNA的粗提取与鉴定的操作程序，请分析回答下列问题：
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幻灯片 225 (1)步骤一中，向鸡血细胞液中加入________并搅拌，可使鸡血细胞破裂。
(2)步骤二中，过滤后收集含有DNA的________。
(3)步骤三、四的操作原理是_________________，步骤四通过向溶液中加入_______调节NaCl溶液的物质的量浓度为_______mol/L时，DNA将会析出，过滤去除溶液中的杂质。
(4)步骤七：向步骤六过滤后的________中，加入等体积的、冷却的________，静置2～3 min，溶液中会出现________色丝状物，这就是粗提取的DNA。
(5)步骤七：DNA遇________试剂，沸水浴5 min，冷却后，溶液呈________色。
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幻灯片 226 [解析] 破碎红细胞应用蒸馏水，使之吸水涨破。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在2 mol/L的NaCl中DNA溶解，在0.14 mol/L的NaCl溶液中，DNA析出。可通过加入蒸馏水将2 mol/L NaCl溶液稀释为0.14 mol/L的NaCl溶液。DNA不溶于冷酒精，遇二苯胺加热呈蓝色反应。
[答案] (1)蒸馏水 (2)滤液 (3)DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质 蒸馏水 0.14 (4)滤液 酒精 白 (5)二苯胺 蓝
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幻灯片 227 [典例2] 下列关于DNA粗提取与鉴定实验中所使用的试剂、操作及作用的表述，不正确的是 ( )
.
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幻灯片 228 [解析] 蒸馏水在本实验中的作用有两个：一是用于调节NaCl溶液的浓度，以使DNA沉淀析出或溶解；二是用于鸡血细胞的溶血，释放细胞内的核物质。
[答案] B
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幻灯片 229多聚酶链式反应扩增DNA片段
1．(2010·山东卷·T34(4))若需克隆脂肪酶基因，可应用耐热DNA聚合酶催化的PCR技术。 ( )
2．(2009·广东卷T38(3))PCR反应包括多次循环，每次循环包括三步： 变性、复性和延伸。 ( )
√
√
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幻灯片 230 3．(2012·唐山一模T39(5))PCR中加入的引物有两种，其作用是使DNA聚合酶能够从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸。 ( )
4．(2012·临沂一模T35(1))DNA变性后，当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又会重新结合成双链，称为复性，PCR技术利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合。 ( )
×
√
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幻灯片 2311．细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR技术)的比较
细胞内DNA复制
PCR
不同点
解旋
解旋酶，边解旋边复制
80～ 高温解旋，双链完全分开
酶
解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶
Taq DNA聚合酶
引物
RNA
DNA或RNA
能量
ATP
不加
温度
体内温和条件
高温
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幻灯片 232
细胞内DNA复制
PCR
不同点
子链合成
一条链连续(先导链)，另一条链不连续，先合成片段，再由DNA连接酶连接(滞后链)
两条子链均连续合成
相同点
①提供DNA模板；
②四种脱氧核苷酸作原料；
③子链延伸的方向都是从5′端到3′端
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幻灯片 233 2．PCR反应的过程及结果
(1)PCR反应过程：
①变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链，如下图：
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幻灯片 234 ②复性：系统温度下降至50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如下图：
③延伸：当系统温度上升至72 ℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、G、C)在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，如下图：
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幻灯片 235 (2)结果：
①PCR一般要经历三十多次循环，每次循环都包括变性、复性、延伸三步。
②两引物之间的固定长度的DNA序列呈指数扩增。
[关键一点] DNA复制需要引物的原因：DNA聚合酶不能从5′端开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链。
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幻灯片 236高考地位
本部分内容在近几年高中命题中较少出现，但考查频率有升高的趋势，多在非选择题的题肢中考查
命题角度
以填空的形式考查PCR技术的原理、过程、条件，如典例3。
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幻灯片 237 [典例3] PCR(多聚酶链式反应)技术是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，下图表示合成过程，请据图分析回答：
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幻灯片 238 (1)A过程高温使DNA变性解旋，对该过程的原理叙述正确的是________。
A．该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键
B．该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键
C．该过程不需要解旋酶的作用
D．该过程与人体细胞的过程完全相同
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幻灯片 239 (2)C过程要用到的酶是耐高温的________。这种酶在高温下仍保持活性，因此在PCR扩增时可以______________
加入，________(需要/不需要)再添加。PCR反应除提供酶外，还需要满足的基本条件有：_________________________。
(3)如果把模板DNA的两条链用15N标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，控制“94℃～55℃～72℃”温度循环3次，则在形成的子代DNA中含有15N标记的DNA占________。
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幻灯片 240 [解析] (1)高温所起的作用类似于解旋酶，使双链DNA变为单链。(2)C过程是PCR技术的延伸阶段，当系统温度上升到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下合成新的DNA链。这种DNA聚合酶在高温下不变性，所以一次性加入即可。(3)PCR技术遵循半保留复制的特点。经过三次循环，共产生23个DNA分子，其中有2个DNA分子含有15N标记。
[答案] (1)C (2)DNA聚合酶 一次 不需要 DNA模板、两种引物、四种脱氧核苷酸，通过控制温度使DNA复制在体外反复进行 (3)25%
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幻灯片 241 血红蛋白的提取和分离
1．(2011·广东卷T5AB)猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂。 ( )
2．(2011·广东卷T5CD) 血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测，在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢。 ( )
√
×
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幻灯片 242 3．(2009·江苏卷T23D)蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化。 ( )
4．(2011·山东卷T34(3))电泳法纯化蛋白质时，若分离带电荷相同的蛋白质，则其相对分子质量越大，电泳速度越快。 ( )
5．(2010·江苏卷T3C)利用透析法纯化蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液。 ( )
√
×
×
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幻灯片 2431．方法及原理
方法
原 理
凝胶色谱法
根据相对分子质量的大小分离蛋白质
电泳法
各种分子带电性质的差异以及分子本身大小、形状的不同
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幻灯片 244 2．实验操作程序
(1)样品处理：
①红细胞的洗涤：除去血浆蛋白等杂质，有利于后续步骤的分离纯化；
②血红蛋白的释放：使红细胞破裂，血红蛋白释放出来；
③分离血红蛋白溶液：经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来，便于下一步对血红蛋白的纯化。
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幻灯片 245 (2)粗分离：
①原理：透析袋能使小分子自由出入，而将大分子保留在袋内，透析可以除去样品中相对分子质量较小的杂质。
②过程：取1 mL的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有300 mL的物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液中(pH为7.0)，透析12 h。
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幻灯片 246 ④图示：
⑤注意：透析时间为12 h。透析袋是用硝酸纤维素制成的，小分子可自由进出，而大分子保留在袋内。
(3)纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。
(4)纯度鉴定：一般用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳方法来测定蛋白质，即对血红蛋白进行纯度鉴定。
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幻灯片 2473.结果分析与评价
血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随洗脱液缓慢流出→分离成功
血红蛋白的分离
放一支与凝胶柱垂直的日光灯→直接检查加入大分子有色物质如蓝色葡聚糖－2 000或红色葡聚糖，若色带均匀、狭窄、平整→装填成功
凝胶色谱柱的装填
血液样品的处理
分 析
项 目
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幻灯片 248 [关键一点]
(1)用凝胶色谱法分离和纯化蛋白质，滴加样品时，吸管管口贴着管壁环绕移动加样，同时注意不要破坏凝胶面。
(2)在蛋白质分离过程中，应仔细观察红色区带在洗脱过程中的移动情况，如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。
(3)血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液。这使血红蛋白的分离过程非常直观，可大大简化实验操作。
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幻灯片 249高考地位
本考点近几年高考中多有涉及，但难度不大
命题角度
多围绕蛋白质分子的分离原理、凝胶色谱法、透析原理及电泳法纯化蛋白质等进行考查，如典例4。
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幻灯片 250 [典例4] 已知某样品中存在甲、
乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，其分
子大小、所带电荷的性质和数量情况如
下图所示，下列有关该样品中蛋白质的分离的叙述正确的是
( )
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幻灯片 251 A．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子丙也保留在袋内
B．若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最快
C．若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，分子戊存在于沉淀中，则分子甲也存在于沉淀中
D．若用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最远
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幻灯片 252 [解析] 分子甲的分子量最小，进入凝胶内部通道而移动速度慢；分子乙留在透析袋内，说明其相对分子质量比较大，分子丙比分子乙相对分子质量大，所以分子丙也留在袋内；分子戊比分子甲的相对分子质量大，故离心后分子甲可能不存在于沉淀物中； SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳中的样品，其电泳迁移率完全取决于分子的大小，相对分子质量相差越大，形成的电泳带相距越远。
[答案] A
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幻灯片 253[高考随堂体验]
1．(2012江苏高考)下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的
叙述，正确的是
A．洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶 解度
B．将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
C．常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取
D．用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少
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幻灯片 254解析：洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜，去除脂质和蛋白质，但不能增大DNA在NaCl溶液中的溶解度；DNA丝状物在二苯胺试剂中沸水浴加热过程中变蓝，不需要冷却；菜花匀浆中含有多种酶，常温下有些酶类可破坏DNA而影响DNA的提取；用玻璃棒缓慢搅拌滤液，有利于提取并防止搅拌时DNA断裂，并不影响DNA的含量。
答案：C
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幻灯片 2552．(2011·江苏高考)请回答基因工程方面的有关问题：
(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。
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幻灯片 256图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为________ 。
②在第________ 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。
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幻灯片 257 ①第1组：_____________________________________；
②第2组：___________________________________ 。
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幻灯片 258(3) PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的 功能，这是因为____________
_______________________________________________ 。
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幻灯片 259解析：(1)①根据PCR过程特点绘制PCR过程示意图如下：
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幻灯片 260由图可知，以原来的每条母链为模板合成的两个新DNA分子中，只含有引物A或引物B，而以新合成的子链为模板合成新DNA分子时，两种引物都含有，故第四轮循环共产生16个DNA分子，其中含有引物A的分子是15个，占15/16。②由图示知，第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点，前两轮循环产生的4个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链。
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幻灯片 261(2)引物是单链DNA时才能与DNA结合，而单链DNA的碱基互补配对部分容易形成双链结构而失去其功能。从图示可以看出，①组引物I和引物II局部碱基互补配对，易形成双链结构而失效。②组引物相互间虽不能发生碱基互补配对，但I′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效。
(3)DNA聚合酶的作用是将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上，而不能直接将两个脱氧核苷酸连在一起。
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幻灯片 262答案： (1)①15/16 ②三
(2)①引物I和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效
②引物I′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
(3) DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
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幻灯片 2633．(2010·江苏高考)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关
探究活动。具体步骤如下：
材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份。每份l0 g。剪碎后分成两组，一组置于20℃、另一组置于－20℃条件下保存24 h。
DNA粗提取：
第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入l5 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。
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幻灯片 264第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。
(注：“＋”越多表示蓝色越深)
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幻灯片 265分析上述实验过程，回答下列问题：
(1)该探究性实验课题名称是_______________________。
(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少____________。
(3)根据实验结果，得出结论并分析。
①结论1：与20℃相比，相同实验材料在－20℃条件下保
存，DNA的提取量较多。结论2：____________________
_________________________________________________。
②针对结论1.请提出合理的解释：____________________。
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幻灯片 266(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性。在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：____________________________ 。然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。
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幻灯片 267解析：(1)据题意，该探究实验的自变量有实验材料的种类和温度，因变量为DNA提取量，则该探究性实验课题名称是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。
(2)搅拌过程中常常会发生DNA的断裂，因而该步骤需要“缓缓地”进行。
(3) ①据表分析不同自变量条件下的因变量情况，则可得结论2：等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多。
②低温能使DNA酶的活性受到抑制，从而降低了DNA的降解速率，使DNA提取量增多。
(4)根据氯仿的理化性质，可采用氯仿与提取液混合，后去除上清液。
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幻灯片 268答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响
(2)DNA断裂
(3)①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多②低温抑制了相关酶的活性，使DNA降解速度减慢
(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分
混和。静置一段时间，吸取上清液
“课时达标检测”见“限时集训（四十六）”
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幻灯片 269----
幻灯片 270一、植物芳香油的提取
1．提取玫瑰精油实验
(1)方法： 法。
(2)实验流程：
水蒸气蒸馏
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幻灯片 271 2．提取橘皮精油的实验：
(1)方法：一般用 法。
(2)实验流程：石灰水浸泡→漂洗→ →过滤→静置→再次 →橘皮油。
压榨
压榨
过滤
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幻灯片 272 二、胡萝卜素的提取
(1)胡萝卜素性质：不溶于 ，微溶于乙醇，易溶于 等有机溶剂。
(2)实验设计：
①方法：萃取法， 最适宜作萃取剂。
②实验流程：胡萝卜→粉碎→ →萃取
↓
胡萝卜素←浓缩←
(3)鉴定方法： 法。
石油醚
石油醚
干燥
过滤
纸层析
水
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幻灯片 273[知识体系构建]
①纸层析法 ②蒸馏法 ③压榨法 ④萃取法
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幻灯片 274 1．[2010·山东卷·T34(1)]用于生产生物柴油的植物油不易挥发，可选用蒸馏、压榨和萃取等方法从油料作物中提取。 ( )
×
植物芳香油的提取
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幻灯片 275 2．[2011·山东卷T34(1)] 柚皮易焦糊，宜采用压榨法提取柚皮精油，该过程得到的糊状液体可通过过滤除去其中的固体杂质。 ( )
3．[2012·山东卷·T34(4)]萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是防止有机溶剂挥发。 ( )
4．(2013·青岛一模)水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法，其中提取柠檬芳香油常用水中蒸馏法。
( )
√
√
×
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幻灯片 2761．植物芳香油的提取方法的比较
提取方法
水蒸气蒸馏法
压榨法
有机溶剂萃取法
实验原理
利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油
方法步骤
(1)水蒸气蒸馏
(2)分离油层
(3)除水过滤
(1)石灰水浸泡、漂洗
(2)压榨、过滤、静置
(3)再次过滤
(1)粉碎、干燥
(2)萃取、过滤
(3)浓缩
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幻灯片 277提取方法
水蒸气蒸馏法
压榨法
有机溶剂萃取法
适用范围
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
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
优点
简单易行，便于分离
生产成本低，易保持原料原有的结构和功能
出油率高，易分离
局限性
水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题
分离较为困难，出油率相对较低
使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量
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幻灯片 278 [关键一点]
(1) 压榨法必须在常温条件下进行，否则会影响产物的产量和质量。
(2) 萃取法是根据相似相溶原理，根据不同物质的不同沸点来蒸发或分液。
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幻灯片 279 2．水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏的区别
(1)这三种方法的基本原理相同，但原料放置位置不同。
①水中蒸馏：原料放在蒸馏容器的水中，水要完全浸没原料。
②水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料放在筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。
③水气蒸馏：蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料。
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幻灯片 280 (2)各自特点：
①水中蒸馏设备简单、成本低、易操作，而水上蒸馏和水气蒸馏时间短，出油率高。
②水中蒸馏对于柑橘和柠檬等原料不适用。因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解。
③水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。
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幻灯片 281 (3)注意事项：
①水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间，温度不能太高。
②用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质。
③压榨时原料必须要浸透，这样压榨时不会滑脱，出油率高，不堵塞筛眼；使用石灰水充分浸泡原料的目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。
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幻灯片 282高考地位
从近几年的高考来看，植物有效成分的提取正在成为新的命题热点，但试题难度不大
命题角度
形式上主要以非选择题为主，以生产生活实例创设新情景，亦有可能联系其他技术进行综合考查，如典例1。
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幻灯片 283 [典例1] 从玫瑰花中提取出的玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料。玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性较强。请完成下面相关问题：
(1)根据材料中介绍的玫瑰精油的性质，要提取玫瑰精油可以用水中蒸馏和____________法提取，但一般采用水中蒸馏的方法，其原因是该法具有__________________的优点。
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幻灯片 284 (2)某同学在实验中设计了如下图所示装置提取玫瑰精油，指出该装置中的两个错误，并予以改正。
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幻灯片 285 ①错误1：_____________________________________。
改正：______________________________________。
②错误2：____________________________________。
改正：________________________________________。
(3)对用上述装置接收到的乳浊液进行如下处理：
玫瑰油与水的混合物试剂A分层装置B油层试剂C无水玫瑰精油过滤较纯净的玫瑰精油
试剂A是________，试剂C是______，装置B是________，试剂C的作用是________。
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幻灯片 286 [解析] (1)应根据原料特点来选择提取方法。根据玫瑰精油挥发性强，化学性质稳定，可以用蒸馏法，而玫瑰精油不溶于水，易溶于有机溶剂，故对玫瑰精油还可以用有机溶剂萃取的方法。
(2)蒸馏装置中，温度计测的是蒸气温度，应使水银球与蒸馏烧瓶的支管口下沿相平；冷凝管进水口在下，出水口在上，与蒸气流向相反。
(3)蒸馏得到的乳浊液，为促进其分层，可加入NaCl，而后用分液漏斗将其分开，得到的油层中还含有少量的水分，可以用无水Na2SO4吸去，然后过滤即可。
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幻灯片 287[答案] (1)萃取 简单易行，便于分离
(2)①温度计位置错误 应使温度计水银球与烧瓶的支管口下沿相平 ②进出水口错误 应进水口在下，出水口在上
(3)NaCl 无水Na2SO4 分液漏斗 吸去油层中少量水分
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幻灯片 288 胡萝卜素的提取
1．[2008·宁夏卷T37(1)]从胡萝卜中提取胡萝卜素，可用有机溶剂作为溶剂。 ( )
2．(2008·宁夏卷T37(2))从胡萝卡中提取胡萝卜素常用的方法是萃取法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、萃取、过滤、浓缩。 ( )
√
√
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幻灯片 289 3．(2008·宁夏卷T37(3))在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应选择较高的温度以便于充分干燥。 ( )
4．(2008·宁夏卷T37(4))提取的胡萝卜素可通过纸层析法法进行鉴定，在鉴定过程中需要用标准样品对照。( )
5．(2008·宁夏卷T37(5))一般情况下，提取胡萝卜素
时，提取效率与原料颗粒的含水量成正比。 ( )
×
√
×
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幻灯片 290 1．萃取剂的选择与影响萃取的因素
(1)萃取剂的选择：
有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和丙酮能够与水混溶，是水溶性有机溶剂；石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶，是水不溶性有机溶剂。
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幻灯片 291 萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，且不与水混溶。另外还要考虑对人体是否有毒等安全问题。因乙醚沸点较低，苯和四氯化碳对人体有毒，所以本实验选用石油醚或乙酸乙酯作为萃取剂。
(2)影响萃取的因素：
主要因素：萃取剂的性质和使用量。
次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度、萃取的时间等。 总之，溶解越充分，效果就越好。
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幻灯片 292 2．胡萝卜素的萃取及鉴定
(1)胡萝卜素提取装置的设计：
①提取装置：由铁架台、酒精灯、水
浴锅、烧瓶、冷凝管等构成。安装顺序：
从左到右，由下而上。拆除时相反。装置
如右图所示。
②由于有机溶剂易燃，直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸，故采用水浴加热法。
③为防止加热时有机溶剂的挥发，在加热瓶口安装冷凝回流装置。
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幻灯片 293 (2)纸层析鉴定步骤：
①制作层析滤纸：在18 cm×30 cm滤纸下端距底边2 cm处做一条基线，在基线上取A、B、C、D四点。
②点样：用最细的注射器针头分别吸取0.1～0.4 mL 溶解在石油醚中的标准样品和提取样品，分别在A、D和B、C点上点样。点样应该快速细致，在基线上形成直径为2 mm左右的圆点。
③层析：等滤纸上的点样液自然挥发干后，将滤纸卷成圆筒状，置于装有1 cm深的石油醚的密封玻璃瓶中。等各种色素完全分开后，取出滤纸，让石油醚自然挥发。
④观察：与标准样品的胡萝卜素层析带相比较，观察提取效果。
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幻灯片 294 3．用层析法鉴定时应注意的问题
(1)层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以带手套进行操作。
(2)点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于0.5 cm)，如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。
(3)将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。
(4)层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。
(5)层析是否提取到胡萝卜素，通过与标准样品中的β胡萝卜素作对比予以确认。
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幻灯片 295高考地位
近几年没有考查，最近的一次考查为2008年宁夏理综T37
命题角度
以简答题的形式考查有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素的基本原理及操作方法，如典例2。
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幻灯片 296 [典例2] 请回答下列有关胡萝卜素提取的问题：
(1)从植物中提取胡萝卜素常用的方法是萃取， 所用溶剂具有____________________________________特点。
(2)萃取前，要将胡萝卜进行________ 和________ 。
(3)萃取时应采用________加热，原因是_________。
(4)新鲜的胡萝卜干燥处理时要注意控制________， 鉴定胡萝卜素粗品的方法是____________________。
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幻灯片 297 [解析] 因胡萝卜素有易溶于有机溶剂的特点，可以采用萃取法提取，加热可以提高萃取效率，所用溶剂应该是耐高温(沸点高)的有机溶剂；为使溶剂与原料充分接触，要将胡萝卜素制成干燥的粉末；因有机溶剂易燃，加热时只能采用水浴加热的手段，以防止燃烧和实验事故的发生；胡萝卜素可能在高温下分解，所以干燥处理时应控制好温度和时间；胡萝卜素可以随层析液在滤纸上铺展，宜用纸层析法鉴定。
[答案] (1)较高的沸点能充分溶解胡萝卜素且不与水混溶 (2)粉碎 干燥 (3)水浴 有机溶剂易燃，不能使用明火加热 (4)温度、时间 纸层析法
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幻灯片 298[高考随堂体验]
1．(2011·海南高考)许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含
有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。回答问题：
(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用________
(鲜、干)薄荷叶作原料。其原因是______________。
(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是________，原理是_________________________________________。
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幻灯片 299(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是__________________。常用于分离油层和水层的器皿是__________________。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是____________，除去固体硫酸钠的常用方法是________。
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幻灯片 300 解析：(1)因为薄荷油是挥发性物质，鲜薄荷叶薄荷油的含量高。(2)用萃取法提取薄荷油时，应选用有机溶剂，因薄荷油易溶于有机溶剂。(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是增加盐浓度，促进油水分层，常用于分离油层和水层的器皿是分液漏斗。分离出的油层中加入无水硫酸钠吸掉水分，后再用过滤方法除去固体硫酸钠。
答案：(1)鲜 鲜薄荷中薄荷油含量高 (2)有机溶剂 薄荷油易溶于有机溶剂 (3)增加盐浓度，促进油水分层 分液漏斗 吸水 过滤
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幻灯片 3012．(2009·海南高考)请回答下列与实验室提取芳香油有关的问
题：
(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、________和____________。
(2)芳香油溶解性的特点是不溶于_________，易溶于________，因此可用_______作为提取剂来提取芳香油。
(3)橘子果实含有芳香油，通常可用____________作为材料提取芳香油，而且提取时往往选用新鲜的材料，理由是_____________________________________________。
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幻灯片 302(4)对材料压榨后可得到糊状液体，为除去其中的固体物获得乳状液可采用的方法是____________。
(5)得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后，芳香油将分布于液体的____________层，原因是_________________。
加入氯化钠的作用是________________。
(6)从乳状液中分离得到的芳香油要加入无水硫酸钠，此试剂的作用是____________________。
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幻灯片 303解析：植物芳香油挥发性强，易溶于有机溶剂，因此可用蒸馏、萃取、压榨等方法提取。蒸馏后得到的乳状液是芳香油与水的混合物，可以向乳状液中加入NaCl，增加盐浓度，促进油水分层，分层后芳香油将分布于液体的上层，用分液漏斗能将两者分开；分离的油层还会含有一定水分，可加入无水Na2SO4吸水。压榨后得到的糊状液体，可以先过滤除去固体物和残渣，然后离心、进一步除去质量较小的残留固体物，再用分液漏斗将上层芳香油分离出来。
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幻灯片 304答案：(1)蒸馏法 萃取法
(2)水 有机溶剂 有机溶剂(其他合理答案也可)
(3)橘子皮 新鲜材料芳香油含量较高
(4)过滤(其他合理答案也可)
(5)上 油层的密度比水层小(其他合理答案也可) 增加水层密度，使油和水分层
(6)吸收芳香油中残留的水分
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幻灯片 3053．(2010·新课标全国卷)下列是与芳香油提取相关的问题，
请回答：
(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有_______的性质。蒸馏时收集的蒸馏液_____(是、不是)纯的玫瑰精油，原因是_________________ 。
(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和________。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是
____________________________________________。
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幻灯片 306(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会 __________，原因是_______________________________。
(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度________ 的地方，目的是________。
(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如下图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为______________天左右。
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幻灯片 307(6)从薄荷叶中提取薄荷油时 ____________(能、不能)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是_____________。
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幻灯片 308解析：(1)玫瑰精油属于芳香类化合物，具有芳香类化合物的通性，即易挥发、难溶于水、化学性质稳定等性质。
(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和温度；当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是一定时间内随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后蒸馏量不再增加。
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幻灯片 309(3)蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，如果不进行冷却，部分精油会随水蒸气蒸发而流失。
(4)玫瑰精油易于挥发，应保存在温度较低的地方。
(5)根据图示可以确定提取精油时采摘花的最合适时间为a天左右，此时精油含量最高。
(6)薄荷油与玫瑰精油化学性质相似，同样可以采用水蒸气蒸馏法提取。
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幻灯片 310答案：(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定 不是 蒸馏时玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，得到的是油水混合物
(2)温度 一定时间内随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后蒸馏量不再增加
(3)下降 部分精油会随水蒸气蒸发而流失
(4)较低 减少挥发(或防止挥发)
(5)a
(6)能 薄荷油与玫瑰精油化学性质相似
“课时达标检测”见“限时集训（四十七）”
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