高中生物选修一学案.docx

高中生物选修一学案1.1 果酒、醋的制作一、果酒制作的原理1酵母菌的生物学特征属于 生物。新陈代谢类型： 。在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，反应式为： 。在无氧条件下，酵母菌能进行 ，反应式为： 。繁殖方式：酵母菌多以 方式进行无性生殖，也可以通过形成孢子进行有性生殖。 2在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的 。3果酒制作时需控制温度在 。4红色葡萄果酒的颜色成因：在发酵过程中，随着 的提高，红葡萄皮的 进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。5在缺氧、 的发酵液中， 可以生长繁殖，而绝大多数其他 都因无法适应这一环境而受到 。二、果醋制作的原理1醋酸菌的生物学特性属于 生物。新陈代谢类型： 。与其呼吸作用有关的酶主要分布在细胞膜上。繁殖方式： 。2果醋制作的原理当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成 。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为 ，再变为 。反应式为 。3果醋制作时需控制的条（1）环境条件： 充足。（2）温度：醋酸菌生长的最适温度为 。（3）菌种来源：到当地 购买，或从 中分离醋菌。4在变酸的酒的表面观察到的菌膜是 在液面大量繁殖而形成的。溶液内部能形成菌膜吗？为什么？ 三、流程图： 葡萄 四、实验步骤对发酵瓶、纱布、榨汁机等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次，再用体积分数为_ 擦拭消毒，晾干待用。取葡萄500g，用清水冲洗12遍除去污物（注意_ _）。去除葡萄枝梗和腐烂的子粒。用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中。（如果没有合适的发酵装置，可用500mL的_替代。但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的_。） 将发酵瓶置于适宜的温度（_）下发酵。 由于发酵旺盛期CO2的产量非常多，因此需要及时_，以防止发酵瓶爆裂。（如果是简易发酵装置，每天_瓶盖24次。进行排气。） 10天后，取样检验。例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。 当果酒制成以后，可在发酵液中加入醋酸菌（或醋曲），然后移至_条件下发酵，适时用气泵向发酵液中_。（如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口上盖上_，以减少空气中尘土等的污染。） 五、操作提示（一）材料的选择与处理选择_的葡萄，榨汁前先将葡萄进行_，并除去_ _。（二）防止发酵液被污染1榨汁机要清洗_，并_。2发酵瓶要清洗_，用体积分数_的酒精消毒。3装入葡萄汁后，_充气口。（三）控制好发酵条件1葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约_的空间。2制作葡萄酒过程中，将温度严格控制在_，时间控制在_左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。3制作葡萄醋的过程中，将温度严格控制在_，时间控制在_左右，并注意适时通过充气口_。六、课题延伸果汁发酵后是否有酒精产生，可以用_来检验。在_条件下重铬酸钾与酒精反应呈现_。检测时，先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量的浓度为3mol/L的_3滴，振荡混匀，最后滴加常温下_3滴，振荡试管，观察颜色的变化。七、旁栏思考题1你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？答：应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时 。2你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？答：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如， 。3制葡萄酒时，为什么要将温度控制在1825 ？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在3035 ？答：温度是 。20 左右最适合酵母菌繁殖，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3035 ，因此要将温度控制在3035 。4制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？答： 。5发酵装置的设计讨论请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？结合果酒、果醋的制作原理，你认为应该如何使用这个发酵装置？（1）充气口是 ；（2）排气口是 ；（3）出料口是 。（4）排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是 。（5）使用该装置制酒时， ；制醋时， 。6为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？ “通气”的目的是 ；“密封”的目的是 。7酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？ 。8在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是什么？ 。9在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，最经济实用的方法是？ 。1.2腐乳的制作一、腐乳制作的原理1参与豆腐发酵的微生物有 、 、 、 等多种，其中起主要作用的是 。2毛霉是一种 ，分布广泛，常见于 、 蔬菜、谷物上，具有发达的 。3.毛霉等微生物产生的 能将豆腐中的蛋白质分解成小分子 和 ,产生的 可将脂肪分解为 和 。在多种微生物的 作用下，普通的豆腐转变成风味独特的腐乳。二、制作腐乳的实验流程(一)毛霉的生长1.豆腐块表面长满菌丝,温度应控制在 (此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长),并保持一定的湿度,约 后,毛霉开始生长, 天后,菌丝生长旺盛， 天后，豆腐块表面布满菌丝。2.豆腐块上生长的毛霉来自空气中的 。现代的腐乳生产是在 的条件下， 将优良 直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品的质量。(二)加盐腌制1.将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中,同时逐层 ,随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要 。2.加盐可以 ，使豆腐块变硬，后期制作时不会过早酥烂；能够 ，避免豆腐块腐败变质。3.注意控制盐的用量。盐的浓度过低， ；盐的浓度过高， 。(三)配制卤汤1.卤汤直接关系到腐乳的 、 、 。卤汤是由 和各种 配制而成。 2.卤汤中酒的含量一般控制在 左右，酒精含量越高，对 的抑制作用也越大,使腐乳 ；酒精含量过低， 的活性高,加快 的水解,杂菌繁殖快,豆腐易腐败,难以成块。加酒可以 ，同时能使腐乳具有 。3.香辛料可以 ,也具有 的作用。（四）防止杂菌污染1.用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用 （煮沸消毒法）。2.装瓶时，操作要 。整齐地摆放好豆腐、加入卤汤后，要用胶条将瓶口 。封瓶时，最好将瓶口通过 ，防止瓶口被污染。三、思考与讨论1王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？盐在该过程中起什么作用？ 2豆腐坯用食盐腌制，其作用是什么？（ ）渗透盐分，析出水分 给腐乳以必要的咸味 防止毛霉继续生长和污染的杂菌繁殖 浸提毛霉菌丝上的蛋白酶A B C D3你能利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事？ 4我们平常吃的豆腐，哪种适合用来做腐乳？ 5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？ 1.3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量一、乳酸菌代谢类型为 ，在 情况下，将葡萄糖分解成乳酸，反应式为： 常见的种类有 和 。常用于生产酸奶的是 。在 、土壤、 、人或动物的 内等均有分布。二、亚硝酸盐 粉末、易溶于 。在食品生产中常用作食品 。膳食中的亚硝酸盐一般不危害人体健康，当人体摄入总量达 时，会引起中毒；当摄入总量达 时，会引起死亡。绝大多数亚硝酸盐随 排出，但在特定条件下，即适宜的 、 和一定的 作用，会转变成致癌物质- 。三、泡菜腌制过程1.泡菜坛的选择应选用无砂眼、无裂纹等的合格的泡菜坛。不合格的泡菜坛容易引起 。检查时，可将坛口 压入水中，看坛内有无 现象。2.腌制（1）过程：将清水和盐以 的质量比例配制盐水。将盐水 后备用。将蔬菜装至 时加入香辛料，装至 时，加入盐水，要使盐水 ，盖好坛盖。将坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内的 环境（2）条件：控制腌制的 、 和 。温度 、食盐用量 ，腌制时间 ，容易造成 ， 含量增加。一般在腌制10天后，亚硝酸盐的含量 。四、亚硝酸盐的测定1.原理：（1）在 条件下，亚硝酸盐与 发生 反应后，与 结合形成 色染料。（2）将显色反应后的样品与已知浓度的 进行目测比较，可以大致 出泡菜中亚硝酸盐的含量。计算公式为： 中亚硝酸盐含量（mg） （40mL滤液的质量，kg）。2.测定步骤： （1）配制溶液配置的溶液有 、 、 、 、 、 、 。其中需要避光保存的溶液是 ； 。（2）配制标准显色液用 吸取体积0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5mL的 溶液分别置于比色管中，另取1支比色管作为 。向各管加入2.0mL ，混匀，静置35分钟。向各管加入1.0mL 溶液。最后用 定容到50mL。（3）制备样品处理液榨汁得滤液。取滤液倒入容量瓶，添加 和 ，摇床振荡1h，再加 ，用蒸馏水定容到后，立即过滤。将滤液移入容量瓶，加入 定容后过滤，获得 的滤液。（4）比色将滤液移入比色管中，并编号。分别依次加入 和 ，并定容后混匀静置观察颜色变化，并与 比较，记录亚硝酸盐含量。计算五、思考与讨论1为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶？2日常生活中不宜食用放置时间过长和变质蔬菜的原因是什么？3经测定某样品滤液中亚硝酸盐含量为5.0µg，40mL滤液的质量为41.3g，则泡菜中亚硝酸盐含量为4为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？这层白膜是怎样形成的？2.1微生物的实验室培养一、培养基1概念：人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其 的营养基质叫培养基。可分为 培养基和 培养基。 2营养构成：各种培养基一般都含有 、 、 和 ，此外还要满足微生物生长对 、 以及 的要求。 3培养乳酸杆菌时需在培养基中添加 、培养霉菌时需将培养基PH调至 、培养细菌时需将PH调至 、培养厌氧微生物则需提供 条件。思考1：从细胞的化学元素组成来看，培养基中为什么都含有这些营养成分？答： 二、无菌技术(一)获得纯净培养物的关键是 ，具体操作如下：来源1对实验操作的 、操作者的 和 进行 。2将用于微生物培养的 、 和 等器具进行 。3为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在 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 相接触。(二)消毒和灭菌1消毒是指 。常用的方法有 、 、 消毒法。2灭菌是指 。常用的方法有： 、 、 灭菌。分别适用于那些用具？ 思考2：无菌技术除了防止培养物被污染外，还具有的目的是什么？答： 。思考3：利用干热灭菌箱对玻璃器皿灭菌时物品不能摆得太挤，目的是什么？答： 。思考4：物品装入高压蒸汽灭菌锅灭菌后，要首先打开排气阀，煮沸并排除锅内冷空气，其目的是 ；随后关闭排气阀继续加热，气压升至 ，温度为 ，并维持 min；最后切断热源，使温度自然降温，气压务必降至 时打开锅盖，其目的是防止 。三、实验操作-大肠杆菌的纯化培养（一）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 1操作步骤是： 、 、 、 、 。思考5：在制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的称量操作中，动作要迅速，原因是什么？溶化操作中需要不断用玻璃棒搅拌的目的是什么？答： ； 。思考6：牛肉膏和蛋白胨主要为微生物提供什么等营养物质？答： 。2倒平板：待培养基冷却至 左右时在酒精灯火焰附近操作进行。其过程是：在火焰旁右手拿 ，左手 ；使锥形瓶的瓶口 ；左手将培养皿 ，右手 ，立刻盖上皿盖。待平板冷却凝固后，将平板 。思考7：锥形瓶的瓶口通过火焰的目的是什么？答： 思考8：倒平板的目的是什么？答： 思考9：若皿盖和皿底之间粘有培养基，则该平板能否培养微生物？为什么？答： 思考10：配制斜面培养基作用是什么？，试管为什么要加塞棉塞？答： （二）纯化大肠杆菌微生物接种最常用的是 法和 法。还有 和 等。1平板划线法是 的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。其操作步骤是：将 在酒精灯火焰上灼烧直至 。在酒精灯火焰旁冷却接种环，并打开大肠杆菌的菌种试管的棉塞。将菌种试管口通过火焰达到 的目的。将冷却的接种环伸入 。将菌种试管口再次通过火焰后塞上棉塞。将皿盖打开一条缝隙，把接种环 ，盖上皿盖，不要划破培养基。灼烧接种环，冷却后从 划线。重复上述过程，完成三、四、五区域内划线。注意不要将 相连。将平板 放入培养箱培养。思考11：取菌种前灼烧接种环的目的是什么？为什么除第一次划线外，其余划线前都要灼烧接种环？取菌种和划线前都要求接种环冷却后进行，其目的是？最后灼烧接种环的目的是？ 在第1次划线后都从上次划线末端开始的目的是？答： 2稀释涂布平板法则是将菌液进行一系列的 ，然后将 进行培养。当稀释倍数足够高时，即可获得单个细菌形成的 。系列稀释操作步骤为：取盛有 mL水的无菌试管6支试管 ，编号101、102、103、104、105、106。用灼烧冷却的移液管吸取 mL菌液注入编号为101试管中，并吹吸3次使之混匀。从101倍液中吸取 mL菌液注入到编号为102试管内吹吸均匀，获得102倍液。依此类推。思考12：系列稀释操作的注意事项是什么？答： 四、结果分析与评价1.培养未接种培养基的作用是什么？，若有菌落形成，说明什么？ 2.在肉汤培养基上，大肠杆菌菌落颜色？形态？ 3.培养12h和24h后的菌落大小？；菌落分布位置？原因？ 思考13：在某培养基上出现了3种特征不同的菌落是什么原因？ 思考14：频繁使用的菌种利用什么法保存？长期保存菌种的方法是什么？ 22 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数一、课题背景1尿素CO(NH2)2是一种重要的氮肥，农作物 （能，不能）直接吸收利用，而是首先通过土壤中的细菌将尿素分解为 ，这是因为细菌能合成 。2以土壤中能分解尿素的细菌为研究对象，要达到的两个主要目的是： ； 。二、研究思路 (一)筛选分解尿素的菌株1筛选思路：在寻找 时，要根据他对 的要求，到相应的 中去寻找。【思考一】怎样寻找耐高温的酶呢？从热泉中把耐热细菌筛选出来，这是因为热泉的高温条件 了绝大多数微生物，而使 的Taq细菌脱颖而出。2筛选原理人为提供 菌株生长的条件（包括 等），同时 其他微生物生长。3 筛选方法：选择培养4选择培养基（1）概念：选择培养基是指允许 微生物生长，同时 其他种类微生物生长的培养基。目的菌株就是利用 对微生物进行 ，从而获得所需的 。（2）原理：根据不同微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培养基。（3）方法：在培养基中加入某种 （不作为营养物质，对分离的微生物无害）， 其他微生物而选择所需微生物。如在基本培养基中加入 可以抑制细菌和放线菌的生长，从而将酵母菌和霉菌分离出来。改变培养基中的 。如缺乏氮源的选择培养基，可用来分离自主固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存；以 为唯一氮源的选择培养基，可用来分离分解尿素的微生物；改变微生物的 ，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。（4）实例：分解尿素的细菌的分离与计数的选择培养基【思考二】在分离分解尿素的细菌所用的培养基即为 。其选择机制是 的微生物才能在该培养基上生长 。【思考三】在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是 ，提供氮源的的是 ，琼脂的作用是 。只有能合成 （分解尿素的酶）的微生物才能分解尿素。(二)统计菌落数目1方法：常用来统计样品中 菌数目的方法是 。2理论依据：即当样品的 足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于 。通过统计 ，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在 的平板进行计数。另外， 也是测定微生物数量的常用方法。计算方法：从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数，计算方法是 注意事项：一般来说，统计的菌落数往往比活菌的实际数目 。这是因为当 时，平板上观察到的只是 。因此，统计结果一般用 而不是活菌数来表示。为使结果更接近真实值，要设 ，取其 ，可将 稀释度的样品加到 的平板上，经涂布，培养计算出菌落的 。【思考四】比较教材中两位同学的操作方法，第 位同学的结果接近真实值。你认为这两位同学的实验需要改进操作的是 ，需设置 ；第二位同学统计的三个菌落数相差太大，说明 ，如果某个平板的细菌数量与其他平板差别太大，应舍弃并分析产生差异的原因， 。【思考五】利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是 ，直接影响平板上生长的 。(三)设置对照设置对照的主要目的是排除 对实验结果的影响，提高 可信度。【思考六】请设计本实验的对照实验组：方案一：其他同学用A同学的 进行实验，以证明同学 是否有误或 的配制是否有问题。方案二：A同学以不接种的 作为空白对照，以证明培养基是否受到 。三、实验设计1实验设计的内容包括 、 、 和 等。2实验流程： 菌落计数配制土壤溶液系列稀释涂布平板与培养3实验过程：土壤取样：土壤微生物主要分布在距地表 cm富含 近 性的土壤中，约 为细菌。土壤取样时，一般要铲除 。土壤是微生物的 。样品的稀释：分离不同的微生物采用不同的 ，原因是不同微生物在土壤中含量 。 其目的是保证获得菌落数 之间、 的平板。细菌稀释度为 ，放线菌稀释度为 ，真菌稀释度为 。第一次做实验时可以将稀释的范围 一点。涂布平板与培养：培养不同微生物往往需要不同培养温度。细菌一般在 下培养12d，放线菌一般在 下培养57d，霉菌一般在2528的温度下培养 。菌落计数：在菌落计数时，每隔 统计一次菌落数目。选取菌落数目 时的记录作为结果，以防止因 而导致遗漏菌落的数目，使每个菌体都能形成肉眼可观察到的菌落。菌落的特征包括 等方面。【思考七】土壤微生物种类最多、数量最大的原因是什么？ 4操作提示：取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都要 。应在 旁称取土壤 。将称好的土样倒入盛有 无菌水的 中，塞好棉塞。在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在 旁进行。实验时要对 作好标记。注明 等。为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当 时间。【思考八】在研究未知微生物时务必规范操作，以防被 感染，实验后一定要洗手。四、结果分析与评价1对分离的菌种作进一步的鉴定，还需要借助 的方法。2在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨。氨会使培养基的碱性 ，PH 。因此，我们可以通过检测培养基 变化来判断该化学反应是否发生。3在以 为唯一氮源的培养基中加入 指示剂。培养某种细菌后，如果PH升高，指示剂将变 ，说明该细菌能够 。思考九、测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到 培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现 色，通过记述得出水样中大肠杆菌的数量。你认为在该实验中至少应取 个水样。6.1 植物芳香油的提取一、基础知识（一）课题背景早在古代，人类将具有芳香气味的植株花卉制成干品后，可当做 和 使用。19世纪，人们合成了人造香料，但对天然植物芳香油依然情有独钟。如今，植物芳香油广泛地应用于 、 、 和 等方面。（二）植物芳香油的来源1.天然香料的主要来源是 和 。香料种类来源动物香料麝、灵猫、海狸、抹香鲸等植物香料玫瑰油（玫瑰花）、橘皮油、樟油（樟树树干）等注意：（1）栏旁资料：不同植物的根、茎、叶、花、果实、种子都可以提取芳香油。 （2）微生物中的 也可以产生芳香化合物。2.芳香油的性质： 强， 比较复杂，且易溶于 ，以 及其衍生物为主。（三）植物芳香油的提取方法 1. 植物芳香油的提取方法有 、 、 等。具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。1.1常用方法： 1.1.1原理：利用 将 的植物芳香油携带出来，形成 ，冷却后，混合物又会重新分出 和 。1.1.2方法：根据蒸馏过程中 的位置，可将水蒸气蒸馏法划分为 ：原料放在 中加热蒸馏； ：原料 加热蒸馏； ：利用外来 加热蒸馏。1.1.3不足之处：有些原料不适用于水蒸气蒸馏法中的水中蒸馏法，如柑橘、柠檬。这是因为水中蒸馏会导致 和 等问题。1.2压榨法（详见橘皮精油的提取）：有些不适用于水中蒸馏法原料（如柑橘、柠檬）可用此法。1.3萃取法：不适用于水蒸气蒸馏的原料可以考虑使用此法（详见课题2胡萝卜素的提取）1.3.1原理：芳香油易溶于 （如石油醚、酒精、乙醚等），去除 后得到芳香油。1.3.2方法：将 、 的植物原料浸泡在 中使植物 溶解在 中，得到浸泡液蒸发出 芳香油。1.3.3注意：用于萃取的有机溶剂必须 ，除去 ，否则会影响芳香油的品质。二、实验设计（一）玫瑰精油的粗提取1.实验流程示意图2.实验方法：因玫瑰精油的 ， ， ， ，故采用水蒸气蒸馏法进行提取。3.实验装置（略）4.实验步骤（1）采集玫瑰花：采集5月上、中旬 的玫瑰花，清水 ，沥干水分。（2）装入蒸馏原料：称取50g玫瑰花放入500mL蒸馏瓶，添加 蒸馏水。（3）安装蒸馏装置（4）加热蒸馏：在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止 。打开水龙头，缓缓通入冷水，然后开始加热。蒸馏完