培養基：人們按照微生物對營養物質的不同需求，配製出供其生長繁殖的營養基質，是進行微生物培養的物質基礎。
培養基按照物理性質可分為液體培養基 半固體培養基和固體培養基。在液體培養基中加入凝固劑瓊脂(是從紅藻中提取的一種多糖，在配製培養基中用作凝固劑)後，製成瓊脂固體培養基。微生物在固體培養基表面生長，可以形成肉眼可見的菌落。根據菌落的特徵可以判斷是哪一種菌。液體培養基應用於工業或生活生產，固體培養基應用於微生物的分離和鑑定，半固體培養基則常用於觀察微生物的運動及菌種保藏等。
按照成分培養基可分為人工合成培養基和天然培養基。合成培養基是用成分已知的化學物質配製而成，其中成分的種類比例明確，常用於微生物的分離鑑定。天然培養基是用化學成分不明的天然物質配製而成，常用於實際工業生產。
按照培養基的用途，可將培養基分為選擇培養基和鑑定培養基。選擇培養基是指在培養基中加入某種化學物質，以抑制不需要的微生物生長，促進所需要的微生物的生長。鑑別培養基是根據微生物的特點，在培養基中加入某種指示劑或化學藥品配製而成的，用以鑑別不同類別的微生物。
培養基的化學成分包括 水 、無機鹽 、碳源 、氮源 (生長因子)等。
碳源：能為微生物的代謝提供碳元素的物質。如CO2、NaHCO3等無機碳源；糖類、石油、花生粉餅等有機碳源。異養微生物只能利用有機碳源。單質碳不能作為碳源。
氮源：能為微生物的代謝提供氮元素的物質。如N2、NH3、NO3-、NH4+(無機氮源)蛋白質、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白腖(有機氮源)等。只有固氮微生物才能利用N2。
培養基還要滿足微生物生長對PH、特殊營養物質以及氧氣的要求。例如，培養乳酸桿菌時需要在培養基中新增維生素，培養黴菌時須將培養基的pH調至酸性，培養細菌是需要將pH調至中性或微鹼性，培養厭氧型微生物是則需要提供無氧的條件。
無菌技術獲得純淨培養物的關鍵是防止外來雜菌的入侵，要注意以下幾個方面：
①對實驗操作的空間、操作者的衣著和手，進行清潔和消毒。
②將用於微生物培養的器皿、接種用具和培養基等器具進行滅菌。
③為避免周圍環境中微生物的汙染，實驗操作應在酒精燈火焰附近進行。
④實驗操作時應避免已經滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。
無菌技術除了用來防止實驗室的培養物被其他外來微生物汙染外，還有什麼目的？
答：無菌技術還能有效避免操作者自身被微生物感染。
消毒與滅菌的區別
消毒指使用較為溫和的物理或化學方法僅殺死物體表面或內部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法(對於一些不耐高溫的液體)還有化學藥劑(如酒精、氯氣、石炭酸等)消毒、紫外線消毒。
滅菌則是指使用強烈的理化因素殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子。滅菌方法有灼燒滅菌、乾熱滅菌、高壓蒸汽滅菌。
滅菌方法：
①接種環、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法；
②玻璃器皿、金屬用具等使用乾熱滅菌法，所用器械是乾熱滅菌箱 ;
③培養基、無菌水等使用高壓蒸汽滅菌法，所用器械是高壓蒸汽滅菌鍋 。
④表面滅菌和空氣滅菌等使用紫外線滅菌法，所用器械是紫外燈 。
(1)方法步驟：計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。 製作牛肉膏蛋白腖固體培養基
(2)倒平板操作的步驟：
①將滅過菌的培養皿放在火焰旁的桌面上，右手拿裝有培養基的錐形瓶，左手拔出棉塞。
②右手拿錐形瓶，將瓶口迅速通過火焰。
③用左手的拇指和食指將培養皿開啟一條稍大於瓶口的縫隙，右手將錐形瓶中的培養基(約10～20mL)倒入培養皿，左手立即蓋上培養皿的皿蓋。
④等待平板冷卻凝固，大約需5～10min。然後，將平板倒過來放置，使培養皿蓋在下、皿底在上。
倒平板操作的討論
1、培養基滅菌後，需要冷卻到50℃左右時，才能用來倒平板。你用什麼辦法來估計培養基的溫度？
提示：可以用手觸控盛有培養基的錐形瓶，感覺錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時，就可以進行倒平板了。
2、為什麼需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？
答：通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物汙染培養基。
3、平板冷凝後，為什麼要將平板倒置？
答：平板冷凝後，皿蓋上會凝結水珠，將平板倒置，既可以防止培養基表面的水分過度地揮發，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養基，造成汙染。
4、在倒平板的過程中，如果不小心將培養基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養微生物嗎？為什麼？
答：空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養基上滋生，因此最好不要用這個平板培養微生物。
純化大腸桿菌
(1)微生物接種的方法最常用的是平板劃線法和稀釋塗布平板法。
(2)平板劃線法是通過接種環在瓊脂固體培養基表面連續劃線的操作。將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養基的表面。在數次劃線後培養，可以分離到由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體，這就是菌落。
(3)稀釋塗布平板法是將菌液進行一系列的梯度稀釋，然後將不同稀釋度的菌液分別塗布到瓊脂固體培養基的表面，進行培養。分為系列稀釋操作和塗布平板操作兩步。
(4)用平板劃線法和稀釋塗布平板法接種的目的是：使聚集在一起的微生物分散成單個細胞，從而能在培養基表面形成單個的菌落，以便於純化菌種。
(5)平板劃線法操作步驟：
①將接種環放在火焰上灼燒，直到接種環燒紅。②在火焰旁冷卻接種環，並開啟棉塞。
③將試管口通過火焰。④將已冷卻的接種環伸入菌液中蘸取一環菌液。
⑤將試管通過火焰，並塞上棉塞。⑥左手將皿蓋開啟一條縫隙，右手將沾有菌種的接種環迅速伸入平板內，劃三至五條平行線，蓋上皿蓋。注意不要劃破培養皿。⑦灼燒接種環，待其冷卻後，從第一區域劃線的末端開始往第二區域內劃線。重複以上操作，在三、四、五區域內劃線。注意不要將最後一區的劃線與第一區相連。⑧將平板倒置放入培養箱中培養。
平板劃線操作的討論
1、為什麼在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環？在劃線操作結束時，仍然需要灼燒接種環嗎？為什麼？
答：操作的第一步灼燒接種環是為了避免接種環上可能存在的微生物汙染培養物；每次劃線前灼燒接種環是為了殺死上次劃線結束後，接種環上殘留的菌種，使下一次劃線時，接種環上的菌種直接來源於上次劃線的末端，從而通過劃線次數的增加，使每次劃線時菌種的數目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結束後灼燒接種環，能及時殺死接種環上殘留的菌種，避免細菌汙染環境和感染操作者。
2、在灼燒接種環之後，為什麼要等其冷卻後再進行劃線？
答：以免接種環溫度太高，殺死菌種。
3、在作第二次以及其後的劃線操作時，為什麼總是從上一次劃線的末端開始劃線？
答：劃線後，線條末端細菌的數目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細菌的數目隨著劃線次數的增加而逐步減少，最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落。
(6)塗布平板操作的步驟：
①將塗布器浸在盛有酒精的燒杯中。②取少量菌液，滴加到培養基表面。
③將沾有少量酒精的塗布器在火焰上引燃，待酒精燃盡後，冷卻8～10s。
④用塗布器將菌液均勻地塗布在培養基表面。
塗布平板操作的討論
塗布平板的所有操作都應在火焰附近進行。結合平板劃線與系列稀釋的無菌操作要求，想一想，第2步應如何進行無菌操作？
提示：應從操作的各個細節保證“無菌”。例如，酒精燈與培養皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周圍；等等。
菌種的儲存
(1)對於頻繁使用的菌種，可以採用臨時保藏的方法。
①臨時保藏方法
將菌種接種到試管的固體斜面培養基上，在合適的溫度下培養。當菌落長成後，將試管放入4℃的冰箱中保藏。以後每3～6個月，都要重新將菌種從舊的培養基上轉移到新鮮的培養基上。
②缺點：這種方法儲存的時間不長，菌種容易被汙染或產生變異。
(2)對於需要長期儲存的菌種，可以採用甘油管藏的方法。
在3mL的甘油瓶中，裝入1mL甘油後滅菌。將1mL培養的菌液轉移到甘油瓶中，與甘油充分混勻後，放在-20℃的冷凍箱中儲存。
疑難解答
(1)生物的營養
營養是指生物攝取、利用營養物質的過程。營養物質是指維持機體生命活動，保證發育、生殖所需的外源物質。
人及動物的營養物質：水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質、維生素六類。
植物的營養物質：礦質元素、水、二氧化碳等三類。
微生物的營養物質：水、無機鹽、碳源、氮源及特殊營養物質五類。
(2)確定培養基製作是否合格的方法
將未接種的培養基在恆溫箱中保溫1～2天，無菌落生長，說明培養基的製備是成功的，否則需要重新制備。
生物選修一重要知識點歸納
分解纖維素的微生物的分離
纖維素，一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是地球上含量最豐富的多糖類物質。
纖維素與纖維素酶：
(1)棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產物，木材、作物秸稈等也富含纖維素。
(2)纖維素酶是一種複合酶，一般認為它至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素最終被水解成葡萄糖，為微生物的生長提供營養。
纖維素分解菌的篩選：
(1)篩選方法：剛果紅染色法。能夠通過顏色反應直接對微生物進行篩選。
(2)剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理：
剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質形成紅色複合物，但並不和水解後的纖維二糖和葡萄糖發生這種反應。當我們在含有纖維素的培養基中加入剛果紅時，剛果紅能與培養基中的纖維素形成紅色複合物。
當纖維素被纖維素酶分解後，剛果紅-纖維素的複合物就無法形成，培養基中會出現以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣，我們就可以通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。
分離分解纖維素的微生物的實驗流程：
土壤取樣→選擇培養(此步是否需要，應根據樣品中目的菌株數量的多少來確定)→梯度稀釋→將樣品塗布到鑑別纖維素分解菌的培養基上→挑選產生透明圈的菌落
(1)土壤採集 選擇富含纖維素的環境。
(2)剛果紅染色法分離纖維素分解菌的步驟 倒平板操作、製備菌懸液、塗布平板
(3)剛果紅染色法種類
一種是先培養微生物，再加入剛果紅進行顏色反應，另一種是在倒平板時就加入剛果紅。
課題延伸：
對分解纖維素的微生物進行了初步的篩選後，只是分離純化的第一步，為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進行發酵產纖維素酶的實驗，纖維素酶的發酵方法有液體發酵和固體發酵兩種。纖維素酶的測定方法，一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素後所產生的葡萄糖進行定量的測定。
《果酒和果醋和製作》
一、果酒製作
1.原理：菌種 ，屬於 核生物，新陳代謝型別 ，有氧時，呼吸的反應式為： ;無氧時，呼吸的反應式為： 。
2.條件：繁殖最適溫度 ，酒精發酵一般控制在 。
(傳統發酵技術所使用的酵母菌的來源)
3.菌種來源：
現在工廠化生產果酒，為提高果酒的品質，更好地抑制其它微生物的生長，採取的措施是 。
4.實驗設計流程圖
挑選葡萄沖洗____________________________________________
果酒 果醋
5.根據教材P4操作提示設計實驗步驟及裝置。
充氣口作用 ; 排氣口作用 ;
出料口作用 。
排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連線，其目的是 。
使用該裝置制酒時，應該關閉 ;
制醋時，應將充氣口 。
6.實驗結果分析與評價：可通過嗅覺和品嚐初步鑑定，並用______________檢驗酒精存在。可觀察到的現象為
二、果醋的製作：
1.原理：菌種：___________，屬於___________核生物，新陳代謝類為_________
醋酸生成反應式是___________________ _________ 。
2.條件：最適合溫度為__________，需要充足的______________。
3.菌種來源：到______________或______________購買。
4.設計實驗流程及操作步驟：
果酒製成以後，在發酵液中加入______________或醋曲，然後將裝置轉移至
______________0C條件下發酵，適時向發酵液中______________。如果沒有充氣裝置，可以將瓶蓋開啟，在瓶蓋上紗布，以減少空氣中塵土汙染。
三、操作過程應注意的問題
(1)為防止發酵液被汙染，發酵瓶要用 消毒。
(2)葡萄汁裝入發酵瓶時，要留出大約 的空間。
(3)製作葡萄酒時將溫度嚴格控制在 ，時間控制在 d左右，可通過 對發酵的情況進行及時的監測。
(4)制葡萄醋的過程中，將溫度嚴格控制在 ，時間控制在 d，並注意適時在 充氣。
【疑難點撥】
1、認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什麼？
應該先沖洗，然後再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌汙染的機會。
2、認為應該從哪些方面防止發酵液被汙染？
需要從發酵製作的過程進行全面的考慮，因為操作的每一步都可能混入雜菌。例如：榨汁機、發酵裝置要清洗乾淨；每次排氣時只需擰鬆瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。
3.制葡萄酒時，為什麼要將溫度控制在18～25 ℃?制葡萄醋時，為什麼要將溫度控制在30～35 ℃?
答：溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。20 ℃左右最適合酵母菌繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度範圍內。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30～35 ℃，因此要將溫度控制在30～35 ℃。
4.制葡萄醋時，為什麼要適時通過充氣口充氣？
答：醋酸菌是好氧菌，在將酒精變為醋酸時需要氧的參與，因此要適時向發酵液中充氣。
《腐乳的製作》
一、腐乳製作的原理
1.腐乳的發酵有多種微生物的協同作用，如 、、、
等，其中起主要作用的是 。它是一種絲狀 ，常見於 、、、上。新陳代謝型別是 。
2. 等微生物產生的蛋白酶可以將豆腐中的 分解成小分子的 和 ;脂肪酶可以將 水解成 和 。
3.現代的腐乳生產是在嚴格的 條件下，將優良 菌種直接接種在豆腐上，這樣可以避免 ，保證 。
二、腐乳製作的實驗流程：
讓豆腐長出毛黴→ → →密封醃製。
三、實驗材料
含水量70%的豆腐，粽葉，盤子，鹽，黃酒，米酒，糖，香辛料等，廣口玻璃瓶，高壓鍋。
四、實驗步驟
1.將豆腐切實3cm×3cm×1cm若干塊
2.豆腐塊放在鋪有幹粽葉的盤內，每塊豆腐等距離排放，豆腐上再鋪乾淨粽葉，再用保鮮膜包裹。
3.將平盤放在溫度為 的地方，毛黴逐漸生長，大約5d後，豆腐表面叢生直立菌絲。
4.當毛黴生長旺盛，呈淡黃色時，去除保鮮膜及粽葉，散熱及水分，同時散去黴味約36h。
5.豆腐涼透後，將豆腐間的菌絲拉斷，整齊排在容器內，準備醃製。
6.長滿毛黴的豆腐塊(以下稱毛坯)分層擺放，分層加鹽，並隨層高而增加 ，在瓶口表面鋪鹽 ，以防止 ，約醃製8d。
7.將黃酒、米酒和糖、香辛料等混合製成滷湯。滷湯酒精含量控制在 為宜。
8.廣口玻璃瓶刷洗乾淨，用高壓鍋在1000C蒸汽滅菌30min，將腐乳成坯擺入瓶中，加入滷湯和輔料後，將瓶口用酒精燈加熱滅菌，用膠條密封，常溫下，六個月即可以成熟。
【疑難點撥】
1.王致和為什麼要撒許多鹽，將長毛的豆腐醃起來？鹽在該過程中起什麼作用？
鹽能防止雜菌汙染，避免豆腐腐敗。鹽能抑制多種微生物的生長。
2.配製滷湯時，一般將酒精含量控制在12%左右，過高過低都不行，為什麼？
酒精含量的高低與腐乳後期發酵時間的長短有很大關係。酒精含量越高，對蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。
3.豆腐坯用食鹽醃製，其作用是什麼？
①滲透鹽分，析出水分 ②給腐乳以必要的鹹味
③防止毛黴繼續生長和汙染的雜菌繁殖 ④浸提毛黴菌絲上的蛋白酶
4.腐乳在釀造後期發酵中新增多量酒液的目的是什麼？
①防止雜菌汙染以防腐
②與有機酸結合形成酯，由於酒中特別是黃酒中含有酵母茼，經發酵可產生醇，並與有機酸結合形成酯，賦予腐乳風味
③利於後期發酵
5.滷湯中香辛料的作用是什麼？
①調味 ②促進發酵 ③殺菌防腐
解釋：(香辛料如花椒、大蒜、茴香中含有花椒醯胺、蒜辣素、茴香醚及茴香醛等，有極強的殺菌力；又有良好的調味功能；香辛料成分參與發酵過程，合成複雜的酯類，使腐乳形成特有色、香、味。)
6.你能利用所學的生物學知識，解釋豆腐長白毛是怎麼一回事？
答：豆腐上生長的白毛是毛黴的白色菌絲。嚴格地說是直立菌絲，在豆腐中還有匍匐菌絲。
7.我們平常吃的豆腐，哪種適合用來做腐乳？
答：含水量為70%左右的豆腐適於作腐乳。用含水量過高的豆腐制腐乳，不易成形。
8.吃腐乳時，你會發現腐乳外部有一層緻密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢？它對人體有害嗎？它的作用是什麼？
答：“皮”是前期發酵時在豆腐表面上生長的菌絲(匍匐菌絲)，它能形成腐乳的“體”，使腐乳成形。“皮”對人體無害。
《探討加酶洗衣粉的洗滌效果》
一、基礎知識
3.在本課題中，我們主要探究有關加酶洗衣粉的三個問題：一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物汙漬的 效果有什麼不同；二是在什麼溫度下使用加酶洗衣粉 最好，三是 的洗衣粉，其洗劑效果有哪些區別。
二、實驗操作
1.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物汙漬的洗滌效果
(1)實驗遵循的原則：實驗變數為洗滌劑，設計時應遵循 原則、原則，有效地控制其他變數，如水的用量、汙染物的量、所用實驗用布的質地大小、兩種洗衣粉的用量，攪拌及洗滌時間。
(2)實驗過程
①取兩隻大燒杯並 ，用量筒分別量500mL蒸餾水放入其中，放入400C的水浴鍋保溫。
②將制好的汙染布和洗衣粉(一組為 和 ，另一組為 和 )分別放入兩隻燒杯中。
③用玻璃棒同時充分攪拌 時間，一段時間後攪拌可重複進行。
④過相同的時間後觀察洗滌效果，探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度。
2.不同種類的酶洗衣粉對同一汙漬的洗滌效果
(1)實驗原理：不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有 ，所以對不同汙漬的洗滌效果不同。
(2)實驗過程：根據表格設計實驗步驟
編號 汙漬
型別 洗滌效果 蛋白酶 脂肪酶 澱粉酶 複合酶 普通洗衣酶 1 雞血 2 牛奶 3 菜油 4 番茄汁 5 墨水 6 染料 【疑難點撥】
1.普通洗衣粉中包含哪些化學成分？
提示：普通洗衣粉中通常包含有：表面活性劑、水軟化劑、鹼劑、漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素，以及填充劑等。
2.在本課題中你打算使用什麼方法和標準判斷洗滌效果？
提示：可在洗滌後比較汙物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，
3.含有蛋白酶的洗衣粉的洗劑效果好，可以用絲綢作為實驗材料嗎？
不能。因為絲綢的主要成分是蛋白質，它會被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，損壞衣物。
【典例解析】
生物選修一知識點總結
專題一 傳統發酵技術的應用
課題一 果酒和果醋的製作
1、發酵：通過微生物技術的培養來生產大量代謝產物的過程。
2、有氧發酵：醋酸發酵 穀氨酸發酵 ·無氧發酵：酒精發酵 乳酸發酵
3、酵母菌是兼性厭氧菌型微生物真菌 ·酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要) 分裂生殖 孢子生殖
4、在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖。 C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O
5、在無氧條件下，酵母菌能進行酒精發酵。 C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
6、20℃左右最適宜酵母菌繁殖 酒精發酵時一般將溫度控制在18℃-25℃
7、在葡萄酒自然發酵的過程中，起主要作用的是附著在葡萄皮表面的野生型酵母菌。在發酵過程中，隨著酒精濃度的提高，紅葡萄皮的色素也進入發酵液，使葡萄酒呈現深紅色。在缺氧 呈酸性的發酵液中，酵母菌可以生長繁殖，而絕大多數其他微生物都因無法適應這一環境而受到制約。
8、醋酸菌是單細胞細菌(原核生物),代謝型別是異養需氧型，生殖方式為二分裂
9、當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變2C2H5OH+4O2→CH3COOH+6H2O(不充足)
10、控制發酵條件的作用①醋酸菌對氧氣的含量特別敏感，當進行深層發酵時，即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最適生長溫度為30～35℃，控制好發酵溫度，使發酵時間縮短，又減少雜菌汙染的機會。③有兩條途徑生成醋酸：直接氧化和以酒精為底物的氧化。
11、實驗流程：挑選葡萄→沖洗→榨汁→酒精發酵→果酒(→醋酸發酵→果醋)
12、酒精檢驗：果汁發酵後是否有酒精產生，可以用重鉻酸鉀來檢驗。在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應呈現灰綠色。先在試管中加入發酵液2mL，再滴入物質的量濃度為3mol/L的H2SO43滴，振盪混勻，最後滴加常溫下飽和的重鉻酸鉀溶液3滴，振盪試管，觀察顏色
13、充氣口是在醋酸發酵時連線充氣泵進行充氣用的；排氣口是在酒精發酵時用來排出二氧化碳的；出料口是用來取樣的。排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身相連線，其目的是防止空氣中微生物的汙染。開口向下的目的是有利於二氧化碳的排出。使用該裝置制酒時，應該關閉充氣口；制醋時，應該充氣口連線氣泵，輸入氧氣。
疑難解答
(1)你認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什麼？
應該先沖洗，然後再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌汙染的機會。
(2)你認為應該從哪些方面防止發酵液被汙染？
如：要先沖洗葡萄，再除去枝梗；榨汁機、發酵裝置要清洗乾淨，並進行酒精消毒；每次排氣時只需擰鬆瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。
(3)制葡萄酒時，為什麼要將溫度控制在18～25℃，時間為10~12d?制葡萄醋時，為什麼要將溫度控制在30～35℃?時間為7~8d
溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。20℃左右最適合酵母菌的繁殖。因此需要將溫度控制在其最為乙醛，再將乙醛變為醋酸。C2H5OH+2O2-2CH3COOH+2CO2+2H2O(糖原充足)
適溫度範圍內。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30～35℃，因此要將溫度控制在30～35℃。發酵瓶用70%酒精消毒。
課題二 腐乳的製作
1、多種微生物參與了豆腐的發酵，如青黴、酵母、麴黴、毛黴等，其中起主要作用的是毛黴。毛黴是一種絲狀真菌。代謝型別是異養需氧型。生殖方式是孢子生殖。營腐生生活。
2、原理：毛黴等微生物產生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可將脂肪水解為甘油和脂肪酸。
3、實驗流程：讓豆腐上長出毛黴→加鹽醃製→加滷湯裝瓶→密封醃製
4、釀造腐乳的主要生產工序是將豆腐進行前期發酵和後期發酵。
前期發酵的主要作用：1.創造條件讓毛黴生長。2.使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。
後期發酵主要是酶與微生物協同參與生化反應的過程。通過各種輔料與酶的緩解作用，生成腐乳的香氣。
5、·毛黴的生長：條件：將豆腐塊平放在籠屜內，將籠屜中的控制在15～18℃，並保持一定的溫度，豆腐的水分在70%左右。
來源：1.來自空氣中的毛黴孢子，2. 直接接種優良毛黴菌種
時間：5天
·加鹽醃製：將長滿毛黴的豆腐塊分層整齊地擺放在瓶中，同時逐層加鹽，隨著層數的加高而增加鹽量，接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些。加鹽醃製的時間約為8天左右。
·用鹽醃製時，注意控制鹽的用量：鹽的濃度過低，不足以抑制微生物的生長，可能導致豆腐變質；鹽的濃度過高會影響腐乳的口味
·食鹽的作用：1.抑制微生物的生長，避免變質2.析出水分，是豆腐變硬，在後期製作過程中不易酥爛3.調味作用，給腐乳以必要的鹹味4.浸提毛酶菌絲上的蛋白酶。
·配製滷湯：滷湯直接關係到腐乳的色、香、味。滷湯是由酒及各種香辛料配製而成的。滷湯中酒的含量一般控制在12%左右。
·酒的作用：1.防止雜菌汙染以防腐2.與有機酸結合形成酯，賦予腐乳風味3.酒精含量的高低與腐乳後期發酵時間的長短有很大關係，酒精含量越高，對蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質的水解，雜菌繁殖快，豆腐易，難以成塊。
·香辛料的作用：1.調味作用2.殺菌防腐作用3.參與並促進發酵過程
·防止雜菌汙染：①用來醃製腐乳的玻璃瓶，洗刷乾淨後要用沸水消毒。②裝瓶時，操作要迅速小心。整齊地擺放好豆腐、加入滷湯後，要用膠條將瓶口密封。封瓶時，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口被汙染。
疑難解答
(1)利用所學的生物學知識，解釋豆腐長白毛是怎麼一回事？
豆腐生長的白毛是毛黴的白色菌絲。嚴格地說是直立菌絲，在豆腐中還有匍匐菌絲。
(2)為什麼要撒許多鹽，將長毛的豆腐醃起來？
鹽能防止雜菌汙染，避免豆腐。
(3)我們平常吃的豆腐，哪種適合用來做腐乳？
含水量為70%左右的豆腐適於作腐乳。用含水量高的豆腐製作腐乳，不易成形。
(4)吃腐乳時，你會發現腐乳外部有一層緻密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢？它對人體有害嗎？它的作用是什麼？
“皮”是前期發酵時在豆腐表面上生長的菌絲(匍匐菌絲)，對人體無害。它能形成腐乳的“體”，使腐乳成形。
課題三 製作泡菜
·製作泡菜所用微生物是乳酸菌 ，其代謝型別是異養厭氧 型。在無氧條件下，降糖分解為乳酸 。分裂方式是二分裂。反應式為：C6H12O6酶2CHO+能量 含抗生素牛奶不能生產酸奶363
的原因是抗生素殺死乳酸菌。常見的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。乳酸桿菌常用於生產酸奶。 ·亞硝酸鹽為白色粉末，易溶於水，在食品生產中用作食品新增劑。
·膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，國家規定肉製品中不超過30mg/kg，醬醃菜中不超過20mg/kg，嬰兒奶粉中不超過2mg/kg。亞硝酸鹽被吸收後隨尿液排出體外，但在適宜pH 、溫度和一定微生物作用下形成致癌物質亞硝胺。
專題二 微生物的培養與應用
課題一 微生物的實驗室培養
·培養基：人們按照微生物對營養物質的不同需求，配製出供其生長繁殖的營養基質，是進行微生物培養的物質基礎。
·培養基按照物理性質可分為液體培養基 半固體培養基和固體培養基。在液體培養基中加入凝固劑瓊脂(是從紅藻中提取的一種多糖，在配製培養基中用作凝固劑)後，製成瓊脂固體培養基。微生物在固體培養基表面生長，可以形成肉眼可見的菌落。根據菌落的特徵可以判斷是哪一種菌。液體培養基應用於工業或生活生產，固體培養基應用於微生物的分離和鑑定，半固體培養基則常用於觀察微生物的運動及菌種保藏等。
·按照成分培養基可分為人工合成培養基和天然培養基。合成培養基是用成分已知的化學物質配製而成，其中成分的種類比例明確，常用於微生物的分離鑑定。天然培養基是用化學成分不明的天然物質配製而成，常用於實際工業生產。
·按照培養基的用途，可將培養基分為選擇培養基和鑑定培養基。選擇培養基是指在培養基中加入某種化學物質，以抑制不需要的微生物生長，促進所需要的微生物的生長。鑑別培養基是根據微生物的特點，在培養基中加入某種指示劑或化學藥品配製而成的，用以鑑別不同類別的微生物。
·一般在醃製 10 天后亞硝酸鹽含量開始降低，故在10天之後食用最好。配置鹽與水的比例為4：1 *測定亞硝酸鹽含量的原理是在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發生重氮化反應後，與 N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料，與已知濃度的標準顯色液目測比較，估算泡菜中亞硝酸鹽含量。
·培養基的化學成分包括 水 、無機鹽 、碳源 、氮源 、生長因子等。
·碳源：能為微生物的代謝提供碳元素的物質。如CO2、NaHCO3等無機碳源；糖類、石油、花生粉餅等有機碳源。異養微生物只能利用有機碳源。單質碳不能作為碳源。
·氮源：能為微生物的代謝提供氮元素的物質。如N2、NH3、NO3、NH4(無機氮源)蛋白質、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白腖(有機氮源)等。只有固氮微生物才能利用N2。
·培養基還要滿足微生物生長對pH、特殊營養物質以及氧氣的要求。例如，培養乳酸桿菌時需要在培養基中新增維生素，培養黴菌時須將培養基的pH調至酸性，培養細菌是需要將pH調至中性或微鹼性，培養厭氧型微生物是則需要提供無氧的條件
·無菌技術·獲得純淨培養物的關鍵是防止外來雜菌的入侵，要注意以下幾個方面：
①對實驗操作的空間、操作者的衣著和手，進行清潔和消毒。
②將用於微生物培養的器皿、接種用具和培養基等器具進行滅菌。
③為避免周圍環境中微生物的汙染，實驗操作應在酒精燈火焰附近進行。
④實驗操作時應避免已經滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。
無菌技術除了用來防止實驗室的培養物被其他外來微生物汙染外，還有什麼目的？
答：無菌技術還能有效避免操作者自身被微生物感染。
·消毒與滅菌的區別
消毒指使用較為溫和的物理或化學方法僅殺死物體表面或內部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法(對於一些不耐高溫的液體)還有化學藥劑(如酒精、氯氣、石炭酸等)消毒、紫外線消毒。
滅菌則是指使用強烈的理化因素殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子。滅菌方法有灼燒滅菌、乾熱滅菌、高壓蒸汽滅菌。
滅菌方法：
①接種環、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法； ②培養皿、金屬用具等使用乾熱滅菌法，在160~170度加熱1~2h ; ④表面滅菌和空氣滅菌等使用紫外線滅菌法，所用器械是紫外燈 。 -+ ③培養基、無菌水等使用高壓蒸汽滅菌法，壓力為100kPa,121度維持15~30min。 。
製作牛肉膏蛋白腖固體培養基
(1)方法步驟：計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。
(2)倒平板操作的步驟：
①將滅過菌的培養皿放在火焰旁的桌面上，右手拿裝有培養基的錐形瓶，左手拔出棉塞。 ②右手拿錐形瓶，將瓶口迅速通過火焰。
③用左手的拇指和食指將培養皿開啟一條稍大於瓶口的縫隙，右手將錐形瓶中的培養基(約10～20mL)倒入培養皿，左手立即蓋上培養皿的皿蓋。
④等待平板冷卻凝固，大約需5～10min。然後，將平板倒過來放置，使培養皿蓋在下、皿底在上。
·倒平板操作的討論
1.培養基滅菌後，需要冷卻到50℃左右時，才能用來倒平板。你用什麼辦法來估計培養基的溫度？
提示：可以用手觸控盛有培養基的錐形瓶，感覺錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時，就可以進行倒平板了。
2.為什麼需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？
答：通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物汙染培養基。
3.平板冷凝後，為什麼要將平板倒置？
答：平板冷凝後，皿蓋上會凝結水珠，凝固後的培養基表面的溼度也比較高，將平板倒置，既可以使培養基表面的水分更好地揮發，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養基，造成汙染。
4.在倒平板的過程中，如果不小心將培養基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養微生物嗎？為什麼？
答：空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養基上滋生，因此最好不要用這個平板培養微生物。
純化大腸桿菌
(1)微生物接種的方法最常用的是平板劃線法和稀釋塗布平板法。
(2)平板劃線法是通過接種環在瓊脂固體培養基表面連續劃線的操作。將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養基的表面。在數次劃線後培養，可以分離到由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體，這就是菌落。
(3)稀釋塗布平板法是將菌液進行一系列的梯度稀釋，然後將不同稀釋度的菌液分別塗布到瓊脂固體培養基的表面，進行培養。分為系列稀釋操作和塗布平板操作兩步。
(4)用平板劃線法和稀釋塗布平板法接種的目的是：使聚集在一起的微生物分散成單個細胞，從而能在培養基表面形成單個的菌落，以便於純化菌種。
(5)平板劃線法操作步驟：
①將接種環放在火焰上灼燒，直到接種環燒紅。②在火焰旁冷卻接種環，並開啟棉塞。 ③將試管口通過火焰。④將已冷卻的接種環伸入菌液中蘸取一環菌液。
⑤將試管通過火焰，並塞上棉塞。⑥左手將皿蓋開啟一條縫隙，右手將沾有菌種的接種環迅速伸入平板內，劃三至五條平行線，蓋上皿蓋。注意不要劃破培養皿。⑦灼燒接種環，待其冷卻後，從第 一區域劃線的末端開始往第二區域內劃線。重複以上操作，在三、四、五區域內劃線。注意不要將最 後一區的劃線與第一區相連。⑧將平板倒置放入培養箱中培養。
·平板劃線操作的討論
1.為什麼在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環？在劃線操作結束時，仍然需要灼燒接種環嗎？為什麼？
答：操作的第一步灼燒接種環是為了避免接種環上可能存在的微生物汙染培養物；每次劃線前灼燒接種環是為了殺死上次劃線結束後，接種環上殘留的菌種，使下一次劃線時，接種環上的菌種直接來源於上次劃線的末端，從而通過劃線次數的增加，使每次劃線時菌種的數目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結束後灼燒接種環，能及時殺死接種環上殘留的菌種，避免細菌汙染環境和感染操作者。
2.在灼燒接種環之後，為什麼要等其冷卻後再進行劃線？
答：以免接種環溫度太高，殺死菌種。
3.在作第二次以及其後的劃線操作時，為什麼總是從上一次劃線的末端開始劃線？
答：劃線後，線條末端細菌的數目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細菌的數目隨著劃線次數的增加而逐步減少，最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落。
(6)塗布平板操作的步驟：
①將塗布器浸在盛有酒精的燒杯中。②取少量菌液，滴加到培養基表面。
③將沾有少量酒精的塗布器在火焰上引燃，待酒精燃盡後，冷卻8～10s。
④用塗布器將菌液均勻地塗布在培養基表面。
塗布平板操作的討論
塗布平板的所有操作都應在火焰附近進行。結合平板劃線與系列稀釋的無菌操作要求，想一想，第2步應如何進行無菌操作？
提示：應從操作的各個細節保證“無菌”。例如，酒精燈與培養皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周圍；等等。
菌種的儲存
(1)對於頻繁使用的菌種，可以採用臨時保藏的方法。
①臨時保藏方法
將菌種接種到試管的固體斜面培養基上，在合適的溫度下培養。當菌落長成後，將試管放入4℃的冰箱中保藏。以後每3～6個月，都要重新將菌種從舊的培養基上轉移到新鮮的培養基上。
②缺點：這種方法儲存的時間不長，菌種容易被汙染或產生變異。
(2)對於需要長期儲存的菌種，可以採用甘油管藏的方法。
在3mL的甘油瓶中，裝入1mL甘油後滅菌。將1mL培養的菌液轉移到甘油瓶中，與甘油充分混勻後，放在-20℃的冷凍箱中儲存。
疑難解答
(1)生物的營養
營養是指生物攝取、利用營養物質的過程。營養物質是指維持機體生命活動，保證發育、生殖所需的外源物質。
人及動物的營養物質：水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質、維生素六類。
植物的營養物質：礦質元素、水、二氧化碳等三類。
微生物的營養物質：水、無機鹽、碳源、氮源及特殊營養物質五類。
(2)確定培養基製作是否合格的方法
將未接種的培養基在恆溫箱中保溫1～2天，無菌落生長，說明培養基的製備是成功的，否則需要重新制備。
課題二 土壤中分解尿素的細菌的分離與計數
尿素 是一種重要的農業氮肥，尿素並不能直接被農作物吸收。只有當土壤中的細菌將尿素分解成氨之後，才能被植物利用。土壤中的細菌之所以能分解尿素，是因為他們能合成脲酶
尿素最初是從人的尿液中發現的
篩選菌株
人為提供有利於目的菌株生長的條件(包括營養、溫度、pH等)，同時抑制或阻止其他微生物生長。
(2)選擇性培養基
在微生物學中，將允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養基，稱作選擇培養基。
(3)配製選擇培養基的依據
根據選擇培養的菌種的生理代謝特點加入某種物質以達到選擇的目的。例如，培養基中不加入有機物可以選擇培養自養微生物；培養基中不加入氮元素，可以選擇培養能固氮的微生物；加入高濃度的食鹽可選擇培養金黃色葡萄球菌等。
統計菌落數目
(1)測定微生物數量的常用方法有稀釋塗布平板法和顯微鏡直接計數。
(2)稀釋塗布平板法統計樣品中活菌的數目的原理
當樣品的稀釋度足夠高時，培養基表面生長的一個菌落，來源於樣品稀釋液中的一個活菌。通過統計平板上的菌落數，就能推測出樣品中大約含有多少活細菌。為了保證結果準確，一般設定3～5個平板，選擇菌落數在30～300的平板進行計數，並取平均值。統計的菌落數往往比活菌的實際數目低，因此，統計結果一般用菌落數而不是活菌數來表示。
採用此方法的注意事項：1.一般選取菌落數在30~300之間的平板進行計數2.為了防止菌落蔓延，影響計數，可在培養基中加入TTC 3.本法僅限於形成菌落的微生物
設定對照
設定對照的主要目的是排除實驗組中非測試因素對實驗結果的影響，提高實驗結果的可信度。對照實驗是指除了被測試的條件以外，其他條件都相同的實驗，其作用是比照試驗組，排除任何其他可能原因的'干擾，證明確實是所測試的條件引起相應的結果。
實驗設計
實驗設計包括實驗方案，所需儀器、材料、用具和藥品，具體的實施步驟以及時間安排等的綜合考慮和安排。
(1)土壤取樣：同其他生物環境相比，土壤中的微生物，數量最大，種類最多。在富含有機質的土壤表層，有更多的微生物生長。從富含有機物、潮溼、pH≈7的土壤中取樣。鏟去表層土，在距地表約3～8cm的土壤層取樣。土壤有“微生物的天然培養基”之稱
(2)樣品的稀釋：樣品的稀釋程度將直接影響平板上生長的菌落數目。在實際操作中，通常選用一定稀釋範圍的樣品液進行培養，以保證獲得菌落數在30~300之間、適於計數的平板。 測定土壤中細菌的數量，一般選用10 10
測定放線菌的數量，一般選用10 10 4 45 5
(1)實驗室中微生物的篩選應用的原理 106 104測定真菌的數量，一般選用10 1023 10
(2微生物的培養與觀察
不同種類的微生物，往往需要不同的培養溫度和培養時間。細菌30~37℃ 1~2天
放線菌25~28℃ 5~7天 黴菌25~28℃ 3~4天
細菌的數目可以通過濾膜法測定，將濾膜放在尹紅美藍培養基上培養，在培養基上大腸桿菌菌落呈現黑色。 在以尿素為唯一氮源的培養基中加入粉紅指示劑，培養某種細菌後，PH升高，指示劑變紅。
(1)如何從平板上的菌落數推測出每克樣品中的菌落數？
統計某一稀釋度下平板上的菌落數，最好能統計3個平板，計算出平板菌落數的平均值
每克樣品中的菌落數=(C/V)*M 其中，C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數，V代表塗布平板時所用的稀釋液的體積(ml)，M代表稀釋倍數
課題三 分解纖維素的微生物的分離
纖維素，一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是地球上含量最豐富的多糖類物質。 纖維素與纖維素酶
(1)棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產物，木材、作物秸稈等也富含纖維素。
(2)纖維素酶是一種複合酶，一般認為它至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素最終被水解成葡萄糖，為微生物的生長提供營養。
纖維素分解菌的篩選
(1)篩選方法：剛果紅染色法。能夠通過顏色反應直接對微生物進行篩選。
(2)剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理
剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質形成紅色複合物，但並不和水解後的纖維二糖和葡萄糖發生這種反應。當我們在含有纖維素的培養基中加入剛果紅時，剛果紅能與培養基中的纖維素形成紅色複合物。當纖維素被纖維素酶分解後，剛果紅-纖維素的複合物就無法形成，培養基中會出現以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣，我們就可以通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。
分離分解纖維素的微生物的實驗流程
土壤取樣→選擇培養(此步是否需要，應根據樣品中目的菌株數量的多少來確定)→梯度稀釋→將樣品塗布到鑑別纖維素分解菌的培養基上→挑選產生透明圈的菌落
(1)土壤＜＞採集 選擇富含纖維素的環境。
(2)剛果紅染色法分離纖維素分解菌的步驟 倒平板操作、製備菌懸液、塗布平板
(3)剛果紅染色法種類
一種是先培養微生物，再加入剛果紅進行顏色反應，另一種是在倒平板時就加入剛果紅。
課題延伸
對分解纖維素的微生物進行了初步的篩選後，只是分離純化的第一步，為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進行發酵產纖維素酶的實驗，纖維素酶的發酵方法有液體發酵和固體發酵兩種。纖維素酶的測定方法，一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素後所產生的葡萄糖進行定量的測定。 疑難解答
(1)為什麼要在富含纖維素的環境中尋找纖維素分解菌？
由於生物與環境的相互依存關係，在富含纖維素的環境中，纖維素分解菌的含量相對提高，因此從這種土樣中獲得目的微生物的機率要高於普通環境。
(2)將濾紙埋在土壤中有什麼作用？你認為濾紙應該埋進土壤多深？
將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對聚集，實際上是人工設定纖維素分解菌生存的適宜環境。一般應將紙埋於深約10cm左右腐殖土壤中。
(3)兩種剛果紅染色法的比較
方法一是傳統的方法，缺點是操作繁瑣，加入剛果紅溶液會使菌落之間發生混雜；其優點是這樣顯示出的顏色反應基本上是纖維素分解菌的作用。方法二的優點是操作簡便，不存在菌落混雜問題，缺點是由於纖維素和瓊脂、土豆汁中都含有澱粉類物質，可以使能夠產生澱粉酶的微生物出現假陽性反應。但這種只產生澱粉酶的微生物產生的透明圈較為模糊，因為培養基中纖維素佔主要地位，因此可以與纖維素酶產生的透明圈相區分。方法二的另一缺點是：有些微生物具有降解色素的能力，它們在長時間培養過程中會降解剛果紅形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區分。
(4)為什麼選擇培養能夠“濃縮”所需的微生物？
在選擇培養的條件下，可以使那些能夠適應這種營養條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應這種營養條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。
【一】
一、基因工程的概念
基因工程是指按照人們的願望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物型別和生物產品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，又叫做DNA重組技術。
二、基因工程的原理及技術原理：基因重組技術
基因工程的基本工具
1.“分子手術刀”——限制性核酸內切酶(限制酶)
(1)來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。
(2)功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，並且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。
(3)結果：經限制酶切割產生的DN_末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。
2.“分子縫合針”——DNA連線酶
(1)兩種DNA連線酶(E•coliDNA連線酶和T4DNA連線酶)的比較：
①.相同點：都縫合磷酸二酯鍵。
②.區別：E•coliDNA連線酶來源於T4噬菌體，只能將雙鏈DN_互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連線起來；而T4DNA連線酶能縫合兩種末端，但連線平末端的之間的效率較低。
(2)與DNA聚合酶作用的異同：DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連線酶是連線兩個DN_的末端，形成磷酸二酯鍵。
3.“分子運輸車”——載體
(1)載體具備的條件：
①能在受體細胞中複製並穩定儲存。
②具有一至多個限制酶切點，供外源DN_插入。
③具有標記基因，供重組DNA的鑑定和選擇。
(2)最常用的載體是質粒：
它是一種裸露的、結構簡單的、獨立於細菌染色體之外，並具有自我複製能力的雙鏈環狀DNA分子。
(3)其它載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒
基因工程的基本操作程式
第一步：目的基因的獲取
1.目的基因是指：編碼蛋白質的結構基因。
2.原核基因採取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法和化學合成法。
技術擴增目的基因
(1)原理：DNA雙鏈複製
(2)過程：①加熱至90～95℃DNA解鏈；
②冷卻到55～60℃，引物結合到互補DNA鏈；
③加熱至70～75℃，熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成
第二步：基因表達載體的構建
1.目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在，並且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發揮作用。
2.組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因
(1)啟動子：是一段有特殊結構的DN_，位於基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。
(2)終止子：也是一段有特殊結構的DN_，位於基因的尾端。
(3)標記基因的作用：是為了鑑定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。
第三步：將目的基因匯入受體細胞
1.轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，並且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。
2.常用的轉化方法：將目的基因匯入植物細胞：採用最多的方法是農桿菌轉化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。
3.將目的基因匯入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術。此方法的受體細胞多是受精卵。將目的基因匯入微生物細胞：
4.重組細胞匯入受體細胞後，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是
標記基因是否表達。
第四步：目的基因的檢測和表達
1.首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是採用DNA分子雜交技術。
2.其次還要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是採用用標記的目的基因作探針與mRNA
雜交。
3.最後檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取
蛋白質，用相應的抗體進行抗原-抗體雜交。
4.有時還需進行個體生物學水平的鑑定。如轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。
基因工程的應用：
1.植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，利用轉基因改良植物的品質。
2.動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基因動物生產藥物。
3.基因治療：把正常的外源基因匯入病人體內，使該基因表達產物發揮作用。
蛋白質工程的概念：
蛋白質工程：
是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關係作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或製造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質)
(1)蛋白質工程崛起的緣由：基因工程只能生產自然界已存在的蛋白質
(2)蛋白質工程的基本原理：它可以根據人的需求來設計蛋白質的結構，又稱為第二代的基因工程。
(3)基本途徑：從預期的蛋白質功能出發，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白質工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進行。(注意：目的基因只能用人工合成的方法)
(4)設計中的困難：如何推測非編碼區以及內含子的脫氧核苷酸序列
【二】
1.基因工程的誕生
(1)基因工程：按照人們的意願，進行嚴格的設計，並通過體外DNA重組和轉基因等技術，從而創造出更符合人們需要的新的生物型別和生物產品。
(2)基因工程誕生的理論基礎是在生物化學、分子生物學和微生物學科的基礎上發展起來，技術支援有基因轉移載體的發現、工具酶的發現，DNA合成和測序儀技術的發明等。
2.基因工程的原理及技術
基因工程操作中用到了限制酶、DNA連線酶、運載體
3.基因工程的應用
(1)在農業生產上：主要用於提高農作物的抗逆能力(如：抗除草劑、抗蟲、抗病、抗乾旱和抗鹽鹼等)，以及改良農作物的品質和利用植物生產藥物等方面。
(2)基因治療不是對患病基因的修復，基因檢測所用的DNA分子只有處理為單鏈才能與被檢測的樣品，按鹼基配對原則進行雜交。
4.蛋白質工程
蛋白質工程的本質是通過基因改造或基因合成，對先有蛋白質進行改造或製造新的蛋白質，所以被形象地稱為第二代基因工程；基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質
發酵工程的概念和內容
發酵工程是指採用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產有用的產品，或直接把微生物應用於工業生產過程的一種新技術。發酵工程的內容包括菌種的選育、培養基的配製、滅菌、擴大培養和接種、發酵過程和產品的分離提純等方面。
(1)“發酵”有“微生物生理學嚴格定義的發酵”和“工業發酵”，詞條“發酵工程”中的“發酵”應該是“工業發酵”。
(2)工業生產上通過“工業發酵”來加工或製作產品，其對應的加工或製作工藝被稱為“發酵工藝”。為實現工業化生產，就必須解決實現這些工藝(發酵工藝)的工業生產環境、裝置和過程控制的工程學的問題，因此，就有了“發酵工程”。
(3)發酵工程是用來解決按發酵工藝進行工業化生產的工程學問題的學科。發酵工程從工程學的角度把實現發酵工藝的發酵工業過程分為菌種、發酵和提煉(包括廢水處理)等三個階段，這三個階段都有各自的工程學問題，一般分別把它們稱為發酵工程的上游、中游和下游工程。
(4)微生物是發酵工程的靈魂。近年來，對於發酵工程的生物學屬性的認識愈益明朗化，發酵工程正在走近科學。
(5)發酵工程最基本的原理是發酵工程的生物學原理。
(6)發酵工程有三個發展階段。
現代意義上的發酵工程是一個由多學科交叉、融合而形成的技術性和應用性較強的開放性的學科。發酵工程經歷了“農產手工加工——近代發酵工程——現代發酵工程”三個發展階段。
發酵工程發源於家庭或作坊式的發酵製作(農產手工加工)，後來借鑑於化學工程實現了工業化生產(近代發酵工程)，最後返璞歸真以微生物生命活動為中心研究、設計和指導工業發酵生產(現代發酵工程)，跨入生物工程的行列。
原始的手工作坊式的發酵製作憑藉祖先傳下來的技巧和經驗生產發酵產品，體力勞動繁重，生產規模受到限制，難以實現工業化的生產。於是，發酵界的前人首先求教於化學和化學工程，向農業化學和化學工程學習，對發酵生產工藝進行了規範，用泵和管道等輸送方式替代了肩挑手提的人力搬運，以機器生產代替了手工操作，把作坊式的發酵生產成功地推上了工業化生產的水平。發酵生產與化學和化學工程的結合促成了發酵生產的第一次飛躍。
通過發酵工業化生產的幾十年實踐，人們逐步認識到發酵工業過程是一個隨著時間變化的(時變的)、非線性的、多變數輸入和輸出的動態的生物學過程，按照化學工程的模式來處理髮酵工業生產(特別是大規模生產)的問題，往往難以收到預期的效果。從化學工程的角度來看，發酵罐也就是生產原料發酵的反應器，發酵罐中培養的微生物細胞只是一種催化劑，按化學工程的正統思維，微生物當然難以發揮其生命特有的生產潛力。於是，追溯到作坊式的發酵生產技術的生物學核心(微生物)，返璞歸真而對發酵工程的屬性有了新的認識。發酵工程的生物學屬性的認定，使發酵工程的發展有了明確的方向，發酵工程進入了生物工程的範疇。
發酵工程是指採用工程技術手段，利用生物(主要是微生物)和有活性的離體酶的某些功能，為人類生產有用的生物產品，或直接用微生物參與控制某些工業生產過程的一種技術。人們熟知的利用酵母菌發酵製造啤酒、果酒、工業酒精，乳酸菌發酵製造乳酪和酸牛奶，利用真菌大規模生產青黴素等都是這方面的例子。隨著科學技術的進步，發酵技術也有了很大的發展，並且已經進入能夠人為控制和改造微生物，使這些微生物為人類生產產品的現代發酵工程階段。現代發酵工程作為現代生物技術的一個重要組成部分，具有廣闊的應用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌種並且提高其產量；利用微生物發酵生產藥品，如人的胰島素、干擾素和生長激素等。
已經從過去簡單的生產酒精類飲料、生產醋酸和發酵麵包發展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支，成為一個包括了微生物學、化學工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機軟硬體工程的一個多學科工程。現代發酵工程不但生產酒精類飲料、醋酸和麵包，而且生產胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫療保健藥物，生產天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農用生產資料，在化學工業上生產氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細胞蛋白等。
從廣義上講，發酵工程由三部分組成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括優良種株的選育，最適發酵條件(pH、溫度、溶氧和營養組成)的確定，營養物的準備等。中游工程主要指在最適發酵條件下，發酵罐中大量培養細胞和生產代謝產物的工藝技術。這裡要有嚴格的無菌生長環境，包括髮酵開始前採用高溫高壓對發酵原料和發酵罐以及各種連線管道進行滅菌的技術；在發酵過程中不斷向發酵罐中通入乾燥無菌空氣的空氣過濾技術；在發酵過程中根據細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術；還有種子培養和生產培養的不同的工藝技術。此外，根據不同的需要，發酵工藝上還分類批量發酵：即一次投料發酵；流加批量發酵：即在一次投料發酵的基礎上，流加一定量的營養，使細胞進一步的生長，或得到更多的代謝產物；連續發酵：不斷地流加營養，並不斷地取出發酵液。在進行任何大規模工業發酵前，必須在實驗室規模的小發酵罐進行大量的實驗，得到產物形成的動力學模型，並根據這個模型設計中試的發酵要求，最後從中試資料再設計更大規模生產的動力學模型。由於生物反應的複雜性，在從實驗室到中試，從中試到大規模生產過程中會出現許多問題，這就是發酵工程工藝放大問題。下游工程指從發酵液中分離和純化產品的技術：包括固液分離技術(離心分離，過濾分離，沉澱分離等工藝)，細胞破壁技術(超聲、高壓剪下、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等)，蛋白質純化技術(沉澱法、色譜分離法和超濾法等)，最後還有產品的包裝處理技術(真空乾燥和冰凍幹事燥等)。此外，在生產藥物和食品的發酵工業中，需要嚴格遵守美國聯邦食品和藥物管理局所公佈的cGMPs的規定，並要定時接受有關的檢查監督。
發酵工程的發展簡史
20世紀代的酒精、甘油和丙酮等發酵工程，屬於厭氧發酵。從那時起，發酵工程又經歷了幾次重大的轉折，在不斷地發展和完善。
20世紀40年代初，隨著青黴素的發現，抗生素髮酵工業逐漸興起。由於青黴素產生菌是需氧型的，微生物學家就在厭氧發酵技術的基礎上，成功地引進了通氣攪拌和一整套無菌技術，建立了深層通氣發酵技術。它大大促進了發酵工業的發展，使有機酸、微生素、激素等都可以用發酵法大規模生產。
1957年，日本用微生物生產穀氨酸成功，如今20種氨基酸都可以用發酵法生產。氨基酸發酵工業的發展，是建立在代謝控制發酵新技術的基礎上的。科學家在深入研究微生物代謝途徑的基礎上，通過對微生物進行人工誘變，先得到適合於生產某種產品的突變型別，再在人工控制的條件下培養，就大量產生人們所需要的物質。目前，代謝控制發酵技術已經與核苷酸、有機酸和部分抗生素等的生產中。
20世紀70年代以後，基因工程、細胞工程等生物工程技術的開發，使發酵工程進入了定向育種的新階段，新產品層出不窮。
20世紀80年代以來，隨著學科之間的不斷交叉和滲透，微生物學家開始用數學、動力學、化工工程原理、計算機技術對發酵過程進行綜合研究，使得對發酵過程的控制更為合理。在一些國家，已經能夠自動記錄和自動控制發酵過程的全部引數，明顯提高了生產效率。
選修一生物學習方法
(1)閱讀筆記要想使學到的東西長期儲存、隨時提取、應用自如，就要在讀書時，隨時作讀書筆記。閱讀筆記主要有以下幾種。①抄寫筆記，又分為全抄和摘抄，做這種筆記應注意抄後校對，避免漏誤，然後標明出處，以備日後查考。②卡片筆記，卡片內容不限，因人而定，但一般應具有資料類別、編號、出處、著者姓名，正文等內容。需要注意的是，每張卡片寫一個內容，並及時進行分類歸檔或裝訂成冊。③批語筆記，即在書頁空白處隨手記下對原文的個人意見和心得體會等。④符號筆記，即在原文之間標註符號以對原文加深理解。常用符號有黑點、圓圈、直線、曲線、雙線、虛線、箭頭、方框、三角、驚歎號、問號等。作符號筆記應注意兩點：一是符號意義必須明確，並且要貫徹始終；二是符號不能過多過密，否則重點難以突出。⑤概要筆記，即對某本書或某篇文章用自己的語言概括寫出其重點內容。
(2)聽講筆記：課堂聽課的筆記，做這種筆記的突出矛盾是記的速度趕不上講的速度，為此要做到“三記三不記”即重點問題、疑難之處，書上沒有的記；次要問題、易懂之點、書上有的不記。
(3)觀察筆記，還要學會總結：對比觀察有利於迅速抓住事物的共性和個性，從而把握住事物的本質。如觀察線粒體和葉綠體的結構時，就要先異中求同：它們都有雙層膜，都含有基粒、基質、酶、少量的DNA和RNA。然後再同中求異：線粒體的內膜摺疊成崎，葉綠體的內膜不向內摺疊；線粒體有與呼吸作用有關的酶，且酶分佈在內膜、基粒、基質中；而葉綠體內有與光合作用有關的酶，而酶分佈在基粒層和基質中；葉綠體中有葉綠素，而線粒體中沒有。在生物學學習中，有很多相近的名詞易混淆、難記憶。對於這樣的內容，可運用對比法記憶。對比法即將有關的名詞單列出來，然後從範圍、內涵、外延，乃至文字等方面進行比較，存同求異，找出不同點。這樣反差鮮明，容易記憶。例如同化作用與異化作用、有氧呼吸與無氧呼吸、激素調節與神經調節、物質迴圈與能量流動等等。
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歸納
知識歸納將幫助我們系統的整理知識和思路，很有效的提高了複習效率，達到比較好的複習效果。我認為生物知識歸納包括基本知識的歸納、習題歸納和特殊知識點歸納。
基本知識的歸納就是把書本上的所有知識點有條理的羅列出來，解釋各個術語的含義，列出它包含的的種類或分支的方向，並清晰地標明各個知識點之間的聯絡，這種知識歸納能幫助你準確的理解並牢固的掌握課本上的知識。做這個歸納的時候可以適當的參考一些參考書上的歸納，大家可以以之為基本框架，再把更具體的東西，尤其是書上的例子補充進去。
做這種歸納的最重要意義是什麼呢？最重要的意義是幫助你讀透課本。這種基本知識歸納只不過是把書上的要點和例子抄在一起，但這個過程你要翻書，幾本書一起翻，就可以對同一個知識點不同的表述做比較，這可以幫助你更透徹的瞭解這個知識點；而想做一個比較完整、美觀的知識歸納，就必須知道什麼知識點放什麼位置，這就要弄清楚各個知識點之間的關係，這個過程又幫助你更好的掌握這些知識點，理清思路。最後再抄寫一次，印象就很深刻了。所以做知識歸納最大的用處是在做的過程中幫助你熟悉課本、掌握知識點，其次才是做好了以後看。
習題歸納就是把做過的錯題、好題、經典的題目歸在一起，然後寫出每道題目的關鍵，如某個知識點或某種方法或技巧。如果是錯題則寫出出錯的原因，尤其是要寫明是哪個知識點的缺漏造成的。如果時間比較充裕，可以把題目抄在本子上，但如果覺得自己沒那麼多時間，可以在那道題目旁邊做個記號，並寫上我剛剛提到的“題目的關鍵”。考試前認真檢視就可以了。
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樹立正確的生物學觀點
樹立正確的生物學觀點是學習生物的重要目標之一，正確的生物學觀點又是學習、研究生物學的有力武器，有了正確的生物學觀點，就可以更迅速更準確地學到生物學知識。所以在生物學學習中，要注意樹立生命物質性、結構與功能相統一、生物的整體性、生命活動對立統一、可持續高效發展、生物進化和生態學等觀點。
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(一)形象記憶法。
形象資訊是開啟記憶大門的鑰匙。所謂形象記憶法就是將需要記憶的事物，藉助於直觀的形象去強化記憶的方法。具體有以下幾種方式：
(1)形象描述。是用形象化的事物來描述抽象的事物，從而加深印象方便記憶。如“光合作用”是一個抽象的概念，為了幫助記憶，我們可把綠葉比喻成製造有機物的“綠色工廠”,“廠房”是葉綠體，動力是光能，原料是水和二氧化碳，產物是澱粉和氧氣。這樣的形象描述既加深學生的理解，又易於記憶。
(2)形象比喻。是用人們熟悉的事物進行比喻，使之生動直觀，而易於記憶。如“十字形花冠、蝶形花冠、頭狀花序”等。
(二)自我測驗記憶法。
自我測驗能及時地瞭解自己記憶的成績和錯誤，可使正確的地方得以鞏固，錯誤的地方易於糾正。
(1)自我考察。如在複習各種結構圖時，可遮蓋住各部分名稱，回憶各部分名稱及功能，發現有薄弱環節，重點加強。
(2)自問自答。自問自答就是根據自己學過的內容，自擬題目自己回答，然後核對一下是否正確。
(3)互問互答。互問互答是自問自答的擴充套件，回答別人提出的問題更靈活更機動，更易於記憶。
果醋製作：
原理：醋酸菌的有氧呼吸。
O2，糖源充足時，將糖分解成醋酸
O2充足，缺少糖源時，將乙醇變為乙醛，再變為醋酸。
C2H5OH+O2CH3COOH+H2O
條件：30-35℃，適時通入無菌空氣。
腐乳製作：
1）菌種：青黴、酵母、麴黴、毛黴等，主要是毛黴（都是真菌）。
2）原理：毛黴產生的蛋白酶將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和aa；脂肪酶將脂肪水解為甘油和脂肪酸。
3）條件：15-18℃，保持一定的溼度。
4）菌種來源：空氣中的。毛黴孢子或優良毛黴菌種直接接種。
5）加鹽醃製時要逐層加鹽，隨層數加高而增加鹽量，鹽能抑制微生物的生長，避免豆腐塊腐敗變質。
泡菜製作：
1）原理：乳酸菌的無氧呼吸，反應式：C6H12O62C3H6O3+能量
2）製作過程：①將清水與鹽按質量比4：1配製成鹽水，將鹽水煮沸冷卻。煮沸是為了殺滅雜菌，冷卻之後使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動不受影響。②將新鮮蔬菜放入鹽水中後，蓋好壇蓋。向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，以保證乳酸菌發酵的無氧環境。
3）亞硝酸鹽含量的測定：
①方法：比色法；
②原理：在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發生重氮化反應後，與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料。
1、病毒具有細胞結構，屬於生命系統。
2、將人的胰島素基因通過基因工程轉入大腸桿菌，大腸桿菌分泌胰島素時依次經過：核糖體-內質網-高爾基體-細胞膜，合成成熟的蛋白質。
3、沒有葉綠體就不能進行光合作用。
4、沒有線粒體就不能進行有氧呼吸。
5、線粒體能將葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。
6、細胞膜只含磷脂，不含膽固醇。
7、細胞膜中只含糖蛋白，不含載體蛋白、通道蛋白。
8、只有葉綠體、線粒體能產生ATP，細胞基質不能產生ATP。
9、只有動物細胞才有中心體。
10、所有植物細胞都有葉綠體、液泡。
11、無氧條件下不能產生ATP、不能進行礦質元素的吸收。
12、測量的CO2量、O2量為實際光合作用強度。
13、氧氣濃度越低越有利於食品蔬菜保鮮、種子儲存。
14、黑暗中生物不進行細胞呼吸。
15、溫度越高農作物產量越高。
16、細胞越大物質交換效率越高。
17、酶只能在細胞內發生催化作用。
18、細胞都能增殖、都能進行DNA複製，都能發生基因突變。
19、生物的遺傳物質都是DNA。
20、細胞分化時遺傳物質發生改變。
21、細胞分化就是指細胞形態、結構發生不可逆轉的變化。
22、病毒能獨立生活。
23、哺乳動物成熟紅細胞有細胞核或核糖體。
24、精子只要產生就能與卵細胞受精。
25、人和動物、植物的遺傳物質中核苷酸種類有8種。
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