微生物的利用、酶的应用复习.ppt

第,11,单元,第,29,讲微生物的利用、酶的应用,考情概览,*,核心考点,第,11,单元,第,29,讲微生物的利用、酶的应用,考情概览,核心考点,考情概览,-,*,-,第,11,单元,第,29,讲微生物的利用、酶的应用,考情概览,核心考点,核心考点,-,*,-,第,11,单元,第,29,讲微生物的利用、酶的应用,考情概览,核心考点,-,*,-,第,11,单元,第,29,讲微生物的利用、酶的应用,考情概览,核心考点,-,*,-,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,考情概览,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,*,-,核心考点,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,*,-,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,微生物的利用、酶的应用,-,2,-,考点一,大肠杆菌的培养和分离,液体,灭菌,培养,-,3,-,涂布,倒置,-,4,-,1.,大肠杆菌,革兰氏阴性、兼性厌氧的肠道杆菌,在肠道中一般对人无害,属原核生物,是基因工程中被广泛采用的工具。,2.,培养基,(1),分类,:,按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂后,制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长,可以形成肉眼可见的菌落。,(2),成分,:,一般都含有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子五类营养物质。还需满足不同微生物生长对,pH,、特殊营养物质及氧气的要求。,(3),制作牛肉膏蛋白胨固体培养基。,制作牛肉膏蛋白胨固体培养基的方法步骤,:,计算,称量,溶化、调,pH,灭菌,倒平板。,-,6,-,(3),无菌操作要求,各种器皿必须是无菌的。,各种培养基必须是无菌的。,菌转移操作的过程必须是无菌的。,(4),灭菌方法,高压蒸汽灭菌法,:,即用高压蒸汽灭菌锅在,121,(1 kg/cm,2,压力,),下灭菌,15 min,。,干热灭菌法,:,用干热灭菌箱对耐热器具在,160,维持,2 h,或,170,维持,1 h,灭菌。,酒精灯灼烧法,:,如接种环在酒精灯火焰上灼烧灭菌。酒精灯火焰上方无菌区,可使菌转移过程在无菌条件下完成。,紫外灯照射灭菌,:,用紫外灯照射灭菌,30 min,。,-,7,-,(5),消毒方法。,煮沸消毒法,:100,煮沸,56 min,可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢,可用于培养器皿的消毒。,巴氏消毒法,:80,中,15 min,或,7075,中,30 min,实际生产中常用于鲜奶的消毒。,乙醇消毒法,:70%,乙醇杀菌能力最强,常用于实验时操作者手臂的消毒。,(6),含抗生素的牛奶不能发酵为酸奶的原因,:,牛奶发酵成酸奶是利用乳酸菌发酵来完成的。乳酸菌属于细菌,抗生素有抑制甚至杀死细菌的作用。,-,8,-,4.,细菌的培养与分离,(1),细菌培养,用,LB,液体培养基扩大培养大肠杆菌,细菌以分裂的方式繁殖,分裂速度很快,条件适宜时,约,20 min,可分裂一次。,如要将已有细菌培养物转移到新的培养基,一般用接种环转移带菌的培养物。,-,10,-,5.,大肠杆菌的培养和分离实验,(1),实验目的,进行大肠杆菌的扩增,利用,LB,液体培养基进行细菌培养的操作。,进行大肠杆菌的分离,用,LB,固体培养基进行细菌的划线培养。,说明大肠杆菌培养的条件和操作要求的原理。,(2),实验步骤,灭菌,:,用高压蒸汽灭菌锅在,121,(1 kg/cm,2,压力,),下对,LB,液体培养基、,LB,固体培养基和培养皿灭菌,15 min,。,倒平板,:,待冷却至,60,左右时,将三角瓶中的培养基在超净台上分装至几个培养皿中,制成固体培养基。,扩大培养,:,将大肠杆菌用接种环在无菌操作条件下接种至三角瓶中的液体培养基中,37,摇床振荡培养,12 h,完成大肠杆菌培养。,-,11,-,划线分离,:,从前一步培养得到的菌液中获取菌种,用接种环以划线法接种至第二步制得的固体平面培养基中,在,37,恒温箱中培养,1224 h,后观察菌落。,菌种保存,:,在无菌条件下将单菌落用接种环取出,再用划线法接种在斜面上,37,培养,24 h,后,置于,4,冰箱内保存。,实验结束后,为防止细菌污染,需要对培养物进行灭菌处理。,(3),实验结果及相应结论,若观察到划线的末端出现不连续的单个菌落,表明菌已被分离。,-,13,-,(3),示意图,A,和,B,中,表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。,(4),该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分进行静置培养,另一部分进行振荡培养。结果发现,:,振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是,:,振荡培养能提高培养液中,的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高,的利用率。,B,溶解氧,营养物质,-,15,-,(3),平面培养基与悬浮培养所用的培养基相比,应增加,成分。,(4),常用涂布法给平面培养基接种。下列叙述错误的是,。,A.,接种的目的是使细菌相互分离,B.,接种需过滤除去杂菌后进行,C.,接种工具需灼烧后使用,D.,接种需在酒精灯火焰旁进行,(5),在,37,恒温箱中培养时,培养皿需,主要目的是避免水滴影响,的形成。,(6),培养后,如果观察到菌落重叠,则在涂布法接种之前需进行,操作。,凝固剂,(,琼脂,),B,倒置,单菌落,稀释菌液,-,16,-,考点二,分离以尿素为氮源的微生物,细菌悬液,菌落,-,18,-,3.,微生物两种常用分离方法比较,-,19,-,例题从土壤中分离以尿素为氮源的细菌,实验过程如图所示,:,(1),图中物质,A,为,若要统计每克土壤样品中以尿素为氮源的细菌的活菌数目,宜采用,法接种到尿素培养基上,对照组配制的培养基为,培养基,若用同浓度的土壤稀释液接种,实验组培养皿中菌,(,填,“,大于,”“,等于,”,或,“,小于,”),对照组。在能利用尿素的细菌菌落周围,有红色环带出现的原因是,。,(2),下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是,灭菌。,A.,高压蒸汽,B.,紫外灯照射,C.70%,酒精浸泡,D.,过滤,无菌水,涂布分离,LB,全营养,小于,能利用尿素的细菌产生的脲酶将培养基中的尿素分解,产生的氨使指示剂呈红色,D,-,20,-,(3),下列培养基中,能分离出分解尿素的细菌的是,。,A.,葡萄糖、,NaCl,、,K,2,HPO,4酚红、琼脂糖、水,B.,葡萄糖、,NaCl,、,K,2,HPO,4,、酚红、琼脂糖、水、尿素,C.NaCl,、琼脂糖、水、蛋白胨、酵母提取物、尿素,D.,葡萄糖、,NaCl,、,K,2,HPO,4,、酚红、琼脂糖、水、蛋白胨、酵母提取物,(4),欲将分离得到的以尿素为氮源的细菌进行扩大培养,应使用,LB,培养基。,B,液体,-,21,-,幽门螺杆菌,(Hp),感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后,进行分离培养。实验基本步骤如下,:,请回答下列问题。,(1),在配制培养基时,要加入尿素和酚红指示剂,这是因为,Hp,含有,它能以尿素作为氮源,;,若有,Hp则菌落周围会出现,色环带。,(2),步骤,X,表示,。在无菌条件下操作时,先将菌液稀释,然后将菌液,到培养基平面上。菌液稀释的目的是获得,菌落。,脲酶,红,接种,涂布,单,-,22,-,(3),在培养时,需将培养皿倒置并放在,中。若不倒置培养,将导致,。,(4),临床上用,14,C,呼气试验检测人体是否感染,Hp,其基本原理是,Hp,能将,14,C,标记的,分解为,NH,3,和,14,CO,2,。,恒温培养箱,无法形成单菌落,尿素,-,24,-,1.,果胶,(1),化学组成,:,半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯。,(2),作用,:,是植物细胞壁的主要成分之一。将植物细胞粘合在一起。去除果胶,会使植物组织变得松散。如山楂果实中果胶含量最多,煮沸后的山楂泥可制成山楂糕。,(3),特性,:,不溶于乙醇,这是鉴别果胶的简易方法。,2.,果胶酶,(1),化学成分,:,蛋白质。,(2),作用,:,果胶酶和果胶甲酯酶可把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,使浑浊的果汁变得澄清。,(3),来源,:,常用黑曲霉、苹果青霉等来生产果胶酶。,-,25,-,3.,酶活性,酶活性大小可用在一定条件下,酶所催化的某一化学反应速率来表示。反应速率可用单位时间内反应物的减少量或产物的生成量来表示。影响酶活性的因素有温度、酸碱度及酶抑制剂等。,4.,果汁中果胶和果胶酶实验,(1),实验目的,探究制作果汁的最佳条件。,检测果胶酶活性。,(2),实验步骤、结果、结论,利用果胶酶制作果汁的实验步骤。,第一步,制备水果匀浆,:,用小刀除去苹果或山楂果实中带种子的部分,切成块后,放入匀浆机中,再加入少量水制成匀浆。,-,26,-,第二步,设置对照组,:,取,A,、,B,两烧杯,各加入,5 g,匀浆液,A,加入,10 mL,黑曲霉的提取液或果胶酶溶液,B,加入,10 mL,水,间歇搅拌,2030 min,。,实验结果,:A,组澄清度高,B,组澄清度低。,实验结论,:,果胶酶能水解果胶,使浑浊的果汁变澄清。,探究利用果胶酶制作果汁的最佳条件的实验步骤,(,紧接上面第二步,),。,第三步,取,4,支试管,编号,14,号。将,A,烧杯中混合物分别放入,1,号和,2,号试管中,将,B,烧杯中混合物分别放入,3,号和,4,号试管中,每支均放入,4 mL,。,第四步,将,1,号和,3,号试管放在沸水浴或酒精灯上加热,2,号和,4,号试管不加热,观察。,第五步,再向上述,4,支试管中各加入,95%,的乙醇,4 mL,观察。,加热的目的？,我们看到的浑浊不是果胶而是,果渣,，果胶是透明的。由于果胶的存在溶液粘度较高，果渣不容易析出，因此果汁会浑浊。,加果胶酶是降解果胶，加酒精是析出果胶，果胶少了溶液粘度下降，果渣析出，果汁澄清。,加热直接使溶液的粘度降低，使果汁澄清。,-,29,-,果胶是植物细胞细胞壁及胞间层的主要组成成分之一果胶酶能够水解果胶,瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。,实验用具和材料,:,磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等,;,苹果、质量分数为,2%,的果胶酶溶液、蒸馏水等。,.,验证果胶酶在果汁生产中的作用,实验方法及步骤,:,(1),将苹果洗净去皮,用磨浆机制成苹果泥,加入适量蒸馏水备用。,(2),取两个,100 mL,洁净的烧杯,编号为,1,、,2,号,按相应程序进行操作,请把表中未填写的内容填上。,-,31,-,.,探究果胶酶催化果胶水解的最适,pH,本课题实验步骤中,在进行果胶酶溶液和苹果泥的混合并调整,pH,时有下面两种操作,:,方法一,:,将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合,再把混合液的,pH,分别调至,4,、,5,、,6,、,7,、,8,、,9,、,10,。,方法二,:,将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的,pH,分别调至,4,、,5,、,6,、,7,、,8,、,9,、,10,再把,pH,相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。,-,32,-,(1),请问上述哪一种操作更科学,:,。并说明理由,:,。,(2),如果用曲线图的方式记录实验结果,在现有的条件下,当横坐标表示,pH,纵坐标表示,实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解,在图中选择一个最可能是实验结果的曲线图,:,。,方法二,方法二的操作能确保酶的反应环境从一开始便达到实验的预设,pH,果汁体积,甲,-,33,-,工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率。为研究温度对果胶酶活性的影响,某学生设计了如下实验,:,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(,如图,A),。,将步骤,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(,如图,B),。,将步骤,处理后的混合物过滤,收集滤液,测量果汁量,(,如图,C),。,-,34,-,在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量,结果如下表,:,根据上述实验,请分析并回答下列问题。,(1),果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解,产物是,。,(2),实验结果表明,当温度为,左右时,果汁量最多,此时果胶酶的活性,。,(3),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,?,。,半乳糖醛酸,40,最高,果胶酶将果胶分解,破坏了植物细胞的细胞壁和胞间层,使榨取果汁更容易,而且大量的果胶被分解也会增加果汁的量。因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶的能力,-,35,-,(4),果胶酶作用于一定量的某种物质,(,底物,),保持温度、,pH,在最适值,生成物量与反应时间的关系如下图,:,在,35 min,后曲线变成水平是因为,。,若增加果胶酶浓度,其他条件不变,请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。,底物消耗完毕,-,36,-,-,37,-,考点四,-,淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,吸附法,KI-I,2,-,38,-,1.,固定化酶,(1),概念,:,将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。,(2),将酶改造为固定化酶的原因。,由于酶在水溶液中很不稳定,且不利于工业化使用,所以要将酶改造成固定化酶。,(3),酶固定化的方法,吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。,(4),固定化酶作用的机理,将酶吸附在惰性载体,(,如石英砂,),上,制成固定化酶,并装柱,当底物经过固定化酶柱时,在酶的作用下转变成产物。,-,39,-,2.,实验原理,淀粉,(,遇碘显蓝色,),糊精,(,遇碘显红色,),麦芽糖,(,遇碘不显色,),葡萄糖,3.,-,淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测的实验,(1),实验目的,制备固定化,-,淀粉酶。,进行淀粉水解的测定。,-,40,-,(2),实验材料的制备,-,淀粉酶的固定化。,在烧杯中将,5 mg,-,淀粉酶溶于,4 mL,蒸馏水中,(,由于酶不纯,可能有些不溶物,),。,再加入,5 g,石英砂,不时搅拌,30 min,后装入,1,支下端接有气门芯并用夹子封住的注射器中,(,石英砂体积约,4 mL),。,用,10,倍体积蒸馏水洗涤此注射器,以除去未吸附的游离淀粉酶,流速为,1 mL/min,。,可溶性淀粉溶液,:,取,50 mg,可溶性淀粉溶于,100 mL,热水中,搅拌均匀。,5 mmol/L KI-I,2,溶液,:,称取,0.127 g,碘和,0.83 g,碘化钾,加蒸馏水,100 mL,完全溶解后装入滴瓶中。,-,41,-,(3),实验步骤,淀粉溶液流经固定化酶柱,:,将灌注了固定化酶的注射器放在注射器架上,用滴管加淀粉溶液,使该溶液以,0.3 mL/min,的流速过柱。,接取流出物,:,待从固定化酶柱中流出,5 mL,后接收,0.5 mL,流出液。,流出物鉴定,:,向流出液中加入,12,滴,KI-I,2,溶液,观察颜色。用水稀释,1,倍后再观察颜色。,洗涤,:,保存固定化酶柱。实验后,用,10,倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱,放置在,4,冰箱中保存。,几天后取出冰箱中的该固定化酶柱,重复上述实验,观察结果。,-,42,-,(4),实验结果,(5),实验结论,固定化,-,淀粉酶能将淀粉水解成糊精。,-,43,-,下面是关于固定化酶和细菌培养实验的问题。请回答下列问题。,(1),某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验,分组见下表。,将吸附了,-,淀粉酶的石英砂装入柱中后,需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱,以除去,。按上表分组,将配制好的淀粉溶液加入到固定化酶柱中,然后取一定量的流出液进行,KI-I,2,检测。若流出液呈红色,表明有,生成,;,若各组呈现的颜色有显著差异,则流出液中淀粉水解产物浓度最高的是,组。,未吸附的,-,淀粉酶,糊精,-,44,-,(2),下列关于上述固定化酶实验的叙述,错误的是,。,A.,固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量,B.,淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉,C.,各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同,D.,淀粉溶液的,pH,对实验结果有影响,(3),现有一份污水样品,某兴趣小组欲检测其中的细菌数,进行以下实验。将一定量的污水样品进行浓度梯度稀释。取适量不同稀释度的稀释液,用,法分别接种于固体平面培养基上,经培养后进行计数。该实验应注意,接种前,从盛有,的容器中将玻璃刮刀取出,放在酒精灯火焰上灼烧,冷却后待用,;,分组时,需用,作为对照。,A,涂布分离,70%,酒精,未接种的培养基,-,45,-,(4),在上述细菌培养实验中进行计数时,应计数的是接种了,。,A.,各个稀释度样品的培养基上的细菌数,B.,合理稀释度样品的培养基上的细菌数,C.,各个稀释度样品的培养基上的菌落数,D.,合理稀释度样品的培养基上的菌落数,D,-,46,-,回答下列问题。,(1),在工业生产中,为提高酶的使用效率和产品纯度,一般需要将酶进行固定化处理。利用石英砂固定,-,淀粉酶的方法属于,。,A.,吸附法,B.,偶联法,C.,交联法,D.,包埋法,(2),一定浓度的淀粉溶液流经,-,淀粉酶固定化柱后,被水解成,遇碘显,色。,A,糊精,红,-,47,-,(3),-,淀粉酶可以通过枯草杆菌发酵生产,以下是利用诱变育种方法培育获得产生较多淀粉酶的菌株的主要实验步骤。,(,原理,:,菌株生长过程可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉,在菌落周围形成透明圈,),第一步,将枯草杆菌菌株接种到,培养基上进行扩大培养。,第二步,将枯草杆菌菌株分成两组,A,组用,处理,B,组不处理,(,作对照,),。,第三步,制备多个含淀粉的固体培养基。,第四步,将,A,、,B,组分别稀释后,分别在含淀粉的固体培养基上利用,法分离,适宜条件下培养得到单菌落。,第五步,观察,A,、,B,组各菌落周围的,。,实验结果预期,:,根据诱发突变率低的特点,预期,。根,据诱发突变不定向性的特点,预期,。,液体,诱变剂,涂布,透明圈大小,A,组多数菌落周围的透明圈与,B,组差异不显著,A,组有少数菌落周围的透明圈比,B,组明显小,有少数比,B,组明显大,(,或,A,组透明圈大小不一,B,组较一致,),