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生物选修1教材旁栏思考题、楷体字问题、讨论题、课后练习答案

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发表于 2020-3-8 06:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
生物选修1旁栏思考题、讨论题、练习答案

专题1传统发酵技术的应用
课题1果酒和果醋的制作
(一)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,以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。
2.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染?
提示:需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如,榨汁机、发酵装置要清洗干净;每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。
3.制葡萄酒时,为什么要将温度控制在18~25 ℃?制葡萄醋时,为什么要将温度控制在30~35 ℃?
答:温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20 ℃左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌,最适生长温度为30~35 ℃,因此要将温度控制在30~35 ℃。
4.制葡萄醋时,为什么要适时通过充气口充气?
答:醋酸菌是好氧菌,在将酒精变为醋酸时需要氧的参与,因此要适时向发酵液中充气。
(二)[资料]发酵装置的设计讨论题
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?
答:充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的;出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染,其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。
(三)练习
2.提示:大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑,如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制,以及如何严格控制杂菌污染;等等。此外,无论是葡萄酒或葡萄醋,实验时所检测的发酵液,并非商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下(如橡木桶和地窖)进行后续发酵,以获得特定的风味和色泽。
3.提示:需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。


课题2腐乳的制作
(一)旁栏思考题
1.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?
答:豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝,在豆腐中还有匍匐菌丝。
2.王致和为什么要撒许多盐,将长毛的豆腐腌起来?
答:盐能防止杂菌污染,避免豆腐腐败。
3.我们平常吃的豆腐,哪种适合用来做腐乳?
答:含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量过高的豆腐制腐乳,不易成形。
4.吃腐乳时,你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢?它对人体有害吗?它的作用是什么?
答:“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝),它能形成腐乳的“体”,使腐乳成形。“皮”对人体无害。
(二)练习
1.答:越接近瓶口,杂菌污染的可能性越大,因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量,在接近瓶口的表面,盐要铺厚一些,以有效防止杂菌污染。


课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
(一)旁栏思考题
1.为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶?
答:酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长,因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。
2.为什么日常生活中要多吃新鲜蔬菜,不吃存放时间过长、变质的蔬菜?
答:有些蔬菜,如小白菜和萝卜等,含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久发生变质(发黄、腐烂)或者煮熟后存放太久时,蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐,危害人体健康。
3.为什么泡菜坛内有时会长一层白膜?你认为这层白膜是怎么形成的?
答:形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物,泡菜发酵液营养丰富,其表面氧气含量也很丰富,适合酵母菌繁殖。
(二)练习
2.答:果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精发酵,果醋的制作利用的是醋酸菌将酒精转变为醋酸的代谢,腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶类,泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸发酵。
传统发酵技术都巧妙地利用了天然菌种,都为特定的菌种提供了良好的生存条件,最终的发酵产物不是单一的组分,而是成分复杂的混合物。



专题2微生物的培养与应用
课题1微生物的实验室培养
(一)旁栏思考题
1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还有什么目的?
答:无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
2.请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要,请选择合适的方法。
(1) 培养细菌用的培养基与培养皿
(2) 玻棒、试管、烧瓶和吸管
(3) 实验操作者的双手
答:(1)、(2)需要灭菌;(3)需要消毒。
(二)倒平板操作的讨论
1.培养基灭菌后,需要冷却到50 ℃左右时,才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度?
提示:可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时,就可以进行倒平板了。
2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰?
答:通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基。
3.平板冷凝后,为什么要将平板倒置?
答:平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以使培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。
4.在倒平板的过程中,如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,这个平板还能用来培养微生物吗?为什么?
答:空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生,因此最好不要用这个平板培养微生物。
(三)平板划线操作的讨论
1.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗?为什么?
答:操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物;每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环,能及时杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。
2.在灼烧接种环之后,为什么要等其冷却后再进行划线?
答:以免接种环温度太高,杀死菌种。
3.在作第二次以及其后的划线操作时,为什么总是从上一次划线的末端开始划线?
答:划线后,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,每次从上一次划线的末端开始,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
(四)涂布平板操作的讨论
涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求,想一想,第2步应如何进行无菌操作?
提示:应从操作的各个细节保证“无菌”。例如,酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围;等等。
(五)练习
1.提示:可以从微生物生长需要哪些条件的角度来思考。例如,微生物的生长需要水、空气、适宜的温度,食品保存可以通过保持干燥、真空的条件,以及冷藏等方法来阻止微生物的生长。
2.提示:可以从这三种培养技术的原理、操作步骤等方面分别进行总结归纳。例如,这三种培养技术都需要为培养物提供充足的营养,但无土栽培技术的操作并不需要保证无菌的条件,而其他两种技术都要求严格的无菌条件。
3.提示:这是一道开放性的问题,答案并不惟一,重点在于鼓励学生积极参与,从不同的角度思考问题。例如,正是由于证明了微生物不是自发产生的,微生物学才可能发展成为一门独立的学科;巴斯德实验中用到的加热灭菌的方法导致了有效的灭菌方法的出现,而这一灭菌原理也适用于食品的保存等。


课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
(一)旁栏思考题
1.想一想,如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数?
答:统计某一稀释度下平板上的菌落数,最好能统计3个平板,计算出平板菌落数的平均值,然后按课本旁栏的公式进行计算。
2.为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度?测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释范围相同吗?
答:这是因为土壤中各类微生物的数量(单位:株/kg)是不同的,例如在干旱土壤中的上层样本中:好氧及兼性厌氧细菌数约为2 185万,放线菌数约为477万,霉菌数约为23.1万。
不同。
    因此,为获得不同类型的微生物,就需要按不同的稀释度进行分离,同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。
(二)教材P22筛选菌株用楷体字编排回答下列问题1
碳源:葡萄糖、尿素    氮源:尿素
教材P22筛选菌株用楷体字编排回答下列问题2
    具有选择作用
培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,而受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。
教材P22统计菌落数目用楷体字编排的实例问题
教材中用楷体字编排的实例是为了说明设置重复组的重要性。第一位同学只涂布了一个平板,没有设置重复组,因此结果不具有说服力。第二位同学考虑到设置重复组的问题,涂布了3个平板,但是,其中1个平板的计数结果与另2个相差太远,说明在操作过程中可能出现了错误,因此,不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。这个实例启示学生,在设计实验时,一定要涂布至少3个平板,作为重复组,才能增强实验的说服力与准确性。在分析实验结果时,一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致,结果不一致,意味着操作有误,需要重新实验。
教材P22-P23设置对照用楷体字编排回答下列问题
方案一:由其他同学用与A同学相同土样进行实验 ,结果预测:如果结果与A同学一致,则证明A无误;如果结果不同,则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题。
方案二:将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养,作为空白对照,以证明培养基是否受到污染。
小结:通过这个事例可以看出,实验结果要有说服力,对照的设置是必不可少的。
(三)练习
2.提示:反刍动物的瘤胃中含有大量的微生物,其中也包括分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多为厌氧菌,接触空气后会死亡,因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基外,还应参照厌氧菌的培养方法进行实验设计。


课题3分解纤维素的微生物的分离
(一)旁栏思考题
1.本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同?
答:本实验流程与课题2的流程的区别如下。课题2是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮源的选择性培养基上,直接分离得到菌落。本课题通过选择培养,使纤维素分解菌得到增殖后,再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致。
2.为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌?
答:由于生物与环境的相互依存关系,在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对提高,因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。
3.将滤纸埋在土壤中有什么作用?你认为滤纸应该埋进土壤多深?
答:将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集,实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10 cm左右腐殖土壤中。
4.想一想,这两种方法各有哪些优点与不足?你打算选用哪一种方法?
提示:参看本课题参考资料的内容。
5.为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物?
答:在选择培养的条件下,可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖,而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“浓缩”的作用。
(二)练习
2.答:流程图表示如下。
土壤取样→选择培养(此步是否需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定)→梯度稀释→将菌悬液涂布到有特定选择作用的培养基上→挑选单菌落→发酵培养



专题3植物的组织培养技术
课题1菊花的组织培养
(一)旁栏思考题
1.你能说出各种营养物质的作用吗?同专题2中微生物培养基的配方相比,MS培养基的配方有哪些明显的不同?
答:微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐;蔗糖提供碳源,同时能够维持细胞的渗透压;甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同,MS培养基则需提供大量无机营养,无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。
2.你打算做几组重复?你打算设置对照实验吗?
答:教师可以安排学生分组,做不同的材料或配方,最后分别汇报成果。但每种材料或配方至少要做一组以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶,与接种操作后的锥形瓶一同培养,用以说明培养基制作合格,没有被杂菌污染。
(二)练习
1.答:植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差,对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长,如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染,就会导致实验前功尽弃,因此要进行严格的无菌操作。
2.答:外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好,容易诱导脱分化和再分化。


课题2月季的花药培养
(一)旁栏思考题
为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难?
答:花瓣松动后,微生物就可能侵入到花药,给材料的消毒带来困难。
(二)练习
1.答:F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或AAsusu。如果运用常规育种方法,将F2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米(aasusu)进行测交,可以选择出基因型为AAsusu纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐,耗时也较长,需要至少三年的选种和育种时间。如果利用花药培养的技术,在F1代产生的花粉中就可能有Asu的组合,再将花粉植株进行染色体加倍,就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体(AAsusu)。这种方法可以大大缩短育种周期。
2.答:植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是:培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。两者的不同之处在于:花药培养的选材非常重要,需事先摸索时期适宜的花蕾;花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基;花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。



专题4酶的研究与应用
课题1果胶酶在果汁生产中的作用
(一)旁栏思考题
1.为什么在混合苹果泥和果胶酶之前,要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理?
提示:将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理,可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的,避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶活性的问题。
2.在探究温度或pH的影响时,是否需要设置对照?如果需要,又应该如何设置?为什么?
提示:需要设置对照实验,不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照,这种对照称为相互对照。
3.A同学将哪个因素作为变量,控制哪些因素不变?为什么要作这样的处理?B同学呢?
提示:A同学将温度或pH作为变量,控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量,实验结果才能说明问题。B同学对于变量的处理应该与A同学相同,只是观察因变量的角度不同。
4.想一想,为什么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?
提示: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应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下,果胶酶的活性越大,苹果汁的体积就越大。
5.当探究温度对果胶酶活性的影响时,哪个因素是变量,哪些因素应该保持不变?
提示:温度是变量,应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。
(二)练习
答:大规模生产与实验室制备的主要不同点是:1.有两次瞬间高温灭菌;
2.酶处理的时间相对较长;
3.有离心分离步骤和浓缩步骤。


课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
(一)旁栏思考题
1.查阅资料,看看普通洗衣粉中包含哪些化学成分?
提示:普通洗衣粉中通常包含有:表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分,有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素,以及填充剂等。
2.在本课题中你打算使用什么方法和标准判断洗涤效果?
提示:可在洗涤后比较污物的残留状况,如:已消失、颜色变浅、面积缩小等,最好能进行定量的比较。
(二)练习
1.答:列表比较如下。
  普通洗衣粉 加酶洗衣粉
相同点 表面活性剂可以产生泡沫,可以将油脂分子分散开;水软化剂可以分散污垢;等等。
不同点 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易于溶于水,从而与纤维分开。
2.答:不合适。因为丝绸的主要成分是蛋白质,它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解,损坏衣物。


课题3酵母细胞的固定化
练习
1.答:直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点如下表所示。
类型 优点 不足
直接使用酶 催化效率高,低耗能、低污染等。 对环境条件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很难回收,不能被再次利用,提高了生产成本;反应后酶会混在产物中,可能影响产品质量。
固定化酶 酶既能与反应物接触,又能与产物分离,同时,固定在载体上的酶还可以被反复利用。 一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的。
固定化细胞 成本低,操作更容易。 固定后的酶或细胞与反应物不容易接近,可能导致反应效果下降等。
3.提示:可以从酶的结构的多样性,对理化条件的敏感程度等角度思考。



专题5 DNA和蛋白质技术
课题1 DNA的粗提取与鉴定
(一)旁栏思考题
1.为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?
答:蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂,再加上搅拌的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂),从而释放出DNA。
2.加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么?
答:洗涤剂是一些离子去污剂,能溶解细胞膜,有利于DNA的释放;食盐的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶解。
3.如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样的影响?
答:研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全,提取的DNA量变少,影响实验结果,导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。
4.此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分?
答:可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质。
5.为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?
答:用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此,通过反复溶解与析出DNA,就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
6.方案二与方案三的原理有什么不同?
答:方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开;方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离。
(二)练习
1.答:提取DNA的第一步是材料的选取,其目的是一定要选取DNA含量较高的生物材料,否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难;第二步是DNA的释放和溶解,这一步是实验成功与否的关键,要尽可能使细胞内的DNA全部溶解;第三步是DNA的纯化,即根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性,最大限度地将DNA与杂质分开;最后一步是对DNA进行鉴定,这是对整个实验的结果的检测。
2.答:提取蛋白质比提取DNA的难度大。这是因为,与DNA相比,蛋白质对温度、盐浓度、pH等条件要敏感得多,很容易失活;并且蛋白质的空间结构多种多样,理化性质各不相同,使得蛋白质的提取没有一种统一的方法,只能根据特定蛋白质的特性摸索提取的条件,设计特定的方法。


课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段
练习
1.提示:绘图可参考教科书中图5-9。PCR反应中的目的片段一般以2n的方式积累,其中n为反应循环次数。一个DNA片段在30次循环后反应物中大约有10亿个这样的片段(2n=230=1 073 741 824)。
2.提示:PCR引物是根据需要扩增的目标DNA的碱基序列来设计的。引物的设计需要丰富的分子生物学实验经验,


课题3血红蛋白的提取和分离
(一)旁栏思考题
你能从凝胶色谱的分离原理分析为什么凝胶的装填要紧密、均匀吗?
答:凝胶实际上是一些微小的多孔球体,小球体内部有许多贯穿的通道。相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部,只能分布在颗粒之间,通过的路程较短,移动速度较快;相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内的通道,通过的路程较长,移动速度较慢。因此,样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出,相对分子质量中等的分子后流出,相对分子质量最小的分子最后流出,从而使各种相对分子质量不同的分子得以分离。如果凝胶装填得不够紧密、均匀,就会在色谱柱内形成无效的空隙,使本该进入凝胶内部的样品分子从这些空隙中通过,搅乱洗脱液的流动次序,影响分离的效果。
(二)练习
1.答:凝胶色谱法也称为分配色谱法,它是根据分子量的大小分离蛋白质的方法之一。所用的凝胶实际上是一些微小的多孔球体,这些小球体大多数是由多糖类化合物构成,小球体内部有许多贯穿的通道,当一个含有各种分子的样品溶液缓慢流经时,各分子在色谱柱内进行两种不同的运动,即垂直向下的运动和无规则的扩散运动。相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部,只能分布在颗粒之间,通过的路程较短,移动速度较快;相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内的通道,通过的路程较长,移动速度较慢。因此,样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出,相对分子质量中等的分子后流出,相对分子质量最小的分子最后流出,这种现象又叫分子筛现象。此外,凝胶本身具有三维网状结构,相对分子质量大的分子通过这种网状结构上的空隙时阻力大,而相对分子质量小的分子通过时阻力小,因此不同分子量的蛋白质分子可以获得分离。
2.答:在一定范围内,能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液pH发生明显变化的作用叫做缓冲作用,具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。缓冲溶液通常是由一或两种化合物(缓冲剂)溶解于水中制得,调节缓冲剂的配比就可制得不同pH范围的缓冲液。
缓冲溶液的作用是维持反应体系的pH不变。在生物体内进行的各种生物化学过程都是在精确的pH下进行的,受到氢离子浓度的严格调控。为了在实验室条件下准确地模拟生物体内的天然环境,就必须保持体外生物化学反应过程有与体内过程完全相同的pH。
3.答:电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子,如氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等都具有可解离基团,它们在某个特定的pH下会带上正电或负电;在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极方向移动。电泳技术就是在电场的作用下,利用待分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异,使带电分子产生不同的迁移速度,从而达到对样品进行分离、鉴定或提纯的目的。
4.答:血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步,包括:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液,即样品的处理;再经过透析去除分子量较小的杂质,即样品的粗分离;然后通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去,即样品的纯化;最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
5.答: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,大大简化了实验操作。



专题6植物有效成分的提取
课题1植物芳香油的提取
练习
1.答:植物芳香油一般都是由2~3种芳香油混合调配而成的,其中的基底油常取自植物的种子或果实,比如胡桃油、甜杏油。基底油与其他芳香油调配在一起,能够加强功效。
从玫瑰花中提取出的玫瑰油称为“液体黄金”,是世界香料工业不可取代的原料,多用于制造高级香水等化妆品。提取出的玫瑰油不含有任何添加剂或化学原料,是纯天然的护肤品,具有极好的抗衰老和止痒作用,能够促进细胞再生、防止肌肤老化、平抚肌肤细纹,还具有使人放松、愉悦心情的功效。
杏仁油富含矿物质和维生素,是一种质地轻柔、高渗透性的保湿剂。
熏衣草精油取自熏衣草花,具有怡神、助睡眠、舒缓压力的作用,此外它还具有降压、止痛、促进细胞再生的功能,可以用于治疗烫伤和蚊虫叮咬、预防和改善脱发。
柠檬精油取自柠檬果皮,具有消除紧张、焦虑、振奋精神的作用,可用于治疗神经衰弱、关节炎,还具有促进血液循环、杀菌止痛、平衡油脂分泌、舒缓肌肤老化、滋养头发的功效。
茶树精油具有新鲜、强烈的药草香味,能改善毛孔阻塞,净化肌肤,抗感染,对治疗青春痘有奇效。它也能消除疲劳、缓解压力。
天竺葵精油能收敛皮肤,平衡、调理、润滑中干性皮肤和敏感性皮肤,改善橘皮样表皮,还有助于恢复精力,平缓心情。
茉莉精油能防止肌肤老化,对中干性皮肤和敏感性皮肤具有良好的保湿和滋润作用,尤其对女性的妊娠纹和内分泌有独特的改善效果。
橙花精油具有清新的水果香味,不但能使人镇静,还能防止中干性肌肤的老化现象发生,给肌肤赋予青春活力,促进皮肤再生。
2.建议:教师可以组织学生进行一次社会调查,并要求学生写出详细的调查报告。


课题2胡萝卜素的提取
答案和提示
(一)[资料一] 萃取剂的选择讨论题
1.乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗?为什么?
答:胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮,但它们是水溶性有机溶剂,因萃取中能与水混溶而影响萃取效果,所以不用它们作萃取剂。
2.在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中,哪种最适宜用来提取胡萝卜素?
答:在这五种有机溶剂中,石油醚的沸点最高,在加热萃取时不易挥发,所以石油醚最适宜用作萃取剂。
(二)练习
1.答: 列表分析如下。
提取方法 实验原理 方法步骤 适用范围
水蒸气蒸馏    利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来 1.水蒸气蒸馏
2.分离油层
3.除水过滤    适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
压榨法    通过机械加压,压榨出果皮中的芳香油 1.石灰水浸泡、漂洗
2.压榨、过滤、静置
3.再次过滤    适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
有机溶剂萃取    使芳香油溶解在有机溶剂中,蒸发溶剂后就可获得芳香油 1.粉碎、干燥
2.萃取、过滤
3.浓缩    适用范围广,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶液中


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