新人教高中生物选修一全套精品教学案

新人教高中生物精品教学案 湖南省中方县第一中学 杨自西 编

选修一 1 专题1 传统发酵技术的应用

课题1：果酒和果醋的制作

学习目标：

1、说明果酒和果醋制作的原理。

2、设计制作果酒和果醋的装置。

3、尝试果酒和果醋的制作。

4、果酒和果醋制作中发酵需要的条件。

学习重难点：

1、 说明果酒果醋制作的原理

2、果酒和果醋制作中发酵需要的条件

自主学习：

一、果酒制作的原理

1、酵母菌的生物学特征

⑴属于 生物。 ⑵新陈代谢类型：异氧兼性厌氧型。

酵母菌是兼性厌氧微生物，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： 。

⑶繁殖方式：酵母菌可以通过出芽进行无性生殖，也可以通过形成孢子进行有性生殖。但多以出芽方式进

行无性生殖。无性生殖即在环境条件适合时，从母细胞上长出一个芽，逐渐长到成熟大小后与母体分离。

在营养状况不好时，一些可进行有性生殖的酵母菌会形成孢子（一般是四个），进入休眠状态，在条件适合

时再萌发。

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。

一、 果醋制作的原理

1、 醋酸菌的生物学特性

⑴属于 生物。 ⑵新陈代谢类型：异氧需氧型。

有氧呼吸的场所：细胞膜。好氧细菌与呼吸作用有关的酶主要分布在细胞膜上。 ⑶繁殖方式：二分裂

细菌没有核膜，只有一个大型的环状DNA 分子，细菌细胞分裂时，DNA 分子附着在细胞膜上并复制为二，

然后随着细胞膜的延长，复制而成的两个DNA 分子彼此分开；同时，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，

形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞，这个过程就被称为细菌的二分裂。

2、果醋制作的原理

⑴当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成 。

⑵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件

⑴环境条件： 充足。⑵温度：醋酸菌生长的最适温度为 。

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？

三、果酒和果醋的制作过程

挑选葡萄→冲洗→________→______________→______________

↓

↓

果酒 果醋

四、发酵装置的设计

果酒和果醋的发酵装置示意图

1、 设计思路

⑴因为果酒制作初期需要氧，果醋整个制作过程都需氧，所以需要带开关的充气口，以调控对气体的需求。

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选修一

2

⑵在果酒制作过程中会产生CO2，所以要有排气口。

⑶实验过程中要取样检测，所以有出料口的设计。

思考：为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？

2、实验操作

(1)材料的选择与处理：

选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗。

思考：你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？

(2)灭菌，防止发酵液被污染

①榨汁机要清洗干净，并晾干。

②发酵瓶要清洗干净，并用消毒，或用洗洁精洗涤。

③装入葡萄汁后，。

(3)榨汁

将冲洗好并除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。

(4)发酵，控制好发酵的条件

①将葡萄汁装人发酵瓶时，要留要大约的空间。

②在制葡萄酒的过程中，要将温度严格控制在，时间控制在左右，可通过对发酵的情况进行及时的监测。

③在制葡萄醋的过程中，要将温度严格控制在，时间控制在左右，并注意适时通过充气。

思考：1、为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？

2、酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？

五、酒精的检验

1、检验试剂：

2、现象：在条件下，反应呈现。

注意：发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程，包括有氧发酵（如醋酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵），所以发酵≠无氧呼吸。

巩固提高

1、利用酵母菌酿酒时，从开始便持续向发酵罐内通入无菌空气，结果是( )

A．酵母菌大量死亡，酒精减产

B．酵母菌数量不变，酒精产量不变

C．酵母菌数量增多，酒精减产

D．酵母菌数量增多，不产生酒精

2、单细胞绿藻的培养液和单细胞酵母菌的培养液，所含成分的最大区别是( )

A．前者必须含有有机成分B．后者必须含有有机成分

C．前者必须通入氧气D．后者必须通入氧气

3、制作葡萄醋时，必须控制的发酵条件是( )

A．温度18~250C，适时通气B．温度18~250C，隔绝空气

C．温度30~35℃，隔绝空气D．温度30~350C，适时通气

4、在一个普通的锥形瓶中，加入大半瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液后密封。下列坐标图不正确的是（）

5、酿酒用的酵母菌既可进行有性生殖，又可进行出芽生殖，二者相比，前者特有的是（）

A．基因突变 B．基因重组 C．染色体变异 D．不可遗传的变异

6、制果醋时，要适时通过充气口进行充气是因为（）

A．醋酸菌是好氧菌，将酒精变成醋酸时需要O2的参与

B．酵母菌进行酒精发酵时需要O2 C．通气，防止发酵液霉变

D．防止发酵时产生的CO2气体过多而引起发酵瓶的爆裂

7、酒厂利用酵母菌酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不产生酒精，应采取的措施是（）

A.降低温度

B.隔绝空气

C.加缓冲液

D.加新鲜培养基

8、现有一瓶葡萄糖溶液，内有适量酵母菌，经检测瓶中放出的 CO2的体积与吸收O2的体积之比为5：3。这是因为（）

A、有1/4的酵母菌在进行有氧呼吸

B、有1/3的酵母菌进行有氧呼吸

C、有1/2的酵母菌有氧呼吸

D、有2/3的酵母菌有氧呼吸

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选修一 3 9、在利用葡萄自然发酵产生果酒的过程中，未经杀菌，但其他杂菌不能生长的原因是（ ）

A、 经冲洗后的葡萄上只有野生型酵母菌无其他杂菌

B、 其他杂菌不能利用葡萄汁中的糖作为碳源

C、 在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌能大量繁殖，其他杂菌不适应环境而被抑制

D、酵母菌发酵产生大量酒精，杀死了其他杂菌

10、在果酒的制作实验结束时用重铬酸钾检验是否有酒精产生，正确的操作步骤是（ ）

A 、 先在试管中加入适量的发酵液，然后再加入硫酸和重铬酸钾的混合液

B 、 先在试管中加入适量的发酵液，然后再加入重铬酸钾,混匀后滴加硫酸

C 、 先在试管中加入适量的发酵液，然后再加入硫酸,混匀后滴加重铬酸钾

D 、先在试管中加入适量的发酵液，然后再加入硫酸,混匀后滴加重铬酸钾，并加热

11、将葡萄汁制成果酒和果醋后 （ ）

A ．能量减少，有机物种类变化

B ．能量增加，有机物种类不变

C ．能量不变，有机物种类变化

D ．能量减少，有机物种类不变

12、严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物。

通常所指的发酵条件不包括（ ）

A ．温度控制

B ．溶氧控制

C ．pH 控制

D ．酶的控制

13、（多选）在利用葡萄酿制果酒的过程中，可能观察到的现象有（ ）

A ．有酒精大量产生

B ．发酵液逐渐澄清

C ．发酵液中有大量气泡产生

D ．发酵液红色加深

14、下图简单表示了葡萄酒的酿制过程，请据图分析：

⑴葡萄酒的酿制原理是：先通气使酵母菌进行 ，以增加酵母菌的数量，然后使酵母菌

获得葡萄酒。

⑵在甲中进行搅拌的目的是 ，乙中排出的气体是发酵过程产生的 。写出甲、乙中有

关的化学反应式：

甲：

乙：

⑶如果丙忘记盖上盖子，一段时间后会变酸，这是由于酒精在 的作用下生成了

，写出此时发生的化学反应式： 。

15、在啤酒生产过程中，发酵是重要环节．生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母

菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧渐渐耗尽。随后，酵母

菌有氧呼吸迅速下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定浓度后，结束发酵．最后分

别输出固体物质和鲜啤酒。

根据上述过程，回答下列问题：

该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是___________________________。

(2)初期酵母菌迅速繁殖的主要方式是___________________。

(3)酒精主要是啤酒酵母菌进行___________ 产生的代谢产物．

(4)经测定，酵母菌消耗的糖中，98.5％形成了 、 和 及其他发酵产

物，其余1.5％用于_____________________。

(5)请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式：

_________________________________________________________________。

课后反思：

葡萄汁+白糖+酵母菌 一天搅拌2～3次 与空气断绝接触 （18～25℃约10天） 气泡不再发生时， 盖上盖子 甲 乙 丙

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课题2 腐乳的制作

一、学习目标

1．以制作腐乳为例了解传统发酵技术的应用。

2．说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作。

3．分析影响腐乳品质的条件。

二、学习重点与难点

学习重点：说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作。

学习难点：在实践中摸索影响腐乳品质的条件。

自主学习

一、基础知识：（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、、、，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。

思考：豆腐变为腐乳的过程中，有机物总量、有机物种类有何变化？

二、实验设计

(一)

(二)

1.豆腐块表面长满菌丝,温度应控制在 ,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。

思考：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？

提示：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。

(三)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.加盐腌制的目的是。

思考：瓶口处多加盐的原因是什么？

(四)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.加酒的目的是。

3.香辛料可以 ,也具有作用。

讨论:1.腐乳外面有一层致密的皮,它是怎样形成的?作用是什么?

提示：“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝，它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。

2.哪种豆腐适合用来做腐乳?为什么？

提示：含水量为70%左右的豆腐适于做腐乳。因为用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。

三、操作提示

1.控制好材料的用量

⑴用盐腌制时，注意控制盐的用量。盐的浓度太低，；

盐的浓度过高，。

⑵卤汤中酒的含量应控制在左右。酒精含量过高，；

酒精含量过低，。

2.防止杂菌污染

⑴用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用。

⑵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。

巩固提升

1、测定3类细菌对氧的需要，让它们在3个

不同的试管中生长，右图显示了细菌的生

选修一 4

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长层。据此判断：只能在需氧培养基中

繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧

和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是（）

ⅠⅡⅢ

A、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ

B、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ

C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

D、Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ

2、豆腐发酵过程中，毛霉消耗的能量主要来自于哪种物质的分解（）

A．脂肪B．磷脂C．葡萄糖D．蛋白质

3、下列关于腐乳制作的描述中，错误的是（）

A．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与

B．含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适宜制作腐乳

C．加盐和加酒都能抑制微生物的生长 D.密封瓶口前最好将瓶口通过火焰以防杂菌污染

总结影响腐乳品质的因素：

1、卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤是由酒和各种香辛料配制而成。卤汤中的酒可

以选用料酒、黄酒、米酒、高粱酒等，含量一般控制在______左右。加酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。香辛料种类很多，如：胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等，香辛料可以调制腐乳的风味，也具有_____________的作用。

2、控制好材料的用量

①用盐腌制时，若盐的浓度_________，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；若盐的浓度_________，会影响腐乳的口味。

②卤汤中酒的含量应控制在________左右。酒精含量过高，腐乳成熟的时间会_________；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。

3、防止杂菌的污染

①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。

②装瓶时，操作要迅速小心。加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。

4、控制适宜的温度：毛霉的最适生长温度为，该温度既能使毛霉快速生长又不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，从而保证发酵时间和腐乳的风味。

课后反思：

课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

学习目标

1．尝试制作泡菜，并尝试用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量变化。

2．讨论与亚硝酸盐相关的食品安全问题。

学习重点和难点

1．学习重点

测定泡菜中亚硝酸盐含量

2．学习难点

泡菜中亚硝酸盐含量的测定

自主学习

一乳酸菌

1.代谢类型为异养厌氧型，在情况下，将葡萄糖分解成乳酸

2.常见种类：和

3.分布：分布广泛，、土壤、植物、人或动物的内等均有分布。

4.应用：常用于生产

二亚硝酸盐

1.物理性质

粉末、易溶于。

2.应用

在食品生产中常用作食品

3.分布

自然界中分布广泛。据统计，亚硝酸盐在蔬菜中的平均含量约为，咸菜中平均含量在以上，而豆粉中的平均含量可达

4.对人体的影响

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

5.我国卫生标准

亚硝酸盐残留量在肉制品中不得超过，酱腌菜中不超过，婴儿奶粉中不得超选修一 5

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过。

6.代谢

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

（1）应选用火候好、无砂眼、、坛沿深、好的泡菜坛

（2）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：控制腌制的时间、温度和食盐的用量。温度、食盐用量不足，腌制时间，容易造成细胞大量繁殖，含量增加

四亚硝酸盐的测定

1.原理

（1）在条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生反应后，与N—1—萘基乙二胺盐酸盐结合形成色染料。

（2）将显色反应后的样品与已知浓度的进行比较，可以大致出泡菜中亚硝酸盐的含量

2.测定步骤

配制溶液→→制备样品处理液→

思考：亚硝酸盐可转化成致癌物质，为什么在食品生产中还可作为添加剂？

巩固提高

1．膳食中一般都含有一定量的亚硝酸盐，下列有关叙述中，不正确的是（）

A.当人体摄入亚硝酸盐的总量达到0.3~0.5 g时，会引起死亡

B．在肉制品中亚硝酸盐的含量不得超过30 mg/kg

C．酱腌菜中亚硝酸盐的含量不得超过20 mg/kg

D．婴儿奶粉中亚硝酸盐的含量不得超过2 mg/kg

2．下列关于亚硝酸盐含量测定过程的描述中，正确的是（）

A．重氮化→酸化→显色→比色B．重氮化→酸化→比色→显色

C.酸化→重氮化→显色→比色D．酸化→重氮化→比色→显色

4．将接种有乳酸菌的牛奶100 mL各4份分别装在100 mL、200 mL、300 mL，和400 mL的烧瓶内，将口密封，置于适宜温度下培养。24 h后产生乳酸最多的是（）

A.100 mL B．200 mL C．300 mL D．400 mL

5．下列关于亚硝酸盐的叙述中，错误的是（）

A．亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水

B．亚硝酸盐的分布广泛，其中蔬菜中亚硝酸盐的平均含量约为4 mg／kg

C．咸菜中的亚硝酸盐的平均含量在7 mg/kg以上，所以尽量少吃咸菜

D.亚硝酸盐具有防腐作用，所以在食品中应多加些以延长食品的保质期

6．在泡菜的制作过程中，下列有关叙述中，不正确的是（）

A．按照清水与盐的质量比为4：1的比例配制盐水

B.乳酸菌的代谢类型为异养兼性厌氧型

C．盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染

D．在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境

7．在制备泡菜样品处理液时，对滤液起到净化作用的是（）

A．氢氧化铝溶液B．氢氧化钠溶液C．氯化镉溶液D．氯化钡溶液

课后反思：

专题2 微生物的培养与应用

微生物的实验室培养

学习目标

1.了解有关培养基的基础知识

2.掌握无菌操作技术

3.了解纯化大肠杆菌的基础知识

学习重点、难点

了解有关培养基的基础知识；掌握无菌操作技术

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一基础知识

1.培养基

（1）培养基的种类包括培养基和培养基等。

（2）培养基的化学成分一般都含有、、、四类营养成分，（3）在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对、以及等的要求。例如：培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加；培养霉菌

时需要将培养基的PH调至；培养细菌时需要将培养基的PH调至；培养

厌氧微生物时需要提供无氧的条件

【思考】为什么各种营养基的具体配方不同，但一般都有水、无机盐、碳源和氮源？

2.无菌技术

（1）获得纯净培养物的关键是。避免杂菌污染的方法主要包括以下四个内容：①

②

③

④

（2）消毒是指

灭菌是指

【思考】消毒与灭菌的相同点与区别分别是什么？

（3）实验室常用的消毒方法是，此外，人们也常使用化学药剂进行消毒，如用、等。常用的灭菌方法

有、、，此外，实验室里还用

或进行消毒。

二实验操作

1.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基

（1）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的方法步骤：

→→→→倒平板

（2）倒平板的过程

【思考】

⑴培养基灭菌后，需要冷却到50左右，才能用来倒平板。你用什么方法来估计培养基的温度？

⑵为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？

⑶平板冷凝后，为什么要将平板倒置？

⑷在倒平板的过程中，如果不小心瘵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？

2.纯化大肠杆菌

（1）微生物接种的方法中最常用的是和。

平板划线法是指

。

稀释涂布平板法是指

。

（2）平板划线的操作步骤如下：

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

【思考】

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？

②在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？

③在作第二次以及其后的划线操作是赤什么总是从上一次划线的末端开始划线？

选修一7

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（3）系列稀释操作步骤：

①

②

③

（4）涂布平板操作步骤：

①

②

③

④

4.菌种的保存

为了保持菌种的纯净，需对菌种进行保藏。对于频繁使用的菌种，我们可以采用法；对于需要长期保存的菌种，可以采用法。将菌种放在低温环境中保藏的目的是，但时间长了菌种还是要老化的，因此对临时保存的菌种个月后需重新接种

【疑难点拨】

1．生物的营养

营养是指生物摄取、利用营养物质的过程。营养物质是指维持机体生命活动，保证发育、生殖所需的外源物质。

在人及动物，营养物质包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类；在植物，营养物质包括矿质元素、水、二氧化碳等三类；在微生物，则有水、无机盐、碳源、氮源及特殊营养物质五类。

2．培养基的制作是否合格

如果未接种的培养基在恒温箱中保温1～2天后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。

3．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？

无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。

4．平板冷凝后，为什么要将平板倒置？

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。

5．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？

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。

【典例解析】

例1．关微生物营养物质的叙述中，正确的是

A.是碳源的物质不可能同时是氮源

B.凡碳源都提供能量

C.除水以外的无机物只提供无机盐

D.无机氮源也能提供能量

解析：不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况分析。对于A、B选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可同时是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨。对于C选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如二氧化碳，可作为自养型微生物的碳源；NaHCO3，可作为自养型微生物的碳源和无机盐；而NaCl则只能提供无机盐。对于D选项，无机氮源提供能量的情况还是存在的，如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。

答案：D

例2．下面对发酵工程中灭菌的理解不正确的是

A.防止杂菌污染

B.消灭杂菌

C.培养基和发酵设备都必须灭菌

D.灭菌必须在接种前

解析：灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。A说的是灭菌的目的，因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以是正确的；B是错误的，因为灭菌的目的是防止杂菌污染，但实际操作中不可能只消灭杂菌，而是消灭全部微生物。C是正确的，因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的，灭菌必须在接种前，如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。

答案：B

例3．右表是某微生物培养基成分，请据此回答：

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选修一

9 （1）右表培养基可培养的微生物类型 是 。 （2）若除去成分②，加入（CH 2O ），该培 养基可用于培养 。 （3）表中营养成分共有 类。

（4）不论何种培养基，在各种成分都溶化 后分装前，要进行的是 。

（5）右表中各成分重量确定的原则是 。

（6）若右表培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分是 。

解析：对于一个培养基，它能培养何种微生物，要看它的化学成分。当然这只适用于合成培养基，如

果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分它是培养何种微生物的。分析化学成分要从营养物质的

类型出发。右表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和特殊营养物质。对特殊营养物质，有

的微生物是不需要的，但没有微生物是不需要碳源的。该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气

中获得碳源的，即可培养的微生物就是自养型微生物了。该培养基若加入（CH 2O ），培养基中就有了碳源，

但除去成分②，却使培养基中没有了氮源，这时就只能用于培养固氮微生物了。对于菌种鉴定，往往用的

是固体培养基，而表中没有凝固剂，需要加入常见的凝固剂——琼脂。

答案：⑴自养型微生物 （2）固氮微生物 （3）3 （4）调整pH （5）依

微生物的生长需要确定 （6）琼脂（或凝固剂）反馈提升

1. 下列措施中不属于消毒的是（ ）

Ａ酒精擦拭双手 Ｂ向水中通入少量cl 2

Ｃ皮肤受伤处涂紫药水 Ｄ灼烧接种环

2. 有关平板划线操作的叙述，正确的是（ ）

A 使用已灭菌的接种环、培养皿，操作过程中不再灭菌

B 打开含菌种的试管需通过火焰灭菌，取出菌种后需马上塞上棉塞

C 把皿盖打开，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线即可

D 最后将平板倒置，放入培养箱中培养

课后反思

课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

学习目标

研究培养基对微生物的选择作用，进行微生物数量的测定。

学习重点与难点

重点：对土样的选取和选择培养基的配制。

难点：对分解尿素的细菌的计数。

自主探究

1．尿素只有被 分解成 之后，才能被植物吸收利用。

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：

⑴ ；⑵ 。

3．PCR （ ）是一种在体外将 。此项技术的自动化，

要求使用耐高温的DNA 聚合酶。

思考：怎样找耐高温的酶呢？

4．实验室中微生物的筛选应用的原理是：人为提供有利于 生长的条件（包括 等），同时抑制或阻止其他微生物生长。

5．选择培养基是指 。

6．常用来统计样品中活菌数目的方法是 。即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 。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。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。

7．比较教材中两位同学的操作方法，哪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

进呢？如需要，如何改进？

8．一般来说，统计的菌落数往往比活菌的实际数目 。这是因为

。因此，统计结果一般用 而不是活菌数来表示。

9．设置对照实验的主要目的是 ，提高实验结果的可信度。

10．对照实验是

。

新人教高中生物精品教学案湖南省中方县第一中学杨自西编11．实验设计包括的内容有：、、和，具体的实验步骤以

及时间安排等的综合考虑和安排。

12．不同种类的微生物，往往需要不同的培养和培养。在实验过程中，一般每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以

。

13．无菌操作应注意什么问题？

⑴

⑵

⑶

14．在进行多组实验过程中，应注意做好标记，其目的是。

思考：应标记哪些内容？怎样操作更有利于实验的进行？

15．对所需的微生物进行初步筛选，只是分离纯化菌种的第一步，要对分离的菌种进行一步的鉴定，还需要借助的方法。

思考：有哪些方法可以对菌种进行鉴定？

【疑难点拨】

1．选择培养基

选择培养基的含义是：在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，促进需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。

在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点，如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在培养的培养成分的基础上加入的。

培养基中的营养成分的改变也可达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。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，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。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。

2．如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？

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。

3．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？

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：好氧及兼性厌氧型细菌数约为2185万，放线菌数约为477万，霉菌数约为23.1万。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。

【典例解析】例1．对细菌群体生长规律测定的正确的表述是

A．在液体培养基上进行B．至少接种一种细菌

C．接种一个细菌D．及时补充消耗的营养物质

解析：细菌群体生长规律的测定是人们在一定条件下进行的。这些条件是：一种细菌、恒定容积的培养基，液体培养基、定时测定细菌总数。在这些条件下，才能测定出细菌的生长规律。测定时只能用一种细菌的子细胞群体的变化规律表达微生物的生长；恒定容积是给微生物提供一定的生存环境；液体培养基才能通过样品推测细菌总数。若接种多种细菌，则会发生种间斗争而不能测定一种微生物的生长规律。在接种时，要保证一定的接种量。答案：A

例2．在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争最显著最激烈的时期是

A．调整期B．对数期C．稳定期D．衰亡期

解析：种内斗争是一种生态因素。种内斗争反应了种内生物对生存空间和生活资源的争夺。在生活空间充裕，营养充足的时候，种内斗争的程度是比较低的。随着微生物个体数目的增加，每个个体的生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间和资源的争夺也越来越激烈，种内斗争就越来越激烈。由此可知，在稳定期的种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物的数目已经开始减少，pH已经极度不适于微生物的生存，次级代谢产物积累到很高的程度，这时的微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争。答案：C

例3．（2005年江苏）抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。

⑴青霉素发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是，青霉素是青霉菌的代谢产物。

⑵在生产和科研中，常选用处于期的青霉菌作为菌种或研究材料，因为此时的青霉菌代谢旺盛，和比较稳定。

⑶对青霉菌菌体生长情况的测定：取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后，，再计算发酵罐中菌体的总重量。

解析：青霉菌属于真菌，其代谢类型应为异养需氧型，而青霉素作为它的代谢产物，并不是它生长、繁殖所必需的，所以青霉素应属于次级代谢产物。在测定培养基上青霉菌菌体的生长情况时，常用的方法有两种：一种是测量青霉菌的细胞数目，另一种是测重量，取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤

选修一10

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选修一

11 后，称菌体的湿重，或烘干后称干重，再由此计算出其中的细胞总重量。在细菌生长的四个主要时期中，

因为处于对数期的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定，常作为生产用的菌种和科研的材料。

答案：⑴异养需氧型 次级 ⑵对数 个体的形态生理特性 ⑶称菌体的湿重（称烘干后的重

量）

巩固提升

一、 选择题

1．在一个“淀粉—琼脂”培养基的5个圆点位置，分别用不同方法处理，将此实验装置放在37℃恒温箱

中，保温处理

A ．棕黄色、棕黄色、淀粉酶 B.蓝黑色、棕黄色、麦芽糖酶

C ．棕黄色、蓝黑色、淀粉酶 D.棕黄色、蓝黑色、麦芽糖酶

2．实验测定链霉素对3种细菌的抗生素效应，用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画3条等长的平行

线（3条线均与下图中的链霉素带接触），将平板置于37℃条件下恒温培养3天，结

果如图所示。从实验结果分析以下叙述，不正确的是

A ．链霉素能阻止结核菌的生长

B ．链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效

C ．链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效

D ．链霉素可以用于治疗伤寒病人

3.利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶的常用菌种分别是

A ．酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌

B ．酵母菌、大肠杆菌、青霉

菌、乳酸菌

C ．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌

D ．黄色短杆菌、酵母菌、大

肠杆菌、乳酸菌

4．下列操作不属于微生物的分离步骤的是

A ． 稀释

B ．划线或涂布

C ．接斜面

D ．培养

5．影响微生物生长的主要环境因素是

A ．阳光、温度、水分

B ．温度、水分、PH

C ．水分、PH 、氧

D ．温度、PH 、氧

6.下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是

A ．氨基酸、核苷酸、多糖、色素 B. 多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸

C ．核苷酸、多糖、维生素、毒素、抗生素

D ．核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸

7．微生物代谢的人工控制是指

A.改变微生物的遗传特性

B.控制发酵时的温度

C.调节发酵过程中的pH ，氧气通入量

D.包括A 、B 、C 三项

8．在微生物群体生长规律的测定中，不可能发生的是

A.繁殖

B.生存斗争

C.种间斗争

D.种内斗争

9．与调整期长短有关的因素中，可缩短调整期的一组是 ①用与菌种相同的培养基 ②营养丰富的培养基 ③稳定期获得的菌种 ④对数期获得的菌种

⑤接种时间提前 ⑥接种量加大 ⑦接种量减小 ⑧接种种类加大

A 、①③⑤⑦

B 、②③⑤⑦

C 、①④⑥

D 、②④⑤⑥⑧

10．微生物群体生长善的测定方法可以是

①测定样品的细胞数目 ②测定次级代谢产物的总产量 ③测定培养基中细菌的体积 ④测定样品的细

胞重量 ⑤测定初级代谢产物的总产量

A.②④

B.①④

C.①③⑤

D.②③④

二、非选择题

11．下图示酵母菌细胞的结构模式和生长曲线图，据图回答：

(1)从细胞核的构造看，酵母菌属于 生物，如果发现一种酵母菌

细胞核中17条染色体，该酵母菌是

倍体。

(2)图中(1)的结构名称为 。

(3)酵母菌细胞分裂的意义是( )

A. 产生新个体

B. 增加生产力

C. 增加变异性

D. 改变遗传性

(4)用酵母菌制啤酒时，为保证发酵罐中有较多的酵母菌，必须先通入氧气，达到一定数量后，则应该密闭，

以获得大量的酒精，这充分说明酵母菌的异化作用类型是 。

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选修一

12

(5)研究发酵罐中酵母菌的生长状况，常用取样统计分析，判断取样先后顺序的最简单的方法是测定发酵罐

中的 。

A. 氧气量

B. 葡萄糖量

C. 酒精量

D. pH 值

(6)欲收获酵母菌或其代谢产物，应选择曲线中的 段。

(7)自然环境中的酵母菌属于生态系统中的 成分。

12． (1)在锥形瓶内装入一定量液体培养基，接人N 0个乳酸菌之后密封，放在250C 温箱中连续培养若干小

时，其间每30min 测定一次菌数，测得数量变化曲线如下图所示。请分析并回答问题：

①乳酸菌以 方式生殖，这代表 类生物普遍具有的生殖方式。

②用N 表示总菌数，N 0表示初始菌数，t 表示增殖世代数，乳酸菌数量增长的数

学表达式为N=N 02t (假设生长条件理想稳定)。当在理想条件下乳酸菌每30min 繁

殖一代，按上式计算，当N 0=1000时，连续培养5h ，总菌数可达 个。

③在实际培养条件下，乳酸菌增长速度与理想条件下乳酸菌增长速度不同，如果

5h 前的总菌数等于活菌数，请在上面的图中将5h 后活菌数的变化趋势用曲线表

示出来。造成菌群密度变化的外界因素是 。

④培养基中不断产生的乳酸来自乳酸菌的 作用。

⑤实验过程中，为什么要在25℃的条件下进行? 。

(2)某同学进行了温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验：

实验步骤：

①取三支试管，分别加入质量分数为3％的可溶性淀粉溶液。

②将试管分别放人25℃、60℃的水中和冰块中，在三支试管中分别加入质量分数为2％的淀粉

酶溶液，两支试管中的pH=6.8，第三支试管中的pH=4，摇匀后维持各自温度5min 。

③在三支试管中各滴1滴碘液，并摇匀。观察并记录：(略)

结论：温度过高或过低都影响酶的活性。

请回答：[1]该实验能否得出上述实验结论? 。

[2]指出步骤中不正确之处并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。 。

请回答：⑴该实验的假设是 。⑵以上实验还不足以论证以上结论，请在以上实验的基础上，补充相应的实验方法。

课题3 分解纤维素的微生物的分离

【学习目标】

1．能简述纤维素酶的种类及作用，

2．能从土壤中分离出分解纤维素的微生物，了解这类微生物的应用。 3．能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

【学习重点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。

【学习难点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。

自主探究

一、课题背景分析

纤维素是一种由 首尾相连而成的高分子化合物，植物每年产生的纤维素能被土壤中的某些微生物

分解利用，是因为它们能产生 。对这些微生物的研究与利用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产 ，

用

处理服装面料等。

二.基础知识：

（一）纤维素和纤维素酶

阅读课本27页基础知识部分第一、二段，回答下列问题：

1、纤维素在生物圈的分布状况？

纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质。植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。其中 是

自然界中纤维素含量最高的天然产物。

2、纤维素酶的组成及作用？

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纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即、和，前两种酶使纤维素分解成，第三种酶将分解成葡萄糖。

（二）纤维素分解菌的筛选

阅读课本课本28页相关部分，回答下列问题：

1、纤维素分解菌的筛选方法-- ，这种方法能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选

2、纤维素分解菌的筛选方法的原理

刚果红是一种染料，它可以与纤维素形成，但并不和、发生这种反应。当纤维素被纤维素酶分解后刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解为中心

的。这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌

〖针对性练习1〗下列关于纤维素酶的说法，错误的是

A、纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种

B、纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖

C、纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁

D、葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖

三、实验操作

分离分解纤维素的微生物实验流程：

土壤取样→→梯度稀释→→。

〖旁栏思考题〗本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同？

提示：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。

(一)土壤取样

采集土样时，应选择富含纤维素的环境。若找不到合适环境，可将滤纸埋在土壤中一个月左右，也会有能分解纤维素的微生物生长。

〖旁栏思考题〗取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？

选择的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。根据生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。

〖旁栏思考题〗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？

提示：将滤纸埋在土壤中能使，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cm左右腐殖土壤中。

（二）选择培养

1.选择培养的目的：增加，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。

2.制备选择培养基：参照课本29页旁栏中的比例配置，回答下列问题：

①旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？

是液体培养基，原因是配方中无凝固剂。

②这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？

有选择作用，本配方中的碳源是纤维素，所以能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。

③你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用

用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照。

3、选择培养

将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养

〖旁栏思考题〗为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

提示：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

（三）梯度稀释

按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释101～107倍。将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。

（四）将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

1.制备培养基:参照课本旁栏中的比例配制。

2.倒平板操作。

3.涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上，30℃倒置培养，菌落周围会出现明显的透明圈。

4.挑选产生透明圈的菌落（参照课本刚果红染色法，挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。）（五）刚果红染色法

方法一：先，再加入刚果红进行颜色反应。方法二：在时就加入刚果红。

〖旁栏思考题〗这两种方法各有哪些优点与不足？

提示：方法一缺点是操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。

方法二优点是操作简便，不存在菌落混杂问题。

选修一13

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缺点一是由于培养基中还含有淀粉类物质，可以使能产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应；缺点二有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红，形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。

〖针对性练习2〗有关选择培养正确的叙述是（）

A、可以增加纤维素分解菌的浓度

B、可以减少纤维素分解菌的浓度

C、所用培养基是固体培养基

D、所用培养基是平板培养基

四、结果分析与评价

（一）培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落？

设置对照，若对照的培养基在培养过程中无菌落生长则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。

（二）分离的结果是否一致

如果不同，分析产生不同结果的原因。

五、课题延伸

本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，但是这只是分离纯化的第一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行的实验，纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的进行定量的测定。

巩固提升

1．下面是弗来明对青霉素的早期研究过程：发现问题：在培养细菌的器具中发现一种青霉菌，在这种青霉菌的周围有没有其它细菌生存?为什么会产生这种现象?

提出假设：

设计实验：在液体中培养青霉菌后，考察这种液体对细菌增殖的影响。

实验结果：培养液使细菌的增殖停止。

结论：下面几项最适合作为该实验假设的是

A．青霉菌与细菌之间是共生关系 B．青霉菌污染了细菌生存的环境

C．青霉菌产生了对人体有益的物质 D．青霉菌能产生抑制细菌增殖的物质

2．培养流感病毒时，应选用

A．固体培养基 B．含有多种无机盐的培养液 C．活的鸡胚 D．无菌的牛肉汤

3．以下关于微生物对氧的需求的叙述中正确的是

A．产甲烷杆菌属厌氧呼吸，但氧的存在不影响其生存

B．链球菌进行厌氧呼吸，不能接触空气

C．黄色短杆菌在氧气充足时才能产生谷氨酸

D．谷氨酸棒培育杆菌是厌氧呼吸

4．可以使微生物细胞内蛋白质、核酸发生不可逆破坏的环境加素是

A．高温 B.营养成分的变化 C.氧含量 D.温度、pH、氧的共同作用

5．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是

A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的

B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子

C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利

D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足

6．下列有关味精生产的一些措施的叙述，正确的是

A．常用的菌种是谷氨酸棒状杆菌和金黄色葡萄球菌

B．培养基是含有五种营养成分的合成培养基

C．在发酵中要控制的只是温度、pH、通气量

D．味精是谷氨酸经Na2CO3中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离而成

7．菌落形成的根本原因是

A．细菌有鞭毛B．细菌能运动C．培养基有琼脂D．子细胞成为群体8．在接种操作的过程中，不正确的是

A．要将接种环灼烧灭菌B．取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌

C．将接种环伸入试管内，先接触长菌多的部位D．接种后还要将管口灭菌加塞

9．高压蒸气灭菌的原理是

A．高压使细菌DNA变性B．高压使细菌蛋白质凝固变性C．高温烫死细菌D．高温使细菌DNA变性

10．某种细菌每30分钟分裂一次，开始接种时为3个细胞，在对数生长期培养5个小时后，问此时有多少细胞？

A．15 B．48 C．1024 D．3072

11．某同学在做微生物实验时，不小心把圆褐固氮菌和酵菌混在一起。该同学设计下面的实验，分离得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。

(1)实验原理：圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养条件下生长繁殖而酵母菌则不能；青霉素不影响酵选修一14

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选修一

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母菌的生长繁殖，而会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖。

(2)材料用具：（略）

(3)主要步骤：①制备两种培养基，一种是培养基，另一种是培养基，将两种培养基各自分成两份，依次标上A、a和B、b。

②分别向A、B培养基中接种混合菌，适宜条件培养了3—4天。

③分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌并分别接种到a、b培养基中，适宜条件下培养3—4天。

(4)请同答：①将题中的空处填充完整：培养基和培养基。

②本实验中，根据上述原理配制的培养基的类型属于培养基。

③根据所需目的配制上述培养基时除营养要协调外还应注意。

④实验步骤中第③步的目的是。

⑤圆褐固氮菌与酵母菌在结构上的主要差异为。

⑥青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖，其作用机理是破坏或抑制其细胞壁的形成。请据此推测不影响酵母菌等真菌生长繁殖的原因是。

12．为了研究细菌对青霉素抗药性形成的机理，有人设计了如下实验方案：

步骤1 取培养皿A若干(A1、A2、A3……)，加人普通细菌培养基；取培养皿B若干(B1、B2、B3……)，加入含青霉素的细菌培养基。

步骤2 将适量细菌培养液涂抹在培养皿A1的培养基表面，放在适宜的条件下培养一段时间，培养基的表面会出现一些细菌菌落。

步骤3 用灭菌后的丝绒包上棉花制成的一枚“印章”，在A1上轻轻盖一下，再在B1上轻轻盖一下，这样A1中的细胞就按一定的位置准确的“复制”到了B1之中。将B1培养一段时间后，B1中一定部位出现了少量菌落。步骤4 根据B1中菌落出现的方位，将A1中对应位置的菌落取出，均匀涂抹在A2表面，培养一段时间后，培养基表面又会出现许多菌落。

反复重复步骤3、4，在B2、B3……中保留下来的菌落越来越多。直到最后，所有“复制”到B中的菌落全都保留下来，都具有对青霉素的抗药性。

(1)普通培养基中的营养要素物质有。

根据培养基的用途，加人青霉素的培养基属于。实验过程中为了缩

短时间，最好在细菌生长的哪一个时期接种?

(2)细菌抗药性的产生是细胞出现的结果。根据现代进化理论，青霉素

在细菌抗药性形成过程中起的作用。实验中所用的细菌的代谢类型属

于。

(3)如果B1中没有菌落保留下来，实验就无法进行下去。若要使实验进行下去，可

以采用的方法有。

13．根据实验原理和材料用具，设计实验确定细菌质粒的抗菌素基因所抗的抗菌素

的类别。

实验原理：作为运载体的质粒，需有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因。有抗性基因的质粒可用做运载体。

材料用具：青霉素、四环素各10万单位溶液、菌种试管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、无菌水、恒温箱

方法步骤：第一步

。

第二步

第三步

预期：

专题3 植物的组织培养技术

课题1 菊花的组织培养

学习目标

1.说明植物组织培养的基本原理。

2.学习植物组织培养的基本技术。

3.进行菊花或其他植物的组织培养。

学习重点与难点

重点：1.植物组织培养的相关概念和过程

2.影响植物组织培养的因素

3.植物组织培养过程中使用的无菌技术。

难点：1.影响植物组织培养的因素。

2.植物组织培养过程中使用的无菌技术。

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选修一 16

自主探究

一． 植物组织培养的相关概念和基本过程

1. 植物组织培养的相关概念

（1）细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在__________、__________和__________上都会出现稳定性

的差异，形成这些差异的过程就叫做细胞分化。细胞分化是基因__________的结果。

（2）细胞的全能性：__________的植物细胞仍然具有发育成为__________的潜能。细胞全能性是组织培养

的基本原理。

（3）愈伤组织：由离体的植物器官、组织或细胞在一定的培养条件下经过__________过程形成的组织，就

叫愈伤组织，愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种__________的呈无定形状态的__________。

（4）脱分化：由__________的植物组织或细胞产生__________的过程，称为脱分化，又叫去分化。

（5）再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成__________，这个过程叫做再分化。

（6）外植体：用于离体培养的植物器官或组织片段。

2. 植物组织培养的基本过程

——→试管苗———→完整的植物体

二． 影响植物组织培养的因素

1.内部因素：不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。同种植物材料，__________ ，__________ 等

也会影响实验结果。菊花的组织培养，一般选择 __________的茎上部新萌生的侧枝。

2.外部因素：（1）营养条件 常用的是__________ 培养基，其主要成分包括： __________，如

_____________________________；__________ ，如______________________________ ；__________ 等。

（2）植物激素 植物激素中__________ 和__________ 是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。

____________________、____________________ 以及__________ 等，都会影响实验结果。

（3）环境因素 __________ 、__________ 、 __________等条件也能影响植物组织培养。菊花组织培

养，一般PH 控制在 __________ ；温度控制在 __________ ；每天用日光灯照射__________小时。

【思考】(1)MS 培养基中，各种营养成分各有什么作用？与微生物培养基的配方相比，有什么不同?

(2)生长素使用的先后顺序、用量比例不同分别会造成哪些影响？

三、实验操作过程

1.制备MS 固体培养基

实验室一般使用4℃保存的配制好的培养基母液来制备

（1）配制各种母液。

配制母液时，大量元素浓缩__________ ，微量元素浓缩__________ 。常温保存。激素类、维生素类以及

用量比较小的有机物可以按照1mg/ml 的质量浓度单独配制母液。用母液配制培养基时，需要根据各种母液

的浓缩倍数，计算用量。

（2）配制培养基。

配制1LMS 培养基时，将称量好的琼脂加入800mL 蒸馏水，加热熔化，然后加入蔗糖30g,依次加入母液，

定容至1000mL 。__________，然后分装到锥形瓶中，每瓶分装__________。

（3）灭菌。高压蒸汽灭菌

2、外植体消毒

选取菊花茎段时，要取 ____________________。

无菌技术包括培养基消毒灭菌和植物材料（外植体）的消毒灭菌。对培养材料进行表面灭菌时，一方面要

考虑_______________；另一方面还要考虑植物材料的__________。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器

官要区别对待。一般情况下，细菌污染可能是由接种人员造成的，真菌污染可能是_________灭菌不当。

过程：流水冲洗→软刷刷洗→流水冲洗①过程

流水冲洗→软刷刷洗→流水冲洗__________→无菌吸水纸吸干外植体表面→体积分数为__________的酒精

中摇动2～3次，持续__________→无菌水清洗→无菌吸水纸吸干外植体表面→质量分数为0.1﹪的

__________溶液中1～2min →无菌水中至少清洗3次

3、接种

接种前，用体积分数70%的酒精将工作台擦拭，然后点燃酒精灯。所有的接种操作必须在酒精灯旁进行，

并且每次使用器械后，都要用火焰灼烧灭菌

4、培养

接种后的锥形瓶最好放在__________中培养。培养期间定期消毒，温度控制在18-22℃，并且每天用日光灯

光照12h

人为使用植物激素控制

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5、移栽

6、栽培

附：一般来说，容易进行__________的植物，也容易进行组织培养。

【思考】：（1）实验操作过程中为什么要进行一系列的消毒、灭菌，实验中是如何做到无菌操作的？

（2）你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？

【知识补充】

1.无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键

植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高，对无菌操作的要求非常严格。

无菌技术包括培养基消毒灭菌和植物材料（外植体）的消毒灭菌。对培养材料进行表面灭菌时，一方面要考虑药剂的消毒效果；另一方面还要考虑植物材料的耐受能力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。

2.妥善处理被污染的培养物

即使对于有经验的操作人员，操作后出现培养物被污染的情况也常有。一般情况下，细菌污染可能是由接种人员造成的，如未戴口罩，接种时说话，或手及器械消毒不严等。真菌污染可能是植物材料灭菌不当。

3.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？

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。

3.植物组织培养技术的应用

植物组织培养技术的应用范围是很广的，除了快速繁殖、培育无病毒植物外，还可以通过大规模的植物细胞培养来生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等。例如，从大量培养的紫草愈伤组织中提取的紫草素，是制造治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料。用植物组织培养的方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，包裹上人造种皮，制成人工种子，可以解决有些作物品种繁殖能力差，结子困难或发芽率低等问题。此外，转基因植物的培育，也要用到植物组织培养的方法。

巩固提高

1、把胡萝卜的单个韧皮部的细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。这种繁殖方式和细胞工程技术分别属于（）

A.孢子生殖和细胞杂交技术

B.无性生殖和植物组织培养

C.配子生殖和细胞拆合技术

D.卵式生殖和细胞培养

2、下面有关细胞分化的叙述不正确的是（）

A、细胞分化发生在生物体的整个生命过程中

B、细胞分化仅发生在胚胎时期

C、经过细胞分化会形成各种步同的细胞和组织

D、细胞分化是一种持久的变化。

3、关于细胞分化的叙述，下列哪一项是错误的（）

A、细胞分化是一种持久的变化，它发生在生物体的整个生命过程

B、细胞分化在胚胎时期达到最大限度

C、随着分化的进行，细胞中的遗传物质的种类会发生变化

D、高度分化的动物细胞的细胞核保持着全能性

4、用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列说法错误的是

A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的

B．该愈伤组织的细胞没有全能性

C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成

D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构

5、在外植体脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪个条件是不需要的（）

A、消毒灭菌

B、适宜的温度

C、充足的光照

D、适宜的养料和激素

6、植物组织培养中涉及到的细胞分裂方式是（）

A、有丝分裂

B、减数分裂

C、有丝分裂

D、既有有丝分裂又有减数分裂

7、再植物组织培养过程中，愈伤组织的形成和形态发生是十分关键的一步。而这除需要必备的营养和一些刺激因素外，还需要起诱导作用的物质，其中包括（）

A.铜、锌等微量元素B细胞分裂素和生长素

C．蔗糖和葡萄糖 D.维生素和氨基酸

选修一17

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选修一 18

8、MS 培养基与微生物培养基相比不同的是（ ）

A ． MS 培养基不含有机物

B ．微生物培养基以有机物为主

C ．MS 培养基不含微量元素

D ．MS 培养基需提供大量无机营养

9、当先使用细胞分裂素，后使用生长素时，实验结果：（ ）

A ．有利于细胞分裂，但细胞不分化

B ．细胞既分裂又分化

C ．分化频率高

D ．有利分化，但不分裂

10、某同学在做菊花组织培养时，操作完成后三天观察，有的瓶内外植体已经死亡，你认为死亡的原因不

可能的是（ ）

A 、培养条件比如PH 、温度等不适宜

B 、接种时外植体未灭菌

C 、接种工具消毒后未冷却就接种外植体

D 、将菊花茎段倒插入培养基中

11.下列那组符合菊花组织培养的基本步骤（ ）

A ．制备MS 培养基→ 外植体消毒→ 接种→ 培养→ 移栽→ 栽培

B ．制备MS 培养基→ 外植体消毒→ 接种→ 培养→ 栽培→ 移栽

C ．制备MS 培养基→ 外植体消毒→ 接种→ 栽培→ 培养→ 移栽

D ．制备MS 培养基→ 外植体消毒→ 接种→ 移栽→ 培养→ 栽培

12.植物组织培养技术的理论基础之一是：

A.植物细胞的完整性

B.植物细胞的多样性

C.植物细胞的全能性

D.植物细胞杂交

13. 细胞具有全能性的原因是

A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能

B.生物体的每一个细胞都具有全能性

C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因

D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的

14. 下列植物细胞全能性最高的是

A.形成层细胞

B.韧皮部细胞

C.木质部细胞

D.叶肉细胞

15. 某园艺场经过长期精心选育，培养出一株形态优美的兰花，如果要保持母本的优良性状，并尽快大规

模繁殖，最适合的繁殖方式是 （ ）

A ．分裂生殖

B ．有性生殖

C ．孢子生殖

D ．组织培养

16. 某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植株的一部分

器官或组织进行离体培养，发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该株的

（ ）

A ．茎尖

B ．子房壁

C ．叶片

D ．花粉粒

17. 胡萝卜的韧皮部细胞通过组织培养，能发育成新的植株。下列有关的叙述中，不正确．．．

的是 A ．说明高度分化的植物细胞具有全能性 B ．植物细胞的全能性得以表达要离开母体

C ．新植株的形成是细胞分裂和分化的结果

D ．高度分化的动物细胞也具有全能

18.如图示植物组织培养的简略表示。请据图回答：

脱分化 再分化

① ——→ ②——→ ③——→ ④

(1) ①表示__________ ，它能被培养成为④的根本原因是__________。

(2) ②表示__________，它的细胞特点是______________________________，与①相比，其分化程度

__________。

(3) 若想制作人工种子，应选用__________。

(4) 若利用此线技术执照治疗烫伤的药物紫草素，培养将进行到__________（填编号）。

(5) ①若是胡萝卜根细胞，则培养成的④的叶片的颜色是__________，说明根尖细胞

____________________。

课题2 月季的花药培养

学习目标

1.识记被子植物花粉发育的过程

2.通过学习花药培养的基本技术，培养设计试验、动手操作、分析解释实验现象的能力

学习重点难点

重点:1.被子植物花粉发育过程

2.花药离体培养过程

难点: 1.被子植物花粉发育过程

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选修一

19 2.花药离体培养过程

自主学习

一．被子植物花粉发育过程

1．被子植物的花粉是在 中由 经过 分裂形成的。所以，花粉是 的生殖细胞。

2．结合教材内容填下列示意图：

[思考1]

[思考2]粉。

二．产生花粉植株的两条途径

1．产生花粉植株（即单倍体植株）的两种途径：一是花粉通过 阶段发育为植株，二是通过 阶段发育为植株。这两种途径的区别主要取决于培养基中 的种类及其 的配比。

2．填写培育花粉植株的途径图解： ．胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把胚状体到从芽的过程称为 ，而把从愈伤组织到从芽的过程称为 。

4.植物体细胞发育而来的胚状体又叫 ，花粉发育而来的胚状体叫 ，可发育为 植物，要使其成为纯合的正常植株，可用 处理发育中的幼苗。

三．影响花药培养的因素

1．影响花粉植株成功与否和成功率的主要因素：

和 等。

2．材料的选择：

①从花药来看，应当选择（初花期、盛花期、晚花期）的花药；

②从花粉来看，应当选择（四分体期、单核期、双核期、萌发期）的花粉，因为单核期以前的花

药 ，选择单核期以后的花药接种， 。；

③从花蕾来看，应当选择（完全未开放、略微开放、完全盛开）的花蕾。

[思考3]除此之外，你认为影响花粉诱导成功率的因素还有哪些？

植物的种类、亲本生长条件、材料的低温处理、接种密度、培养基组成、培养的环境条件等。

[思考4]为什么花瓣松动会给材料消毒带来困难？

花瓣松动后，微生物就可能已经侵入到花药，给材料消毒带来困难。

四．实验设计

1.材料的选择

选择花药时一般通过 确定花粉发育时期，此时需要对花粉细胞核进行染色，最常用的染色剂是 和 ，它们分别可以将细胞核染成 色和 色。

2.材料的消毒

（1）．剥取花药：消毒后的花蕾，要在 条件下除去花萼、花瓣。在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则 还要彻底除去花丝，因

为 。

（2）．接种花药：剥取的花药要立刻接种到 上。每个培养瓶接种 个花药。

（3）．培养：花药培养利用的培养基是 培养基，pH 为 ，温度为 ℃，幼苗形成之前（需要、不需要）光照。

（4）．培养20－30d 后，花药开裂，长出 或释放出 。前者还要转移到 上进行分化培养成再生植株；后者要尽快 并转移到新的培养基上。

（5）．通过愈伤组织形成的植株，常常会出现 的变化，因而需要鉴定和筛选。

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选修一 20 【疑难点拨】

1．植物组织培养技术与花药培养技术有何区别？

相同之处：培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。

不同之处：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；花北培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药的培养难度加大。

【典例分析】

例 1.某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离.为了防止性状分离并快速繁殖,可以利 . 用该植物的一部分器官或组织进行离体培养, 发育出完整植株. 进行离体培养时不应采用该 植株的( )

A.茎尖

B.子房壁

C.叶片

D.花粉粒

解析:本题主要考查无性生殖特点.涉及知识点有:组织培 养,体细胞,生殖细胞等.抓住无性生殖能够保持原物种特性这一特 点.组织培养就是无性生殖的一种方式,它是由体细胞培养而来的, 含有原物种的全部基因, 而花粉粒是生殖细胞. 该题易陷入思维定势, 联想到花粉粒的离体培养.可见,植物组织培养若取自体细胞则为无 性生殖;若取自生殖细胞则为有性生殖. 答案:D

例 2. 一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时,有一对同源染色体不发生分离, . 所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常; 另一个初级精母细胞减数分裂的第一次 分裂正常,减数第二次分裂时,在两个次级精母细胞中,有一个次级精母细胞的 1 条染色体 姐妹染色单体没有分开. 以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子 (以下简称 不正常的配子).上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是

A. 两者产生的配子全部都不正常

B. 前者产生一半不正常的配子,后者产生的配子不正常

C. 两者都产生一半不正常的配子

D.前者产生全部不正常的配子,后者只产生一半不正常的配子

解析:初级精母细胞的减数第一次分裂过程,是同源染色体分开,进入两个次级精母细 胞. 若此过程中同源染色体不发生分离, 形成的两个次级精母细胞中, 一个多了一条染色体, 另一个少了一条染色体. 次级精母细胞进行的减数分裂的第二次分裂, 是姐妹染色单体分开, 平均分配到两个精子细胞中. 若此过程中姐妹染色单体不分开, 形成的两个精子细胞中的染色体数目均不正常。 答案：D

例3．下图是被子植物的受精过程

（1）写出图中数字所代表的结构的名称：

① ② ③ ④ ⑤ ⑥

（2）草履虫进行 生殖；蘑菇进行 生殖，酵母菌和水螅

常常进行 生殖。 （3）下列图解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的发育过程，试根据图回答：

薄壁细胞 减数分裂

珠心 孢原细胞（2n ）

三次有丝分裂

①水稻种子的种皮遗传物质应为 n ，其中遗传物质应与 相同。

②水稻胚珠中的胚囊应共有染色体 条，其中卵细胞中含染色体 条；若水稻授粉受精后发育成胚和胚乳，则胚细胞中含有染色体 条，胚乳细胞中含染色体 条。

③7细胞或8核中的7细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核，若水稻的基因型为AaBb ，则胚囊母细胞基因型为 。

④如果水稻卵细胞基因型应为Ab ，则极核的基因型为 ，其原因是 。

解析：图中给出一个被子植物子房结构示意图，首先要求学生能够正确识图，弄清各数字代表的结构名称。胚囊中7个细胞，从图解中我们可以看出是由一个胚囊母细胞发育而来的，所以这几个细胞的基因型完全相同（卵细胞和极核的基因型完全相同）。花粉粒落到雌蕊柱头上萌发生出花粉管，花粉管通过珠孔进入胚囊，释放出两个精子，一个精子与卵细胞结合，形成受精卵，受精卵发育成植物的胚；另一个精子与极核结合，形成受精极核，将来发育成胚乳（双子叶植物胚乳发育过程中，胚乳被子叶吸收）。

答案：（1）花粉管 子房壁 珠被 受精极核 受精卵 珠孔 （2）分裂 孢子 出芽 （3）2 母方 12 24 36 AaBb Ab 卵细胞和极核是由单核胚囊经三次有丝分裂而来

巩固提高

1．在月季花药培养成单倍体植株的过程中，应选择哪个时期最易成活

A ．单核期前的花药

B ．单核期后的花药

C ．单核期花药

D ．双核期

2．影响花药培养的主要因素是

A ．材料的选择与培养基的组成

B ．亲本植株的生理状况

C ．选择合适的花粉发育时期

D ．材料的低温处理与接种密度

3．粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两 个不同类型的粗糙脉孢菌A 和a 融合后成为二倍体，

随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为

A ．8个、7条

B ．8个、14条

C ．4个、7条

D ．4个、14条

胚囊母细胞（2n ） 四分体（n 单核胚囊（n ） 成熟胚囊（7细胞8核）