上流式发酵柱实验装置

⑴ pH传感器的pH传感器的使用方法：

在使用时，通常先将PH传感器加上不锈钢保护套，再插入发酵罐中。大多数PH传感器都具有温度补偿系统。由于电极内容物会随使用时间或高温灭菌而不断变化，因而在每批发酵灭菌操作前均需进行标定，即用标准的PH缓冲液校准。通常PH传感器的测定范围是0～14，精度达±(0.05～0.1)，响应时间为数秒至数十秒，灵敏度为0.1。
⑴校准 必须在使用前对传感器进行校准，这是对发酵罐进行灭菌的最后一步操作。传感器的校准在发酵罐外进行，将PH电极浸没到含一种或多种标准缓冲液的适当容器中进行校准。这些操作最好均在发酵罐运行温度下进行。PH电极需与发酵过程中使用的PH计相连接，PH计的校准装置可按常规的PH计校准步骤来调整。由于发酵过程中重新校准的时分困难或者不可能，最好能固定PH计的校准控制，以避免实验中的偶发性偏移，许多商业性的仪表都提供一些固定螺丝。
⑵ 灭菌 校准以后，应该将传感器插入到发酵罐中并进行密封。在发酵罐灭菌时，一般将PH计的连接物移开(采用高压灭菌锅灭菌时)，灭菌后重新连接，PH传感器开始工作。也有实验操作人员用酒精对PH传感器单独消毒(即不放入灭菌锅)，主要是为了延长传感器的使用寿命。然后需将传感器立即插入且密封在罐内。必须指出，这一过程可能染菌。尽管有些报道称在研究中规则地使用这一步骤没有问题。具体方法如下：放好传感器，加上一个合适的配件以使PH探头易于由发酵罐顶盘进行安装，然后将其在无水酒精中至少放置lh。探头和配件必须是很干净的，探头的浸没位置应高于配件。最后应迅速地将传感器转移到预先灭好菌的发酵罐中，其已与空气供应系统相连，而且其中的空气已开始流动。
⑶ 校准的检查 在灭菌或使用过程中，很可能会使校准发生偏移。对于状况良好的传感器，这种偏移不会超过0.2个单位。但一些研究人员仍建议在发酵罐灭菌以后进行校准或者再校准。目前已有适用于较大发酵罐的这种系统，可以完全无菌地取出传感器，再将其部分地插入校准缓冲液中进行校准。在实验室规模下，有必要将传感器完全移出，利用前述的化学处理方法来进行再消毒。在实验室中检查一个可疑校准的较好方法是对发酵液进行无菌取样，在发酵罐外测量其PH值尽快进行检测、读数。因为细胞在不断变化的条件下(例如在连续培养中氧和基质的消耗)进行连续代谢，如果培养基的缓冲性能较差，PH在几分钟内即可发生显著变化，从而无法正确检查传感器的校准。 在实际使用过程中，PH实际使用过程中，在PH传感器可能会存在以下问题：灵敏度/斜率下降，响应迟缓，噪声信号以及化学破坏。
⑴灵敏度/率斜在PH和探头的电极电位之间存在一定的理论关系(见前述的能斯特方程)。新的PH探头可接近其理论斜率(即25℃下每PH单位的电极电位为59mv),但随着探头的老化或破坏，灵敏也会不断下降。大多的PH计或放大器能控制并改变其将电压信号转变为PH读数的灵敏度(通常标记为斜率或灵敏度)，可由mv或温度来定标(因为温度是理论上影响斜率的惟一因素)。值得注意的是，这不同于“缓冲液设置”或“零控制”。图5-9表示了当灵敏度控制发生设置错误时的情况。将系统进行某种PH校准(通过缓冲液设置控制)后，再用一种或多种缓冲液进行检验。与预期结果不同的是，PH计的读数会系统性地偏离已知缓冲液的PH值，如图5-9中虚线所示。如果所得到的线比较陡，说明斜率设置过低；如果所得的线比较平缓，则说明斜率设置过高。斜率/灵敏度的控制必须设置在低于理论值的PH值，才能使PH探头能够按照5-9中所示的实线来工作(这相当于进行探头的两点校准)时，说明该系统的灵敏度较差。
⑵清洗 当PH探头表现出响应延迟或灵敏度下降时，就需要对其进行清洗。PH探头恶化的主要原因是发酵液中的物质污染了多孔塞，多孔塞如果被污染就会由白色变成褐色或黑色。为防止污染，可将PH探头浸泡在10mmol.L-1HCl溶液中，这样不会损坏PH传感器(这也可用于运行间歇期间常规保存PH探头)。有时添加胃蛋白酶有助于去除蛋白质沉淀。如果HCl处理没有效果，可以尝试下面两种方法，尽管它们具有一定的损坏PH探头的风险，但也有一定的效果。将PH探头浸泡于1%左右的H 2O2 溶液中约1～2h；或者对多孔塞进行温和的机械清洗，即采用锋利的刀片刮去外表面的沉积物。
⑶ 电干扰 PH计的高阻抗和放大器线路可能会产生一些问题，这使得PH探头对由其他电气设备的杂散场入口的感应电压带来的噪声比较敏感，对由载有PH探头信号的两个接线柱间微量的电流泄漏引起的错误响应也较为敏感。为此PH传感器或PH计的制造商提供了专用的屏蔽导线和接线柱。，如果存在过量噪声，可将PH探头导线从其他电线处移开以减少噪声。搅拌器电机可能是一个干扰源，这可通过将电机关闭几秒钟来检查。PH迹线上的尖峰与加热器电路的开或关相对应(开关可以由灯来观察或根据加热器控制单元的继电器切换的声音来判断)。高压灭菌后出现的噪声或不准确的读数，可以反映灭菌过程中蒸汽冷凝引起的接线柱及导线的污染。
⑷防止机械破坏PH探头相当易碎，在发酵罐的安装和清洗过程中容易破损。因些建议在发酵罐准备的后期再插入PH探头(需要在这里进行校准)，在使用后(下罐)拆卸时先取出PH探头。传感器发生破损的很多情况是由于未取出传感器就直接提起了发酵罐的顶盖。为了避免探头在运行间歇期间贮存时产生破损， 一个简便方法是将传感器置于一个塑料量筒内，该量筒内装有专用溶液。选择合适的量筒尺寸，以使探头的较宽部位也可放入，球形检测部位悬浮在底部上方(如可将一个棉塞入量筒底部)，同时最好将量筒用夹子固定

⑵ 试例举几种啤酒发酵设备，并阐明其特点。

啤酒发酵设备-发酵罐介绍 发酵罐：承担产物的生产任务。它必须能够提供微生物生命活动和代谢所要求的条件，并便于操作和控制，保证工艺条件的实现，从而获得高产。
一个优良的发酵罐装置和组成
(1)应具有严密的结构
(2)良好的液体混合特性
(3)好的传质相传热速率
(4)具有配套而又可靠的检测，控制仪表啤酒发酵设备-发酵罐发展历史 第一阶段：1900年以前，是现代发酵罐的雏形，它带有简单的温度和热交换仪器。
第二阶段：1900-1940年，出现了200m3的钢制发酵罐，在面包酵母发酵罐中开始使用空气分布器，机械搅拌开始用在小型的发酵罐中。
第三阶段：1940-1960年，机械搅拌，通风，无菌操作和纯种培养等一系列技术开始完善，发酵工艺过程的参数检测和控制方面已出现，耐蒸汽灭菌的在线连续测定的pH电极和溶氧电极，计算机开始进行发酵过程的控制。发酵产品的分离和纯化设备逐步实现商品化。
第四阶段：1960-1979年，机械搅拌通风发酵罐的容积增大到80-150m3。由于大规模生产单细胞蛋白的需要，又出现了压力循环和压力喷射型的发酵罐，它可以克服—些气体交换和热交换问题。计算机开始在发酵工业上得到广泛应用。
第五阶段：1979年至今。生物工程和技术的迅猛发展，给发酵工业提出了新的课题。于是，大规模细胞培养发酵罐应运而生，胰岛素，干扰素等基因工程的产品走上商品化。啤酒发酵设备-发酵罐的特点 (1)发酵罐与其他工业设备的突出差别是对纯种培养的要求之高，几乎达到十分苛刻的程度。因此，发酵罐的严密性，运行的高度可靠性是发酵工业的显著特点。
(2)现代发酵工业为了获取更大的经济利益，发酵罐更加趋向大型化和自动化发展。在发酵罐的自动化方面，作为参数检测的眼睛如pH电极，溶解氧电极，溶解CO2电极等的在线检测在国外巳相当成熟。发酵检测参数还只限于温度，压力，空气流量等一些最常规的参数。啤酒发酵设备-发酵罐的种类发酵工业上最常用的是通风搅拌罐。除了通风搅拌发酵罐外，其它型式的发酵罐如：气提式发酵罐，压力循环发酵罐，带超滤膜的发酵罐等。
典型发酵设备：种子制备设备、主发酵设备、辅助设备(无菌空气和培养基的制备)、发酵液预处理设备、粗产品的提取设备、产品精制与干燥设备、流出物回收，利用和处理设备发酵罐工艺操作条件
1。温度:25～40℃。
2。压力:0～1kg/cm3(表压)。
3。灭菌条件;温度100～140℃，压力0～3kg/cm3(表压)。
4。pH:2～11。
5。需氧量:0。05～0。3kmo1/m3·h。
6。通气量:0。3～2VVM。
7。功率消耗:0。5～4kW/m3。
8。发酵热量:5000～20000kcal/m3。h。啤酒发酵设备-发酵罐的类型 1。按微生物生长代谢需要分类
好气:抗生素，酶制剂，酵母，氨基酸，维生素等产品是在好气发酵罐中进行的；需要强烈的通风搅拌，目的是提高氧在发酵液中的传质系数。厌气：丙酮丁醇，酒精，啤酒，乳酸等采用厌气发酵罐。不需要通气。
2。按照发酵罐设备特点分类
机械搅拌通风发酵罐：包括循环式，如伍式发酵罐，文氏管发酵罐，以及非循环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。非机械搅拌通风发酵罐:包括循环式的气提式，液提式发酵罐，以及非循环式的排管式和喷射式发酵罐。这两类发酵罐是采用不同的手段使发酵罐内的气，固，液三相充分混合，从而满足微生物生长和产物形成对氧的需求。
3。按容积分类
一般认为500L以下的是实验室发酵罐;500-5000L是中试发酵罐;5000L以上是生产规模的发酵罐。密闭厌氧发酵罐
对这类发酵罐的要求是：能封闭；能承受一定压力;有冷却设备;罐内尽量减少装置，消灭死角，便于清洗灭菌。
酒精和啤酒都属于嫌气发酵产物，其发酵罐因不需要通入昂贵的无菌空气，因此在设备放大，制造和操作时，都比好气发酵设备简单得多。
它的容积常大于50m3，H:Dt=1-2，罐的上，下部都是锥形的。
上部有物料口，冷却水口，CO2和气体出口，人孔和压力表开口等。
温度控制采用罐内蛇管和罐外壁直接水喷淋相结合，排料管在罐的底部。
一，酒精发酵罐
酵母将糖转化为酒精高转化率条件
(1)满足酵母生长和代谢的必要工艺条件
(2)一定的生化反应时间
(3)及时移走在生化反应过程中将释放的生物热
酒精发酵罐的结构要求：满足工艺要求，有利于发酵热的排出，从结构上有利于发酵液的排出，有利于设备清洗，维修以及设备制造安装方便等问题。
啤酒发酵设备-发展趋势 近年来，啤酒发酵设备向大型，室外，联合的方向发展，迄今为止，使用的大型发酵罐容量已达1500吨。大型化的目的是：
(1)由于大型化，使啤酒质量均一化;由于啤酒生产的罐数减少，使生产合理化，降低了主要设备的投资。
发酵容器材料的变化。由陶器向木材---水泥----金属材料演变。现在的啤酒生产，后两种材料都在使用。我国大多数啤酒发酵容器为内有涂料的钢筋水泥槽，新建的大型容器一般使用不锈钢。
(2)开放式发酵容器向密闭式转变。
小规模生产时，一般用开放式，对发酵的管理，泡沫形态的观察和醪液浓度的测定等比较方便。随着啤酒生产规模的扩大，发酵容器大型化，并为密闭式。从开放式转向密闭发酵的最大问题是发酵时被气泡带到表面的泡盖的处理。可用吸取法分离泡盖。
(3)密闭容器的演变。
原来是在开放式长方形容器上面加弓形盖子的密闭发酵槽；随着技术革新过渡到用钢板，不锈钢或铝制的卧式圆筒形发酵罐。后来出现的是立式圆筒体锥底发酵罐。目前使用的大型发酵罐主要是立式罐，如奈坦罐，联合罐，朝日罐等。由于发酵罐容量的增大，要求清洗设备装置也有很大的改进，大都采用CIP自动清洗系统。啤酒前，后发酵设备及计算。啤酒发酵设备-前后发酵设备(一)前发酵设备
传统的前发酵槽均置于发酵室内，发酵槽大部分为开口式。前发酵槽可为钢板制，常见的采用钢筋混凝上制成，也有用砖砌，外面抹水泥的发酵槽。形式以长方形或正方形为主。前发酵槽内要涂布一层特殊涂料作为保护层。采用不饱和聚脂树脂，环氧树脂或其他特殊涂料较为广泛，但还未完全符合啤酒低温发酵的防腐要求。
前发酵槽的底略有倾斜，利于废水排出离槽底10-15cm处，伸出有嫩啤酒放出管为了维持发酵槽内醪液的低温，在槽中装有冷却蛇管或排管。前发酵槽的冷却面积，根据经验，对下面啤酒发酵取每立方米发酵液约为0。2平方米冷却面积，蛇管内通入0-2度的冰水。注意CO2的排放，防止中毒。
后发酵设备
主要完成嫩啤酒的继续发酵，并饱和二氧化碳，促进啤酒的稳定，澄清和成熟。
根据工艺要求，贮酒室内要维持比前发酵室更低的温度，一般要求0-2℃，特殊产品要求达到-2℃左右。后发酵过程残糖较低，发酵温和，故槽内一般无须再装置冷却蛇管。贮酒室的建筑结构和保温要求，均不能低于前发酵，室内低温的维持，是借室内冷却排管或通入冷风循环而得。后发酵槽是金属的圆筒形密闭容器，有卧式和立式两种。工厂大多数采用卧式。发酵过程中需饱和CO2，后发酵槽应制成耐压0。1-0。2MPa表压的容器。后发酵槽槽身装有人孔，取样阀，进出啤酒接管，排出二氧化碳接管，压缩空气接管，温度计，压力表和安全阀等附属装置。后发酵槽的材料，一般用A3钢板制造，内壁涂以防腐层。贮酒槽全部放置在隔热的贮酒室内，维持一定的后酵温度。毗邻贮酒室外建有绝热保暖的操作通道，在通道内进行后发酵过程的调节和操作。贮酒室和通道相隔的墙壁上开有一定直径和数量的玻璃窥察窗，便于观察后发酵室内部情况。通道内保持常温，开启发酵液的管道和阀门都接通到通道里。啤酒发酵设备-新型啤酒发酵设备1。圆筒体锥底发酵耀
圆简体锥底立式发酵罐(简称锥形罐)，已广泛用于上面或下面发酵啤酒生产。锥形罐可单独用于前发酵或后发酵，还可以将前，后发酵合并在该罐进行(一罐法)。这种设备的优点:在于能缩短发酵时间，而且具有生产上的灵活性，故能适合于生产各种类型啤酒的要求。
设备特点
这种设备一般置于室外。已灭菌的新鲜麦汁与酵母由底部进入罐内;发酵最旺盛时，使用全部冷却夹套，维持适宜的发酵温度。冷媒多采用乙二醇或酒精溶液，也可使用氨(直接蒸发)作冷媒;CO2气体由罐顶排出。罐身和罐盖上均装有人孔，罐顶装有压力表，安全阀和玻璃视镜。在罐底装有净化的CO2充气管。罐身装有取样管和温度计接管。设备外部包扎良好的保温层，以减少冷量损耗。
优点:
(1)是能耗低，采用的管径小，生产费用可以降低。
(2)最终沉积在锥底的酵母，可打开锥底阀门，把酵母排出罐外，部分酵母留作下次待用。
影响发酵设备造价的因素
发酵设备大小，形式，操作压力及所需的冷却工作负荷。容器的形式主要指其单位容积所需的表面积，以m2/100L表示，这是影响造价的主要因素。2.通用罐
用于多罐法及一罐法生产。因而它适合多方面的需要，故又称该类型罐为通用罐。
结构:主体是一圆柱体，是由7层1。2m宽的钢板组成。总的表面积是378m3，总体积765m3。
联合罐是由带人孔的薄壳垂直圆柱体，拱形顶及有足够斜度以除去酵母的锥底所组成。锥底的形式可与浸麦槽的锥底相似。联合罐的基础是一钢筋混凝土圆柱体，其外壁约3m高，20cm厚。基础圆柱体壁上部的形状是按照罐底的斜度来确定的。有30个铁锚均匀地分埋入圆柱体壁中，并与罐焊接。圆柱体与罐底之间填入坚固结实的水泥沙浆，在填充料与罐底之间留25。4cm厚的空心层以绝缘。
3。朝日罐
前发酵和后发酵合一的室外大型发酵罐朝日罐是用4—6mm的不绣钢板制成的斜底圆柱型发酵罐。其高度与直径比为1:1-2:1外部设有冷却夹套，冷却夹套包围罐身与罐底。外面用泡沫塑料保温内部设有带转轴的可动排油管，用来排出酒液，并有保持酒液中CO2含量均一的作用。
朝日罐特点
朝日罐与锥形罐具有相同的功能，但生产工艺不同。
(1)利用离心机回收酵母
(2)利用薄板换热器控制发酵温度
(3)利用循环泵把发酵液抽出又送回去。
优点:
三种设备互相组合，解决了前，后发酵温度控制和酵母浓度的控制问题，加速了酵母的成熟。使用酵母离心机分离发酵液的酵母，可以解决酵母沉淀慢的缺点利用凝聚性弱的酵母进行发酵，增加酵母与发酵浓接触时间，促进发酵液中乙醛和双乙酰的还原，减少其含量。啤酒发酵设备-啤酒的连续发酵罐种类1。两个搅拌罐和一个酵母分离罐串联起来，加入酒花的麦芽汁流加入第一个搅拌罐，经发酵后，成熟啤酒从分离罐中流出。这种流程已达到日产100m2的规模。
2。由数个高度6～9m的塔式发酵罐串联起来，附加一些酵母分离和啤酒贮藏设备。
还有一个由主发酵塔和一个发酵塔组成，发酵周期40，50小时，连续发酵两个月，各项经济指标均优于间歇法。
丙酮—丁醇发酵罐
生产丙酮，丁醇的发酵罐比酒精发酵罐高，罐身需承受高压，罐壁较厚，用钢板制成。顶盖和底部采用球形封头，罐内表面平整光滑，无内部件，采用表面喷淋冷却。种子罐采用夹套冷却。一，机械搅拌发酵罐
机械搅拌发酵罐是发酵工厂常用类型之一。它是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖，发酵所需要的氧气。
啤酒发酵设备-发酵罐的结构1，罐体
2，搅拌器和挡板
3，消泡器
4，联轴器及轴承
5，变速装置
6，空气分布装置
7，轴封
8，冷却装置
罐体
由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢，对于大型发酵罐可用衬不锈钢板或复合不锈钢制成，衬里用的不锈钢板厚为2-3毫米。为了满足工业要求，在一定压力下操作，空消或实消，罐为一个受压容器，通常灭菌的压力为2。5公斤/厘米2(绝对压力)。
搅拌器
搅拌器有平叶式，弯叶式，箭叶式三种其作用是打碎气泡，使氧溶解于醪液中，从搅拌程度来说，以平叶涡轮最为激烈，功率消耗也最大，弯叶次之，箭叶最小。为了拆装方便，大型搅拌器可做成两半型，用螺栓联成整体。
通用发酵罐的搅拌桨类型
(1)通用发酵罐的搅拌桨最广泛使用的是平叶涡轮搅拌桨，国内采用的大多数是六平叶式，其各部分尺寸比例已规范化。这种搅拌桨具有很大的循环液体输送量，功率消耗大。因此特别适用于丝状菌发酵。
（2)船用螺旋搅拌器，它具有比涡轮桨更为强烈的轴向流动，但是氧传递效率低。
(3)振动混合器，尽管可以提供较高的氧传递效率，但剪切力较低。
(4)多棒搅拌桨，已用于粘稠的丝状链霉菌发酵的发酵罐中。这种搅拌桨具有较好的剪切分散能力和较低的功率消耗，在整个发酵过程中功率变化相对涡轮桨要小的多。
(5)气体导入式搅拌器，是由一个空心的搅拌桨组成，安装在空心的搅拌轴上。搅拌桨上至少有一个暴露在液体中的开口。由于搅拌桨转动，开口处的压力随之减少，使导入的气体沿着搅拌轴向下流动。它适应于低粘度的发酵液。
消泡装置
消泡方式有两种:一是加入化学消泡剂消除泡沫，但高浓度的化学消泡剂会对发酵产生抑制作用，故不能添加太多;第二种方式，即机械消泡。机械消泡装置主要有四种。
一是锯齿式消泡桨。它安装于罐内顶部，高出液面的位置，固定在搅拌轴上，随搅拌轴转动，不断将泡沫打破。
二是半封闭式涡轮消泡器，它是由前者发展改进而来，泡沫可直接被涡轮打碎或被涡轮抛出撞击到罐壁而破碎。
三是离心式消泡器，它们置于发酵罐的顶部，利用高速旋转产生的离心力将泡沫破碎，液体仍然返回罐内。
第四种是刮板式消泡器，它安装于发酵罐的排气口处，泡沫从气液进口进到高速旋转的刮板中，刮板转速为1000—1450rpm，泡沫迅速被打碎，由于离心力作用，液体披甩向壳体壁上，返回罐内，气体则由汽孔排出。
挡板
挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。通常挡板宽度取(0。1-0。12)D，装设4-6块即可满足全挡板条件。所谓"全挡板条件"是指在一定转速下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要求:
D—罐的直径(mm)
Z—挡板数
W—挡板宽度(mm)
竖立的列管，排管，也可以起挡板作用，故一般具有冷却列管或排管的发酵罐内不另设挡板。(但冷却管为盘管时，则应设挡板。)挡板的长度自液面起到罐底为止。挡板与罐壁之间的距离为(1/5~1/9)W，避免形成死角，防止物料与菌体堆积。
联轴器及轴承
大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接，轴的连接应垂直，中心线对正。为了减少震动，中型发酵罐一般在罐内装有底轴承，而大型发酵罐装有中间轴承，底轴承和中间轴承的水平位置应能适当调节。罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦(如石棉酚醛塑料，聚四氟乙烯等)。轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的0。4-0。7%，以适应温度差的变化。罐内轴承接触处的轴颈极易磨损，尤其是底轴承处的磨损更为严重，可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套，用紧固螺钉与轴固定，这样仅磨损轴套而轴不会磨损，检修时只要更换轴套就可以了。
变速装置
试验罐采用无级变速装置，发酵罐常用的变速装置有三角皮带伸展动，圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置，其中以三角皮带变速传动效率较高，但加工，安装精度要求高。采用变极电动机作阶段变速，即在需氧高峰时采用高转速，而在不需较高溶解氧的阶段适当降低转速。这样，发酵产率并不降低，而动力消耗则有所节约。自动化程度较高的发酵罐，采用可控硅变频装置，根据溶氧测定仪连续测定发酵液中溶解氧浓度的情况，并按照微生物生长需要的耗氧及发酵情况，随时自动变更转速，这种装置进一步节约了动力消耗，并可相应提高发酵产率，但其装置颇为复杂。
空气分布装置
空气分布装置的作用是吹入无菌空气，并使空气均匀分布。分布装置的形式有单管及环形管等。常用的为单管式，管口对正罐底中央，装于最低一挡搅拌器下面，管口与罐低的距离约40mm，并且空气分散效果较好。若距离过大，空气分散效果较差。该距离可根据溶氧情况适当调整，空气由分布管喷出上升时，被搅拌器打碎成小气泡，并与醪液充分混合，增加了气液传质效果。通常通风管的空气流速取20米/秒。为了防止吹管吹入的空气直接喷击罐底，加速罐底腐蚀，在空气分布器下部罐底上加焊一块不锈钢补强。可延长罐底寿命。通风量在0。02~0。5ml/sec时，气泡的直径与空气喷口直径的1/3次方成正比。也就是说，喷口直径越小，气泡直径也越小。因而氧的传质系数也越大。但是生产实际的通风量均超过上述范围，因此气泡直径仅与通风量有关，而与喷口直径无关。
轴封
轴封的作用：使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌。常用的轴封有填料函轴封和端面轴封两种。填料函轴封是由填料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓待零件构成，使旋转轴达到密封的效果。安装在旋转轴与设备之间的部件，它的作用是阻止工作介质(液体，气体)沿转动轴伸出设备之处泄漏冷却装置
5M3以下发酵罐一般采用夹套冷却。大型发酵罐采用列管冷却(四至八组)。带夹套的发酵罐罐体壁厚要按外压计算[即3。5Kg/厘米2(绝对压力)]夹套内设置螺旋片导板，来增加换热效果，同时对罐身起加强作用。冷却列管极易腐蚀或磨损穿孔，最好用不锈钢制造。啤酒发酵设备-标准通用式发酵罐编辑本段 通用式发酵罐是最广泛应用的深层好气培养设备。
在工业生产中，尤其是制药工业中，使用得最广泛的就是通用式发酵罐。这种发酵绕既具有机械搅拌装置，又具有压缩空气分布装置。发酵罐的搅拌轴既可置于发酵罐的顶部，也可置于其底部，其高径比为2:1-6:19有关的重要因素是氧传递效率，功率输入，混合质量，搅拌桨形式和发酵罐的几何比例等。
自吸式发酵罐
它与通用发酵罐的主要区别是:①有一个特殊的搅拌器，搅拌器由转子和定子组成;②没有通气管。
具有转子和定子的搅拌器的吸气原理:浸在发酵液中的转子迅速旋转，液体和空气在离心力的作用下，被甩向叶轮外缘。这时，转子中心处形成负压，转子转速愈大，所造成的负压也愈大。由于转子的空膛与大气相通，发酵罐外的空气通过过滤器不断地被吸入，随即甩向叶轮外缘，再通过异向叶轮使气液均匀分布甩出。转子的搅拌，又使气液在叶轮周围形成强烈的混合流，空气泡被粉碎，气液充分混合。
自吸式发酵罐的搅拌器
①回转翼片式自吸搅拌器;
②喷射式自吸搅拌器;
③具有转子和定子的自吸搅拌器。
气泡塔式发酵罐
塔式发酵罐系一直立长圆筒，筒内安装孔板，有的还在罐内安装搅拌器，罐壁四周装挡板。与分批的机械搅拌发酵罐类似，有的塔顶横截面扩大，供以降低流速，截留液体夹带的悬浮物。发酵液和空气可以并流，也可逆流。
_罐的特点是:罐身高，高径比为6;土霉素等生产用的设备，高径比达到7。由于液位高，空气利用率高，节省空气约5%，节省动力约30%，但底部存在沉淀现象;温度高时降温较难。

现代发酵罐的大型化给STF带来—系列难以克服的困难。要大于1000kW的机械搅拌;大量的冷却水和排除热量;能量的均匀分布;溶解氧，碳源和其它营养与pH控制等。
带升式发酵罐
带升式发酵罐也称为气流搅拌发酵罐，不用机械搅拌，借通风起到搅拌作用并供给氧气。
特点:结构简单，冷却面积小，无搅拌传动设备，料液充满系数大，无须加消泡剂，维修，操作及清洗简便，节省动力，减少染菌等。
工作原理:外循环气流搅拌罐是将空气上升管装在罐外，下端与罐底连通，管底装空气喷嘴，压缩空气以250～300m/s高速喷出，与上升管内醪液接触，由于气液混合体密度小于罐内醪液，所以在管内上升，管上端与罐身切线相连，液体由切线进入在罐内回旋下降，形成激烈循环。
液提式发酵罐
液提发酵罐是液体借助于一个液体泵进行输送，同时气体在液体的喷嘴处被吸入发酵罐。
喷嘴是这类发酵罐的一个特殊部件，制造要求精密。
气提式发酵罐
空气压缩机是气提式发酵罐的重要组成部分，它的效率决定于它的形式。
压缩气体通过空气分布器进入液体后，最初形成的气泡是由液体剧烈翻动来分散的，所以气泡的分散程度决定于功率消耗速率。
(一)喷嘴塔式
这是由一个两相喷嘴和鼓泡柱组成的发醉罐，它的通气效率比多孔管式或多孔板式好得多。
这种形式的反应器常用于废水处理，如在一个15000m'的活性污泥池中，安装56个喷嘴，每天可转化30000kg的氧。
(二)喷嘴塔循环式
它以两相喷嘴作为通气装置，具有高的液体循环速度。
(三)喷璃循环式
它利用喷嘴的喷射力，吸入气体，使气体在罐体内部循环，达到较好的传氧效果。
的传氧效果。
(四)喷射通道式
在这种反应器里，液体在细长形的喷嘴里被加速，使循环液体的位能更有效地转变成动能。喷嘴最窄处液体的速度最大，而静压最低，空气通过小孔或狭窄处被吸入和分散，在喷嘴处形成的气泡被向下流动的液体带到罐的底部。在窄管的终端，气体向上运动并离开液体排出。
(五)滴流床式
液体在罐顶部被分散，然后向下滴流通过已被固定化的微生物细胞。空气是在罐底导入并与液体逆向流动。它在好氧废水处理中有着广泛的应用。
(六)多级塔循环式
这种罐以多孔盘管或筛孔发作为一级分离器。液休平面由溢流管控制。(七)管道循环式
空气以3-4m/s的速度导入液体流中，然后通过—个多孔过滤器在
旋风分离器中分离，最后排出系统。这种液流以单向通过泵和流量计。采用这种可以有很高的细胞浓度〔可达t659(干重细胞)/L和高的氧传递速率。然而功率输入也是相当高的。(八)液体流化床式
近年来，沉化床生化反应器的研究报道很多，它主要应用在3个方面
①酶固定在固体基质上;
②完整细胞固定在固体基质上进行纯培养;
③生化流化床广泛应用于废水处理过程。

⑶ 实验室设备分类目录

也可以参考一下如下分类：

生化仪器
离心机 培养箱 气候箱 摇床 电泳设备 恒温设备 干燥设备 振荡器 匀浆/混合器 搅拌器 制冷设备 各类泵 其他

净化纯水设备
生物安全柜 净化工作台 超声波清洗设备 纯水机 蒸馏水器 灭菌器 过滤器 洁净室 净化配套设备

分析仪器
电化学仪 紫外分析仪 水质分析仪 气体分析仪 热分析仪 光谱仪 色谱仪 其他

实验室配套设备
理化板 水龙头 气体考克 水槽/杯槽 滴水架 洗眼器 抽气罩 升降凳 附件

光学仪器
显微镜 光学投影仪 光学元配件 其他

实验室成套设备
实验台 储存柜 通排气设备 成套设备

计量仪器
天平 衡器 量具 其他计量设备

实验室耗材
移液器 玻璃仪器 化学药品试剂 其他

检测仪器
材料检测仪器 石油检测仪器 环保检测仪器 其他检测仪器

行业专用仪器设备
试验箱 试验机 实验电炉 研磨混合设备 数控车床 土工仪器 其他专用仪器

教学仪器
物理实验仪器 化工实验装置 生物实验仪器 单片机 计算机实验装置 自动化控制实验装置 实验仪 实验箱 实验软件 半导体冷阱 普教教学仪器 其他教学仪器

电子电工仪器
万用表 示波器 信号发生器 扫频仪 逻辑分析仪 计数器 频率计 电源 电子元器件 各类表 防雷产品 其他电子电工仪器

试验设备
试验机 试验箱 试验室 其他试验设备

⑷ 生物选修1知识点 详细

徐州二中2011届生物知识点汇总（选修一模块）

考点一、酶的应用：酵在洗涤等方面的应用；制备和应用固相酶
一、酶在洗涤等方面的应用
1．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶 、淀粉酶、纤维素酶 。其中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶 和碱性脂肪酶 。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质孙历水解成可溶培拿性的氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉、纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更强的去污能力。
酶制剂的特点：能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高的温度，并且通过特殊的化学物质将酶层层包裹，与洗衣粉其他成分隔离。
2、影响酶活性的因素有温度 、酸碱度 和表面活性剂 。 酶不能直接添加到洗衣粉中，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。
3、加酶洗衣粉能减少对环境的污染，因为加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。（普通洗衣粉的化学成分有：表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白粉等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素，以及填充剂等。）
  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
不同点 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易容于水，从而与纤维分开
4、可在洗涤后比较污物的残留状况，如：已消失、颜色变浅、面积缩小等来判断洗涤效果。
二、制备和应用固相酶
1、固定化酶是指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的酶。
原理：将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既易催化反应，又易于回收，可以重复使用。
2、使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种颗粒状载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
3．固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学的方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包配凯搭埋法、化学结合法和物理吸附法。一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。
4．包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的载体中。常用的载体材料有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
固定化细胞是在固定化酶的基础上发展起来的，它的优点如下：(1)省去了酶的分离手续.为多酶系统,无须辅因子再生；(2)细胞生长快,而且多,反应快；(3)可以连续发酵,节约了成本,而且在蒸馏和提取前不用分离去细胞,能一边徘出发酵液,一边进行培养,排除了产物抑制和消耗；(4)保持酶在细胞内的原始状况,增加了酶的稳定,特别是对污染因子的抵抗力增加.
缺点：(1)必须保持菌体的完整,防止菌体自溶,否则,将影响产品纯度；(2)必须防止细胞内蛋白酶对所需酶的分解,同时,需抑制胞内其他酶的活性止副产物的形成；(3)细胞膜,壁会阻碍底物渗透和扩散。
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 既能与反应物接触，又能与产物分离，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。
应用：1、某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。（1）酵母细胞的固定采用的方法是包埋法。
（2）请完善该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞过程的步骤
①配制氯化钙溶液时应用蒸馏水。 ②海藻酸钠溶解应用小火间断加热，边搅拌边加热。③海藻酸钠溶液必须冷却至室温才能加入酵母细胞。④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入氯化钙溶液中形成凝胶珠。
（3）该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵
①为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在无菌条件下进行。
②加入反应液后的操作是关闭活塞1和活塞2。
③装置的长导管起到什么作用？释放CO2，减小反应柱内压力；防止空气进入反应柱。
（4）实验过程中，可能会观察到的现象：有气泡产生、有酒味散发
实验过程中，装置内可能会发生的反应式为：（有氧呼吸、无氧呼吸产生酒精和二氧化碳）
应用：2、麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中，啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。下面是利用固定化酵母细胞发酵生产啤酒的实验过程：
步骤1：酵母细胞的活化。称取lg干酵母置于50mL烧杯中，加l0mL蒸馏水，搅拌，静置1h。
步骤2：配制物质的量浓度为0．05mol／L的氯化钙(CaCl2)溶液。
步骤3：配制海藻酸钠溶液。称取0.7g海藻酸钠置于50mI烧杯中，加l0mL蒸馏水，烧杯放在酒精灯上用小火或间断加热。
步骤4：在冷却至常温的海藻酸钠溶液中加入活化的酵母细胞，充分混合后转入注射器
步骤5：固定化酵母细胞。以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的氯化钙(CaCl2)溶液中形成凝胶珠，让凝胶珠在氯化钙(CaCl2)溶液中浸泡30分钟。
步骤6：固定化酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2～3次。
步骤7：将适量的凝胶珠放人500mL锥形瓶中，加300mL已消毒的麦芽汁，封口于25℃下发酵。
仔细阅读上述过程，回答下列问题：
(1)步骤6用蒸馏水冲洗2～3次的目的是：洗去杂质(氯化钙)和杂菌，防止污染。
(2)发酵产物酒精可用重铬酸钾进行检验，但需在酸性性条件下才呈现灰绿色。
(3)如何检验凝胶珠的质量是否合格？（方法一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。方法二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。）
考点二、生物技术在食品加工中的应用：发酵食品加工的基本方法
一、发酵： 广义：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、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。 狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。 所以：发酵≠无氧呼吸。
应用： 酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。
二、果酒制作的原理：菌种：酵母菌，单细胞真核生物，异养兼性厌氧型，适宜条件下出芽生殖1、酵母菌的兼性厌氧生活方式：在有氧条件下，有氧呼吸，大量繁殖（无性的出芽生殖）。在无氧条件下，酒精发酵。 繁殖的最适温度：20℃； 酒精发酵的最适温度：18~25℃。
在缺氧、20℃左右（一般将温度控制在18～25℃，最适为20℃）、呈酸性的发酵液中，酵母菌可繁殖并进行酒精发酵。而绝大多数其它微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。2、温度对发酵的影响：酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于10℃，酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高，繁殖速度加快，20℃时为最佳繁殖温度，此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35℃，酵母菌生长受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少究竟的损耗，必须控制好发酵温度。
3、防止发酵液被污染的措施：榨汁机要洗净并晾干、发酵瓶要洗净并用70%的酒精消毒、装入葡萄汁后要密封
4、葡萄酒呈红色的原因：在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。
三、果醋制作的原理：菌种：醋酸菌，原核生物，异养需氧型，二分裂生殖1、酒变醋的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O （发酵条件：温度适宜、适时通气、控制糖源供应）2、控制发酵条件的作用：①醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。3、醋酸菌的来源：菌种可以到当地生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买。也可以从食醋中分离醋酸菌。 果酒果醋的制作流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋）四、腐乳制作的原理：菌种：毛霉，真核生物，异养需氧，孢子生殖
1、多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌。毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。2、腐乳制作的实验流程：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制（1）毛霉的生长：将豆腐块平放在笼屉内，将笼屉中的控制在15～18℃，并保持一定的温度。约48小时后，毛霉开始生长，3天后菌丝生长旺盛，5天后豆腐块表面布满菌丝。豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，而现代的腐乳生产是在严格无菌的条件下，将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品的质量。（2）加盐腌制：将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中，同时逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐腌制的时间约为8天左右。加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂。同时，盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。（3）配制卤汤：卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量一般控制在12%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。香辛料可以调制腐乳的风味，也具有防腐杀菌的作用。3、实验注意事项（1）控制好材料的用量：①用盐腌制时，注意控制盐的用量，盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高会影响腐乳的口味。②卤汤中酒的含量应控制在12%左右，酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物的生长，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。③所用豆腐含水量在70%左右，含水量过高不易成形。
（2）防止杂菌污染：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。整齐地摆放好豆腐、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。③越接近瓶口，杂菌污染的可能性越大，因此要随着豆腐层数的加高加盐量要增加，接近瓶品表面的盐要铺的厚一些。
考点三、生物技术在其他方面的应用：蛋白质的提取和分离
一、蛋白质的提取和分离的基本原理和方法
1、实验原理：蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。2、凝胶色谱法（分配色谱法）：（1）原理：分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。（2）凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。（3）分离过程： 混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子(洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质分子的差速流动。)（4）作用： 分离蛋白质，测定生物大分子分子量，蛋白质的脱盐等。3．缓冲溶液：（1）原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成（如H2CO3－NaHCO3，HC－NaC，NaH2PO4/Na2HPO4等），调节酸和盐的用量，可配制不同pH的缓冲液。（2）作用：抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。4．凝胶电泳法：（1）原理：不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。（3）分离过程：在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质－SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。
二、蛋白质的提取和分离的实验步骤：
1、样品处理 ①红细胞的洗涤：洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，采集的血样要及时采用低速短时间离心分离红细胞，然后用胶头吸管吸出上层透明的黄色血浆，将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯，再加入五倍体积的生理盐水，缓慢搅拌10min，低速短时间离心，如此重复洗涤三次，直至上清液中没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。②血红蛋白的释放 ：在蒸馏水和甲苯作用下，红细胞破裂释放出血红蛋白。（注：加入蒸馏水后红细胞液体积与原血液体积要相同。加入甲苯的目的是溶解细胞膜，有利于血红蛋白的释放和分离。）2、粗分离 ①分离血红蛋白溶液：将搅拌好的混合溶液离心后，试管中的溶液分为4层。第一层为无色透明的甲苯层，第2层为白色薄层固体，是脂溶性物质的沉淀层，第3层是红色透明液体，这是血红蛋白的水溶液，第4层是其他杂质的暗红色沉淀物。将试管中的液体用滤纸过滤，除去之溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的红色透明液体。②透析：取1mL的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有300mL的物质的量的浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液中，透析12h。透析可以去除样品中分子量较小的杂质，或用于更换样品的缓冲液。3、纯化：4、纯度鉴定：SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、注意事项1、电泳技术：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。2、红细胞的洗涤：如果分层不明显，可能是洗涤次数少、未能除去血浆蛋白的原因。此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。3．如何检测凝胶色谱柱的装填是否成功：由于凝胶是一种半透明的介质，因此可以在凝胶柱旁放一支与凝胶柱垂直的日光灯，检查凝胶是否装填得均匀。此外，还可以加入大分子的有色物质，观察色带移动的情况。如果色带均匀、狭窄、平整，说明凝胶色谱柱的性能良好。如果色谱柱出现纹路或是气泡，轻轻敲打柱体以消除气泡，消除不了时要重新装柱。4．为什么凝胶的装填要紧密、均匀？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。5．沸水浴处理加入洗脱液的湿凝胶的目的：不但节约时间，还能除去凝胶中可能带有的微生物和排除凝胶内的空气。6．G-75：“G”代表凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围，75表示凝胶得水值，即每克凝胶膨胀时吸水7.5g。7．装填完后，立即用洗脱液洗脱的目的：使凝胶装填紧密8．加入柠檬酸钠有何目的？为什么要低速、短时离心？为什么要缓慢搅拌？防止血液凝固；防止白细胞沉淀；防止红细胞破裂释放出血红蛋白。9．与其他真核细胞相比，红细胞的特点及这一特点对进行蛋白质的分离的意义：哺乳动物及人的成熟的红细胞是双面凹圆饼状，没有细胞核和细胞器。其含有的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。10．如何检测血红蛋白的分离是否成功：如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确的话，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关

⑸ 【污水处理实验室设备和标准】实验室污水处理工艺

污水处理厂化验室仪器设备

污水处理厂化验室仪器设备浊度计、余氯比色计、PH计、色度比色仪细菌培养用；电热恒温培养箱、

电热干燥箱、生物显微镜、手提高压灭菌锅、小电炉天平。3、玻璃器材；酒精灯、50毫升纳氏比色管、

配套比色架、15×150和18×180试管、配套试管架、配套硅胶塞、小倒管、各种三角烧瓶、1和10毫升吸管、烧杯、量筒，纱布、脱脂棉。

污水处理厂化验室仪器设备冰箱实验台器皿柜药品柜天平台无菌单人单面操作台（5万-10万）

污水处理厂化验室仪器设备

(2009-09-2208:25:10)转载标签：污水处理厂化验室仪器设备杂谈

分类：技术文章

污水处理厂化验室仪器设备

污水处理厂化验室仪器设备浊度计、余氯比色计、PH计、色度比色仪细菌培养用；电热恒温培养箱、

电热干燥箱、生物显微镜、手提高压灭菌锅、小电炉天平。3、玻璃器材；酒精灯、50毫升纳氏比色管、

配套比色架、15×150和18×180试管、配套试管架、配套硅胶塞、小倒管搏帆轮、各种三角烧瓶、1和10毫升吸管、烧杯、量筒，纱布、脱脂棉。

污水处理厂化验室仪器设备冰箱实验台器皿柜药品柜天平台无菌单人单面操作台（5万-10万）

一、合理设置厂级化验室的检验任务

一方面依据水源水质变化的情况，除常规项目外，重点监测变化大的、对水处理影响大的分析项目，另一方面根据生产的需要.

设置必要的分析项目：如滤砂含泥量分析、水处理剂投加沉降试验等。另外，根据上级的要求设置分析项目，如节日验毒等。

二、依据厂级化验室的检验任务，合理配备化验仪器、设备

实验室所配置的仪器设备能够满足所设置项目的检验需要和技术等级的需要，确保检验结果的准确度、精密度；同时，避免设备闲置造成资源浪费。

三、做到实验室内布局合理、操作安全和方便，并避免污染

1．实验室内功能区设置分明，轿衫操作安全、方便，能够满足工作需要，避免交叉污染，保证检验结果不受干扰。如理化实验室与理化仪器室靠近，细菌室与其所使用的仪器设备靠近，设置独立的蒸馏水室（避免所制作的蒸馏水受污染）、更衣室、储藏室。

2．实验室所有实验台、边台、器皿柜、药品柜、通风柜由专业的实验室规划设计研究所外加工、成套制作、现场安装，符合各种技术指标的要求，更加规范，使用更安全、方便，给人感觉更加整洁、美观。

3．实验室应设立单独的给水、排水系统，避免受到污染或者污染周围环境。实验室的排气尽可能集中后向高空或者向下水道（适当处理后）排放，减少对周围环境的污染。

四、实验室的环境、使用的装修材料应符合环保和实验室的环境要求，确保不影响人体健康和实验结果

1．实验室内通风、采光、温度、湿度、清洁度等均应达到实验室的环境要求，实验室应给人留下整洁、美观、舒畅的观感。

2．实验室使用的装修材料，应使用环保材料（根据具体情况进行必要的检测），避免可能由于材料选择不当带来环境污染而干扰了实验结果。

3．所有实验用的台面采用先进材料制作，保证耐酸、耐碱、耐其他液体腐蚀，同时做到防火、防水、易于清洁。

总的来说，在水处理厂化验室的建设上，我们应坚持以下几个原则：

1．严格按照实验室条件的要求，对可能影响实验结果的各种因素进行综合考虑，确保分析结果不受环境的干扰，并做到安全实用、操作方便。

2．实验室内做到布设合理，功能区分明，给人一种简洁、美观、舒畅的感觉。

3．实验室所配置的仪器设备能够满足项目需要，保证结果的准确度，同时，避免设备闲置造成资源浪费。

4．在新实验室的设计、装修上应多考虑先进、环保型材料，减少对实验结果的影想。

污水处理厂化验室仪器设备验室仪器设备编号设备

1实验台2通风柜3实验水嘴水盆4样品柜5器皿柜6天平台7更衣柜8实验椅9超净台污水处理厂化验室仪器设备附表:常规检验项目见表1

可以参考

污水处理，首先要有基本的PH,氮磷,COD,BOD等检测设备。包括灭菌设备，分光光度计等。玻璃试管，试剂，烘干设备污水处理厂化验室仪器设备编号仪器名称1pH测定仪pH测定

2电导率测定仪电导率测定

3紫外可见分光光度计化学指标测定

4溶解氧测基信定仪溶解氧测定

5COD快速测定仪化学需氧量测定

6恒温生化培养箱生化学氧量测定

7高压蒸汽灭菌锅灭菌、恒温恒压加热

8电烘箱烘干，悬浮物浓度测定

9流量计流量测定

10移液器液体移取

11电子天平药品量取

12离心机固液分离

13过滤器固液分离

14马福炉污泥浓度测定

15空气压缩机提供压缩空气，充氧

16生物发酵罐微生物培养

17废水采样器水样采集18恒温培养摇床恒温培养19通风柜有毒有害溶液配置

污水处理厂化验室仪器设备编号设备

1试验台2通风柜3实验水嘴水盆4仪器柜5器皿柜6天平台

7更衣柜8实验椅污水处理厂化验室仪器设备先行设计通风上下水布局

污水处理厂实验室水污染物污水处理厂化验室需要仪器设备

PH氢离子浓度指数，即pH值。这个概念是1909年由丹麦生物化学家SørenPeterLauritzSørensen提出。p代表德语Potenz，意思是力量或浓度，H代表氢离子。

pH实际上是水溶液中酸碱度的一种表示方法。平时我们经常习惯于用百分浓度来表示水溶液的酸碱度，如1%的硫酸溶液或1%的碱溶液，但是当水溶液的酸碱度很小很小时，如果再用百分浓度来表示则太麻烦了，这时可用pH来表示。pH的应用范围在0-14之间，当pH＝7时水呈中性；pH＜7时水呈酸性，pH愈小，水的酸性愈大；当pH＞7时水呈碱性，pH愈大，水的碱性愈大。pH值的计算公式如下：C(H)为H离子浓度

-lg(C(H)),例如HCL溶液,-lg(10^-2)=2碱性溶液中14-lg(C(OH))

世界上所有的生物是离不开水的，但是适宜于生物生存的pH值的范围往往是非常狭小的，因此国家环保局将处理出水的pH值严格地规定在6-9之间。

水中pH值的检测经常使用pH试纸，也有用仪器测定的，如pH测定仪。

生化需氧量和化学需氧量的比值能说明水中的有机污染物有多少是微生物所难以分解的。微生物难以分解的有机污染物对环境造成的危害更大。

COD（化学需氧量，ChemicalOxygenDemand）区别：COD,化学需氧量是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。水样在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成每升水样全部被氧化后，需要的氧的毫克数，以mg/L表示。它反映了水中受还原性物质污染的程度。该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。

BOD（BiochemicalOxygenDemand的简写）：生化需氧量或生化耗氧量。

BOD，生化需氧量（BOD）是一种环境监测指标，主要用于监测水体中有机物的污染状况。一般有机物都可以被微生物所分解，但微生物分解水中的有机化合物时需要消耗氧，如果水中的溶解氧不足以供给微生物的需要，水体就处于污染状态。BOD才是有关环保的指标！

表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。

它说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。其单位ppm成毫克/升表示。其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。为了使检测资料有可比性，一般规定一个时间周期，在这段时间内，在一定温度下用水样培养微生物，并测定水中溶解氧消耗情况，一般采用五天时间，称为五日生化需氧量，记做BOD5。数值越大证明水中含有的有机物越多，因此污染也越严重。生化需氧量的计算方式如下：BOD（mg/L）=（D1-D2）/PD1：稀释后水样之初始溶氧（mg/L）

D2：稀释后水样经20℃恒温培养箱培养5天之溶氧（mg/L）P=【水样体积（mL）】/【稀释后水样之最终体积（mL）】

悬浮物

指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。悬浮物是造成水浑浊的主要原因。水体中的有机悬浮物沉积后易厌氧发酵，使水质恶化。中国污水综合排放标准分3级，规定了污水和废水中悬浮物的最高允许排放浓度，中国地下水质量标准和生活饮用水卫生标准对水中悬浮物以浑浊度为指标作了规定。总磷是水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果，以每升水样含磷毫克数计量。正磷酸盐的常用测定方法有3种：①钒钼磷酸比色法。此法灵敏度较低，但干扰物质较少。②钼-锑-钪比色法。灵敏度高，颜色稳定，重复性好。③氯化亚锡法。虽灵敏但稳定性差，受氯离子、硫酸盐等干扰。水中磷可以元素磷、正磷酸盐、缩合硫酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。其主要来源为生活污水、化肥、有机磷农药及近代洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等。磷酸盐会干扰水厂中的混凝过程。水体中的磷是藻类生长需要的一种关键元素，过量磷是造成水体污秽异臭，使湖泊发生富营养化和海湾出现赤潮的主要原因。我国地面水环境质量标准规定总磷容许值如下。

氨氮：动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高时指以氨或铵离子形式存在的化合氨。氨氮主要来源于人和动物的排泄物，生活污水中平均含氮量每人每年可达2.5～4.5公斤。雨水径流以及农用化肥的流失也是氮的重要来源。

另外，氨氮还来自化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水中。

当氨溶于水时，其中一部分氨与水反应生成铵离子，一部分形成水合氨，也称非离子氨。非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨离子相对基本无毒。国家标准Ⅲ类地面水，非离子氨的浓度≤0.02毫克/升。

氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。。

测试方法

纳氏试剂比色法

1原理

碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反映生成淡红棕色胶态化合物,其色度与氨氮含量成正比,通常可在波长410~425nm范围内测其吸光度,计算其含量.

本法最低检出浓度为0.025mg/L(光度法),测定上限为2mg/L.采用目视比色法,最低检出浓度为

0.02mg/L.水样做适当的预处理后,本法可用于地面水,地下水,工业废水和生活污水中氨氮的测定.2仪器

2.1带氮球的定氮蒸馏装置:500mL凯氏烧瓶,氮球,直形冷凝管和导管.2.2分光光度计2.3pH计3试剂

配制试剂用水均应为无氨水

3.1无氨水可选用下列方法之一进行制备:

3.1.1蒸馏法:每升蒸馏水中加0.1mL硫酸,在全玻璃蒸馏器中重蒸馏,弃去50mL初馏液,按取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中,密塞保存.

3.1.2离子交换法:使蒸馏水通过强酸型阳离子交换树脂柱.3.21mol/L盐酸溶液.3.31mol/L氢氧化纳溶液.

3.4轻质氧化镁(MgO):将氧化镁在500℃下加热,以出去碳酸盐.3.50.05%溴百里酚蓝指示

液:pH60.~7.6.3.6防沫剂,如石蜡碎片.3.7吸收液:

3.7.1硼酸溶液:称取20g硼酸溶于水,稀释至1L.3.7.20.01mol/L硫酸溶液.

3.8纳氏试剂:可选择下列方法之一制备:

3.8.1称取20g碘化钾溶于约100mL水中,边搅拌边分次少量加入二氯化汞(HgCl2)结晶粉末(约10g),至出现朱

红色沉淀不易溶解时,改写滴加饱和二氯化汞溶液,并充分搅拌,当出现微量朱红色沉淀不再溶解时,停止滴加二氯化汞溶液.

另称取60g氢氧化钾溶于水,并稀释至250mL,冷却至室温后,将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中,用水稀释至400mL,混匀.静置过夜将上清液移入聚乙烯瓶中,密塞保存.3.8.2称取16g氢氧化纳,溶于50mL水中,充分冷却至室温.

另称取7g碘化钾和碘化汞(HgI2)溶于水,然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化纳溶液中,用水稀释至100mL,贮于聚乙烯瓶中,密塞保存.

3.9酒石酸钾纳溶液:称取50g酒石酸钾纳KNaC4H4O6•4H2O)溶于100mL水中,加热煮沸以除去氨,放冷,定容至100Ml.

3.10铵标准贮备溶液:称取3.819g经100℃干燥过的优级纯氯化铵(NH4Cl)溶于水中,移入1000mL容量瓶中,稀释至标线.此溶液每毫升含1.00mg氨氮.

3.11铵标准使用溶液:移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中,用水稀释至标线.此溶液每毫升含0.010mg氨氮.

4测定步骤

4.1水样预处理:取250mL水样(如氨氮含量较高,可取适量并加水至250mL,使氨氮含量不超过2.5mg),移入凯氏烧瓶中,家数滴溴百里酚蓝指示液,用氢氧化纳溶液或演算溶液调节至pH7左右.加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠,立即连接氮球和冷凝管,导

管下端插入吸收液液面下.加热蒸馏,至馏出液达200mL时,停止蒸馏,定容至250mL.采用酸滴定法或纳氏比色法时,以50mL硼酸溶液为吸收液;采用水杨酸-次氯酸盐比色法时,改用50mL0.01mol/L硫酸溶液为吸收液.

4.2标准曲线的绘制:吸取0,0.50,1.00,3.00,7.00和10.0mL铵标准使用液分别于50mL比色管中,加水至标线,家1.0mL酒石酸钾溶液,混匀.加1.5mL纳氏试剂,混匀.放置10min后,在波长420nm处,用光程20mm比色皿,以水为参比,测定吸光度.由测得的吸光度,减去零浓度空白管的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度的标准曲线.

4.3水样的测定:

4.3.1分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样(使氨氮含量不超过0.1mg),加入50mL比色管中,稀释至标线,家0.1mL酒石酸钾纳溶液.以下同标准曲线的绘制.

4.3.2分取适量经蒸馏预处理后的馏出液,加入50mL比色管中,加一定量1mol/L氢氧化纳溶液,以中和硼酸,稀释至标线.加1.5mL纳氏试剂,混匀.放置10min后,同标准曲线步骤测量吸光度.

4.4空白实验:以无氨水代替水样,做全程序空白测定.5计算

由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度后,从标准曲线上查得氨氮量(mg)后,按下式计算:氨氮(N,mg/L)=m/V×1000

式中:m——由标准曲线查得的氨氮量,mg;V——水样体积,mL.

6注意事项:

6.1纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例,对显色反应的灵敏度有较大影响.静置后生成的沉淀应除去.

6.2滤纸中常含痕量铵盐,使用时注意用无氨水洗涤.所用玻璃皿应避免实验室空气中氨的玷污.

污水处理厂的实验室一般都做的是很基本的生化实验，比如测BOD5、COD、SS、氨氮等，要针对你所测试的项目来定需要什么仪器，上面哪些项目都是最基本的，可以查查用什么方法测定，比如COD你可以选择在线监测这样很方便，当然仪器比较贵，也可以选择普通的消解滴定的方法（回流冷凝管，电炉，铁架台，瓶瓶罐罐什么的，酸碱滴定管，电子天平，必备的药剂，等等）。这主要是需要一些化学用的玻璃器皿和设备。显微镜也是必要的，做污泥镜检常常需要。原子吸收分光光度计如果做金属离子分析也是需要的。电子天平、数字式酸度计、电热鼓风干燥箱、电加热板、封闭式可调电炉、分光光度计、BOD测定仪.....等

全世界都在高速发展的今天，人类对水的需求量正逐渐地增加，而与此同时，水资源的浪费，水土的流失，水体的污染，也正威胁着人类的生存与发展。这其中，尤以水体污染最为严重。

水体除了水本身外，还包括水生生物和底泥等。天然水体本身所具有的净化污染物的能力，称为水体的自净作用。按净化的机制，水体自净可分为物理净化、化学净化和生物净化。水体的自净作用过程进行得相当缓慢，自净能力也是有限的。当污染物进入水体后，其含量超过水体的自净能力，引起水质恶化，破坏了水体的原有用途时称为水体污染。

究其原因，很大程度上是因为19世纪英国工业革命后，一方面工业化和城市化的迅猛发展，工业废水和生活污水排出的污染物数量大大超过水体的自净能力，而使地球上的江河湖海受到日益严重的污染；另一方面，随着科技和生产力水平的发展，各种人工合成的化学新物质日益增多，许多新物质具有突变、致畸、致癌作用，一旦污染水体，将长时间滞留在水中，水体的自净作用无法分解这些人工合成的化学新物质。

水体中的主要污染物按其存在状态可分为悬浮物质、胶体物质和溶解物质三类。

悬浮物质主要是泥砂和粘土，大部分来源于土壤和城镇街道径流，少量来自洗涤废水。

胶体物质主要是各种有机物，水体中有机物的生物部分，总大肠菌群是检验致病微生物是否存在和水体污染状况的指标之一；水中溶解氧浓度是衡量水中有机物的非生物部分污染程度的重要指标之一，溶解氧浓度DO越低，有机物污染越严重，当DO≤4时，鱼类生存就会受到影响，甚至死亡。有机物污染的另两种更常用的指标是化学需（耗）氧量COD和生化需（耗）氧量BOD。COD表示利用化学氧化剂氧化水样中的有机物所需（耗）的氧量，单位是mg/L。BOD表示利用微生物氧化水样中全部的有机物过程所消耗的溶解氧的量，单位是mg/L。这两种指标越高，表示水体污染程度越深。

溶解物质主要是一些完全溶于水的盐类（氯化物、硫酸盐、氟化物等）和溶解气体（二氧化碳、硫化氢等）。

⑹ 生物选修一知识点总结

生物选修一知识点总结

生物是理科中的文科，需要的逻辑思维并不用十分的强，下面生物选修一知识点总结是我为大家带来的，希望对大家有所帮助。

《果酒和果醋和制作》

一、果酒制作

1.原理：菌种 ，属于 核生物，新陈代谢类型 ，有氧时，呼吸的反应式为： ;无氧时，呼吸的反应式为： 。

2.条件：繁殖最适温度 ，酒精发酵一般控制在 。

(传统发酵技术所使用的酵母菌的来源)

现在工厂化生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其它微生物的生长，采取的措施是 。

4.实验设计流程图

挑选葡萄冲洗____________________________________________

果酒 果醋

5.根据教材P4操作提示设计实验步骤及装置。

充气口作用 ; 排气口作用 ;

出料口作用 。

排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是 。

使用该装置制酒时，应该关闭 ;

制醋时，应将充气口 。

6.实验结果分析与评价：可通过嗅觉和品尝初步鉴定，并用______________检验酒精存在。可观察到的现象为

二、果醋的制作：

1.原理：菌种：___________，属于___________核生物，新陈代谢类为_________

醋酸生成反应式是___________________ _________ 。

2.条件：最适合温度为__________，需要充足的______________。

4.设计实验流程及操作步骤：

果酒制成以后，在发酵液中加入______________或醋曲，然后将装置转移至

______________0C条件下发酵，适时向发酵液中______________。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶盖上纱布，以减少空气中尘土污染。

三、操作过程应注意的问题

(1)为防止发酵液被污染，发酵瓶要用 消毒。

(2)葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约 的空间。

(3)制作葡萄酒时将温度严格控制在 ，时间控制在 d左右，可通过 对发酵的情况进行及时的监测。

(4)制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在 ，时间控制在 d，并注意适时在 充气。

【疑难点拨】

1、 认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为什么?

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、 认为应该从哪些方面防止发酵液被污染?

需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。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。

《腐乳的制作》

一、腐乳制作的原理

1.腐乳的发酵有多种微生物的协同作用，如 、 、 、

等，其中起主要作用的是 。它是一种丝状 ，常见于 、 、 、 上。新陈代谢类型是 。

2. 等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的 分解成小分子的 和 ;脂肪酶可以将 水解成 和 。

3.现代的腐乳生产是在严格的 条件下，将优良 菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免 ，保证 。

二、腐乳制作的实验流程：

让豆腐长出毛霉→ → →密封腌制。

三、实验材料

含水量70%的豆腐，粽叶，盘子，盐，黄酒，米酒，糖，香辛料等，广口玻璃瓶，高压锅。

四、实验步骤

1.将豆腐切实3cm×3cm×1cm若干块

2.豆腐块放在铺有干粽叶的盘内，每块豆腐等距离排放，豆腐上再铺干净粽叶，再用保鲜膜包裹。

3.将平盘放在温度为 的地方，毛霉逐渐生长，大约5d后，豆腐表面丛生直立菌丝。

4.当毛霉生长旺盛，呈淡黄色时，去除保鲜膜及粽叶，散热及水分，同时散去霉味约36h。

5.豆腐凉透后，将豆腐间的菌丝拉断，整齐排在容器内，准备腌制。

6.长满毛霉的豆腐块(以下称毛坯)分层摆放，分层加盐，并随层高而增加 ，在瓶口表面铺盐 ，以防止 ，约腌制8d。

7.将黄酒、米酒和糖、香辛料等混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在 为宜。

8.广口玻璃瓶刷洗干净，用高压锅在1000C蒸汽灭菌30min，将腐乳成坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封，常温下，六个月即可以成熟。

【疑难点拨】

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?

盐能防止杂菌污染，避免豆腐腐败。盐能抑制多种微生物的生长。

2.配制卤汤时，一般将酒精含量控制在12%左右，过高过低都不行，为什么?

酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长;酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。

3.豆腐坯用食盐腌制，其作用是什么?

①渗透盐分，析出水分 ②给腐乳以必要的咸味

③防止毛霉继续生长和污染的杂菌繁殖 ④浸提毛霉菌丝上的蛋白酶

4.腐乳在酿造后期发酵中添加多量酒液的目的是什么?

①防止杂菌污染以防腐

②与有机酸结合形成酯，由于酒中特别是黄酒中含有酵母茼，经发酵可产生醇，并与有机酸结合形成酯，赋予腐乳风味

③利于后期发酵

5.卤汤中香辛料的作用是什么?

①调味②促进发酵③杀菌防腐

解释：(香辛料如花椒、大蒜、茴香中含有花椒酰胺、蒜辣素、茴香醚及茴香醛等，有极强的杀菌力;又有良好的调味功能;香辛料成分参与发酵过程，合成复杂的酯类，使腐乳形成特有色、香、味。)

6.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。

7.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。

8.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。

《探讨加酶洗衣粉的洗涤效果》

一、基础知识

3.在本课题中，我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题：一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的 效果有什么不同;二是在什么温度下使用加酶洗衣粉 最好，三是 的洗衣粉，其洗剂效果有哪些区别。

二、实验操作

1.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果

(1)实验遵循的原则：实验变量为洗涤剂，设计时应遵循 原则、 原则，有效地控制其他变量，如水的用量、污染物的量、所用实验用布的质地大小、两种洗衣粉的用量，搅拌及洗涤时间。

(2)实验过程

①取两只大烧杯并 ，用量筒分别量500mL蒸馏水放入其中，放入400C的水浴锅保温。

②将制好的污染布和洗衣粉(一组为 和 ，另一组为 和 )分别放入两只烧杯中。

③用玻璃棒同时充分搅拌 时间，一段时间后搅拌可重复进行。

④过相同的时间后观察洗涤效果，探究加酶洗衣粉使用时的最适温度。

2.不同种类的酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果

(1)实验原理：不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有 ，所以对不同污渍的洗涤效果不同。

(2)实验过程：根据表格设计实验步骤

编号 污渍

类型 洗涤效果 蛋白酶 脂肪酶 淀粉酶 复合酶 普通洗衣酶 1 鸡血 2 牛奶 3 菜油 4 番茄汁 5 墨水 6 染料 【疑难点拨】

1.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，

3.含有蛋白酶的洗衣粉的洗剂效果好，可以用丝绸作为实验材料吗?

不能。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。

【典例解析】

下列不属于酶制剂的是

A.蛋白酶 B.脂肪酶 C.淀粉酶 D.麦芽糖酶

解析：目前常用的酶制剂有四大类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更强的去污能力。

《酵母细胞的固定化》

一、基础知识

酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。

实际问题：对环境条件敏感，易失活;溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本;反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。

设想：

固定化酶：优点

实际问题：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 都是通过一系列的酶促反应才能得到的

设想：

固定化细胞：优点

二、固定化酶的应用实例

高果糖浆是指

能将葡萄糖转化为果糖的酶是 。使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种 上，

再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的 。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与 接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。

三、固定化细胞技术

固定化酶和固定化细胞是利用 或

方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括 、 和 法。

一般来说，酶更适合采用 和 法固定，而细胞多采用 法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小;个大的细胞难以 或 ，而个小的酶容易从 中漏出。

包埋法法固定化细胞即将微生物细胞 包埋在不溶于水的 中。常用的载体有 、 、 、 和 等。

四、实验操作

(一)制备固定化酵母细胞

制备固定化酵母细胞需要的材料是 、 、 、 、

、 、 、 、 和

1.酵母菌的活化

活化就是处于 状态的微生物重新恢复正常的生活状态。

2.配制物质的量尝试为0.05mol/L的CaCl2溶液

3.配制海藻酸钠溶液

加热溶化海藻酸钠时要注意：

4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合

5.固定化酵母细胞

以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的 溶液中，并浸泡 (时间)。

(二)用固定化酵母细胞发酵

1.将固定好的酵母细胞用 冲洗2-3次。

2.发酵时的温度就为 ，时间 。

五、结果分析与评价

(一)观察凝胶珠的颜色和形状

如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明 ;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明 ，制作失败，需要再作尝试。

(二)观察发酵的葡萄糖溶液

利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多 ，同时会闻到

补充：直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点：

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。

【疑难点拨】

1.细胞的活化。

提示：在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5～1小时。

2.如何检验凝胶珠的质量是否合格。

提示：检验凝胶珠的质量是否合格，可以采用以下方法。一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。

3.酶和细胞分别适应哪种固定方法?

提示：一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小;个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。

【典例解析】

酶和细胞分别适应哪种固定方法?

提示：一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法 固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小;个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。

《DNA的粗提取与鉴定》

一、提取DNA的方法

提取生物大分子的基本思路是 。对于DNA的粗提取而言，就是要利用 、 等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。

1)DNA的溶解性 DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的 中溶解度不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能 充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。

此外，DNA不溶于 溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。

2)DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性 蛋白酶能水解 ，但是对 没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80oC的高温，而DNA在 以上才会变性。洗涤剂能够瓦解 ，但对DNA没有影响。

3)DNA的鉴定 在 条件下，DNA遇 会被染成 色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。

二、实验设计

1)实验材料的选取 凡是含有 的生物材料都可以考虑，但是使用 的生物组织，成功的可能性更大。在下面的生物材料中选取适合的实验材料：

鱼卵、猪肝、菜花(花椰菜)、香蕉、鸡血、哺乳动物的红细胞、猕猴桃、洋葱、豌豆、菠菜、在液体培养基的大肠杆菌

2)破碎细胞，获取含DNA的滤液 动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的 ，同时用 搅拌，过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞，需要先用 溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的 和 ，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。

3)去除滤液中的杂质

4)DNA的析出与鉴定

将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积 、冷却的 ，静置 ，溶液中会出现 ，这就是粗提取的DNA。用玻璃棒 搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。

取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为 的NaCl溶液5ml，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4ml的`

。混合均匀后，将试管置于 中加热5min，待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变 。

三、操作提示

以血液为实验材料时，每100ml血液中需要加入3g ，防止 。

加入洗涤剂后，动作要 、 ，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤地操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要 ，以免 ，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。

二苯胺试剂要 ，否则会影响鉴定的效果。

四、结果分析与评价

【疑难点拨】

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。

7. DNA的溶解度与NaCl溶液浓度的关系：

当NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时，随浓度的升高，DNA的溶解度降低;当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时，随浓度升高，DNA的溶解度升高。

8. 制备鸡血细胞液时，要在新鲜的鸡血中加入柠檬酸钠的原因

制备鸡血细胞液时，要在新鲜的鸡血中加入抗凝剂--柠檬酸钠，防止血液凝固。其原理是柠檬酸钠能与血浆中Ca2+发生反应，生成柠檬酸钙络合物，血浆中游离的Ca2+大大减少，血液便不会凝固，因为鸡血红细胞，白细胞都有细胞核，DNA主要存在于细胞核中，所以在离心或静置沉淀后，要弃出上层清液--血浆。

9.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。

10.在DNA的析出的步骤中用到玻璃棒搅拌时，注意动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。

11.盛放鸡血细胞液的容器，最好是塑料容器。鸡血细胞破碎以后释放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，由于细胞内DNA的含量本来就比较少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的DNA就会更少。因此，实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管，这样可以减少提取过程的DNA的损失。

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