4-选修1：生物技术实践.doc

选修1-生物技术实践要点解析考点1 微生物及其培养技术一、微生物的类群1. 微生物指结构简单，形体微小的低等生物，包括病毒、原核生物、真菌、原生生物（单细胞动植物）。 绝大多数微生物对人类是有益的。2、细菌（1）结构：单细胞的原核生物基本结构： 细胞壁（肽聚糖）、细胞膜、细胞质(核糖体) 、拟核控制着细菌主要遗传性状的DNA位于拟核，控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等性状的基因位于 质粒 。 特殊结构：有些细菌具有 荚膜 、 鞭毛 ，形成 芽孢 。（2）繁殖：细菌主要以 二分裂 方式进行繁殖。（3）菌落：单个或者少数细菌在固体培养基上生长，形成肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体。可作为鉴定菌种的重要依据。3、放线菌（1）形态结构：单细胞的原核生物(菌丝)（2）繁殖：主要进行 孢子 生殖。4、病毒（1）结构：无细胞结构基本结构：主要由 核酸 和 衣壳 两部分构成，两者合称为 核衣壳 。决定病毒抗原特异性的是 衣壳 ，控制病毒的一切性状的物质是 核酸 。特殊结构：流感病毒的核衣壳外面，还有一层囊膜，上面生有刺突。（2）增殖：吸附/注入/合成/装配/释放5、酵母菌（1）结构：真核细胞，有核膜包围的真正细胞核（2）功能：发酵产生酒精(乙醇)二、微生物的营养1、微生物的新陈代谢类型：同化作用类型：自养型，包括 光能自养 ：例如单细胞藻类、蓝藻、蓝细菌 化能自养 ：例如硝化细菌、铁细菌、硫细菌 异养型：其它绝大多数微生物，包括 寄生 、 腐生 两种类型异化作用类型：需氧型：绝大多数微生物 厌氧型：乳酸菌、反硝化细菌等2、微生物所需能源和营养物质 水无机盐碳源氮源生长因子类别能源营养物质植物光能水、无机盐(矿质元素)，二氧化碳来自空气动物食物(有机物)水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素、纤维素微生物光能自养：光化能自养：化合物(NH3、O2)异养：有机物水：无机盐：碳源：提供C元素 自养-无机碳源，异养-有机碳源氮源：根瘤菌N2，硝化细菌NH3，大肠杆菌-有机氮生长因子：维生素、氨基酸、碱基等氧气（不同微生物需求情况不同） 3、培养基（1）定义：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。（2）配制：目的要明确：不同的微生物所需的营养物质不同营养要协调：营养物质的浓度、营养物质之间的比例要适宜pH要适宜：微生物适宜生长pH范围不同真菌5.0-6.0，细菌6.5-7.5，放线菌7.5-8.5（3）分类：根据物理性质划分固体培养基(加入琼脂)：主要用于微生物的分离、计数等，还可用于植物组织培养液体培养基(不加琼脂)：主要用于工业生产按照化学成分划分培养基天然培养基(成分未知)合成培养基(成分已知)按照培养基的用途 选择培养基：加入某种化学物质，抑制不需要的微生物生长，促进所需要微生物生长加入青霉素的培养基 分离酵母菌、霉菌等真菌（杀死细菌）加入高浓度食盐的培养基分离金黄色葡萄球菌不加氮源的无氮源培养基分离固氮菌不加含碳有机物的无碳源培养基分离自养型微生物 鉴别培养基：在培养基中加入某种指示剂或化学药品，用以鉴别不同种类的微生物例如伊红-美蓝培养基(EMB)：大肠杆菌代谢产物会与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽；所以可用于鉴别大肠杆菌三、消毒与灭菌四、微生物培养技术1、器具的灭菌2、培养基配制与灭菌 计算、称量、溶化调pH：真菌5-6细菌6.5-7.5放线菌7.5-8.5分装：试管不超过1/5，三角烧瓶不超过1/2 五、微生物分离技术加塞和包扎高压蒸汽灭菌 平板划线法(得到单菌落)3、倒平板及无菌检查 稀释涂布平板法4、微生物接种（划线法、稀释涂布平板法） 选择培养基(尿素、纤维素)5、恒温箱中培养 刚果红染色法筛选纤维素分解菌-透明圈6、菌种的保存（临时-4，永久-甘油冷冻管藏） 菌丝(孢子丝)尖端切割考点2 微生物的应用制作果酒和果醋、腐乳、泡菜或酸奶 1. 实验原理酵母菌醋酸杆菌毛霉乳酸菌生物学分类真核生物原核生物真核生物原核生物代谢类型异养兼性厌氧异养需氧异养需氧异养厌氧繁殖方式适宜：出芽生殖裂殖(二分裂)孢子生殖裂殖（二分裂）适宜温度2030351518室温发酵条件开始需氧，后厌氧一直需氧一直需氧厌氧生产应用酿酒酿醋制作腐乳制作泡菜、酸奶酵母菌：进行有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量醋酸杆菌：在缺少糖源和有氧条件下：C2H5OH+O2CH3COOH+H2O）当氧气、糖源都充足时：C6H12O6O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量参与豆腐发酵有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种微生物，其中起主要作用的是毛霉。毛霉等内的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。 乳酸菌：无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸:C6H12O6 2C3H6O3+能量出料口充气口排气口2. 主要装置及注意事项（1）制作果酒和果醋主要装置（如图）制作果酒：注入的果汁量不要超过发酵瓶总体积的2/3？不必充气？需要及时排气（U型）？制作果醋：充入空气？3035的条件？排气？（2）制作腐乳（a）将豆腐切成3cm3cm1cm的若干块。豆腐含水量70左右，过多则腐乳不易成形。（b）将豆腐块摆放好（各块之间要有一定距离），接种毛霉菌液，25-28培养2-3天。 （c）腌胚。按照长满毛霉的豆腐块（以下称毛坯）与盐的质量分数比为51的比例，将毛坯分层加盐，并随层加高而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些，以防止杂菌从瓶口进入。约腌制8d。 注意盐量要适宜（使得腌胚含盐量达16%左右）:盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。（d）将黄酒、米酒和糖，按口味不同而配以各种香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12左右为宜。(注)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。（e）将腐乳咸坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封。在常温情况下，一般一个月可以成熟。（3）制作泡菜(酸奶) （a）制作酸奶：加热牛奶除去杂菌，冷却后加入普通酸奶(接种)，密封，无氧，40左右 （b）制作泡菜：洗净，装坛，调味，(加入泡菜汤-接种)，水封，控制温度、时间、盐量。温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，容易造成细菌大量增殖，亚硝酸盐含量增加。测定硝酸盐含量：比色法(不同浓度亚硝酸盐与对氨基磺酸形成不同深度玫瑰红色)考点3 物质提取与鉴定一、 几种提取方法二、 实验材料、操作步骤及注意事项1. DNA的粗提取与鉴定 （1）实验材料：鸡血红细胞（不能用哺乳动物成熟红细胞，不含细胞核） 植物花椰菜 （2）实验步骤： 实验过程中两次用到蒸馏水，第一次目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA，第二次目的是稀释氯化钠溶液，使DNA析出。 花椰菜剪碎后用洗涤剂研磨，是因为洗涤剂够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 2. 植物有效成分 （1）蒸馏法：芳香油具有挥发性，把含有芳香油的花、叶放入水中加热，水蒸气能够将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物；冷却后，油水混合物重新分成油层和水层，除去水层就得到芳香油。 （2）萃取法：将植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中，使芳香油和色素充分溶解，然后蒸去低沸点的溶剂，剩下的就是芳香油和色素。 （3）压榨法：橘子、柠檬、甜橙等植物果皮含较多芳香油，可直接用机械压力直接榨出。考点4 酶的应用一、果汁中的果胶和果胶酶在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁混浊。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它可以使榨取果汁更容易，得到的果汁更澄清。 二、加酶洗衣粉的使用条件和效果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脂肪酶。1.探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同2.探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度3.探究不同种类加酶洗衣粉洗涤的效果三、-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检验 1. 实验原理酶在溶液中发挥作用后，一般不能重复使用。固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学的方法（吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法）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。将固定化酶装柱，当底物经过该柱时，在酶的作用下转变为产物。本实验是用吸附法将淀粉酶固定在石英砂上。一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶催化后，可使淀粉水解成麦芽糖。流出液用淀粉指示液测试，呈黄色，表明淀粉水解成麦芽糖。-淀粉酶 -淀粉酶 麦芽糖酶淀粉 糊精麦芽糖葡萄糖 2. 实验步骤（1）固定。用50ml小烧杯称取5g石英砂，加入4ml淀粉酶水溶液，缓慢搅拌15-20分钟，使淀粉酶固定到石英砂上；（2）洗涤。用蒸馏水清洗石英砂，每次10ml重复2-3次，最后一次清洗时取其上清液滴加到点样板上，同时滴加0.05%淀粉溶液充分混匀，再加入KI-I2溶液，若溶液变为蓝色，说明游离的淀粉酶已完全除去；（3）装柱。先把滤纸片放入层析柱（针管注射器）中，再装入吸附有淀粉酶的石英砂；（4）将灌注了固定化酶的层析柱放在支架上，用滴管加0.05% 淀粉溶液，使淀粉溶液约以1滴/6s的流速过柱。样品水0.05%淀粉层析柱淀粉滤液KI-I2溶液结果空白对照+-+样品1-+-+样品2-