高中生物人教版选修1考点知识整理(江苏适用).doc

江苏省白蒲高级中学 朱一峰 2010.1生物技术与实践考点知识1. 果酒制作原理：酵母菌在有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和CO2。菌种酵母菌：、真核生物（真菌）；、异养兼性厌氧；、腐生生活，属于分解者；、在营养条件良好时行出芽生殖，在不良条件可以进行有性生殖；20 左右最适合酵母菌繁殖（酒精发酵时一般将温度控制在1825 ）；、生活环境：含糖较高的偏酸环境，特别是土壤中。菌种来源：传统发酵使用的酵母菌主要来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌；工业生产中为更好地抑制其它微生物的生长、提高果酒品质一般使用人工培养的菌种。果酒制作过程：挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒装瓶：加入的葡萄汁量不超过发酵瓶容积的2/3。防止杂菌污染：葡萄应冲冼后去枝梗；榨汁机用温水清洗、晾干；发酵瓶要清洗干净后，用体积分数为75%的酒精消毒；注意排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖，避免空气中微生物进入发酵液等。及时排气：由于酒精发酵过程会不断产生CO2，导致发酵瓶内压力增大发酵条件的控制：温度严格控制在1825，时间在1012天左右。发酵过程中的变化：、有机物总量减少、种类小分子有机物（如氨基酸等）增多；、发酵液密度减小（发酵过程中有CO2放出，溶液中物质总质量减少）；、发酵液中不断有气泡（CO2）产生，pH减小；、酒精含量增加；、酵母菌数量出现增长稳定衰亡特征。酒精的检测原理：酒精遇酸性重铬酸钾反应出现灰绿色方法：2mL发酵液3滴3mol/LH2SO4（振荡后），常温下饱和的3滴重铬酸钾溶液（振荡观察）。对照组方法以等量培养液代替发酵液，其它与实验组相同。（注意：先加酸，振荡后再加高锰酸钾！）2. 果醋的制作果醋制作原理：醋酸杆菌在有氧条件下利用糖或乙醇氧化成醋酸。总公式：、在氧气、糖源都充足时：C6H12O62O2 2CH3COOH2CO22H2O能量酶 、当缺少糖源时：C2H5OHO2 CH3COOHH2O能量酶菌种醋酸杆菌：、原核生物；、分裂生殖；、异养需氧型，对O2特别敏感，短暂缺氧可能导致醋酸杆菌的死亡，因此，发酵过程中要特别注意通气；、菌种来源：传统发酵来自于变酸的酒表面菌膜。果醋制作过程：挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵果醋氧气控制：（先密闭制酒，）后通气制醋。制酒菌种：传统上来自附着在葡萄外的野生型酵母菌； 发酵条件：制酒阶段：1825，1012d；制醋阶段：通气，3035，78d3. 腐乳的制作腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的以蛋白酶为主的各种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，脂肪酸与醇类作用生成酯。主要菌种：毛霉（此外酵母、青霉、曲霉等）i. 毛霉结构：丝状真菌，它的菌丝可分为直立菌丝和匍匐菌丝，其中构成腐乳“体”的主要是匍匐菌丝。、生殖：孢子生殖；、代谢类型：异养需氧型；、毛霉在腐乳制作中的作用：在豆腐的发酵过程中，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐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。、腐乳的生产中毛霉来源：传统生产中来自于空气中的毛霉孢子，而现代的腐乳生产是在无菌条件下，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，保证产品质量。腐乳制作实验过程：让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制i. 豆腐含水量：70左右，水分过多则腐乳不易成形。ii. 长毛霉的条件：1518，大约5天后豆腐表面丛生直立菌丝，当毛霉生长旺盛并呈淡黄色。iii. 加盐：豆腐块与盐的质量分数比为5：1，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。加盐的作用：a.调味；b.抑制微生物生长，避免豆腐变质；c.浸提蛋白酶等，有利于后期腐乳的成熟。iv. 加酒：酒精含量控制在12左右为宜，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。影响腐乳品质的主要因素： i. 菌种和杂菌：菌种是生产发酵的关键，如果菌种退化则表现出生化功能的变化，如水解速率、代谢产物等都会发生变化，从而影响品质。如有杂菌污染则直接影响产品的色、香、味。ii. 发酵及后成熟的温度：温度影响菌丝的生长和代谢，如温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度高，菌丝易老化和死亡，影响品质；温度还影响生化反应速度。发酵时间：发酵时间影响生化反应度及生化产物的量。iii. 调味品：加入的各种酒类、糖类等辅料的多少也对口感有重要影响。4. 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 酶种类：碱性蛋白酶、碱性脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶，目前洗衣粉中主要加入的是碱性蛋白酶、碱性脂酶等复合酶。 加酶洗衣粉中的酶活性容易受温度、酸碱度和表面活性剂的影响。 保护加酶洗衣粉中酶活性的方法：、科学家通过基因工程生产出耐酸碱、较能耐受表面活性剂、能耐受较高温度的酶；、通过特殊化学物质将酶包裹，与洗衣粉的其他成分隔离。 合理设置探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响：根据一年中的实际气温变化来确定水温，这既是确定实验变量的基本原则，温度范围一般为535（不低于0、高于45） 使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点：、碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维（羊毛、蚕丝等）织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏；（2）使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35 50 时活性最强，在低温下或70 以上就会失效；（3）加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力损失；（4）加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失；（5）添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。5. 酵母细胞的固定化 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；酶难回收，提高了生产成本；酶与产物混合，不易分离，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，可以被反复利用一种酶只能催化一种化学反应固定化细胞成本低，操作更容易固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降 固定化酶或细胞的方法：包埋法、化学结合法和物理吸附法。由于细胞个体大难吸附或结合，而酶分子小容易从包埋材料中漏出，因此，酶更适用于化学结合和物理吸附法，细胞固定多采用包埋法。 酵母细胞固定化过程：步骤主要操作注意事项酵母细胞的活化干酵母蒸馏水，搅匀后放置1h左右活化时间充足，以恢复酵母细胞的生活状态配制CaCl2溶液浓度0.05mol/L CaCl2配制海藻酸钠溶液称取0.7g海藻酸钠50mL蒸馏水加热溶解海藻酸钠用小火加热或间断加热，边加热、边搅拌，防止海藻酸钠焦糊海藻酸钠溶液与酵母细胞混合将溶好并冷却至室温的海藻酸钠加入已活化的酵母细胞，搅拌，使其混合均匀海藻酸钠应冷却至室温，防止高温影响酵母菌的活性；充分搅拌，使酵母细胞分布均匀固定化酵母细胞恒速、缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液，凝胶珠在CaCl2溶液浸泡30min左右控制注射器挤压速度、注射器与CaCl2溶液的距离，使凝胶珠呈球形或椭球形 用固定化酵母细胞发酵 用蒸馏水冲洗固定好的酵母细胞凝胶珠23次加150mL10%葡萄糖溶液，密封，25下发酵24h。观察发酵液是否有气泡，能不能闻到酒味。 实验结果评价：、加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，涉及到实验的成败。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少。、检验凝胶珠的质量是否合格：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。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。、凝胶珠颜色和形状：如果凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高。6. DNA粗提取和鉴定 DNA粗提取的原理：、在0.14 mol/LNaCl溶液中DNA溶解度最小，当浓度高于或低于0.14 mol/L时，DNA的溶解度均会增加，；、DNA不溶于酒精，但某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理可以将DNA与结合的蛋白质进一步分离；、蛋白酶能水解蛋白质但对DNA没有影响；、大多数蛋白质不能耐受6080的高温，而DNA在80以上才会变性。 DNA鉴定的原理：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会染成蓝色；注意：、二苯胺试剂要现配现用；设置对照实验（向5mL的 2 mol/L NaCl溶液中加入4mL二苯胺试剂，混匀后，沸水浴）。 以鸡血为实验材料进行DNA的粗提取：、本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因：一是因为鸡血细胞核的DNA含量丰富，材料易得；二是鸡血细胞极易吸水胀破，而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心，对设备要求较高，操作繁琐，历时较长。、主要实验步骤：步骤主要操作原理注意事项破碎细胞释放DNA加入蒸馏水搅拌34层纱布过滤，取滤液鸡血细胞渗透吸水沿一个方向快速搅拌，但不能太快太猛，防止打碎DNA。溶解细胞核内DNA加入两倍体积的浓度为2 mol/LNaCl溶液DNA能溶解于2mol/LNaCl溶液注意应沿一个方向搅拌，使DNA充分溶解析出DNA加蒸馏水降低NaCl溶液浓度，使DNA析出DNA在0.14 mol/LNaCl溶液中溶解度最小缓慢贴壁加入蒸馏水，并轻轻地沿一个方向不停地均匀搅拌；注意控制加水量DNA的初步纯化DNA黏稠物再溶解（加2 mol/L NaCl溶液）加95的乙醇搅拌DNA不溶于酒精沿同一个方向缓慢、均匀地搅拌，减少DNA断裂 以菜花为实验材料进行DNA的粗提取：、研磨时加入洗发香波、洗涤剂等一些去污剂，目的是使植物细胞膜破碎，释放DNA；、加盐的目的是溶解细胞核内DNA 课题成果评价：i. 提取的DNA不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多；、二苯胺鉴定出现蓝色说明实验基本成功，如果不呈现蓝色，可能所提取的DNA含量低，或是实验操作中出现错误，需要重新制备。ii. 本实验提取的DNA粗制品有可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。iii. 实验结果比较方法，如DNA的纯度、DNA的颜色、二苯胺显色的深浅等。7. 血红蛋白的提取和分离 凝胶色谱法原理：是根据分子量的大小分离蛋白质的方法之一，相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部，通过的路程较短，移动速度较快，先流出凝胶柱；反之，则慢，后流出。 透析原理： 电泳原理：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。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，在某个特定的pH下会带上正电或负电。 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳：用于测定的蛋白质分子量或鉴定蛋白质样品的纯度。实验中通常选用一组已知分子量的标准蛋白与样品同时进行电泳，根据已知分子量的标准蛋白的电泳区带位置，可以测出未知蛋白的分子量。 缓冲液的作用：维持反应体系的pH不变 血红蛋白提取和分离的程序：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定，其中，样品的处理包括洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，样品的粗分离方法是经过透析去除分子量较小的杂质；样品的纯化方法是通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去；纯度鉴定利用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行的。 与“血红蛋白的提取和分离操作”有关的问题：iv. 材料选择：血红蛋白呈红色，在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断收集洗脱液的时间，使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作。哺乳动物血红细胞内血红蛋白含量丰富，且与鸟类等其它动物细胞内其它蛋白质、DNA少，因此容易提纯血红蛋白。v. 红细胞洗涤：试剂是生理盐水（细胞的等渗溶液，可以保持细胞的正常形态）；方法是低速度短时间离心分离，反复洗涤三次，直到上清液中没有黄色。vi. 凝胶色谱柱的装填：干凝胶用先用蒸馏水充分溶胀后配制成凝胶悬浮液，装柱后要用磷酸缓冲液平衡凝胶；装填中时凝胶装填得紧密、均匀，特别要防止色谱柱中存在气泡、，以免搅乱洗脱液中蛋白质