高中生物选修一生物技术实践-知识点总结

1 高中生物选修一知识点总结高中生物选修一知识点总结 专题一专题一 传统发酵技术的应用传统发酵技术的应用 课题一课题一 果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作 1 酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌 酵母菌的生殖方式 出芽生殖出芽生殖 主要 分裂生殖 孢子生殖 2 在有氧条件下 酵母菌进行有氧呼吸 大量繁殖繁殖 C C6 6H H12 12O O6 6 6O6O2 2 6H6H2 2O 6COO 6CO2 2 12H12H2 2O O 能量能量 3 在无氧条件下 酵母菌能进行酒精发酵酒精发酵 C C6 6H H12 12O O6 6 2C 2C2 2H H5 5OHOH 2CO2CO2 2 能量能量 4 20 20 左右最适宜酵母菌繁殖 酒精发酵时一般将温度控制在 18 25 18 25 5 在葡萄酒自然发酵的过程中 起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌野生型酵母菌 在发酵过程中 随着酒精浓度的提高 红葡萄皮的色素也进入发酵液红葡萄皮的色素也进入发酵液 使葡萄酒呈现深红色使葡萄酒呈现深红色 在缺氧在缺氧 呈酸性呈酸性的发 酵液中 酵母菌可以生长繁殖 而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约 6 醋酸菌是单细胞细菌醋酸菌是单细胞细菌 原核生物原核生物 代谢类型是异养需氧型异养需氧型 生殖方式为二分裂二分裂 7 当氧气 糖源都充足时氧气 糖源都充足时 醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸 当缺少糖源时当缺少糖源时 醋酸菌将乙醇变 为乙醛 再将乙醛变为醋酸 C C6 6H H12 12O O6 6 2O2O2 2 2CH 2CH3 3COOHCOOH 2CO2CO2 2 2H2H2 2O O C C2 2H H5 5OHOH O O2 2 CH CH3 3COOHCOOH H H2 2O O 8 控制发酵条件的作用 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 醋酸菌最适生长温度为 32 32 控制好发酵温度 使发酵 时间缩短 又减少杂菌污染的机会 有两条途径生成醋酸 直接氧化和以酒精为底物的氧化 9 实验流程 挑选葡萄 冲洗 榨汁 酒精发酵 果酒 醋酸发酵 果醋 10 酒精检验 果汁发酵后是否有酒精产生 可以用重铬酸钾重铬酸钾来检验 在酸性条件下 重铬酸钾与 酒精反应呈现灰绿色灰绿色 先在试管中加入发酵液 2 L 再滴入物质的量浓度为 3mol L 的 H H2 2SOSO4 43 滴 振荡混匀 最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液 3 滴 振荡试管 观察颜色 13 充气口充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的 排气口排气口是在酒 精发酵时用来排出二氧化碳的 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相连接 其目的是防止空气中微生物的污 染 开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出 使用该装置制酒时 应该关闭充气口 制醋时 应该充气口连接气泵 输入氧气 2 1 你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗 为什么 应该先冲洗 先冲洗 然后再除去枝梗再除去枝梗 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 如 要先冲洗葡萄 再除去枝梗 榨汁机 发酵装置要清洗干净 并进行酒精消毒 每次排气 时只需拧松瓶盖 不要完全揭开瓶盖等 课题二课题二 腐乳的制作腐乳的制作 1 多种微生物参与了豆腐的发酵 如青霉 酵母 曲霉 毛霉青霉 酵母 曲霉 毛霉等 其中起主要作用的是毛霉毛霉 毛 霉是一种丝状真菌丝状真菌 代谢类型是异养需氧型异养需氧型 生殖方式是孢子生殖孢子生殖 营腐生生活腐生生活 2 原理 原理 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 3 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 4 所用豆腐的含水量为 70 左右 水分过多则腐乳不易成形 毛霉的生长毛霉的生长 条件 将豆腐块平放在笼屉内 将笼屉中的控制在 15 18 并保持一定的湿度 来源 1 来自空气中的毛霉孢子 2 直接接种优良毛霉菌种 食盐的作用食盐的作用 1 抑制微生物的生长 避免腐败变质 2 析出水分 使豆腐变硬 在后期制作过程 中不易酥烂 配制卤汤配制卤汤 卤汤直接关系到腐乳的色 香 味 卤汤中酒的含量一般控制在 12 左右 酒的作用 酒的作用 1 防止杂菌污染以防腐 2 与有机酸结合形成酯 赋予腐乳风味 3 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 香辛料的作用 香辛料的作用 1 调味作用 2 杀菌防腐作用 防止杂菌污染 防止杂菌污染 用来腌制腐乳的玻璃瓶 洗刷干净后要用沸水消毒 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 课题三课题三 制作泡菜制作泡菜 制作泡菜所用微生物是乳酸菌乳酸菌 其代谢类型是异养厌氧型异养厌氧型 在无氧条件下 将糖分解为乳酸将糖分解为乳酸 分裂方式是二分裂分裂方式是二分裂 反应式为 C C6 6H H12 12O O6 6 2C2C3 3H H6 6O O3 3 能量 酶 含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌 常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌乳酸链球菌和乳酸杆菌 3 乳酸杆菌常用于生产酸奶 亚硝酸盐为白色粉末 易溶于水 在食品生产中用作食品添加剂 测定亚硝酸盐含量的方法是 比色法比色法 原理是在盐酸酸化条件下盐酸酸化条件下 亚硝酸盐与对基苯磺酸对基苯磺酸发生重氮化反应重氮化反应后 与 N 1 N 1 萘基乙二胺盐酸萘基乙二胺盐酸 盐盐结合形成玫瑰红色染料玫瑰红色染料 与已知浓度的标准显色液目测比较 估算估算泡菜中亚硝酸盐含量 专题二专题二 微生物的培养与应用微生物的培养与应用 课题一课题一 微生物的实验室培养微生物的实验室培养 培养基按照物理性质培养基按照物理性质 分为液体培养基液体培养基和固体培养基固体培养基 液体培养基 液体培养基 应用于工业或生活生产 固体培养基固体培养基 加入凝固剂琼脂 应用于微生物的分离和鉴定 按照培养基的用途 按照培养基的用途 分为选择培养基选择培养基和鉴别培养基鉴别培养基 选择培养基选择培养基 是指在培养基中加入某种化学物质 以抑制不需要的微生物生长 促进所需要的微生物的生长 鉴别培养基鉴别培养基 是根据微生物的特点 在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的 用以鉴别不同类别的微 生物 培养基的化学成分培养基的化学成分 包括 水水 无机盐无机盐 碳源碳源 氮源氮源 生长因子 生长因子 等 碳源碳源 能为微生物的代谢提供碳元素的物质 如 CO2 NaHCO3等无机碳源 糖类 石油 花生粉饼 等有机碳源 异养微生物只能利用有机碳源 氮源氮源 能为微生物的代谢提供氮元素的物质 如 N2 NH3 NO3 NH4 无机氮源 蛋白质 氨基酸 尿素 牛肉膏 蛋白胨 有机氮源 等 只有固氮微生物才能利用只有固氮微生物才能利用 N N2 2 培养基还要满足微生物生长对 PH 特殊营养物质以及氧气的要求 例如 培养乳酸杆菌乳酸杆菌时需要在 培养基中添加维生素维生素 培养霉菌霉菌时须将培养基的 pH 调至酸性酸性 培养细菌细菌是需要将 pH 调至中性或微中性或微 碱性碱性 培养厌氧型微生物厌氧型微生物是则需要提供无氧无氧的条件 消毒与灭菌的区别消毒与灭菌的区别 消毒消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物 不包括 芽孢和孢子 消毒方法消毒方法 煮沸消毒法煮沸消毒法 巴氏消毒法巴氏消毒法 对于一些不耐高温的液体 还有化学药剂化学药剂 如酒精 氯气 石炭酸等 消毒 紫外线消毒紫外线消毒 灭菌灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物 包括芽孢和孢子 灭菌方法 灭菌方法 接种环 接种针 试管口等使用灼烧灭菌法灼烧灭菌法 玻璃器皿 金属用具等使用干热灭菌法干热灭菌法 所用器械是干热灭菌箱 4 培养基 无菌水等使用高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法 所用器械是高压蒸汽灭菌锅 表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法紫外线灭菌法 所用器械是紫外灯 制作牛肉膏蛋白胨固体培养基 方法步骤 计算 称量 溶化 灭菌 倒平板 计算 称量 溶化 灭菌 倒平板 1 1 平板冷凝后 为什么要将平板倒置 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 将平板倒置 可以防止皿盖上的水珠落入培养基 造成 污染 纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌 1 微生物接种的方法最常用的是平板划线法平板划线法和稀释涂布平板法稀释涂布平板法 2 平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作 将聚集的菌种逐步稀释分将聚集的菌种逐步稀释分 散到培养基的表面 散到培养基的表面 3 稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释 然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂 固体培养基的表面 进行培养 分为系列稀释操作稀释操作和涂布平板操作涂布平板操作两步 4 用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是 使聚集在一起的微生物分散成单个细胞 从使聚集在一起的微生物分散成单个细胞 从 而能在培养基表面形成单个的菌落 以便于纯化菌种 而能在培养基表面形成单个的菌落 以便于纯化菌种 菌种的保存菌种的保存 1 临时保藏法临时保藏法 频繁使用的菌种 将菌种接种到试管的固体斜面培养基固体斜面培养基上 在合适的温度下培养 当菌落长成后 将试管放入 4 4 的冰箱中保藏 2 甘油管藏法甘油管藏法 长期保存的菌种 在 3mL 的甘油瓶中 装入 1mL 甘油后灭菌 将 1mL 培养的菌液转移到甘油瓶中 与甘油充分混 匀后 放在 20 20 的冷冻箱中保存 课题二课题二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 土壤中的细菌将尿素分解成氨氨之后 才能被植物利用 土壤中的细菌之所以能分解尿素 是因为他 们能合成脲酶 脲酶 筛选菌株筛选菌株 1 1 实验室中微生物的筛选应用的原理 实验室中微生物的筛选应用的原理 人为提供有利于目的菌株生长的条件 包括营养 温度 pH 等 同时抑制或阻止其他微生 物生长 2 2 选择性培养基 选择性培养基 5 允许特定种类的微生物生长 同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基 称作选择培养基选择培养基 3 3 配制选择培养基的依据 配制选择培养基的依据 根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的 例如 培养基中不加入 有机物可以选择培养自养微生物 培养基中不加入氮元素 可以选择培养能固氮的微生物 加入高 浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等 统计菌落数目统计菌落数目 1 测定微生物数量的方法有稀释涂布平板法稀释涂布平板法和显微镜直接计数显微镜直接计数 1 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 每克样品中的菌落数菌落数 C VC V M M 其中 C 代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数 V 代表 涂布平板时所用的稀释液的体积 ml M 代表稀释倍数 课题三课题三 分解纤维素的微生物的分离分解纤维素的微生物的分离 纤维素与纤维素酶纤维素与纤维素酶 1 棉花棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物 木材 作物秸秆等也富含纤维素 2 纤维素酶是一种复合酶复合酶 一般认为它至少包括三种组分 即 C C1 1酶 酶 C CX X酶和葡萄糖苷酶酶和葡萄糖苷酶 前两 种酶使纤维素分解成纤维二糖纤维二糖 第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖 纤维素最终被水解成葡萄糖 为微生物的生长提供营养 纤维素分解菌的筛选纤维素分解菌的筛选 1 筛选方法 刚果红染色法刚果红染色法 能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选 2 刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理 刚果红是一种染料 它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物 但并不和水解后的纤刚果红是一种染料 它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物 但并不和水解后的纤 维二糖和葡萄糖发生这种反应 维二糖和葡萄糖发生这种反应 当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时 刚果红能与培养基 中的纤维素形成红色复合物 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菌为中心的透明圈以纤维素分解菌为中心的透明圈 这样 我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤 维素分解菌 纤维素酶的发酵方法 纤维素酶的发酵方法 有液体发酵液体发酵和固体发酵固体发酵两种 纤维素酶的测定方法 是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定 专题专题 4 4 酶的研究与应用知识点酶的研究与应用知识点 课题课题 1 1 果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用 6 1 植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分有纤维素纤维素和 果胶果胶 并且两者不溶于水 在果汁加工 中 既影响出汁率 又使果汁浑浊 2 果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一 它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一种高分 子化合物 不溶于水 在果汁加工中 果胶不仅会影响出汁率 还会使果汁浑浊 果胶酶的作用是 能够将果胶果胶 分解成可溶性的 半乳醛酸半乳醛酸 瓦解植物的细胞壁及胞间层 并且使果汁变得澄清 3 果胶酶是一类酶总称 包括 果胶分解酶果胶分解酶 多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 果胶酯酶 果胶酯酶 等 课题课题 2 2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 1 酶绝大多数是蛋白质 少数为 RNARNA 酶具有生物 催化催化 作用 酶具有高效高效 性 性 专一专一性性特点 但 易受温度温度 PHPH 表面活性剂表面活性剂等因素的影响 1 加酶洗衣粉是指含酶制剂酶制剂 的洗衣粉 目前常用的酶制剂有蛋白酶蛋白酶 脂肪酶脂肪酶 淀粉酶和纤 淀粉酶和纤 维素酶维素酶四类 普通洗衣粉中含磷 含磷的污水排放可能导致 微生物和藻类大量繁殖微生物和藻类大量繁殖 造成水 体污染 2 脂肪酶可以将脂肪分解成 甘油甘油和脂肪酸脂肪酸 蛋白酶可以将蛋白质分解成 小分子肽和氨基酸小分子肽和氨基酸 小分子肽可在 肽酶肽酶 作用下分解成氨基酸 淀粉酶可以将淀粉分解成 可溶性麦芽糖可溶性麦芽糖 纤维素 酶可以将纤维素纤维素分解成 葡萄糖葡萄糖 以达到去污的目的 因此 蛋白类纤维织物 羊毛 蚕丝羊毛 蚕丝 等等 不能用 加 蛋白 酶洗衣粉加 蛋白 酶洗衣粉 来洗涤 3 应用最广泛 效果最明显的是 碱性蛋白碱性蛋白 酶和 碱性脂肪碱性脂肪 酶 碱性蛋白酶能将血渍 奶 渍等含有大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或 小分子的肽 使污迹容易从衣物上脱落 专题五专题五 和蛋白质技术 和蛋白质技术 课题一课题一 的粗提取与鉴定 的粗提取与鉴定 1 提取 DNA 的溶解性原理包括哪些方面 DNA 在不同浓度 NaClNaCl 溶液中溶解度不同 DNA 不溶于酒精 2 DNA 在不同浓度 NaCl 溶液中溶解度有何特点 要使 DNA 溶解 需要使用什么浓度 要使 DNA 析 出 又需要使用什么浓度 在在 0 14mol L0 14mol L 时溶解度最小 较高浓度可使时溶解度最小 较高浓度可使 DNADNA 溶解 溶解 0 14mol L0 14mol L 可使可使 DNADNA 析出 析出 在溶解细胞中的 DNA 时 人们通常选用 2mol LNaCl2mol LNaCl 溶液溶液 将 DNA 分子析出的方法是向溶有 DNA 的 NaCl 溶液中缓慢注入蒸馏水 以稀释 NaCl 溶液 酒精是一种常用有机溶剂 但但 DNADNA 却不能溶于酒却不能溶于酒 精 特别是精 特别是 9595 冷却酒精 但细胞中蛋白质可溶于酒精 冷却酒精 但细胞中蛋白质可溶于酒精 7 预冷的乙醇溶液优点预冷的乙醇溶液优点 一是抑制核酸水解酶活性 防止 DNA 降解 二是降低分子运动 易于形成沉 淀析出 三是低温有利于增加 DNA 分子柔韧性 减少断裂 1 采用 DNA 不溶于酒精的原理 可以达到什么目的 将 DNA 和蛋白质进一步分离 2 洗涤剂在提取 DNA 中有何作用 洗涤剂瓦解细胞膜洗涤剂瓦解细胞膜 3 当鉴定提取出的物质是否是 DNA 时 需要使用什么指示剂进行鉴定 在沸水浴条件下 在沸水浴条件下 DNADNA 遇二苯胺呈现蓝色遇二苯胺呈现蓝色 原理总结 原理总结 通过利用不同浓度 NaCl 溶液溶解或析出 DNA 可以从细胞中提取和提纯 DNA 再利用 酒精进一步将 DNA 与蛋白质分离开来 达到提纯的目的 最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否 是 DNA 专题六专题六 植物有效成分的提取植物有效成分的提取 课题一课题一 植物芳香油的提取植物芳香油的提取 芳香油的提取方法芳香油的提取方法 蒸馏 压榨 萃取等 芳香油的性质芳香油的性质 挥发性强 成分复杂 以萜类化合物及其衍生物为主挥发性强 成分复杂 以萜类化合物及其衍生物为主 水蒸气蒸馏法 水蒸气蒸馏法 原理 水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物 冷却后水油分层 方法 水中蒸馏水中蒸馏 原料放在沸水中加热蒸馏 水上蒸馏水上蒸馏 原料隔放在沸水上加热蒸馏 水汽蒸馏水汽蒸馏 利用外来高温水蒸气加热蒸馏 不足不足 有些原料不适宜于水中蒸馏 如柑橘 柠檬等易焦糊 有效成分容易水解 通常用压榨法 萃取法 萃取法 原理原理 芳香油易溶于有机溶剂 溶剂挥发后得到芳香油 如石油醚 酒精 乙醚等 方法方法 原料浸泡在溶剂中 得到浸泡液 有机溶剂挥发 芳香油 不足不足 有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质 一 玫瑰精油的提取一 玫瑰精油的提取 氯化钠溶液氯化钠溶液 促使油水混合物 乳浊液 中油和水的分离 无水硫酸钠 无水硫酸钠 吸收油层中的水分 实验步骤 实验步骤 采集玫瑰花 装入蒸馏原料 安装蒸馏装置 8 加热蒸馏 获得乳白色乳浊液 分离油层 向乳浊液加入 NaClNaCl 溶液后 利用分液漏斗分离出上面的油层 除去水分 向油层中加入无水硫酸钠水硫酸钠 24h 后过滤 得到玫瑰油 注意事项 蒸馏时间不能过短 温度不能过高蒸馏时间不能过短 温度不能过高 二 橘皮精油的提取二 橘皮精油的提取 橘皮精油的主要成分橘皮精油的主要成分 柠檬烯 主要分布在橘皮中 石灰水石灰水 防止压榨时滑脱 提高出油率 降低压榨液黏稠度 过滤不堵塞筛眼 小苏打 硫酸钠 小苏打 硫酸钠 促进油和水的分离 实验步骤 橘皮的处理 将新鲜橘皮用清水清洗沥干 石灰水浸泡 用 7 8 石灰水浸泡橘皮 24h 清水漂洗 浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净 沥干 粉碎和压榨 将橘皮粉碎 加入小苏打和硫酸钠后 用压榨机压榨得到压榨液 过滤压榨液 用布袋过滤 滤液再高速离心处理 分离出上层橘皮油 静置处理 将橘皮油在 5 10 冰箱中静置 5 7d 分离出上层澄清橘皮油 再次过滤 将下层橘皮油用滤纸过滤 滤液与上层橘皮油合并 得到橘皮精油 分析 静置处理目的静置处理目的 除去果蜡和水分 课题二课题二 胡萝卜素的提取胡萝卜素的提取 胡萝卜素性质胡萝卜素性质 橘黄色结晶 化学性质稳定 不溶于水 微溶于乙醇 易