2010年 选修1 生物技术实践 (按江苏省考试说明编排的背.doc

选修11.酶在洗涤方面的应用（A）加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，主要有四类：蛋白酶：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；脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶：将大分子脂肪、大分子淀粉、大分子纤维素水解为小分子物质，使污迹容易从衣物上脱落。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（洗衣粉一般都偏碱性）。影响洗衣粉中酶活性的因素有：温度、酸碱度和表面活性剂。实验设计：注意变量和不变量，过程设计等 普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果加酶洗衣粉洗涤的最适温度添加不同种类酶的洗衣粉的洗涤效果的区别2.酵母细胞的固定化（A）固定化酶的原因：（1）多数酶易在外界环境因素的影响下失活。（2）反应结束后，在溶液中不易与底物分离，难以回收。固定化酶或细胞技术：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。方法：包埋法、化学结合法、物理吸附法，酶适合使用化学结合法、物理吸附法固定化，细胞多采用包埋法固定化，因为酶分子小，不易被包埋而易被吸附，细胞个大不易被吸附而易于包埋。酵母细胞的固定化（1）办法：包埋法（2）载体：常用的有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺，课本中选用海藻酸钠。（3）过程： 酵母细胞的活化：1克干酵母+10毫升水，玻璃棒搅拌均匀，糊状，放置1小时。配置0.05mol/L的CaCl2溶液: CaCl20.83克+150毫升水,充分溶解。配置海藻酸钠溶液：0.7克海藻酸钠+10毫升水，小火或间断加热溶化（防止焦糊），完全溶化后用蒸馏水定容至10毫升。海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：海藻酸钠溶液冷却至室温，加入活化的酵母细胞，充分搅拌混合均匀，移至注射器中。固定化酵母细胞：以固定速度、缓慢将注射器中的溶液滴加进配置好的CaCl2溶液，形成凝胶珠（粒圆无尾巴的最好），并在CaCl2溶液中浸泡30分钟。固定化酵母细胞发酵过程将凝胶珠水洗23次，放置在有150毫升质量分数为10%葡萄糖溶液的锥形瓶中， 25发酵24小时。3.果酒和果醋的制作（A）果酒制作（1）原料：果汁（2）原理：酵母菌（兼性厌氧微生物，可以生长在缺氧、酸性环境中）在有氧条件下进行有氧呼吸：C6H12O6+6O26CO2+6H2O，无氧条件下进行酒精发酵：C6H12O62C2H5OH+2CO2（3）条件：温度控制在1825，最适温度20， 原因：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。（4）时间：1012天果醋制作（1）原理：醋酸菌在氧气充足时，可以将葡萄汁中的糖分解成醋酸，在糖缺失时将乙醇变为乙醛，再变为醋酸。C2H5OH+O2CH3COOH+H2O（2）条件：氧气充足，温度在3035 原因：醋酸菌是好氧、嗜温菌，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，且其最适生长温度为3035 。生产流程：挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵果酒果醋先冲洗，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由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子（最好选用塑料瓶），每天要拧松瓶盖24次，进行排气。书中P4页图1-4b带有弯曲的排气口的原因是为了防止被污染。4.腐乳的制作（A）（1）原料：豆腐（2）原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，脂肪酶可以将脂肪水解为甘油和脂肪酸（3）生产流程：让豆腐长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制过程：洁净笼屉平放豆腐块，保湿通气，控温1518，时间5天，可在无菌条件下直接接种优良毛霉菌种。 豆腐块需用老豆腐制成，否则易碎。豆腐块整齐码放瓶中，逐层加盐，层数加高盐量增加，接近瓶口时盐层更厚一些，时间8天。原因：析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬不碎并抑制微生物生长，防变质将酒（控制在12%左右）与香辛料配置成卤汤12%左右的酒既可以抑制微生物生长，又不至于延长腐乳成熟时间香辛料可以调制腐乳风味，又具有防腐杀菌作用注意瓶子要用沸水消毒，封瓶时，瓶口要通过酒精灯的火焰目的：防止杂菌污染5.蛋白质的提取和分离（A）（1）原理：不同的蛋白质在分子形状和大小、所带的电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质、对其他分子的亲和力不同，可以此分离不同的蛋白质。凝胶色谱法提取血红蛋白：凝胶是指由多糖类化合物（如葡聚糖、琼脂糖）构成的一些微小的多孔球体，其内部有许多贯穿的通道，当相对分子质量不同的蛋白质通过时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程长，速度慢，相对分子质量较大的蛋白质无法进入内部通道，只能在凝胶外部移动，路程短，移动快，从而分离相对分子质量不同的蛋白质。操作过程：样品处理，粗分离，纯化，纯度鉴定血液由血浆和血细胞组成，其中红细胞最多，红细胞中约90%是血红蛋白（含有血红素而呈红色），由两条-肽链与两条-肽链组成，每条肽链环绕一个亚铁血红素基团，可以携带1分子氧或二氧化碳。可选用猪牛羊等脊椎动物的血液来分离。红细胞的洗涤为除去杂质，利于后续分离纯化，采用低速短时离心，如500r/min离心2min，吸出上层透明黄色血浆，下层暗红色液体倒入烧杯，加入5倍体积的生理盐水，缓慢搅拌10min，再低速短时离心，如此重复3次，直至上清液无黄色。血红蛋白的释放红细胞加蒸馏水到原血液的体积，再加40%体积的甲苯，在磁力搅拌器上充分搅拌10min，促使红细胞破裂释放血红蛋白。分离血红蛋白溶液搅拌好的混合液转移到离心管中，以2000r/min离心10min，试管中溶液分为4层，自上至下依次是：无色透明的甲苯层；白色薄层脂溶性物质沉淀层；红色透明血红蛋白水溶液；其他杂质的暗红色沉淀物。滤纸过滤除去脂溶性物质沉淀层，于分液漏斗中静止片刻后分出下层的红色透明液体。透析取1毫升的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有300毫升的量浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液（PH值为7.0）中透析12小时。凝胶色谱操作（2）血清蛋白的分离和纯化（苏教版P60）方法：电泳法，是利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而使样品中的各种分子分离。带电颗粒直径越小，越接近球形，所带净电荷越多，则泳动速度越快，反之则越慢。电场强度、溶液PH值等因素对泳动速度由影响。过程：配置试剂，架滤纸桥，浸泡薄膜，细心点样（成败关键处，具体做法为取出薄膜，吸去多余液体，平铺玻璃板上，有记号的一面朝下，然后用盖玻片在血清中蘸一下，离薄膜一端23cm处轻轻按下，随即提起。原因太细太少，蛋白量少，电泳后得到的图谱不清晰，太多太粗则蛋白带相连，无法分离），平悬薄膜，实施电泳，染色，漂洗，脱色。6.DNA的粗提取与鉴定（6）（1）原理：DNA的溶解性 DNA和RNA、蛋白质、脂质等在物理和化学性质方面的差异是提取DNA的思路。DNA和蛋白质等物质在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度就不同（在0.14mol/L的NaCl溶液中DNA溶解度最小），可以利用此特点达到分离的目的。DNA不溶于酒精溶液，某些蛋白质可溶于酒精，可以将DNA与蛋白质进一步分离。DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性与其他物质不同，代表酶可以水解蛋白质，对DNA无用；大多数蛋白质在6080时变性，DNA在80以上才变性；洗涤剂能够瓦解细胞膜，对DNA无影响。DNA在沸水浴条件下遇二苯胺可被染成蓝色。（2）材料：一般选用动物细胞如鸡血细胞，植物细胞要先加入洗涤剂溶解细胞膜。（3）过程： 选取材料，破碎细胞，获取含DNA的滤液鸡血细胞加入一定量的蒸馏水（使细胞吸水膨胀，使细胞膜和核膜破裂，释放出核物质），提取植物细胞如洋葱的DNA时，须加入洗涤剂和食盐（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。在此过程中若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），过滤，取滤液（可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质）。去除滤液中的杂质方法一：在滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，搅拌均匀，过滤取滤液调节NaCl溶液的浓度至0.14mol/L，析出DNA，过滤除去滤液，将剩余物加入2mol/L的NaCl溶液中再次溶解 。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。方法二：直接在滤液中加入嫩肉粉，反应1015分钟（嫩肉粉中的木瓜蛋白酶可以水解滤液中的蛋白质）。方法三：滤液在6075的恒温水浴箱中保温1015分钟，须严格控温，防止温低蛋白