生物选修1知识总汇

1、懒猫不懒选修1 生物技术实践全部知识点一、生物技术实践（微生物的利用、培养、分离）（一）传统发酵技术（利用微生物发酵获得特定产物）发酵：利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程.根据是否需要氧气分为：需氧发酵和厌氧发酵。类型根据产生的产物可分为：酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等（1）果酒和果醋的制作果酒制作的原理1菌种是酵母菌，属于真核生物，新陈代谢类型异养兼性厌氧型，有氧时，进行有氧呼吸，大量繁殖（以出芽生殖为主），反应式为：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量；无氧时，能进行酒精发酵，反应式为：C6H12O6 2C2H5OH+2C

2、O2+能量。2酵母菌繁殖的最适温度20左右，酒精发酵一般控制在1825。3自然发酵过程中，起作用的主要是附着于葡萄皮上的野生型酵母菌。果醋制作的原理1菌种是醋酸菌，属于原核生物，新陈代谢类型为异养需氧型。只有在氧气充足时，才能进行旺盛的生命活动。变酸的酒表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖形成的，其繁殖方式为分裂生殖。2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，反应简式为C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O。酶3醋酸菌的最适生长温度为3035。4菌种来源：到生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买，或从食醋中分离醋酸菌。实验流

3、程图挑选葡萄 冲洗 榨汁 酒精发酵 果酒（醋酸发酵果醋）操作提示材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗（冲洗的目是洗去灰尘，且不要太干净，以防止洗去野生型酵母菌），然后再除去枝梗。防止发酵液被污染1、榨汁机要清洗干净，并晾干。2、发酵瓶要清洗干净，用体积分数70%的酒精消毒。3、装入葡萄汁后，封闭充气口。控制好发酵条件1、葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间（目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵；同时可防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出）。2、制作葡萄酒过程中，将温度严格控制在1825，时间控制在1012d左右，可通过出料口对发酵的情况进行

4、及时的监测。3、制作葡萄醋的过程中，将温度严格控制在3035，时间控制在78d左右，并注意适时通过充气口充气。（2）腐乳的制作腐乳制作的原理1腐乳的发酵有多种微生物的协同作用，其中起主要作用的是毛霉，它是一种真核生物，新陈代谢类型是异养需氧型。2毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。3现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，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，保证产品的质量。实验流程让豆腐长出毛霉加盐腌制加乳汤装瓶密封腌制。实验步骤1将豆腐切成3cm×3cm×1cm若干块。2将豆腐块平放

5、在铺有干粽叶的盘内（粽叶可以提供菌种，并能起到保温的作用），每块豆腐等距离排放，周围留一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时，将平盘用保鲜膜包裹，但不要封严，以免湿度太高，不利于毛霉的生长。3将平盘放在温度为1518 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，并呈淡黄色时，去除保鲜膜及铺在上面的粽叶，使豆腐块的热量和水分能够迅速散失，同时散去霉味，这一过程一般持续36h以上。5豆腐凉透后，将豆腐间的连在一起的菌丝拉断，并整齐排在容器内，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，并随层高而增加盐量，在接近瓶口表面盐要铺厚一些，以防止杂

6、菌污染，约腌制8d。（豆腐与盐质量分数比为51）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12%左右为宜。8将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。在常温下，一般六个月即可以成熟。操作提示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；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。2、乳汤中酒的含量应控制在12%左右。酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败；酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长。防止杂菌污染1、用来腌制腐乳的玻璃瓶，刷干净后

7、要用沸水消毒。2、装瓶时要迅速小心；加入乳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，因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量，在接近瓶口的表面，盐要铺厚一些，以有效防止杂菌污染。（3）制作泡菜并检测亚硝酸盐含量作用菌种：乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧 型。反应式为：C6H12O62C3H6O3+能量原理：在无氧条件下，微生物利用菜中的糖和其他营养物质物质进行发酵，乳酸菌将糖分转化为乳酸，这时需氧菌被杀死；当有机酸增加到一定程度时，乳酸菌被杀死，出现酵母菌和霉菌，并逐渐产生亚硝酸。加白酒的作用可抑制杂菌，酒也是一种调味剂，增加醇香感

8、。操作步骤亚硝酸含量的测定1、亚硝酸盐的产生：由假丝酵母产生2、亚硝酸盐的危害：可转变成致癌物质亚硝胺3、亚硝酸盐含量测定：在盐酸算话条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺结合形成玫瑰红色产物，通过目测比较，大致估算亚硝酸盐含量。发酵时期乳酸菌(数量)乳酸(含量)亚硝酸盐(含量)发酵初期 少 (原因：有O2，乳酸菌活动受抑制) 少 增加（硝酸盐还原菌作用） 发酵中期最多(乳酸菌大量繁殖)积累、增多、pH下降下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸分解） 发酵后期 减少 (乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑

9、制）（三）微生物的培养与分离培养基：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。 培养基按照物理性质可分为液体培养基（主要用于工业生产）、半固体培养基（观察细菌运动、鉴别菌种）和固体培养基（主要用于菌种的分离、计数、鉴别）。在液体培养基中加入凝固剂琼脂后，制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。菌落是菌种鉴定的重要依据。 按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。1.加入青霉素的培养基：细菌不生长，酵母菌、霉菌等真菌能生长；2.不加含碳有机物的无碳培养基：分离自养型微生物；3.加入高浓度的食盐的培养基：可选择培养金黄色葡萄球菌

10、等。培养基的化学成分包括：水 、无机盐、碳源、氮源、（生长因子）等。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。单质碳不能作为碳源，含碳有机物是异养型微生物的碳源和能源； 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无机氮源。无机氮源NH3既是硝化细菌的氮源，也是其能源；N2是固氮菌（如根瘤菌）的氮源。消毒与灭菌原理：都是通过使蛋白质变性来抑制微生物的生命活动或杀死微生物。消毒：指使用较

11、为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部一部分微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒常用煮沸消毒法、巴氏消毒法（对于一些不耐高温的液体）、化学药剂消毒、紫外线消毒。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。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。灭菌方法：1、接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；2、 玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法，所用器械是干热灭菌箱；3、培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。制作牛肉膏蛋白胨固体培养基1、称量：牛肉膏黏稠，用称量纸称取；牛肉膏、蛋白胨易吸潮，称取要快、加盖。2、溶化：牛肉膏、称量纸 、少量水加热溶解

12、取纸蛋白胨、NaCl琼脂补水定容调pH。 思考：溶化时为什么要将牛肉膏连同称量纸一起加热? 答：可保证粘附在称量纸上的牛肉膏也能溶于水中,减少误差3、灭菌：4、倒平板：待培养基冷却到50 左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。微生物的接种方法（分离纯化）微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。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散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体（菌落）。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

13、作和涂布平板操作两步。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，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便于纯化菌种。平板划线法操作步骤：P18稀释涂布平板法操作的步骤：P19（真菌：102 、 103 、104倍的稀释液;放线菌：103 、 104 、105倍的稀释液；细菌：104 、 105 、 106倍的稀释液；）在实际操作中，选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在30300之间的平板从而进行计数，为了保证结果准确，一般设置35个平板（至少3个），选择菌落数在30300的平板进行计数，并取平均值。 （每mL样品中的菌株数=（C÷V）

14、×M；C代表计数的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液体积，M代表稀释倍数。）平板划线法与稀释涂布平板法各自的优缺点是什么？1、共同点：都能使细菌纯化；2、不同点：平板划线法不易分离出单个菌落，不能计数；稀释涂布平板法能使单菌落分离，便于计数。3、优缺点： 稀释涂布平板法统计样品中的数目往往比实际数目低，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板观察到的只是一个菌落。菌种培养将接种后的培养基和一个未接种的培养基（起对照作用）一起放入37恒温箱中培养，分别观察并记录结果。菌种的保存对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。（于4的冰箱中保藏。缺点：这种方法保存的时间不长，菌种容易被

15、污染或产生变异。）对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。（菌液与甘油充分混匀后放在-20的冷冻箱中保存。）土壤中分解尿素的细菌的分离与计数尿素-是一种重要的农业氮肥，但尿素不能直接被农作物吸收。只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后，才能被植物利用。土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶。土壤取样：从富含有机物、潮湿、pH7的土壤中取样。铲去表层土3cm左右，在距地表约38cm的土壤层取样。制备培养基：分别配置牛肉膏蛋白胨培养基和以尿素为唯一氮源的选择培养基。（牛肉膏蛋白胨培养基作为对照,用来判断选择培养基是否起到了选择作用）样品的稀释和涂布（设置对照）： 微生物的培养:细

16、菌 3037 12天 放线菌 2528 57天 霉菌 2528 34天计数：每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目操作提示1、取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。2、应在火焰旁称取土壤10 g。将称好的土样倒入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，塞好棉塞。3、在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行。4、实验时要对培养皿作好标记。注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等。6、为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当事先规划时间。菌种鉴定：分解尿素的细菌能合成脲酶酚酞尿素 氨（使培养基碱性增加） 变红分解纤维

17、素的微生物的分离纤维素酶（复合酶）纤维素酶 C1酶 C2酶 葡萄糖苷酶纤维素 纤维二糖 葡萄糖纤维素分解菌的分离红色消失，出现透明圈纤维素酶红色复合物1、方法：刚果红染色法刚果红纤维素2、操作流程鉴别培养基（用选择培养基培养，纤维素作为唯一碳源）（富含纤维素的环境）土壤取样选择培养稀释浓度 涂布平板 挑选产生透明圈的菌落二、酶的应用：（1）酶在果汁生产、洗涤方面的应用酶在果汁生产果胶1、作用：植物细胞壁以及包间层的组要成分之一；在果汁加工中，会影响出汁率并使果汁浑浊。2、成分：半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物。3、特点：不溶于水果胶酶果胶酶作用：果胶 可溶性半乳糖醛酸探究温度和PH对果胶酶活性

18、的影响（P4图）及果胶酶的最适用量酶在洗涤方面的应用加酶洗衣粉：指含酶制剂的洗衣粉，常用的酶制剂有四类。酶制剂种类洗涤原理洗涤的物质种类蛋白酶蛋白质 小分子肽或氨基酸血渍、奶渍脂肪酶脂肪 甘油、脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶淀粉 麦芽糖葡萄糖来自面条的污渍纤维素酶使纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛（2）固定化酶和固定化细胞固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。固定化酶固定化细胞直接使用酶固定酶的种类一种一系列直接加入所需的酶反应适用方法化学结合法、物理吸附法包埋法-催化底物各种物质小分子物质各种物质是否需要营养否

19、是否催化反应单一一系列单一或多种特点优点酶即可与反应物结合，又可与反应物分离，酶可反复利用成本低、操作容易催化效率高耗能低、低污染缺点一种酶只能催化一种或一类反应反应物不易与没接触可能导致反应效率下降对环境条件敏感易失活难回收成本高实例固定化葡萄糖异构酶固定化酵母细胞-固定化葡萄糖异构酶实例-高果糖浆的生产固定化葡萄糖异构酶葡萄糖果糖制备固定化酵母细胞-（发酵葡萄糖溶液）1酵母细胞的活化活化就是处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。2配制物质的量的浓度为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小火间断加热，重复几次，并不断搅拌，直到海藻酸钠融化为止。如

20、果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。4海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合将海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的海藻酸钠溶液，进行充分搅拌，使其混合均匀，在转移至注射器中。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刚配制好的CaCl2溶液中形成凝珠，并浸泡30min（时间）左右。6.蒸馏水冲洗凝珠，除去CaCl2溶液7.发酵（将固定好的酵母细胞加入葡萄糖溶液，置于25下，发酵24h）实验评价如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠浓度偏低，该种凝胶珠包埋的酵母细胞数目少，影响实验效果；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。工业生产中，细胞的固

21、定化技术是在严格无菌的条件下进行的。三、生物技术在其他方面的应用（1）特定成分的提取与分离（DNA,蛋白质，植物有效成分的提取）DNA的粗提取与鉴定1、实验原理提取思路：利用DNA和其他物质在理化性质方面的差异，提取DNA实验原理溶解度：DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液溶解度最低洗涤剂瓦解细胞膜DNA 80以上才会变性嫩肉粉能分解蛋白质DNA的性质DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性强 沸水浴加热呈蓝色DNA的鉴定：DNA+二苯胺选用DNA含量相对较高的生物组织2、操作流程材料的选取 动物（鸡血为例）： 鸡血细胞-加入蒸馏水-搅拌-纱布过滤-收集滤液植物（洋葱为例）：切碎洋葱-加入洗涤剂

22、和食盐-研磨搅拌-过滤取滤液破碎细胞向滤液中加入NaCl时浓度达2mol/L-过滤，取滤液- 加入蒸馏水调节NaCl浓度达0.14mol/L-纱布过滤取滤渣-将纱布上的粘稠物溶于2mol/L NaCl溶液得到含杂质较少DNA的溶液去除杂质将处理后的溶液过滤，加入等体积的95冰酒精溶液DNA析出沸水浴加热5minDNAD的鉴定 DNA+二苯胺 溶液变蓝 PCR扩增DNA片段血红蛋白质的提取和分离1、操作流程分离血红蛋白释放血红蛋白红细胞洗涤方法：离心目的：分离血红蛋白溶液方法：蒸馏水涨破目的：溶血释放血红蛋白白方法：离心去除血浆目的：去除杂蛋白样品处理方法：透析目的：去除小分子杂质粗分离方法：凝胶色谱法原理：相对分子质量不同的分子在凝胶柱中的移动速度不同结果：相对