选修1要点总结

选修1要点回顾2013.4.25考点一、生物技术在食品加工中的应用：发酵食品加工的基本方法一、发酵：广义：是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。所以：发酵尹无氧呼吸。应用：酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。二、果酒制作的原理：菌种：酵母菌，单细胞真核生物，异养兼性厌氧型，适宜条件下出芽生殖1、酵母菌的兼性厌氧生活方式：在有氧条件下，有氧呼吸，大量繁殖（无性的出芽生殖）。在无氧条件下，酒精发酵。繁殖的最适温度：20°C；酒精发酵的最适温度：18~25°Co在缺氧、20°C左右（一般将温度控制在18-25°C,最适为20°C）、呈酸性的发酵液中，酵母菌可繁殖并进行酒精发酵。而绝大多数其它微生物都因无法适应这一环境而受到抑制o2、温度对发酵的影响：酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于1O°C,酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高，繁殖速度加快，20°C时为最佳繁殖温度，此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35°C,酵母菌生长受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40°C酵母菌停止出芽，开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少究竟的损耗，必须控制好发酵温度。3、防止发酵液被污染的措施：榨汁机要洗净并晾干、发酵瓶要洗净并用70%的酒精消毒、装入葡萄汁后要密封4、葡萄酒呈红色的原因：在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。三、果醋制作的原理：菌种：醋酸菌，原核生物，异养需氧型，二分裂生殖1、酒变醋的原理：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。CHOH+O9^CHCOOH+H0（发酵条件：温度适宜、适时通气、控制糖源供应）2、控制发酵条件的作用：①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。②醋酸菌最适生长温度为30〜35°C,控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。3、醋酸菌的来源：菌种可以至U当地生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买。也可以从食醋中分离醋酸菌。藁酒果醋的制作流程：挑选葡萄…冲洗…榨汁…酒精发酵…果酒（…醋酸发酵…果醋）四、腐乳制作的原理：菌种：毛霉，真核生物，异养需氧，抱子生殖1、多林微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌。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O2、腐乳制作的实验流程：让豆腐上长出毛霉9加盐腌制9加卤汤装瓶9密封腌制（1）毛霉的生长：将受腐块平放在笼屉内，将笼屉中的控制在15〜18°C,并保持一定的温度。约48小时后，毛霉开始生长，3天后菌丝生长旺盛，5天后豆腐块表面布满菌丝。豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉抱子，而现代的腐乳生产是在严格无菌的条件下，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。（2）加盐腌制：将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中，同时逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐腌制的时间约为8天左右。加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂。同时，盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。（即脱水、杀菌、调口味）（3）配制卤汤：卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量一般控制在12%左右。加酒可以抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。香辛料可以调制腐乳的风味，也具有防腐杀菌的作用。3、实验注意事项（1）控制好材料的用量：①用盐腌制时，注意控制盐的用量，盐的浓悯:低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高会影响腐乳的口味。②卤汤中酒的含量应控制在12%左右，酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐孚成熟期延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物的生长，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。③所用豆腐含水量在70%左右，含水量过高不易成形。（2）防止杂菌污染：①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。②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。③越接近瓶口，杂菌污染的可能性越大，因此要随着豆腐层数的加高加盐量要增加，接近瓶品表面的盐要铺的厚一些。考点二、酶的应用：酵在洗涤等方面的应用；制备和应用固相酶一、酶在洗涤等方面的应用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、纤维素酶。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。碱性蛋白酶能将血渍、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，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉、纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更强的去污能力。酶制剂的特点：能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高的温度,并且通过特殊的化学物质将酶层层包裹，与洗衣粉其他成分隔离。2、影响酶活性的因素有温度、酸碱度和表面活性剂。酶不能直接添加到洗衣粉中，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。3、加酶洗衣粉能减少对环境的污染，因为加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。（普通洗衣粉的化学成分有：表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白粉等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素，以及填充剂等。）普通洗衣粉II加酶洗衣粉相同点表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开，水软化剂可以分散污垢不同点酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易容于水，从而与纤维分开4、可在洗涤后比较污物的残留状况，如：已消失、颜色变浅、面积缩小等来判断洗涤效果。二、制备和应用固相酶1、固定化酶是指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的酶。原理：用物理或化学的方法将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既易催化反应，又易于回收，可以重复使用。2、使用固W化酶技术，将这种酶固定在一种颗粒状载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提局了果糖的产量和质量。固定化酶和固定化细胞是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，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法o一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。包埋法法固定化细胞对将微生物细胞包埋在不溶于水的载体中。常用的载体材料有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。固定化细胞是在固定化酶的基础上发展起来的，它的优点如下［了解，要求记表中内容］:⑴省去了酶的分离手续•为多酶系统；⑵细胞生长快,而且多，反应快；（3）可以连续发酵，节约了成本,而且在蒸馅和提取前不用分离去细胞，能一边徘出发酵液，一边进行培养，排除了产物抑制和消耗；⑷保持酶在细胞内的原始状况增加了酶的稳定,特别是对污染因子的抵抗力增加.缺点：⑴必须保持菌体的完整,防止菌体自溶，否则，将影响产品纯度；⑵必须防止细胞内蛋白酶对所需酶的分解，同时，需抑制胞内其他酶的活性防止副产物的形成；（3）细胞膜，壁会阻碍底物渗透和扩散。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；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离，固定在载体上的酶还可以被反复利用。一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的。固定化细胞成本低，操作更容易。固定后的酶或细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果卜降等。

应用：1、某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。（1）酵母细胞的固定采用的方法是包埋法。（2）请完善该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞过程的步骤活塞活塞Z卜・・/长导管①配制氯化钙溶液时应用蒸馅水。②海藻酸钠溶解应用小火间断加热，边搅拌边加热。③海藻酸钠溶液必须冷却至室温才能加入酵母细胞。④注射器中活塞活塞Z卜・・/长导管（3）该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在无菌条件下进行。加入反应液后的操作是关闭活塞1和活塞20装置的长导管起到什么作用？释放cq,减小反应柱内压力；防止空气进入反应柱。（4）实验过程中，可能会观察到的现象：有气泡产生、有酒味散发实验过程中，装置内可能会发生的反应式为：（有氧呼吸、无氧呼吸产生酒精和二氧化碳）应用：2、麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中，啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。下面是利用固定化酵母细胞发酵生产啤酒的实验过程：搅拌，静置lh。步骤1：酵母细胞的活化。称取lg干酵母置于50mL烧杯中，加IOmL搅拌，静置lh。步骤2：配制物质的量浓度为0.05mol/L的氯化钙（CaCI）溶液。步骤3：配制海藻酸钠溶液。称取0.7g海藻酸钠置于50ml烧杯中，加IOmL蒸馅水，烧杯放在酒精灯上用小火或间断加热。步骤4：在冷却至常温的海藻酸钠溶液中加入活化的酵母细胞，充分混合后转入注射器步骤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配制好的氯化钙（CaCIJ溶液中形成凝胶珠，让凝胶珠在氯化钙（CaCI,）溶液中浸泡30分钟。步骤6：固定化酵母细胞（凝胶珠）用蒸馆水沛洗2〜3次。步骤7：将适量的凝胶珠放人500mL锥形瓶中，加300mL已消毒的麦芽汁，封口于25°C下发酵。仔细阅读上述过程，回答下列问题：⑴步骤6用蒸馅水冲洗2〜3次的目的是：洗去杂质（氯化钙用1杂菌，防止污染。⑵发酵产物酒精可用重铭酸钾进行检验，但需在酸性性条件下才呈现灰绿色。金取和分离考点三、（3）如何检验凝胶珠的质量是否合格？（方法一是用镶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。方法二是在实验桌上用力摔打凝％、提取DNA的方法DNA的粗提取与鉴定金取和分离考点三、、提取DNA的方法提取生物大分子的基本思路是o对于DNA的粗提取而言，就是要利用、等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。（选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子；DNA与RNA、蛋白质和脂质）1）DNA的溶解性DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的中溶解度不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。（NaCI溶液；DNA）此外，DNA不溶于溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离o（酒精）2）DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性蛋白酶能水解，但是对没有影响。大多数蛋白质不能忍受60—80oC的高温，而DNA在以上才会变性。洗涤剂能够瓦解，但对DNA没有影响。（蛋白质；DNA；80oC；细胞膜）3）DNA的鉴定在条件下，DNA遇会被染成色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。（沸水浴；二苯胺；蓝色）方案一：30mL滤液+35gNaCl-同方向搅拌，DNA溶解一加入蒸馅水一DNA析出一过滤得到过滤物f放到2mol/LNaCl溶液中溶解-DNA-NaCl溶解液方案二：30niL滤液+嫩肉粉（木瓜蛋白酶）一静置10〜15分钟一DNA滤液方案三：30滤液一60〜67°C处理一过滤获得DNA滤液二、实验设计实验操作制备福血细胞液加柠檬酸钠，静置或离心I破碎细胞，释放DNA…加蒸馅水，同一方向快速通方向搅拌If过滤，除去细胞壁、细胞膜等。溶解核内DNA加入NaCl至2mol/L,同一方向缓慢搅拌IDNA析出加蒸馅水至0.14mol/L,过滤，在溶解到2mol/L溶液中If除去细胞质中的大部分物质。DNA初步纯化与等体积95%冷却酒精混合，析出白色丝状物除去核蛋白、RNA、多糖等。DNA鉴定二苯胺，沸水浴，呈现蓝色1）实验材料的选取凡是含有的生物材料都可以考虑，但是使用的生物组织，成功的可能性更大。（DNA、DNA相对含量较高）在下面的生物材料中选取适合的实验材料:鱼卵、猪肝、菜花（花椰菜）、香蕉、鸡血、哺乳动物的红细胞（绝对不能选用，为什么？）、0弥猴桃、洋葱、豌豆、菠菜、在液体培养基的大肠杆菌2）破碎细胞，获取含DNA的滤液动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的,同时用搅拌，过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞，需要先用溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的和,进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。（蒸馅水、玻璃棒；洗涤剂；洗涤剂、食盐）3）去除滤液中的杂质4）DNA的析出与鉴定将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积、冷却的,静置,溶液中会出现,这就是粗提取的DNA。用玻璃棒搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。（相等、酒精溶液；2〜3min；白色丝状物、沿一个方向）取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为的NaCl溶液5ml,将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加人4ml的。混合均匀后