生物选修一知识点总结归纳

生物选修一知识点总结归纳传统发酵技术的应用果酒和果醋的制作1.制作原理果酒制作：果酒制作的主要菌种是酵母菌，它是一种兼性厌氧型微生物。在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，反应式为+6\stackrel酶果醋制作：果醋制作的菌种是醋酸菌，它是一种好氧细菌。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，反应式为+2\stackrel酶2.实验流程材料的选择和处理：选择新鲜的葡萄，先冲洗，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。灭菌：榨汁机要清洗干净并晾干，发酵装置要清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒。发酵：将葡萄汁装入发酵瓶，要留约1/3的空间。制酒时，温度控制在1825℃，时间为1012天左右，初期可通气使酵母菌大量繁殖，之后密封进行酒精发酵；制醋时，温度控制在3035℃，时间为78天，始终要保证充足的氧气供应。3.结果检测酒精检测：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。具体方法是先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为3mol/L的S3醋酸检测：可通过品尝或用pH试纸检测发酵液的pH来初步判断醋酸的生成情况。腐乳的制作1.制作原理多种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，它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。2.实验流程让豆腐上长出毛霉：将豆腐块平放在笼屉内，将笼屉中的温度控制在1518℃，并保持一定的湿度。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。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。加盐的目的是析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，同时抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。加卤汤装瓶：卤汤由酒和各种香辛料配制而成。酒的含量一般控制在12%左右，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。密封腌制：装瓶后，将瓶口用酒精灯火焰灭菌，迅速用胶条密封。在常温下，一般腌制6个月左右即可成熟。3.注意事项控制好盐的用量，盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。酒精含量要适中，酒精含量过高，会延长腐乳的成熟时间；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，腐乳可能会变质。泡菜的制作1.制作原理泡菜制作的主要菌种是乳酸菌，它是一种厌氧菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，反应式为\stackrel酶2.实验流程选择原料：选择质地鲜嫩、无烂痕、无虫咬的蔬菜，如白菜、萝卜等。配制盐水：按照清水与盐的质量比为4:1的比例配制盐水，将盐水煮沸冷却。煮沸的目的是杀灭盐水中的微生物，冷却后再使用是为了避免高温杀死乳酸菌。装坛：将经过预处理的蔬菜装入坛中，装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，再继续装至八成满，然后注入配制好的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖，向坛盖边缘的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。3.亚硝酸盐含量的测定原理：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。步骤：包括样品处理、制备标准显色液、制备样品处理液、比色等。微生物的培养与应用微生物的实验室培养1.培养基概念：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。营养成分：一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等。此外，还需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，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需要将培养基的pH调至酸性。种类：按物理性质可分为液体培养基和固体培养基，固体培养基用于微生物的分离、鉴定等；按用途可分为选择培养基和鉴别培养基等。选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长，如在培养基中加入青霉素可抑制细菌的生长，从而分离出酵母菌和霉菌；鉴别培养基是根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品，用以鉴别不同种类的微生物，如伊红美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌，其菌落呈深紫色，并有金属光泽。2.无菌技术目的：获得纯净培养物，防止外来杂菌的入侵。方法消毒：常用的方法有煮沸消毒法（如100℃煮沸56分钟）、巴氏消毒法（如在7075℃煮30分钟或在80℃煮15分钟）、化学药剂消毒法（如用酒精、氯气等进行消毒）和紫外线消毒等。灭菌：常用的方法有灼烧灭菌（如对接种环、接种针等金属器具进行灭菌）、干热灭菌（如将玻璃器皿等放在干热灭菌箱中，在160170℃下加热12小时）和高压蒸汽灭菌（一般在压力为100kPa、温度为121℃的条件下，维持1530分钟）。3.微生物的纯化培养平板划线法：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，即菌落。稀释涂布平板法：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。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1.筛选原理土壤中有许多细菌能够利用尿素作为氮源，因为它们能合成脲酶，将尿素分解成氨。在以尿素为唯一氮源的培养基中，只有能合成脲酶的细菌才能生长繁殖，因此可以通过该培养基筛选出能够分解尿素的细菌。2.统计菌落数目常用方法：稀释涂布平板法。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。计算公式：每克样品中的菌株数=×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分解纤维素的微生物的分离1.纤维素酶组成：纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即酶、酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。2.筛选方法刚果红染色法。刚果红能与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，在培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。3.实验流程土壤取样→选择培养（此步骤可省略）→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落。植物的组织培养技术菊花的组织培养1.植物组织培养的原理植物细胞具有全能性，即已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。2.基本过程外植体（离体的植物器官、组织或细胞）经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再经过再分化形成胚状体或丛芽，进而发育成完整的植株。脱分化是指已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程；再分化是指愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程。3.影响植物组织培养的因素材料：不同植物材料的组织培养难度不同，同一种植物材料，其年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果，如菊花的组织培养，一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。营养：常用的培养基是MS培养基，主要成分包括大量元素（如N、P、K等）、微量元素（如Fe、Mn、Zn等）和有机物（如甘氨酸、维生素、蔗糖等）。植物激素：在植物组织培养中，生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的形成。环境条件：pH、温度、光照等条件也会影响植物组织培养。一般将pH控制在5.8左右，温度控制在1822℃，每日用日光灯照射12小时。4.实验操作步骤制备MS固体培养基：配制各种母液，配制培养基，灭菌。外植体消毒：选取合适的外植体，用流水冲洗后，先用体积分数为70%的酒精消毒，再用质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒，最后用无菌水冲洗。接种：在无菌操作台上，将消毒后的外植体接种到培养基上。培养：将接种后的锥形瓶放在无菌箱中培养，培养期间定期消毒。移栽：将生根的苗移栽到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中。栽培：移栽后的幼苗要给予适当的光照、水分等条件，使其健康生长。月季的花药培养1.被子植物花粉的发育过程花粉是由花粉母细胞经过减数分裂形成的，其发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。在单核期，又可分为单核居中期和单核靠边期。2.产生花粉植株的两种途径一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株；另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。这两种途径主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。3.影响花药培养的因素材料的选择：不同植物的诱导成功率很不相同；就同一植物来说，亲本植株的生理状况对诱导成功率也有直接影响；合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素，一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。培养基的组成：培养基的成分及配比会影响花药培养的效果，特别是植物激素的种类和用量。其他因素：如温度、pH、光照等环境条件也会对花药培养产生一定影响。4.实验操作步骤材料的选取：选择合适的月季花蕾，确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法，对于某些花粉细胞核不易着色的植物，还可用焙花青铬矾法。材料的消毒：将花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡30s，立即取出，在无菌水中清洗，然后用质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒24min，最后用无菌水冲洗35次。接种和培养：接种时要注意不要损伤花药，否则接种后容易从受伤部位产生愈伤组织；培养过程中，一般先进行避光培养，当幼小植株形成后才需要光照。酶的研究与应用果胶酶在果汁生产中的作用1.果胶酶的作用果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。2.酶的活性与影响酶活性的因素酶的活性：是指酶催化一定化学反应的能力，其高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等。在最适温度和最适pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；而在低温下，酶的活性降低，但不会失活。3.探究果胶酶活性的最适条件实验设计思路：可以通过设置一系列梯度的温度或pH，分别测定在不同温度或pH条件下果胶酶的活性，从而确定果胶酶活性的最适温度或pH。实验变量控制：自变量为温度或pH，因变量为酶的活性（可以用果汁的澄清度、出汁率等指标来表示），无关变量如底物浓度、酶浓度、反应时间等要保持相同且适宜。探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1.加酶洗衣粉的种类及作用原理种类：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蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶四类。作用原理：蛋白酶可将蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，能除去血渍、奶渍等；脂肪酶可将脂肪水解成甘油和脂肪酸，能除去油渍；淀粉酶可将淀粉水解成麦芽糖等，能除去粥渍、面条渍等；纤维素酶虽然不能直接去除衣物上的污垢，但它可以使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果，同时还能使衣物增白、柔软，保持衣物的色泽。2.影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素温度：酶的活性受温度影响，不同的酶有不同的最适温度，一般来说，加酶洗衣粉在适宜的温度下洗涤效果最佳。酸碱度：过酸或过碱会影响酶的活性，从而影响洗涤效果。表面活性剂：洗衣粉中的表面活性剂会影响酶的活性，不同类型的表面活性剂对酶的影响不同。水质：硬水中的钙、镁离子等会与某些酶结合，降低酶的活性。3.探究加酶洗衣粉的洗涤效果实验设计：应遵循单一变量原则，如探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果时，自变量为洗衣粉的种类，其他条件如衣物的大小、污渍的种类和量、水温、洗涤时间等要保持相同且适宜。实验结果评价：可以通过观察和比较污渍的残留情况来评价洗涤效果，也可以用比色法等定量方法来测定污渍的去除程度。酵母细胞的固定化1.固定化酶和固定化细胞技术概念：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。方法：包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。包埋法是将酶或细胞包埋在细微网格或凝胶中，如将酵母细胞包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中；化学结合法是将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上；物理吸附法是将酶或细胞吸附在载体表面。一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。2.固定化酵母细胞的制备制备流程：酵母细胞的活化→配制物质的量浓度为0.05mol/L的Ca注意事项在酵母细胞活化过程中，要让干酵母与蒸馏水充分混合，放置一段时间，使酵母细胞恢复正常的生活状态。配制海藻酸钠溶液时，要小火、间断加热，避免海藻酸钠焦糊。海藻酸钠溶液与酵母细胞混合时，要冷却至室温后再混合，防止高温杀死酵母细胞。在将混合液滴加到Ca3.固定化细胞的优点与直接使用酶相比，固定化细胞制备成本更低，操作更容易；与游离的细胞相比，固定化细胞可以重复使用，能提高生产效率，降低生产成本。生物技术在其他方面的应用DNA的粗提取与鉴定1.提取原理DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在0.14moDNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质等物质溶于酒精，因此可以用酒精进一步提纯DNA。DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下会呈现蓝色，因此可以用二苯胺试剂来鉴定DNA。2.实验步骤材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织，如鸡血细胞液等。破碎细胞，获取含DNA的滤液：对于鸡血细胞，可加入一定量的蒸馏水，使细胞吸水涨破，然后过滤得到含DNA的滤液。去除滤液中的杂质：通过控制NaDNA的析出与鉴定：向滤液中加入冷却的酒精，使DNA析出，然后将析出的DNA溶解在Na多聚酶链式反应扩增DNA片段1.PCR原理PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。它利用了DNA半保留复制的原理，通过控制温度使DNA双链解离和结合，在DNA聚合酶的作用下，以四种游离的脱氧核苷酸为原料，以解开的每一段母链为模板，合成与母链互补的子链。2.PCR的反应过程变性：当温度上升到90℃复性：温度下降到50℃延伸：温度上升到72℃左右时，在DNA聚合酶的作用下，以从引物的端向端延伸，合成与模板互补的DNA链。3.PCR反应体系的成分及作用模板DNA：提供DNA复制的模板。引物：与模板DNA单链的特定序列互补配对，引导DNA聚合酶开始合成DNA链。四种脱氧核苷酸：提供DNA合成的原料。热稳定DNA聚合酶（Taq酶）：在高温下仍能保持活性，催化DNA的合成。缓冲液：维持反应体系的pH等条件稳定。4.实验操作及注意事项在微量离心管中依次加入各组分：按照一定的比例和顺序加入模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、Taq酶和缓冲液等。将离心管放入PCR仪中