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文档简介

1、葛洲坝中学高二年级生物学案选修一生物技术实践读记背学习纲要 班级: 姓名: 专题一 传统发酵技术的应用高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生课题一 果酒和果醋的制作高中生1、发酵:通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。高中生物选修2、有氧发酵:醋酸发酵 谷氨酸发酵 ·无氧发酵:酒精发酵 乳酸发酵 高中生物选修3、酵母菌是异养兼性厌氧型微生物真菌 ·酵母菌的生殖方式:出芽生殖(主要) 孢子生殖(有性生殖)4、在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖 C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量5、在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。 C6H12O62C2H

2、5OH2CO2高能量6、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 高中生7、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.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,使葡萄酒呈现深红色.在缺氧 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。高中生物选修一生物技术实践知识点8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂,最适温度3035中生物选修9、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。 方

3、程式: C2H5OHO2CH3COOHH2O高中生10、实验流程:挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒(醋酸发酵果醋)高中生物选修一生物技术实践知识11、酒精检验:果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液2L,再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43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,观察颜色高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选修一12、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;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

4、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。高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选修一生物技术实践 知识点总结专题一 传统发酵技术的应用课题一 果酒和果醋的制作1、发酵课题二 腐乳的制作高中生物1、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,有多个细胞核。有发达的白色菌丝,分为匍匐菌丝(在基内)和直立菌丝(在基外)。代谢类型是异养需氧型。生殖方式是孢子生殖。(无性生殖)2、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

5、氨基酸;脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。高中生物选修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高中生物选修一生4、酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。前期发酵的主要作用:1.创造条件让毛霉生长。2.使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型痕弥移后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过各种辅料与酶的缓解作用,生成腐乳的香气5、将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70左右,水分过多则腐乳不易成形。6·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1518,并保持一定的湿度。高中来源:1.来自空气中

6、的毛霉孢子,2. 直接接种优良毛霉菌种高中时间:5天高中生物选修生物7·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。高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选修8·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,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高会影响腐乳的口味高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选修一生物技术实践 知识点总结专题一999·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

7、烂3.调味作用,给腐乳以必要的咸味4.浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选10·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。高中11·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。高1212·香辛料的作用:1.调味作用2.杀菌防腐作用3.参与并促进发酵

8、过程高中生1313·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 制作泡菜高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选修一生物技术实践 知识点总结专题一 传统发酵酸发酵 ·无氧发酵:酒精发酵 乳酸发酵 3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌 ·拉动1·制作泡菜所用微生物是乳酸菌 ,其代谢类型是异养厌氧型。在无氧条件下,将糖分解为乳酸 。分裂方式是二分裂。反应式为:C6H12O62C3H6O3+能量 含抗生素牛

9、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。乳酸杆菌常用于生产酸奶。2·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。亚硝酸盐含量发酵时间(d)3、膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,国家规定肉制品中不超过30mg/kg,酱腌菜中不超过20mg/kg,婴儿奶粉中不超过2mg/kg。亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外,但在适宜pH 、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选修一生物技术实践 知识点总结专题一 传统发酵技术的应用课题一 果酒和果醋的制作1、发酵:通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物

10、的过程。2、有氧发酵:醋酸发酵 谷氨酸发酵 ·无氧发酵:酒精发酵 乳酸发酵 3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌 ·拉动甜族掖凡冬箍耸达肿医即扎傈跺械司坎附佐滑刹钮哥售膜勿厚研预爵碧窥流障鬼癣肩虱梭袜加歌埋惨锯均桥舶献然斜裤锋叛枫靴秽茄痕弥移翟4·一般在腌制10天后亚硝酸盐含量开始降低,故在10-20天之后食用最好高。中生物选修一生物技术实践知识点总结5测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与 N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色,与已知浓度的标准显色液目测比较,估算泡菜中亚硝酸盐含量。高中生物选修一生物技术实践知识点

11、总结高中生物选修一生物技术实践 知识点总结专题一 传统发酵技术的应用课题一 果酒和果醋的制作1、发酵:通过微生物 专题二 微生物的培养与应用高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选修一生物技术实践 知识点总结专题一 传统发酵课题一 微生物的实验室培养高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选修一生物技术1·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,是进行微生物培养的物质基础。2·培养基按照物理性质可分为液体培养基 半固体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂(是从红藻中提取的一种多糖,在配制培养基中用作凝固剂,熔点是98,

12、凝固点是44)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。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液体培养基应用于工业或生活生产,固体培养基应用于微生物的分离和鉴定,半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。3·按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成,其中成分的种类比例明确,常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成,常用于实际工业生产。高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选修一生物技术实践 知识点总结专题一 传统发酵技术的应用4·按照培养基的用途,可将培养

13、基分为选择培养基和鉴定培养基。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。高中生物选修一生物技术实践知5·培养基的化学成分包括 水 、 无机盐 、 碳源 、 氮源 、生长因子等。高中生物选修一生物技术实践知识点总6·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。7·氮源:能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N

14、2、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N2。NH3既可以作为硝化细菌的氮源也可以做其能源8·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,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性,培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性,培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件高中生物选修一生物技术实践知识点9·无菌技术·获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,要注意以下几个方面:高中生物选修一生物技术0 实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒

15、。高中 将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。高中生物选为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。高中生物物实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。高无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还能有效避免操作者自身被微生物感染。10·消毒与灭菌的区别高中生物选修一生物技术实践知识点总结高中生物选修一生物技术实践 知识点总结专题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)。消毒方法常用煮沸消毒法,巴氏消毒法(对于一些不耐高温的液体)还有化学药剂(如酒精、氯气、石

16、炭酸等)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。11、灭菌方法:接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法;高中生物选玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法,所用器械是干热灭菌箱 ;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 。高中生比较项理化因素的作用强度消灭微生物的数量芽孢和孢子能否被消灭消毒较为温和部分生活状态的微生物不能灭菌强烈全部微生物能12、 制作牛肉膏蛋白胨固体培养基高(1)方法步骤:计算称量溶化调PH、分装、封口灭菌倒平板。(2)倒平板操作的步骤:将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌

17、面上,右手拿装有培养基的锥形瓶,左手拔出棉塞。高中生右手拿锥形瓶,将瓶口迅速通过火焰。用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(约1020mL)倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖。等待平板冷却凝固,大约需510min。然后,将平板倒过来放置,使培养皿盖在下、皿底在上。13·倒平板操作的讨论高中(1)培养基灭菌后,需要冷却到50左右时, 可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时,就可以进行倒平板了。(2)为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰?通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基。高中生物(3)平板冷凝后,为什么要将平板倒置?

18、答:平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,可以防止皿盖上的水珠落入培养基,避免划线接种和菌落的培养困难。还可以避免使培养基表面的水分过分地挥发。生产大量代谢(4)在倒平板的过程中,如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,这个平板还能用来培养微生物吗?为什么?高答:空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生,因此最好不要用这个平板培养微生物。高14.纯化大肠杆菌高中生物选修一(1)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。(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散到培养基的表面。在数次划线后

19、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,这就是标准菌落。(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。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。(4)用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是: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。高(5)平板划线法操作步骤:将接种环放在火焰上灼烧,直到接种环烧红。在火焰旁冷却接种环,并打开棉塞。将试管口通过火焰。将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。将试管通过火焰,并塞上棉塞。左手将皿盖打开一条缝隙,右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平

20、板内,划三至五条平行线,盖上皿盖。注意不要划破培养皿。灼烧接种环,待其冷却后,从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作,在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连。将平板倒置放入培养箱中培养。15·平板划线操作的讨论高中生物选修一生(1) 为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?在划线操作结束时,仍然需灼烧接种环吗?为什么?酵高答:操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物;每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端,从而通过划线次数的增加

21、,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环,能及时杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。高中生物(2) 在灼烧接种环之后,为什么要等其冷却后再进行划线?高:以免接种环温度太高,杀死菌种。、(3)在作第二次以及其后的划线操作时,为什么总是从上一次划线的末端开始划线?高中生物选修一生物技术实践知答:划线后,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,每次从上一次划线的末端开始,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。高中生物选修技术的应用课题一 果酒和(6)涂布平板操作的步骤:将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。取少量菌液,滴加到

22、培养基表面。高将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却810s。用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。16、菌种的保存高中生物选修(1)对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。临时保藏方法:将菌种接种到试管的固体斜面培养基上,在合适的温度下培养。当菌落长成后,将试管放4的冰箱中保藏。以后每36个月,都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上。缺点:这种方法保存的时间不长,菌种容易被污染或产生变异。(2)对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法。高中生物在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的冷冻箱中保

23、存。疑难解答高中生(1)生物的营养高中生物选修一生物吸收营养是指生物摄取、利用营养物质的过程。营养物质是指维持机体生命活动,保证发育、生殖所需的外源物质。人及动物的营养物质:水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类。高中生物植物的营养物质:矿质元素、水、二氧化碳等三类。微生物的营养物质:水、无机盐、碳源、氮源及特殊营养物质五类。高(2)确定培养基制作是否合格的方法高中生物选修一生物将未接种的培养基在恒温箱中保温12天,无菌落生长,说明培养基的制备是成功的,否则需要重新制备。高中生 课题二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数高中生物选修一1、尿素 是一种重要的农业氮肥,尿素并不能直接被农作物吸收

24、。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,是因为他们能合成脲酶高中,尿素被分解的方程式是: 。 尿素最初是从人的尿液中发现的高中生物2、筛选菌株高修一生物(1)实验室中微生物的筛选应用的原理高中生物选修一生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。高中生物选修一生物技术实践知(2)选择性培养基高,在微生物学中,将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。高中生物选修一生物技痕弥(3)配制选择培养基的依据高中生物选修一生物根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物

25、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。3.统计菌落数目高中(1)测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。(2)稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理高中生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细菌。为了保证结果准确,一般设置35个平板,选择菌落数在30300的平板进行计数,并取平均值。统计的菌落数往往比活菌的实际数目低,因此,统计结果一般用菌落数而不是活菌

26、数来表示。4.设置对照高生物选修设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响,提高实验结果的可信度。对照实验是指除了被测试的条件以外,其他条件都相同的实验,其作用是比照试验组,排除任何其他可能原因的干扰,证明确实是所测试的条件引起相应的结果。5.实验设计高实验设计包括实验方案,所需仪器、材料、用具和药品,具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑和安排。(1)土壤取样:同其他生物环境相比,土壤中的微生物,数量最大,种类最多。在富含有机质的土壤表层,有更多的微生物生长。从富含有机物、潮湿、pH7的土壤中取样。铲去表层土,在距地表约38cm的土壤层取样。(2)样品的稀释:样品的稀释程度将

27、直接影响平板上生长的菌落数目。在实际操作中,通常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、适于计数的平板。测定土壤中细菌的数量,一般选用104 105 106高中生测定放线菌的数量,一般选用103 104 105高中生测定真菌的数量,一般选用102 103 104高中生物选微生物的培养与观察高中生 (3)不同种类的微生物,往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌3037 12天放线菌2528 57天 霉菌2528 34天高中生每隔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。一般来说,在一定的培养条件下(相同

28、的培养基、温度及培养时间),同种微生物表现出稳定的菌落特征。形状、大小、隆起程度、颜色6、疑难解答高中(1)如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数?高中生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高中生,物每克样品中的菌落数=(C/V)*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代表稀释倍数高中生物选修一生物技术实践知识点总 课题三 分解纤维素的微生物的分离高中生物选修一生物技术1、 1、纤维素,一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是地球上含量最丰富的多糖类物质。高中生物选修2、纤维素与纤维素酶

29、高中(1)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,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX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。纤维素最终被水解成葡萄糖,为微生物的生长提供营养。高中3、纤维素分解菌的筛选高中生物(1)筛选方法: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高刚果红是一种染料,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。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

30、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。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。高中生物选修一生4、分离分解纤维素的微生物的实验流程高中生土壤取样选择培养(此步是否需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定)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高中生物选修一(1)土壤采集 选择富含纤维素的环境。(2)刚果红染色法分离纤维素分解菌的步骤 倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板高中生物选(3)刚果红染色法种类一种是先培养微生物,再加入刚果红进行颜色反应,另一种是在倒平板时就加入刚果

31、红5、课题延伸高中生物对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选后,只是分离纯化的第一步,为确定得到的是纤维素分解菌,还需要进行发酵产纤维素酶的实验,纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。纤维素酶的测定方法,一般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。高中生物选修一生物技术实践知识点6、疑难解答高(1)为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌?高由于生物与环境的相互依存关系,在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对提高,因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。(2)将滤纸埋在土壤中有什么作用?你认为滤纸应该埋进土壤多深?高中将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解

32、菌相对聚集,实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10cm左右腐殖土壤中。(3)两种刚果红染色法的比较高中生物选修一生物技术锋叛枫靴秽茄痕弥移翟方法一是传统的方法,缺点是操作繁琐,加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂;其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便,不存在菌落混杂问题,缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质,可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊,因为培养基中纤维素占主要地位,因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是:有些微生物具有降解色素的能力,

33、它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈,与纤维素分解菌不易区分。(4)为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物? 在选择培养的条件下,可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖,而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“浓缩”的作用。移专题三 植物的组织培养技术 课题一 菊花的组织培养1、细胞分化:在生物个体发育过程中,细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。其实质是 基因的选择性表达 ,即同种生物体内各个不同的体细胞中所含的 DNA 相同 RNA 不同。2、愈伤组织是通过 脱分化 形成的,其细胞排列 疏松无规则 ,高度 液泡化 ,呈 无定形 状态

34、的 薄壁 细胞3、植物组织培养的过程: 离体植物组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 丛芽 丛根植物体 ,运用的原理是细胞的全能性,即每个体细胞里含有 发育成完整植株所必需的全部 基因。4、植物组织培养技术的应用有:实现优良品种的快速繁殖;培育脱毒作物;制作人工种子;培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。影响植物组织培养的条件:材料:植物的种类、材料的 年龄 和 保存时间长短 等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择 未开花植株的茎上部新萌发的侧枝 作材料。一般来说,容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。选取生长旺盛嫩枝进行组培的是嫩枝生理状态好,容易诱导脱分化和再分化。营养:常用的培养

35、基是 MS 培养基,其中含有的大量元素是 N、P、K、Ca、Mg 、S ,微量元素是 B、Mn、Cu、Fe、Mo、I、Co ,有机物是 甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖 等。激素:在培养基中需要添加 生长素 和 细胞分裂素 等植物激素,其 浓度 、 使用顺序 、 用量的比例 等都影响结果。5、启动细胞分裂、分化的关键性激素是 生长素、 细胞分裂素 。 分裂素等植物激素,其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。使用顺序实验结果先生长素,后细胞分裂素有利于分裂但不分化先细胞分裂素,后生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高生长素 细胞分裂素比值与结果比值高时促根分化,抑芽形成比值低时促芽

36、分化,抑根形成比值适中促进愈伤组织生长 +6、环境条件: PH 、 温度 、光等环境条件。菊花组培所需PH为 5.8 ,温度为 18-22 ,光照条件为每日用日光灯照射 12h 。7、配制培养基:应加入的物质有琼脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液,并用蒸馏水定容到1000毫升。8、在菊花组织培养中,可以不添加植物激素,原因是菊花茎段组织培养比较容易。MS培养基的灭菌方式:高压蒸汽灭菌。9、MS培养基中各种营养物质的作用是什么?与肉汤培养基相比,MS培养基有哪些特点?大量元素和微量元素提供植物细胞所必需的无机盐;蔗糖提供碳源,维持细胞渗透压;甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离

37、体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主,MS培养基则需提供大量无机营养。10、外植体的消毒: 外植体菊花茎段用流水冲洗后可加少许洗衣粉,用软刷轻轻刷洗,刷洗后在流水下冲洗20min左右。用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分,放入体积分数为70%的酒精中摇动23次,持续67s,立即将外植体取出,在无菌水中清洗。取出后仍用无菌吸水纸吸干外植体表面水分,放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中12min。取出后,在无菌水中至少清洗3次,漂洗消毒液。注意:对外植体进行表面消毒时,就要考虑药剂的消毒效果,又要考虑植物的耐受能力。11、 接种:接种过程中插入外植体时

38、形态学上端朝上,每个锥形瓶接种78个外植体。外植体接种与细菌接种相似,操作步骤相同,而且都要求无菌操作。专题二 月季的花药培养1、被子植物的雄蕊通常包含花丝、花药两部分。花药为囊状结构,内部含有许多花粉。花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的,因此,花粉是单倍体的生殖细胞。被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。在小孢子四分体时期,4个单倍体细胞连在一起,进入单核期时,四分体的4个单倍体细胞彼此分离,形成4个具有单细胞核的花粉粒。这时的细胞含浓厚的原生质,核位于细胞的中央(单核居中期)。随着细胞不断长大,细胞核由中央移向细胞一侧(单核靠边期),并分裂成1个生殖细胞核和1

39、个花粉管细胞核,进而形成两个细胞,一个是生殖细胞,一个是营养细胞。生殖细胞将在分裂一次,形成两个精子。所以植物精子的形成过程包括的分裂方式有 减数分裂 和 有丝分裂 。2、花药培养产生花粉植株的两条途径: 花粉 脱分化 胚状体 分化 丛芽 诱导 生根 植物体 、 花粉 脱分化 愈伤组织 再分化 丛芽 诱导 生根 植物体 两种途径 没有绝对的界限,主要取决于培养基中 激素的种类和比例 。注意:无论哪种产生方式,都要先诱导生芽,再诱导生根胚状体:植物体细胞组织培养过程中,诱导产生的形态与受精卵发育成的胚非常类似的结构,其发育也与受精卵发育成的胚类似,有胚芽、胚根、胚轴等完整结构,就像一粒种子,又称

40、为细胞胚。3、花药培养得到的是 单倍体 植株,其特点是 植株矮小,抗逆性差,不育 ,若要得到可育的植株采取的方法是 用秋水仙素处理幼苗植株 ,这种方法和单倍体育种相结合,具有 明显缩短育种年限,得到纯合体 的优点。4、花药培养的原理是: 细胞全能性 ,即, 花药细胞含有发育成完整植株所必需的全部基因,其实验流程包括 材料的选取 、 材料的消毒 、 接种 、 培养 和 移栽 ,材料的选取:选择花药时,一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法。但是,某些植物的花粉细胞核不易着色,需采用焙花青-铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色,在材料的消

41、毒这个步骤当中,其具体的操作是:花蕾用 体积分数70%的酒精 浸泡30s 无菌水 中清洗 无菌吸水纸吸干表面的水分 质量分数为 0.1%的 的 氯化汞 溶液中2-4min 无菌水冲洗3至5次; 在整个培养的过程当中,光照是如何控制的? 开始不需要光照,幼小植株形成后需要光照 。 ·专题4 酶的研究与应用课题1 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1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、淀粉酶和纤维素酶。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。同样道

42、理,其他酶也是将大分子物质分解为小分子物质,从而使洗衣粉具有更好的去污能力。2、使用加酶洗衣粉时,影响酶活性的因素有温度 、酸碱度、表面活性剂等,为此,科学家通过基因工程生产出了特殊的酶,并制成酶制剂,解决了这个问题。3、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,减少对环境的污染。4、普通洗衣粉中通常包含有:表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分,有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素,以及填充剂等。5、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,最好能进行定量的比较。6、普通洗衣粉与加酶洗衣粉的联系与区别  普通洗衣粉加酶洗衣

43、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;等等。不同点酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易于溶于水,从而与纤维分开。课题3 酵母细胞的固定化1、高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆,能将葡萄糖转化为果糖的酶是葡萄糖异构酶。2、使用固定化酶技术,将这种酶固定在一种颗粒状的载体上,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

44、大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。3、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。4、一般来说,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定,而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞体积比酶分子的体积大;体积大的细胞难以被吸附或结合,而个小的酶容易从包埋材料中漏出。5、包埋法法固定化细胞,即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性的载体中。常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。6酵母细胞的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。7、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

45、到海藻酸钠溶化为止。如果加热太快,海藻酸钠会发生焦糊。8、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。9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,并浸泡30min(时间)左右。海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下,发生聚沉形成凝胶珠,作用机理是盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引,形成更大的胶体颗粒。10、如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠浓度浓度偏低,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浓度偏高,制作失败,需要再作尝

46、试。11、利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可以看到产生了很多气泡,同时会闻到酒味。12、工业生产中,细胞的固定化技术是在严格无菌的条件下进行的。13、直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点如下表所示。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。固定化酶酶既能与反应物接触,又能与产物分离,同时,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

47、胞与反应物不容易接近,可能导致反应效果下降等。14、酵母细胞的活化。在缺水的状态下,微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短,一般需要0.51 h,15、加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环,涉及到实验的成败,如果海藻酸钠浓度过高,将很难形成凝胶珠;如果浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少,影响实验效果。16、刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间,以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格,可以使用下列方法。一是用镊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

48、成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠,如果凝胶珠很容易弹起,也能表明制备的凝胶珠是成功的。专题5 DNA和蛋白质技术1. 提取洋葱的DNA实验中,在切碎的洋葱中加入一定的_洗涤剂_和_食盐_,在_0.14mol/l NaCl 溶液中,DNA的溶解度最小;DNA的鉴定是在沸水浴的条件下,DNA遇_二苯胺 变蓝色 2.DNA的析出中,将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液(体积分数为95%)静置2-3分钟,溶液中出现白色丝状物。3.PCR的中文全称是:多聚酶链式反应,是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。原理是体外DNA复制,PCR反应在一定缓冲溶液中,需提供DNA模板、4种脱氧核苷

49、酸、耐热的DNA聚合酶、引物、同时控制温度条件。PCR扩增的过程为:(1)变性,当温度上升到90以上时,双链DNA解旋为单链;(2)复性,当温度下降到50左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合;(3)延伸,温度上升到72左右,四种脱氧核糖核苷酸在DNA聚合酶的作用下,根据互补碱基配对原则合成新的DNA。DNA的合成方向是从子链的5-3。4.凝胶色谱法也称作_分配色谱法_,是根据_相对分子质量大小_分离蛋白质的有效方法。其原理:大多数凝胶是由_多糖类化合物_构成的小球体,内部有许多贯穿的通道,当不同的蛋白质通过凝胶时,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_较长_,移

50、动速度_较长_;而_相对分子质量较大_的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在_凝胶外部_移动,路程_较短_,相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离,即分子质量大的蛋白质、分子质量中等的蛋白质和分子质量小的蛋白质洗脱出来的先后顺序为 分子质量大的蛋白质最先洗脱出来、分子质量中等的蛋白质第二洗脱出来,分子质量小的蛋白质最后被洗脱出来 。5.在一定范围内,缓冲溶液能抵制_外界酸和碱_对溶液_PH_的影响,维持pH基本不变。6.电泳概念:带电粒子在 电场 的作用下发生 迁移 的过程。其原理:许多重要的生物大分子,如_多肽_、_核酸_等都具有_可解离_的基团,在一定pH下,这些基团会带上_正电_或_负电_

51、。在电场的作用下,这些带电分子会向着_与其所带电荷相反的电极_移动。电泳利用了分离样品中各种分子_带电性质差异_以及分子本身的_大小_、_性状的_不同,使带电分子产生不同的_迁移速率_,从而实现样品中各种分子的分离。7.蛋白质提取分离一般分为_红细胞的洗涤_、_血红蛋白的释放_、_分离血红蛋白、_透析。8.血红蛋白提取实验选取的是 哺乳动物成熟 红细胞为材料,原因是 没有细胞核及其它较多的细胞器 ,红细胞洗涤目的:去除杂蛋白。分离血红蛋白溶液:将搅拌好的混合液离心后可观察到试管中溶液分为4层。第1层:_无色透明_ 的甲苯层第2层:_脂溶性物质_的沉淀层_白色_薄层固体第3层:_血红蛋白_的水溶

52、液_红色透明_透明第4层:其他杂质的_暗红色_色沉淀物 将液体用_滤纸_过滤,除去_脂溶性沉淀层_,于_分液漏斗_中静置片刻后,分出下层的_红色透明液体。9.血红蛋白透析原理:透析袋能使 小分子 自由进出,而将 大分子 保留在袋内。目的:可以除去 样品中分子量较小的杂质 ,或用于 更换样品的缓冲液 10.测定( 蛋白质相对分子质量 )通常用十二烷基硫酸钠(SDS)聚丙稀酰胺凝胶电泳。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带静电荷的多少以及分子的大小等因素。11.凝胶色谱柱的装填:凝胶用_蒸馏水_充分溶胀后,配成_凝胶悬浮液_,在与色谱柱下端连接的尼龙管打开的情况下,一次性缓慢倒入_色谱柱内

53、_。注意色谱柱内不能有 气泡 存在,一旦发现,色谱柱必须 重装 12.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳判断 纯化 的蛋白质是否达到要求,需要进行蛋白质的鉴定。在血红蛋白的分离中,其分离成功的标志 红色区带均匀一致的移动 。专题6 植物有效成分的提取无1天然香料的来源:_动物_、_ 植物 ;芳香油的提取方法: _蒸馏_、_ 压榨 _、_ 萃取 _等。高中芳香油的性质:_ 具有很强的挥发性 ,成分复杂,以萜类化合物及其衍生物为主。高2.水蒸气蒸馏法:高原理:水蒸汽可将挥发性较强的植物芳香油携带出来形成 _油水混合物_ ,冷却后 重新分离出油层和水层_。高中生酒和果醋的制作1、发酵:通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。2、有氧发酵:醋酸发酵 谷氨酸发酵 ·无方法: _水中蒸馏 :原料放在沸水中加热蒸馏。高中_ 水上蒸馏 :原料隔放在沸水上加热蒸馏。高中 _水气蒸馏 :利用外来高温水蒸气加热蒸馏。高中生物选不足:有些原料不适宜于水中蒸馏,如柑橘、柠檬

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