选修1《生物技术实践》知识点归纳

1、文档编码 : CR7L9K4S10W6 HZ2Q4D3S6H2 ZZ3Y10E9W9M72022 选修 1生物技术实践学问点归纳试验 1 大肠杆菌的培养和分别1. 微生物是指结构简洁、形体微小的单细胞、多细胞或没有细胞结构的低等生物,包括病毒、原核生物、原生生物和某些真菌；细菌是单细胞的原核生物,有细胞壁（肽聚糖）、细胞膜、细胞质,无成型的细胞核,只有一环状DNA分子（拟核）；以分裂（二分裂）的方式繁殖,分裂速度很快；用革兰氏染色法将细菌分为革兰氏阳性菌（革兰氏染液染色后,再脱色处理,细菌仍保留染色液的颜色）和革兰氏阴性菌两大类,区分在细胞壁的成分不同；大肠杆菌是革兰氏 阴性 （细胞壁薄,有荚

2、膜） 、兼性厌氧 的肠道杆菌；2. 细菌的分别方法有两种：划线分别法和涂布分别法；是排除污染杂菌的通用方法,也是用于挑选高表达量菌株的最简便方法之一；划线分别 就是用接种环蘸菌液后在含有固体培养基的培养皿平板上划线,在划线的过程中菌液逐步削减,细菌也逐步削减, ；划线最终,可使细菌间的距离加大；将接种后的固体培养基培养 1020 小时后,一个细菌细胞就会繁殖成许多细菌细胞,形成菌落,不会重叠；在斜面上划线, 就每个斜面的菌群就是有一个细菌产生的后代；用于基因工程的大肠杆菌的工程菌,可以用划线分别法获得产物表达能力高的菌株；由于工程菌的质粒中通常有抗性基因（如抗氨苄青霉素基因）,如在培养基中加入

3、确定量的氨苄青霉素,由于非工程菌的其他杂菌都没有抗性基因,所以在划线后只有存在抗性基因的工程菌能生存下来；涂布分别 时,需要先将培养的菌液稀释,通常稀释到 10-5 10-7 之间,然后去 0.1ml 不同稀释度的稀释菌液放在培养皿的固体培养基上,用 玻璃刮刀 涂布在培养基平面上进行培养,在适当的 稀释度 下,可产生相互分开的菌落；通常每个培养皿中有 20 个以内 的单菌落为最合适；划线分别法,方法简洁；涂布分别法,单菌落更易分开,但操作复杂；3. 在培养微生物时,必需进行 无菌操作 ；其首要条件是各种器皿必需是无菌的,各种培养基也必需是无菌的,转移培养基、倒平板、接种、平板划线、平板稀释涂布

4、等操作中的每一步都要做到无菌（防止杂菌污染）；进行恒温培养时,要将 培养皿倒置 ,是由于培养基中的水分会以水蒸气的形式蒸发,倒放培养皿会使水蒸气凝结成水滴后,落入培养基的表面并且扩散,菌落中的细菌也会随水扩散,菌落见相互影响,很难在分成单菌落,达不到分别的目的；4. 细菌扩大培养要用 LB液体培养基（通用培养基、常用于做生理学争辩和发酵工业）,划线分别要用 LB 固体培养基（常用于微生物分离、鉴定、计数和菌种储存） ；“ 细菌喜荤,霉菌喜素 ” ,通常细菌培养基要用蛋白胨和酵母提取物来配制,仍要加入确定的 氯化钠,以保护确定的渗透压 ；霉菌培养基一般用 无机物配制或添加蔗糖的豆芽汁 人及动物的

5、养分物质：水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类；植物的养分物质：矿质元素、水、二氧化碳等三类；微生物的养分物质： 水、无机盐、碳源、氮源及生长因子 等五类；4. 无菌技术（ 1）获得纯洁培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,要留意 以下几个方面：对试验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和 消毒 ；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 ；为防止四周环境中微生物的污染,试验操作应在 酒精灯火 焰邻近 进行；试验操作时应防止已经灭菌处理的材料用具与四周的物品 相接触；（ 2）消毒与灭菌的区分 消毒指使用较为温存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（

6、不包括芽孢和孢子）；消毒方 法常用煮沸消毒法,仍有化学药剂（如酒精、氯气、石炭酸即可；尽管培养基的配方各不相同, 但其基本成分都一样 （五类）；等）消毒、红外线消毒；灭菌就是指使用猛烈的理化因素杀死物体内外全部的微生物,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 121；C 15 MIN ；5. 培养基（ 1）培养基可分为液体培养基和固体培养基（依据物理性质）；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；依据菌落的特点可以判定是哪一种菌；（ 2）各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种养分物质；中意微生物生长仍

7、需要适宜的 pH、氧气的要求（依据微生物的需 求供应有氧或无氧环境） 、特殊养分物质等；碳源：能为微生物的代谢供应碳元素的物质；如 碳源；单质碳不能作为碳源；氮源：能为微生物的代谢供应氮元素的物质；如CO 2、NaHCO 3 等无机碳源；糖类、蛋白质、脂肪等有机碳源；异养微生物只能利用有机N2、NH3、NO- 、蛋白质、氨基酸等；只有固氮微生物才能利用N2；（ 3）培养基配制的原就：目的要明确、 PH值要适宜、养分要和谐和要经济节约；5争辩和摸索（ P24）（1）如何操作可以尽量防止被杂菌污染？答：胆大心细,操作快捷；留意灭菌 操作原就,灭菌完全；手和试验服要清洁；留意微生物生长条件；（2）在

8、培养后如何判定是否有杂菌污染？答：可依据菌落外形特点来判定；用显微镜镜检菌的外形和大小；上述方法较难区分同类的物种,需要用化学方 法进一步观看,如用革兰氏染色法；（3）进行恒温培养时为什么要培养皿倒置？答：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,既可以使培养基表面的水分更好 地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染；（4）试验完成后,接触过细菌的器皿应如何处理？答：试验完成后,全部接触过细菌的器皿都必需先高压灭菌后再洗涤,特殊是培养基,有可能被有害菌体污染,在培养 繁殖后,大量有害菌体影响人畜健康,也污染环境,因此必需高压灭菌；使用后的废弃物也要 高压

9、灭菌后再抛弃；试验 2 分别以尿素为氮源的微生物 一、教学要求基本要求进展要求1进行微生物分别,使用含有尿素的培养基 分别有脲酶的细菌；2使用 酚红指示剂 检测以尿素为氮源的细菌的存在；1说明分别以尿素为氮源的细菌的试验原理；2举例说明本试验分别出来的细菌不愿定都是以尿素为氮源的细菌；说明二、基本内容 1试验原理：本试验以 LB全养分培养基与尿素固体培养基 为对比, 通过观看两者的细菌菌落数说明能利用尿素的细菌在土壤菌群中较 少；这两种培养基在配制时均要用 琼脂糖代替琼脂 使之固化；另外,由于尿素在高温下会分解,所以对尿素溶液的灭菌要接受 G6玻璃漏斗 过滤的方法；在尿素固体培养基中仍要加入

10、酚红 ,这是一种酸碱指示剂, 有脲酶的细菌菌落四周会显现 着色的环带 ；2试验步骤：（ 1）土壤取样从肥沃、潮湿的土壤中取样；先铲去表层土（ 2）制备培养基3 cm 左右,再取样,将样品装入事先预备好的信封中；预备牛肉膏蛋白胨培养基和挑选培养基将菌液稀释相同的倍数,在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目,因此,LB全养分培养基可以作为对比,用来判定挑选培养基是否起到了挑选作用；（ 3）制备细菌悬液参考课本中 P26图 5 的试验流程示意图,将 1 g 土样加入盛有 99mL无菌水的锥形瓶中（锥形瓶体积为 250 mL）,充分摇匀,吸取上清液 0.5mL,转移至盛有 4

11、.5 mL 的无菌水的大试管中,依次等比稀释至 10 4和 10 5稀释度,并依据由 104 和 10 5稀释度的次序分别吸取 0.1 mL 进行平板涂布操作,各做 三个培养皿 ；依据浓度从低到高的次序涂布平板,不必更换移液管；（ 4）微生物的培养与观看将涂布好的培养皿放在 37 温度下培养 2448h；随着培养时间的延长,会有不同的菌落产生；比较牛肉膏培养基和选择培养基中菌落的数量、外形等,并做好记录；挑选挑选培养基中不同外形的菌落接入含酚红培养基的斜面中,观看能否产生 3争辩和摸索（ P28）着色的环带 的颜色反应；（1）为什么本试验中要用 琼脂糖来代替琼脂 配制固体培养基呢？琼脂糖与琼脂

12、有何区分？答：琼脂在制作固体培养基时起凝固剂的作用；但它却是一种未被纯化的混合物,里面有确定量的含氮化合物；在本实 验中所使用的尿素培养基却要求供应氮元素的物质只有尿素,用这种培养基才能分别得到含脲酶的细菌；如用琼脂来制备本实 验的尿素固体培养基,就供应氮元素的物质除了尿素仍有琼脂,用这种培养基就不难只得到含脲酶的细菌,仍会得到大量以非 尿素为氮源的细菌,这样就达不到分别出以尿素为氮源的细菌这一试验目的了；所以要将琼脂纯化,去除那些含氮化合物,这 样经纯化得到的琼脂糖就可以代替琼脂做固体剂且不会带来含氮化合物对本试验的干扰了；（2）有脲酶的细菌在 生态稳态 上起什么作用？答：有脲酶的细菌使植物

13、废弃物和动物尸体降解,并利用了所形成的氨,有利于自然界中氮的循环；假如土壤中有许多尿素,在自然界较高温度下就会被水解,水解后的NH3会使土壤变成碱性, NH3与其他阴离子物质如CO、NO等形成化合物,就会使土壤板结；（3）有脲酶的细菌 四周会为什么显现着色的环带？答： 细菌向胞外分泌脲酶,使培养基中的尿素水解,尿素分解后产生氨,氨为碱性,酚红在酸性环境中是黄色,在碱性 环境中是红色；（4）与全养分培养基上的菌落比较,为什么尿素培养基上只有少数菌落？答：全养分培养基数量和种类都明显多于尿素培养基上的；由于全养分培养基中的氮源是蛋白胨,许多细菌都能利用它,只有含脲酶的细菌才能利用尿素,能存活；而尿

14、素培养基中的氮源只有尿素,（5）本试验的微生物分别与上一试验中大肠杆菌的分别实质上一样吗？两者的细菌分别有很大的不同；试验 1：大肠杆菌培养和分别, 利用划线分别法, 从同种菌种中分别得到同种菌的单菌落,在划线的末端显现大肠杆菌单 菌落；试验 2：分别以尿素为氮源的微生物,来,只显现含有脲酶的细菌菌落；利用涂布分别法, 从土壤浸出液里所存在的各种细菌中只将含有脲酶的细菌分别出试验 4 果汁中的果胶和果胶酶1. 果胶是植物 细胞壁 的以及 胞间层 的主要成分之一,由 半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯 组成；下面是果胶的结构式：山楂的果实中果胶含量最多,煮沸的山楂泥可制成山楂糕,就是由于果胶的作用；果胶

15、起着将植物细胞粘合在一起的作用,去掉果胶,就会使植物组织变得松散；果胶不溶于乙醇 ,这是鉴别果胶的一种简易方法；2. 果胶是 植物细胞壁和胞间层 的主要组成成分之一； 在果汁加工中, 果胶的存在易导致果汁出汁率低,果汁浑浊；果胶酶分解果胶的作 用是： 瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁更简洁；把果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸,使浑浊的果汁变得澄清,因此可以解 决果汁加工中显现的问题；果胶酶是一类酶的总称,包括：多聚半乳糖醛酸酶、 果胶分解酶和果胶酯酶；在植物细胞工程中果胶酶的作 用是与纤维素酶一起除去植物细胞的细胞壁；3. 黑曲霉 苹果青霉 可用于生产果胶酶；（1）制作果汁的正确条件是什么？答

16、：制作果汁的正确条件是方法要温存,且对人体无害,能使最多的水果成分溶解或分散在果汁中,能尽量保留水果的 养分成分,具有水果的原始颜色和口味；有更多的固形物,分散程度好,不沉淀,不上浮；除去全部的机械组织,更易消化；（2）果胶酶在制作果汁中起什么作用？答：可将细胞离析,增加固形物的分散度；降低水果匀浆悬液黏度,有利于过滤掉不溶物,并使果胶分解成半乳糖醛酸；（3）果胶酶仍可能起什么作用？答：果酒澄清,同时也作为洗衣粉的添加剂,有利于洗去衣服上的果汁等污垢；（4）果胶酶水解果胶的最终产物是什么？要使果汁澄清,是否应当同时使用果胶酶和果胶甲酯酶中的哪一种？仍是同时 使用两种酶？为什么？答：果胶酶水解果

17、胶的最终产物是半乳糖醛酸,要使果汁澄清,应当同时使用果胶酶和果胶甲酯酶；从微生物中获得的 果胶酶都包括这两种酶；由于,假如不使用果胶完全降解成半乳糖醛酸,就不行能削减组织的分散性,许多水果中的固形物不 能除去,这样会降低果汁的养分成分,也影响其澄清度；试验 7 - 淀粉酶的固定化及淀粉水解 1试验原理 固定化酶：将水溶性的酶用 物理或化学的方法 固定在某种介质上,使之成为 不溶于水而又有酶活性 的制剂；固定化酶方法：吸附法、交联法、包埋法、共价偶连法 等； 固定化酶技术；即将酶固定在确定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）；固定化酶的优点：使酶既能与反应物接触,又能与产物分别；固定在载体上

18、的没可以被反复利用；试验操作 试验原理：本试验是用 吸附法 将 a- 淀粉酶固定在 石英砂 上,确定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后,可使淀粉水解成糊精,用淀粉指示剂溶液测试,流出物呈红色说明水解产物糊精生成；2试验步骤（1） 淀粉酶的固定化； 5mg 淀粉酶溶于 4ml 蒸馏水,加入 5mg石英砂,搅拌 30min；（2）将石英砂装入含气门心并用夹子封住的注射器中；用 40ml 蒸馏水用流速 1ml/min 来洗涤除去未吸附的游离淀粉酶；（3）使淀粉溶液以 0.3ml/min 的流速过柱,在流出 5ml 后接收 0.5ml 流出液；加入 1-2 滴 KI-I 2溶液,观看颜色变化；试验预期结果

19、：水解产物糊精遇碘呈红色；3争辩和摸索（ P40）（1）如何证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶？答：可在试管中加入 1ml 可溶性淀粉,再加几滴淀粉酶柱流出液,保温几分钟后 用碘液检验；如仍显蓝色,就流出液中没有淀粉酶了；（2）耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途？答：在高温下使淀粉水解快,不会由于温度高而失活,发酵生产中经常要用到植 物淀粉水解；试验 8 果酒及果醋的制作（一）试验原理 1酵母菌的细胞呼吸酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,反应式：C6H12O6+O2 CO 2+H2O+能量酶酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,表达式为：C6H12O6 C 2H5OH+CO 2+能量酶2酵母菌发酵的

20、正确环境酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活：在有氧时,酵母菌大量繁殖,但是不起到发酵成效；在无氧时,繁殖速度减慢,但是此时可以进行发酵； 在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖,再隔绝氧气进行发酵； 25左右最适合酵母菌繁殖,酒精发酵的正确温度是在 25-30 ,pH最好是弱酸性；3醋酸菌好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇（酒精）氧化成醋酸；表达式为：C2H5OH CH 3COOH+H 2O；当氧气、糖源都充分时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；酶醋酸菌生长的正确温度是在30 35 二 试验步骤挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒（醋酸发酵果醋）1. 对发

21、酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等试验用具进行清洗并消毒；先用温水反复冲洗几次, 再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒,晾干待用；2. 取葡萄 500g,去除枝梗和腐烂的子粒；3. 用清水冲洗葡萄 12 遍除去污物,留意不要反复多次冲洗；4. 用榨汁机榨取葡萄汁后, 将其装入发酵瓶中或将葡萄打成浆后,用洁净的纱布过滤至发酵瓶中,盖好瓶盖； 假如没有合适的发酵装置,可以用 500mL的塑料瓶替代,但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的 2/3；5. 将发酵瓶置于适宜的温度下发酵；酵母菌, 18 25, 1012d；醋酸菌, 30 35, 78d；6. 由于发酵旺盛期 CO 2的产量特殊大,因此需要

22、准时排气,防止发酵瓶爆裂；假如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；7.10d 以后,可以开头进行取样检验工作；例如,可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作；8. 当果酒制成以后,可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲,然后将装置转移至 3035 的条件下发酵,适时向发酵液中充气；假如找不到醋酸菌菌种或醋曲,可尝试自然接种,但成效不是很好；假如没有充气装置,可以将瓶盖打开,在瓶口盖上纱布,以削减空气中尘土等的污染； 三 留意事项请分析此装置中的充气口、 排气口和出料口分别有哪些作用；为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？结合果酒、果醋的制

23、作原理,你认为应当如何使用这个发酵装置？答：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 CO 2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连接,其目的是防止空气中微生物的污染；使用该装置制酒时,应当关闭充气口；制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气；（四）学问重点1. 酿酒和制醋有关的微生物分别是 酵母菌（真菌）和醋杆菌（细菌） ；制作酒和醋的过程：在糯米或大米与酒曲混匀后,放在温度较高的地方, 米先变甜, 即生成了糖, 这是由于黑曲霉或黑根霉的淀粉酶将淀粉水解成糖；甜度增加后, 再放到温度低的地方保持厌氧条件,酵母就开头工作,使糖变成酒（糖酵解

24、） ；假如时间太长,在有氧条件下,醋酸菌就开头作用,将乙醇氧化成乙酸,也就是变酸生成醋；2. 用葡萄制作葡萄酒时,一般不加蔗糖,都只用 野生酵母 ,但是本试验为了加速反应,使观看更直观,需要有更多底物参加反应,所以加入酵母使酒精发酵占有优势；使用高锰酸钾溶液浸泡葡萄的目的是为了防止杂菌污染,也是毁灭了野生酵母； 发酵瓶中的液体不能装满是由于发酵过程中气体产生,假如装满会使液体外溢, 导致发酵液缺失和瓶口等处污染杂菌,影响产物品质； 用装着水的弯曲玻璃管可以防止氧气进入,发酵产生的二氧化碳可以出去,仍可以防止空气中杂菌的污染；3. 制醋有固态发酵和液态发酵,本试验属于 固定化菌体 连续发酵工艺；

25、 制醋时要向发酵瓶中通入空气,保证发酵是一个氧化过程,要用棉花过滤是防止空气中的微生物进入；试验 10 泡菜的腌制和亚硝酸的测定1. 泡菜腌制过程中起作用的主要是 假丝酵母 和乳酸菌 ；这类食品含有乳酸和丰富的维生素、 矿物质等养分成分, 但蛋白质含量低,仍含有确定量的亚硝酸盐； 所用原料是白菜、 洋白菜等； 在无氧的条件 （由所用容器的凹槽加水在加盖造成）下,微生物利用菜中的糖和其他养分物进行发酵,乳酸菌将糖分转化为乳酸, 这是需氧菌被杀死； 当有机酸增加到确定程度时,乳酸菌被杀死, 出现酵母和霉菌, 并逐步产生亚硝酸； 加白酒的作用是可抑制杂菌的生长, 也是一种调味剂, 增加醇香感 ；加盐

26、不要太多, 否就会使乳酸菌发酵迟缓；温度高就发酵快,但口味差些；2. 杂菌较少的缘由是乳酸菌产生的乳酸球菌肽对许多革兰氏阳性菌有抗菌作用,蛋白质含量低,白酒的抑制作用等；3. 亚硝酸盐是对人体有害,引起中毒,可致癌的物质,由假丝酵母产生；可与 对氨基本磺酸 发生 重氮化反应 ,这一产物再与 N1萘基乙二胺 偶联,形成 紫红色产物 ,可用 光电比色法定量 ；试验步骤包括样品处理、测定、标准曲线（以亚硝酸钠质量为横坐标以 光密度OD值为纵坐标 ）、运算 亚硝酸盐含量（ mg/kg）X1=通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量（ug）m2 1000 样品处理液总体积 V1/ 样品质量m1 测定样品液总体积

27、V2 1000） ；试验 11 植物组织培养一、教学要求基本要求1进行菊花的组织培养；2尝试植物激素的应用；进展要求说明二、基本内容1原理：植物细胞的全能性；2影响植物组织培养的条件（1）材料植物的种类、材料的年龄和储存时间的长短等都会影响试验结果；菊花组织培养一般挑选未开花植物的茎上部新萌生的侧枝作材料；一般来说,简洁进行无性繁殖的植物简洁进行组织培养；选取生长旺盛嫩枝进行组培的是嫩枝生理状态好,简洁诱导脱分化和再分化；（2）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、使用的（3）养分先后次序、用量的比例 等都影响结果；常用的培养基是 MS培养基,其中含有的大量元素是 N、P、S、K、Ca、Mg,微量元素是 Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、I 、Co,有机物有 甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖 等；培养基中通常加确定量的 蔗糖 是除作为 养分成分 外,仍用于 保护确定的渗透压 ；（4）环境条件PH、温度、光等环境条件；3操作流程培养过程应当在无菌的条件下进行,试验经过外植体愈伤组织的条件；（1）配制 MS固体培养基丛状苗生根苗 移栽植株；需要确定的光照和温度最常用的 MS培养基（生芽培养基、生根培养基）；配制过程包括称量、溶解、调PH、融解、分装（三角瓶）、加盖灭菌等步骤；配制各种母液：将各种成分按配方比例配制成的