高中生物选修一生物技术实践-知识点总结

PAGEPAGE4高中生物选修一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、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌·酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要)分裂生殖孢子生殖2、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O+能量3、在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2+能量4、20℃左右最适宜酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在185、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。6、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7、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。C6H12O6＋2O2→2CH3COOH＋2CO2＋2H2OC2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O8、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32℃，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有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。9、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋）10、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2ｍL，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13、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。 （1）你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。（2）你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？如：要先冲洗葡萄，再除去枝梗；榨汁机、发酵装置要清洗干净，并进行酒精消毒；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。课题二腐乳的制作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。代谢类型是异养需氧型。生殖方式是孢子生殖。营腐生生活。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氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。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4、所用豆腐的含水量为70％左右，水分过多则腐乳不易成形。·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15～18℃，并保持一定的湿度。来源：1.来自空气中的毛霉孢子，2.直接接种优良毛霉菌种·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烂·配制卤汤：卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤中酒的含量一般控制在12%左右。·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。·香辛料的作用：1.调味作用2.杀菌防腐作用·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。课题三制作泡菜·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物生长。（2）选择性培养基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。（3）配制选择培养基的依据根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物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。统计菌落数目（1）测定微生物数量的方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。（1）如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？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代表稀释倍数课题三分解纤维素的微生物的分离纤维素与纤维素酶（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。纤维素分解菌的筛选（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。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，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。专题4酶的研究与应用知识点课题1果胶酶在果汁生产中的作用1、植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分有纤维素和_果胶_。并且两者不溶于水，在果汁加工中，既影响出汁率，又使果汁浑浊。2、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。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶的作用是能够将果胶_分解成可溶性的_半乳醛酸，瓦解植物的细胞壁及胞间层，并且使果汁变得澄清。3、果胶酶是一类酶总称，包括_果胶分解酶、多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶_等。课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1、酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA；酶具有生物催化作用；酶具有高效性、专一性特点，但易受温度、PH、表面活性剂等因素的影响。（1）加酶洗衣粉是指含酶制剂的洗衣粉，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。普通洗衣粉中含磷，含磷的污水排放可能导致微生物和藻类大量繁殖，造成水体污染。（2）脂肪酶可以将脂肪分解成甘油和脂肪酸，蛋白酶可以将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，小分子肽可在肽酶作用下分解成氨基酸；淀粉酶可以将淀粉分解成可溶性麦芽糖，纤维素酶可以将纤维素分解成葡萄糖，以达到去污的目的，因此，蛋白类纤维织物（羊毛、蚕丝等）不能用加（蛋白）酶洗衣粉来洗涤。（3）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，使污迹容易从衣物上脱落。专题五ＤＮＡ和蛋白质技术课题一ＤＮＡ的粗提取与鉴定1.提取DNA的溶解性原理包括哪些方面？DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精。2.DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度有何特点？要使DNA溶解，需要使用什么浓度？要使DNA析出，又需要使用什么浓度？在0.14mol/L时溶解度最小；较高浓度可使DNA溶解；0.14mol/L可使DNA析出。在溶解细胞中的DNA时，人们通常选用2mol/LNaCl溶液；将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水，以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂，但DNA却不能溶于酒精（特别是95％冷却酒精），但细胞中蛋白质可溶于酒精。预冷的乙醇溶液优点：一是抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解；二是降低分子运动，易于形成沉淀析出；三是低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。1.采用DNA不溶于酒精的原理，可以达到什么目的？将DNA和蛋白质进一步分离。2.洗涤剂在提取DNA中有何作用？洗涤剂瓦解细胞膜。3.当鉴定提取出的物质是否是DNA时，需要使用什么指示剂进行鉴定？在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色。原理总结：通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA，可以从细胞中提取和提纯DNA；再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来，达到提纯的目的；最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA。专题六植物有效成分的提取课题一植物芳香油的提取芳香油的提取方法：蒸馏、压榨、萃取等。芳香油的性质：挥发性强，成分复杂，以萜类化合物及其衍生物为主。水蒸气蒸馏法：原理：水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后水油分层。方法：水中蒸馏：原料放在沸水中加热蒸馏。水上蒸馏：原料隔放在沸水上加热蒸馏。水汽蒸馏：利用外来高温水蒸气加热蒸馏。不足：有些原料不适宜于水中蒸馏，如柑橘、柠檬等易焦糊，有效成分容易水解。通常用压榨法。萃取法：原理：芳香油易溶于有机溶剂，溶剂挥发后得到芳香油。如石油醚、酒精、乙醚等。方法：原料浸泡在溶剂中→得到浸泡液→有机溶剂挥发→芳香油。不足：有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质一、玫瑰精油的提取氯化钠溶液：促使油水混合物（乳浊液）中油和水的分离。无水硫酸钠：吸收油层中的水分。实验步骤：①采集玫瑰花：②装入蒸馏原料：③安装蒸馏装置：④加热蒸馏：获得乳白色乳浊液。⑤分离油层：向乳浊液加入NaCl溶液后，利用分液漏斗分离出上面的油层。⑥除去水分：向油层中加入无水硫酸钠，24h后过滤，得到玫瑰油。＊注意事项：蒸馏时间不能过短，温度不能过高。二、橘皮精油的提取橘皮精油的主要成分：柠檬烯，主要分布在橘皮中。石灰水：防止压榨时滑脱，提高出油率，降低压榨液黏稠度，过滤不堵塞筛眼。小苏打、硫酸钠：促进油和水的分离实验步骤：①橘皮的处理：将新鲜橘皮用清水清洗沥干。②石灰水浸泡：用7～8％石灰水浸泡橘皮24h。③清水漂洗：浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净，沥干。④粉碎和压榨：将橘皮粉碎，加入小苏打和硫酸钠后，用压榨机压榨得到压榨液。⑤过滤压榨液：用布袋过滤，滤液再高速离心处理，分离出上层橘皮油。⑥静置处理：将橘皮油在5～10℃冰箱中静置5～7d，分离出上层澄清橘皮油。⑦再次过滤：将下层橘皮油用滤纸过滤，滤液与上层橘皮油合并，得到橘皮精油。分析：静置处理目的：除去果蜡和水分。课题二胡萝卜素的提取胡萝卜素性质：橘黄色结晶，化学性质稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。依据碳碳双键的数目划分为α、β、γ三类，其中最主要的组成成分为β-胡萝卜素。作用：①治疗夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等疾病；②常用于食品色素；③使癌变细胞恢复成正常细胞。提取β－胡萝卜素的方法主要有三种：①从植物中提取②从大面积养殖的岩藻中获得③利用微生物的发酵生产实验步骤：①粉碎：使原料与有机溶剂充分接触，增大溶解度。②干燥：脱水温度太高，干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。③萃取Ⅰ、萃取剂的选择水溶性的：乙醇、丙酮水不溶性的：石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等选择：具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。五种有机溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂。Ⅱ、影响萃取的因素主要因素：萃取剂的性质和使用量次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等一般来说，原料颗粒小，萃取温度高，时间长，需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。萃取前，要将胡萝卜进行粉碎和干燥Ⅲ、胡萝卜素提取装置的设计：萃取过程应该避免明火加热，采用水浴加热，这是因为有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧爆炸。④过滤：除去萃取液中的不溶物⑤浓缩：蒸发出有机溶剂鉴定：纸层析法基线：滤纸下端距底边2