生物选修1知识总汇

懒猫不懒1选修1生物技术实践全部知识点一、生物技术实践（微生物的利用、培养、分离）（一）传统发酵技术（利用微生物发酵获得特定产物）发酵：利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的过程.①根据是否需要氧气分为：需氧发酵和厌氧发酵。类型②根据产生的产物可分为：酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等（1）果酒和果醋的制作①果酒制作的原理1．菌种是酵母菌，属于真核生物，新陈代谢类型异养兼性厌氧型，有氧时，进行有氧呼吸，大量繁殖（以出芽生殖为主），反应式为：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量；无氧时，能进行酒精发酵，反应式为：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量。2．酵母菌繁殖的最适温度20℃左右，酒精发酵一般控制在18～25℃。3．自然发酵过程中，起作用的主要是附着于葡萄皮上的野生型酵母菌。②果醋制作的原理1．菌种是醋酸菌，属于原核生物，新陈代谢类型为异养需氧型。只有在氧气充足时，才能进行旺盛的生命活动。变酸的酒表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖形成的，其繁殖方式为分裂生殖。懒猫不懒22．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，反应简式为C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O。3．醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。4．菌种来源：到生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买，或从食醋中分离醋酸菌。③实验流程图挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒（→醋酸发酵→果醋）④操作提示材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗（冲洗的目是洗去灰尘，且不要太干净，以防止洗去野生型酵母菌），然后再除去枝梗。防止发酵液被污染1、榨汁机要清洗干净，并晾干。2、发酵瓶要清洗干净，用体积分数70%的酒精消毒。3、装入葡萄汁后，封闭充气口。控制好发酵条件1、葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间（目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵；同时可防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出）。懒猫不懒32、制作葡萄酒过程中，将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。3、制作葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30～35℃，时间控制在7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。（2）腐乳的制作腐乳制作的原理1．腐乳的发酵有多种微生物的协同作用，其中起主要作用的是毛霉，它是一种真核生物，新陈代谢类型是异养需氧型。2．毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。3．现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下，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。①实验流程让豆腐长出毛霉→加盐腌制→加乳汤装瓶→密封腌制。②实验步骤1．将豆腐切成3cm×3cm×1cm若干块。2．将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内（粽叶可以提供菌种，并能起到保温的作用），每块豆腐等距离排放，周围留一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时，将平盘用保鲜膜包裹，但不要封严，以免湿度太高，不利于毛霉的生长。懒猫不懒43．将平盘放在温度为15～18℃的地方，毛霉逐渐生长，大约5d后，豆腐表面丛生直立菌丝。4．当毛霉生长旺盛，并呈淡黄色时，去除保鲜膜及铺在上面的粽叶，使豆腐块的热量和水分能够迅速散失，同时散去霉味，这一过程一般持续36h以上。5．豆腐凉透后，将豆腐间的连在一起的菌丝拉断，并整齐排在容器内，准备腌制。6．长满毛霉的豆腐块（以下称毛坯）分层摆放，分层加盐，并随层高而增加盐量，在接近瓶口表面盐要铺厚一些，以防止杂菌污染，约腌制8d。（豆腐与盐质量分数比为5︰1）7．将黄酒、米酒和糖、香辛料等混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12%左右为宜。8．将广口玻璃瓶刷洗干净，用高压锅在1000C蒸汽灭菌30min，将腐乳成坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封。在常温下，一般六个月即可以成熟。③操作提示1、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；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。2、乳汤中酒的含量应控制在12%左右。酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败；酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长。④防止杂菌污染懒猫不懒51、用来腌制腐乳的玻璃瓶，刷干净后要用沸水消毒。2、装瓶时要迅速小心；加入乳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，因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量，在接近瓶口的表面，盐要铺厚一些，以有效防止杂菌污染。（3）制作泡菜并检测亚硝酸盐含量①作用菌种：乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型。反应式为：C6H12O6酶2C3H6O3+能量②原理：在无氧条件下，微生物利用菜中的糖和其他营养物质物质进行发酵，乳酸菌将糖分转化为乳酸，这时需氧菌被杀死；当有机酸增加到一定程度时，乳酸菌被杀死，出现酵母菌和霉菌，并逐渐产生亚硝酸。加白酒的作用可抑制杂菌，酒也是一种调味剂，增加醇香感。③操作步骤④亚硝酸含量的测定1、亚硝酸盐的产生：由假丝酵母产生2、亚硝酸盐的危害：可转变成致癌物质亚硝胺3、亚硝酸盐含量测定：在盐酸算话条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺懒猫不懒6酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺结合形成玫瑰红色产物，通过目测比较，大致估算亚硝酸盐含量。发酵时期乳酸菌(数量)乳酸(含量)亚硝酸盐(含量)发酵初期少(原因：有O2，乳酸菌活动受抑制)少增加（硝酸盐还原菌作用）发酵中期最多(乳酸菌大量繁殖)积累、增多、pH下降下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸分解）发酵后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）（三）微生物的培养与分离⑴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。①培养基按照物理性质．．．．可分为液体培养基（主要用于工业生产）、半固体培养基（观察细菌运动、鉴别菌种）和固体培养基（主要用于菌种的分离、计数、鉴别）。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。菌落是菌种鉴定的重要依据。②按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。1.加入青霉素的培养基：细菌不生长，酵母菌、霉菌等真菌能生长；2.不加含碳有机物的无碳培养基：分离自养型微生物；3.加入高浓度的食盐的培养基：可选择培养金黄色葡萄球菌等。③培养基的化学成分包括：水、无机盐、碳源、氮源、（生长因子）等。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。异养微生物只能利懒猫不懒7用有机碳源。单质碳不能作为碳源，含碳有机物是异养型微生物的碳源和能源；氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、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无机氮源。无机氮源NH3既是硝化细菌的氮源，也是其能源；N2是固氮菌（如根瘤菌）的氮源。⑵消毒与灭菌原理：都是通过使蛋白质变性来抑制微生物的生命活动或杀死微生物。①消毒：指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部一部分微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒常用煮沸消毒法、巴氏消毒法（对于一些不耐高温的液体）、化学药剂消毒、紫外线消毒。②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。③灭菌方法：1、接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；2、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；3、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。⑶制作牛肉膏蛋白胨固体培养基1、称量：牛肉膏黏稠，用称量纸称取；牛肉膏、蛋白胨易吸潮，称取要快、加盖。2、溶化：牛肉膏、称量纸、少量水加热溶解→取纸→蛋白胨、NaCl→琼脂→补水定容→调pH。思考：溶化时为什么要将牛肉膏连同称量纸一起加热?答：可保证粘附在称量纸上的牛肉膏也能溶于水中,减少误差3、灭菌：4、倒平板：待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平懒猫不懒8板。⑷微生物的接种方法（分离纯化）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（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。⑤平板划线法操作步骤：P18⑥稀释涂布平板法操作的步骤：P19（真菌：102、103、104倍的稀释液;放线菌：103、104、105倍的稀释液；细菌：104、105、106倍的稀释液；）在实际操作中，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30~300之间的平板从而进行计数，为了保证结果准确，一般设置3～5个平板（至少3个），选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。（每mL样品中的菌株数=（C÷V）×M；C代表计数的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液体积，M代表稀释倍数。）平板划线法与稀释涂布平板法各自的优缺点是什么？1、共同点：都能使细菌纯化；2、不同点：平板划线法不易分离出单个菌落，不能计数；稀释涂布平板法能使单菌落分离，便于计数。3、优缺点：稀释涂布平板法统计样品中的数目往往比实际数目低，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板观察到的只是一个菌落。懒猫不懒9⑸菌种培养将接种后的培养基和一个未接种的培养基（起对照作用）一起放入37℃恒温箱中培养，分别观察并记录结果。⑹菌种的保存⑴对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。（于4℃的冰箱中保藏。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。）⑵对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。（菌液与甘油充分混匀后放在-20℃的冷冻箱中保存。）⑺土壤中分解尿素的细菌的分离与计数尿素---是一种重要的农业氮肥，但尿素不能直接被农作物吸收。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，是因为它们能合成脲酶。①土壤取样：从富含有机物、潮湿、pH≈7的土壤中取样。铲去表层土3cm左右，在距地表约3～8cm的土壤层取样。②制备培养基：分别配置牛肉膏蛋白胨培养基和以尿素为唯一氮源的选择培养基。（牛肉膏蛋白胨培养基作为对照,用来判断选择培养基是否起到了选择作用）③样品的稀释和涂布（设置对照）：④微生物的培养:细菌30~37℃1~2天放线菌25~28℃5~7天霉菌25~28℃3~4天⑤计数：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操作提示懒猫不懒101、取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。2、应在火焰旁称取土壤10g。将称好的土样倒入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，塞好棉塞。3、在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行。4、实验时要对培养皿作好标记。注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等。6、为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当事先规划时间。⑥菌种鉴定：尿素氨（使培养基碱性增加）变红⑻分解纤维素的微生物的分离①纤维素酶C1酶C2酶葡萄糖苷酶纤维素纤维二糖葡萄糖②纤维素分解菌的分离1、方法：刚果红染色法刚果红纤维素2、操作流程土壤取样选择培养稀释浓度涂布平板挑选产生透明圈的菌落二、酶的应用：分解尿素的细菌能合成脲酶酚酞纤维素酶（复合酶