选修1《生物技术实践》知识点总结最终版(2020届)

钢一中2020届高三生物组出品使用时间：2019.9——高考结束题目千万条，《选一》第一条，背书不规范，考试两行泪！！！1酶酶酶选修1《生物技术实践》知识点总结（背诵版）专题一、传统发酵技术1.果酒制作：1）菌种：酵母菌，属异养兼性厌氧型真菌（真核生物），在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。2）原理：酵母菌无氧呼吸产生酒精反应式C6H12O6→2C2H5OH＋2C02+少量能量3）菌种来源：附着在葡萄皮上的野生酵母菌或人工培养的酵母菌。4）过程：挑选葡萄→冲洗(先洗后去梗)→榨汁→酒精发酵（果酒）→醋酸发酵（果醋）5）条件：①温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，20℃左右最适合酵母菌繁殖，18-25℃适合酵母菌酒精发酵；②在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其它微生物的生长被抑制；③密封，每隔一段时间放气（CO2）。6）检测：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。7）注意事项：①发酵装置要清洗干净，并用体积分数为70％的酒精消毒②发酵瓶装入葡萄汁后留有l/3的空间：目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽氧气后再进行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出③如用带盖的瓶子制葡萄酒，每隔12h将瓶盖拧松以放出CO2(注意不是打开瓶盖，防止杂菌污染)，之后再将瓶盖拧紧。2．果醋制作：1）菌种：醋酸菌，属异养需氧型细菌（原核生物），对氧气的含量特别敏感。2）原理：醋酸菌有氧呼吸产生醋酸。①当氧气，糖源充足时，醋酸菌将糖分解成醋酸（糖变醋）；②当氧气充足，缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再变为醋酸（酒变醋）。反应式：C2H5OH＋C02→CH3COOH+H203）条件：醋酸菌的最适生长温度30-35℃，需适时通入无菌空气。3．腐乳制作：1）菌种：主要是毛霉（真菌），属于真核生物，异养需氧型。2）原理：毛霉产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸。3）条件：15-18℃，保持一定的湿度。4）菌种来源：空气中的毛霉孢子或优良毛霉菌种直接接种。5）过程：让豆腐长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制6）注意事项：①用盐腌制时，注意控制盐的用量，要逐层加盐，随层数加高而增加盐量。盐的作用：析出水分；抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。②卤汤含有12%酒精和香辛料，酒精含量过低，豆腐易腐败；酒精含量过高，腐乳成熟期延长。酶钢一中2020届高三生物组出品使用时间：2019.9——高考结束题目千万条，《选一》第一条，背书不规范，考试两行泪！！！24．泡菜制作：1）菌种：乳酸菌（包括乳酸链球菌和乳酸杆菌），属厌氧细菌（原核生物）。乳酸杆菌常用于合成酸奶。2）原理：乳酸菌无氧呼吸产乳酸，反应式：C6H12O6→2C3H6O3＋少量能量。3）过程：①将清水与盐按质量比4：1配制成盐水，将盐水煮沸冷却。煮沸是为了杀灭杂菌，冷却后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。②将新鲜蔬菜放入盐水中后，盖好坛盖。坛盖边沿的水槽中注满水，以保证乳酸菌发酵的无氧环境。4）亚硝酸盐含量的测定：泡菜中①方法：比色法（将样品液与已知浓度的标准显色液比较）。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，形成玫瑰红色染料。专题二、微生物的培养与应用（一）、培养基1.培养基的种类：按物理性质分为固体培养基（琼脂：作凝固剂）和液体培养基，按化学成分分为合成培养基和天然培养基，按用途分为选择培养基和鉴别培养基。①选择培养基：石油作为唯一碳源，可分离出消除石油污染的微生物；尿素作为唯一氮源，可分离出分解尿素的、具有脲酶的细菌纤维素作为唯一碳源，可分离出能分解纤维素的微生物②鉴别培养基：伊红一美蓝培养基：鉴别大肠杆菌(若有，茵落呈深紫色，并带有金属光泽)；酚红培养基：鉴别能分解尿素的、具有脲酶的细菌（变红）刚果红培养基：鉴别分解纤维素的微生物（出现透明圈）2.培养基的成分一般都含有水、碳源、氮源、无机盐、（某些微生物还需要生长因子）。3.微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。4.培养基还需满足微生物对PH.特殊营养物质以及氧气的要求。如培养霉菌的培养基PH调至酸性，细菌的调至中性或微碱性。（二）、无菌技术1.获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。2.消毒是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等有害的微生物(不包括孢子和芽孢)。灭菌是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。3.常用消毒方法有：煮沸消毒法、巴氏消毒法（不耐高温物体如牛奶）、紫外线消毒（能破坏DNA结构）和化学药物消毒（酒精擦拭双手、氯气消毒水源）。4.常用灭菌方法有：①灼烧灭菌：金属用具，如接种环、接种针灭菌；②干热灭菌：能耐高温，需保持干燥的物品，如玻璃器皿（培养皿、吸管）。③高压蒸汽灭菌：如培养基的灭菌；把锅内的水加热煮沸，将其中原有的冷空气彻底排除。钢一中2020届高三生物组出品使用时间：2019.9——高考结束题目千万条，《选一》第一条，背书不规范，考试两行泪！！！3（三）、纯化技术1.用固体培养基对大肠杆菌纯化培养，可分为两步：制备培养基和纯化大肠杆菌。2.固体培养基的制备：计算→称量→溶化→（调PH）→灭菌→倒平板（在酒精灯火焰附近进行）。3.微生物常用的接种方法：平板划线法和稀释涂布平板法。4.平板划线法是通过接种环连续划线，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面；稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，用涂布器（先酒精浸泡再引燃）分别涂布到培养基表面进行培养。在稀释度足够高的菌液里，微生物将分散成单个细胞，从而在培养基上形成单个菌落。5.菌落：由一个细胞繁殖而来的的肉眼可见的子细胞群体。6.微生物的计数方法：①活菌计数法（稀释涂布平板法）。计算公式：每克样品中的菌株数＝(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。操作：一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。②显微镜直接计数法（血细胞计数法）。7.活菌计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察的只是一个菌落。8.显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法，但它包括了死亡的微生物。9.平板划线注意事项：（1）为什么在操作的第一步以及每次划线前都要灼烧接种环？答：第一步前灼烧是避免微生物污染；每次划线前灼烧目的是杀死上次划线后残留菌种，使下一次划线菌种来自上次划线末端，随着划线次数增加，菌种数目减少，以便得到单一菌落。（2）划线结束后为什么要灼烧接种环？答：杀死残留菌种，防止污染环境和感染操作者。（3）灼烧接种环后为什么要等其冷却？答：防止温度过高，杀死菌种。（4）第二次及以后划线时，总是从上一次划线末端开始划线目的是什么？答：稀释菌种，获得单一菌落。10.倒平板注意事项：（1）平板冷凝后，为什么要将平板倒置？答：防止冷凝水落入培养基造成污染。（2）为什么将锥形瓶的瓶口通过火焰答：灼烧灭菌，防止瓶口微生物污染培养基。（四）、菌种的保藏1.临时保藏：接种到固体斜面培养基（4℃的冰箱保藏）。2.长期保存：甘油管藏法（-20℃冷冻箱中保存）钢一中2020届高三生物组出品使用时间：2019.9——高考结束题目千万条，《选一》第一条，背书不规范，考试两行泪！！！4（五）、教材实例（尿素分解菌和纤维素分解菌）（一）尿素分解菌的分离与计数1.选择培养基：允许特定微生物生长，抑制或阻止其它微生物生长的培养基。（格式：以××为唯一碳（氮）源）2.农作物不能直接吸收尿素，尿素只有被土壤中的细菌分解成氨后才能被植物利用。3.土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，将尿素分解成氨和CO2。4.分离分解尿素的细菌：培养基中以尿素为唯一氮源5.鉴定分解尿素的细菌：酚红指示剂（在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，如果PH升高，指示剂变红，可初步鉴定该菌能分解尿素）。6.设置对照：①如何证明培养基灭菌合格？答：实验组的培养基接种要培养的菌种，对照组的培养基接种等量的无菌水（设置空白对照），观察是否有菌落生长。②如何证明某选择培养基有选择功能？答：实验组中的培养基用该选择培养基，对照组中培养基用基础培养基（牛肉膏蛋白胨培养基）。如果基础培养基的菌落数明显大于选择培养基中的数目，则说明该选择培养基有选择功能。（二）纤维素分解菌分离1.土壤中的细菌能分解利用纤维素，是因为它们能产生纤维素酶。2.纤维素酶是一种复合酶，至少包括三组分：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。3.分离分解纤维素的微生物：培养基中以纤维素为唯一碳源。4.筛选纤维素分解菌的方法：刚果红染色法，其原理是刚果红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。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红—纤维素的复合物无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。5.分离纯化纤维素分解菌时，需要用无菌水进行梯度稀释，原因是菌液浓度高，直接培养难以分离得到单菌落。6.为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵专题三、植物组织培养（考试大纲不考）专题四、酶的研究与应用一、果胶酶的组成和作用：包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。注意：①植物、霉菌、酵母菌等细胞均能产生果胶酶，但通常动物细胞不产生果胶酶。②酶的活性可用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。果胶酶在果汁生产中的作用钢一中2020届高三生物组出品使用时间：2019.9——高考结束题目千万条，《选一》第一条，背书不规范，考试两行泪！！！5二、探究温度对果胶酶活性的影响(1)实验原理：果胶酶活性受温度影响，处于最适温度时，活性最高；低于或高于最适温度，酶活性受到抑制。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。(2)设计思路：设置一系列温度梯度，从中选出酶活性最高的温度，然后再以该温度为中心，缩小温度梯度，以进一步确定最适温度范围。(3)实验操作流程及注意事项：先分别对底物和酶进行恒温处理，再混合进行反应。一、目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、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。二、影响酶制剂活性的因素：温度、酸碱度和表面活性剂三、实验设计（一）、探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果1.实验原理污渍主要是蛋白质、脂质、淀粉等多种不溶于水的有机物，这些有机物能在相应的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有机物。2.控制变量：单一变量原则①实验自变量为洗涤剂种类；②无关变量要相同且适宜，如水的用量、污染物的量，实验用布的质地大小、洗衣粉的用量，搅拌及洗涤时间。（二）、探究加酶洗衣粉使用时的最适温度1.实验原理：酶的活性受温度的影响，最适温度时酶的活性最大，去污力最强，高于或低于此温度酶的活性降低，去污力下降。2.洗涤效果的判断：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。制备水果泥制备果胶酶水果泥、果胶酶分别水浴保温水果泥、果胶酶混合水浴保温记录果汁量注意：实验设计要遵循的单一变量原则、等量原则、对照原则。设计实验方案自变量：温度因变量：酶的活性动手实验过滤出果汁改变不同温度后重复上面实验(也可同时进行不同温度的实验)记录实验数据得出结论记录表格设计温度/℃102030405060果汁量/mL保证底物和酶在混合时的温度是相同的原因：让果泥和果胶酶有充分的反应时间在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大探讨加酶洗衣粉的洗涤效果酵母细胞的固定化问：加酶洗衣粉中的酶为什么不会失活？答：酶表面有特殊化学