选修一生物技术实践 知识点总结

专题 一

1、发酵：利用微生物或其他生物的细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其代谢产物的过程。

类型：（1）根据是否需要氧气分为：需氧发酵和厌氧发酵。

（2）根据产生的产物可分为：酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等

酵母菌是兼性厌氧微生物。

在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O

在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵 C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2

酵母菌有氧呼吸时，产生能量多，可大量繁殖；无氧呼吸时，产生能量少，仅能满足自身代谢，基本不繁殖；所以利用酵母菌进行工业生产时先进行通气再密封。

2、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℃

3、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。

4、醋酸菌是一种好氧细菌。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。 C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O

5、醋酸菌最适生长温度为30～35℃。6、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。

7、装置各部位的作用

充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。

排气口：排出酒精发酵时产生的CO2。

出料口：是用来取样的。

与瓶身相连的长而弯曲的胶管：加水后防止空气中微生物的污染。

该装置的使用方法:使用该装置制酒时，应该关闭充气口；留1/3的空间的目的是防止发酵时汁液益出。制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气（无菌空气）

8、过程：

9、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。

10、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。

11、制作泡菜所用微生物是乳酸菌 ，乳酸菌是厌氧细菌。在无氧条件下，将葡萄糖分解为乳酸 。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。

12、亚硝酸盐检测：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染料。

专题 二

1、培养基按照物理性质可分为液体培养基和固体培养基。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。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。

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。

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，称做选择培养基。

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（如刚果红）配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。

3、培养基的化学成分包括 水 、碳源 、 氮源和无机盐 。

4、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。

5、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（选修一教材P15）

6、消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法还有化学药剂消毒（如酒精、氯气、石炭酸等）、紫外线消毒。

7、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。

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 。

④表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法，所用器械是紫外灯 。

8、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。

9、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。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。

10、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。

11、分离分解纤维素的微生物的实验流程

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（刚果红）纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落

12、刚果红（选修一P28）

专题 三

1、 植物组织培养

原理：植物细胞的全能性。

由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。

2、植物组织培养常用的培养基是MS培养基，其中含有的大量元素，微量元素，有机物等。在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。接种前培养基需要用高压蒸汽灭菌，外植体需要消毒（常用酒精和氯化汞）消毒时既要考虑药剂的消毒效果，又要考虑植物的耐受性。

3、植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强趋势。

4、进行菊花的组织培养，每日用日光灯照射12h 。

5、被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期（花药离体培养选择该时期）和双核期等阶段。

6、通过花药培养产生花粉植株（即单倍体植株）一般有两种途径，

这两种途径之间并没有绝对的界限，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比（见第3条表格）。

7、不同植物的诱导成功率很不相同。

亲本的生理状况：花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株，选择月季的初花期。 合适的花粉发育时期：一般来说，在单核期靠边期，花药培养成功率最高。 花蕾：选择完全未开放的花蕾

8、选择花药时，一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于单核期。确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法，花粉细胞核染成红色。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

9、培养过程不需要光照，幼小植株形成后才需要光照。

专题 四

1、 果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，不溶于水，在果汁加工中不仅会影响出汁率还会使果汁浑浊。

2、 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等。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层使榨取果汁变得更容易，也使得浑浊的果汁变得澄清。

3、 酶的活性与影响酶活性的因素（参考必修一P78-85注意实验设计的一般原则，注意自变量、因变量、无关变量。选修一P43-44）

4、探讨加酶洗衣粉的洗剂效果

(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。

(2)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方向发展，减少对环境的污染。

4、酵母细胞的固定化

(1) 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。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。

(2) 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。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。

固定化酶优点：酶能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。

固定化细胞优点：成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应。

专题 五

提取生物大分子的基本思路：是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。

一、DNA的粗提取

1、原理：（1）思路：DNA与RNA、蛋白质和脂质在物理和化学性质方面的差异，提取DNA去除其它杂质。

（2）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其它成分在不同的NaCl溶液中溶解度不同，利用这一特点，选用适当的浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。

（3）DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理（选修一P54）

2、DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色。

3、过程（选修一教材P55-P56）

二、多聚链式反应扩增DNA片段

1. PCR全称为多聚链式反应，它是指一种体外迅速扩增DNA片段的技术 的实验技术。

2.PCR扩增是在PCR自动扩增仪中进行的，具体反应过程包括3个反应步骤即变性，复性，和延伸。

3. PCR体外扩增DNA的过程类似细胞内DNA的复制的过程，两者都需要DNA模板，引物，四种脱氧核苷酸，DNA聚合酶都需要能量，所不同的是体内解链是靠DNA聚合酶，体外解链是靠变性，引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对

三、血红蛋白的提取和分离

蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。

1、凝胶色谱法（分配色谱法）：

（1）原理：是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法，所用的凝胶实际上是一些微小的多孔性球体，分子质量大的蛋白质分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的蛋白质分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。相对分子质量不的蛋白质分子因此得以分离。

（2）分离过程： 混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子

（3）作用： 分离蛋白质，测定生物大分子分子量，蛋白质的脱盐等。

2、凝胶电泳法：

（1）原理：许多重要的生物大分子如蛋白质、核酸等，具有可解离的基团，在一定的PH下，这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下这此带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。电泳利用了待分离样品中不同蛋白质所带电荷性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。

（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS）。

（3）分离过程：在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质－SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。

专题 六

1、 植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取。

2、水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法。它的原理是利用水蒸汽将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。可分为水中蒸馏、水上蒸馏、水气蒸馏。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。萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中的方法。芳香油溶解于有机溶剂后，只需蒸发出有机溶剂，就可以获得纯净的植物芳香油。有机溶剂必须事先精制，除去杂质，否则会影响芳香油的品质

3、玫瑰精油的提取过程：

玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸汽一同蒸馏，可用水汽蒸馏法和萃取法提取。用于提炼玫瑰精油的玫瑰花要在花开的盛花期采收，在此阶段花朵含油最高。

加入NaCl：使油水混合物中油和水的分离，可用分液漏斗分离油层和水层。

无水NaSO4：吸收油层中残留的水分。

4、 橘皮精油的提取：橘皮精油的主要成分是柠檬烯，由于橘皮精油的有效成分在用水蒸汽蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料含糊的问题，所以一般用压柞法。操作流程见(选修一P74)

石灰水：能够破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时滑脱，提高出油率。

5、胡萝卜素的提取见(选修一P77-79)

胡萝卜素化学性质稳定，不溶于水，微溶于酒精易溶于石油醚等有机溶剂，因此可用萃取法提取。萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同量受到原料颗粒的大小，紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等的影响。

过滤：除去萃取液中的不溶物 浓缩：蒸发出有机溶剂 鉴定：纸层析法

6、几种提取方法的比较