高中生物选修一知识点

2020-07-191580

生物技术实践

一、传统发酵技术

1.果酒制作：

1)原理：酵母菌的无氧呼吸反应式：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量。

2)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。

3)条件：18-25℃，密封，每隔一段时间放气(CO2)

4)检测：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。

2、果醋制作：

1)原理：醋酸菌的有氧呼吸。

O2，糖源充足时，将糖分解成醋酸

O2充足，缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再变为醋酸。

C2H5OH+O2CH3COOH+H2O

2)条件：30-35℃，适时通入无菌空气。

3、腐乳制作：

1)菌种：青霉、酵母、曲霉、毛霉等，主要是毛霉(都是真菌)。

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aa ;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)加盐腌制时要逐层加盐，随层数加高而增加盐量，盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块变质。

4、泡菜制作：

1)原理：乳酸菌的无氧呼吸，反应式：C6H12O62C3H6O3+能量

2)制作过程：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，冷却之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。向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证乳酸菌发酵的无氧环境。

3)亚硝酸盐含量的测定：

①方法：比色法;

②原理：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。

二、微生物的培养与应用

1、培养基的种类：按物理性质分为固体培养基和液体培养基，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。

2、培养基的成分一般都含有水、碳源、氮源、无机盐P14

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O2的要求。

5、获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。

6、常用灭菌方法有：灼烧灭菌，将接种工具如接种环、接种针灭菌;干热灭菌：如玻璃器皿、金属用具等需保持干燥的物品。高压蒸汽灭菌：如培养基的灭菌。

7、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。

8、固体培养基的制备：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板

9、微生物常用的接种方法：平板划线法和稀释涂布平板法。

10、平板划线法是通过连续划线，将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，分别涂布到培养基表面。当它们稀释到一定程度后，微生物将分散成单个细胞，从而在培养基上形成单个菌落。

11、微生物的计数方法：活菌计数法、显微镜直接计数法、滤膜法。

12、活菌计数法就是当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少个活菌。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。

13、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。

14、设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响。提高实验结果的可信度。①如何证明培养基是否受到污染：实验组的培养基中接种要培养的微生物，对照组中的培养基接种等量的蒸馏水(设置空白对照)。②如何证明某选择培养基是否有选择功能：实验组中的培养基用该选择培养基，对照组中培养基用普通培养基(牛肉膏蛋白胨培养基)。如果普通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。

15、如何分离分解尿素的细菌?培养基中以尿素为唯一氮源，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。

16、如何分离分解纤维素的微生物?以纤维素为唯一碳源的培养基。

17、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。

18、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。(产生了透明圈，说明纤维素被分解了，说明有纤维素分解菌)

三、植物组织培养

1、菊花组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。

2、常用的培养基是MS培养基：主要成分包括：大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S;微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co;有机物：如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素以及蔗糖等，常常还要添加植物激素。

3、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激素。

1)按照不同的顺序使用，会得到不同的实验结果。

①先使用生长素，后使用细胞分裂素：有利于细胞分裂，但细胞不分化;

②先使用细胞分裂素，后使用生长素：细胞既分裂也分化。

③同时使用：分化频率提高。

2)两者用量的比例影响细胞的发育方向：

4、花粉是单倍体的生殖细胞，花粉的发育要经历小孢子四分体时期，单核期和双核期等阶段。

5、通过花药培养产生花粉植株(单倍体植株)一般有两种途径：

究竟是哪种途径主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。

6、影响花药培养的因素：材料的选择和培养基的组成，此外，亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等都有影响。

7、月季的花药培养一般选初花期，并且选择单核期的花粉。选择花药时，一般通过镜检来确定花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的常用方法：醋酸洋红法，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。

四、酶的研究与应用

1、果胶酶作用：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。

2、果胶酶并不特指某一种酶，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。

3、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。

4、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。

5、加酶洗衣粉的作用原理：碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的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。同样道理，脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质。

6、固定化技术包括：包埋法、化学结合法和物理吸附法。一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。因为细胞个大，而酶分子很小;个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。

7、固定化酵母细胞时，酵母细胞的活化用蒸馏水;配制海藻酸钠溶液时，加热要用小火，或者间断加热;要将海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入活化的酵母细胞。CaCl2溶液有利于凝胶珠形成稳定的结构。

五、DNA和蛋白质技术

1、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。

2、DNA溶解性：①DNA在不同浓度的NaCL溶液中溶解度不同。在0.14moL/L的NaCL溶液中，溶解度最小。②DNA不溶于酒精。

3、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：因为酶有专一性，蛋白酶能水解蛋白质，但对DNA没有影响。DNA比较能耐高温。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA无影响。

4、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。

5、提取DNA的材料一般用鸡血而不用猪血，因为哺乳动物(猪)成熟的红细胞无细胞核，无DNA。

6、破碎鸡血细胞时，可以加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。

7、为了纯化提取的DNA，需要将滤液进一步处理。在滤液中加入NaCL，使其浓度为2mol/L，过滤除去不溶的杂质，再加入蒸馏水，使NaCL浓度为0.14mol/L，析出DNA，过滤除去溶液中的杂质。

8、向溶解了DNA的NaCL溶液中加入体积分数为95%的冷却的酒精溶液，目的是提取含杂质更少的DNA。

9、PCR原理：DNA体外复制

10、PCR的条件：①一定的缓冲溶液;②DNA模板;③分别与两条模板链相结合的两种引物;④四种脱氧核苷酸;⑤耐热的DNA聚合酶;⑥控制温度的仪器设备。

11、为什么要引物?因为DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链。DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。

12、PCR三步骤：变性、复性和延伸。在PCR循环之前，常要进行一次预变性，以便增加大分子模板DNA彻底变性的概率。

13、PCR的结果：特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列呈指数扩增。

14、DNA在260nm的紫外线波段有一强烈的吸收峰。

15、蛋白质分离的方法：凝胶色谱法和电泳。

16、凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。相对分子质量较小的蛋白质，移动速度慢，后洗脱出来;相对分子质量较大的蛋白质，移动速度快，先洗脱出来。

17、电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现各种分子的分离。

六、植物有效成分的提取。

1、植物芳香油的提取方法：蒸馏、压榨和萃取。

2、水蒸汽蒸馏法是利用水蒸汽将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后又重新分出油层和水层。如玫瑰油、薄荷油等(也可用萃取法)。

3、柑橘、柠檬芳香油的制备常使用压榨法，因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解。

4、胡萝卜素的提取一般用萃取法。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，然后蒸发出有机溶剂，获取纯净的植物芳香油。

5、石油醚具有较高的沸点，能充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，所以适宜用作胡萝卜素的萃取剂。

6、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。故适用于蒸馏法。

7、玫瑰精油的油水混合物中加入NaCL目的是增加水层密度，使油水分层。分离油层后加无水Na2SO4，目的是除去水，再过滤去除Na2SO4。

8、橘皮压榨前用石灰水浸泡，目的是破坏细胞结构、分解果胶、防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。

9、胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂，所以适于用萃取法。