生物选修一生物技术实践知识点总结
专题一传统发酵技术的应用
*
菌种
项目
酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物学分类真核生物原核生物真核生物原核生物代谢类型异养兼性厌氧异养需氧异养需氧异养厌氧繁殖方式适宜条件下出芽生殖二分裂生殖孢子生殖二分裂生殖生产应用酿酒酿醋制作腐乳制作泡菜发酵条件前期需氧，后期不需氧一直需氧一直需氧不需氧最适温度18℃～25℃30℃～35℃15℃～18℃常温
时间控制10～12天7～8天腌制8天左
右
腌制10天左
右
其他条件封闭充气口适时充气控制盐酒用
量
控制盐水比例
课题一果酒和果醋的制作
1、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＋6CO2
2、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。
3、醋酸菌是单细胞细菌.，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
4、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
果酒果醋
7、酒精检验：在酸性条件下，重铬酸钾及酒精反应呈现灰绿色。
8. 实验装置
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及瓶身相连接，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。
课题二腐乳的制作
1、多种微生物参及了发酵，起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌。生殖方式是孢子生殖。
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。*
5.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℃，并保持一定的温度。
来源：1.来自空气中的毛霉孢子，2. 直接接种优良毛霉菌种. 时间：5天
亚
硝
酸
盐
含
量
发酵时间
（d）
6.加盐腌制：将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中，同时逐层加盐，随着层数的加高而增加盐
量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐腌制的时间约为8天左右。
注意：控制盐的用量，豆腐块及盐的质量分数比为5∶1.盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高会影响腐乳的口味
7.食盐的作用：抑制微生物的生长，避免腐败变质;析出水分，是豆腐变硬，在后期制作过程中不易酥烂;
调味作用，给腐乳以必要的咸味.
8.配制卤汤：卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。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.赋予腐乳以特殊风味3.酒精含量的高低及腐乳后期发酵时间的长短有很大关系，酒精含量越高，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，杂菌繁殖快，豆腐易腐败。
·香辛料的作用：1.调味作用2.杀菌防腐作用3.参及并促进发酵过程
10.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
1.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。反应
式为：C6H12O6
?→
?酶2C3H6O3+能量
2.亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中用作食品添加剂。
①膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外，但在适宜pH 、温度
和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。
②一般在腌制10 天后亚硝酸盐含量开始降低，故在10天之后食用最好
③测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐及对氨基苯磺酸发生重氮
化反应后，及N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，及已知浓度的标准显色液目测比较，估算泡菜中酸硝盐含量。
试验流程
4.测定亚硝酸盐的一般流程：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色→计算
专题二微生物的培养及应用
课题一微生物的实验室培养
1.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半固体培养基和固体培养基。
②按照成分可分为合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成，常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成，常用于实际工业生产。
③按照培养基的用途，可将培养基分为基础培养基，选择培养基和鉴别培养基。
④培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源等。
2.无菌技术·获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵.
·消毒及灭菌的区别
消毒指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有害的微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法，，化学药剂（如酒精、氯气、石炭酸等）消毒、紫外线消毒。
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。
*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。
3.制作牛肉膏蛋白胨固体培养基
（1）方法步骤：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
（2）倒平板操作的步骤：了解
①将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞。
②右手拿锥形瓶，将瓶口迅速通过火焰。
③用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基（约10～20mL）倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。
④等待平板冷却凝固，大约需5～10min。然后，将平板倒过来放置。
4.纯化大肠杆菌
（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）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。
（3）平板划线法操作步骤：了解
①将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红。②在火焰旁冷却接种环，并打开棉塞。
③将试管口通过火焰。④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。
⑤将试管通过火焰，并塞上棉塞。⑥左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养皿。⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作，在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线及第一区相连。⑧将平板倒置放入培养箱中培养。
（6）涂布平板操作的步骤：了解
①将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。②取少量菌液，滴加到培养基表面。
③将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却8～10s。
④用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。
5.菌种的保存
（1）对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。
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。
（2）对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。
6.确定培养基制作是否合格的方法
将未接种的培养基在恒温箱中保温1～2天，无菌落生长，说明培养基的制备是成功的
课题二土壤中分解尿素的细菌的分离及计数
1.尿素：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
2.筛选菌株
（1）实验室中微生物的筛选应用的原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、pH 等），同时抑制或阻止其他微生物生长。
（2）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。
3.统计菌落数目
（1）测定微生物数量的常用方法有活菌计数法（稀释涂布平板法）和显微镜直接计数。
（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理
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活细菌。为了保证结果准确，一般设置3～5个平板，选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。
4.实验设计
（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，在距地表约3～8cm的土壤层取样。
（2）样品的稀释：
（3）微生物的培养及观察观察微生物的菌落特征：形状、大小、隆起程度、颜色
5.统计某一稀释度下平板上的菌落数
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
1.纤维素及纤维素酶
（1）纤维素，一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物
（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、C X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。
2.纤维素分解菌的筛选
（1）筛选方法：刚果红染色法。
（2）刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理
刚果红可以及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，刚果红能及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。
3.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→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落
（1）土壤采集 选择富含纤维素的环境。
（2）刚果红染色法种类
一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入刚果红。
4.课题延伸：了解
对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选后，只是分离纯化的第一步，为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，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，一般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。
专题三 植物的组织培养技术
课题一 菊花的组织培养
1.植物组织培养的基本过程
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。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.植物细胞工程的原理：细胞的全能性。
3.植物组织培养技术的应用有：实现优良品种的快速繁殖；培育脱毒作物；制作人工种子；培育作物新品种等。
4.影响植物组织培养的条件
①材料：植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择未开花植物的茎上部新萌生的侧枝作材料（嫩枝生理状态好，容易诱导脱分化和再分化）。
②营养：常用的培养基是MS 培养基，其中含有的大量元素是N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg ，微量元素是Fe 、Mn 、B 、Zn 、Cu 、Mo 、I 、Co ，有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。
③激素：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。在培养基中植物激素的浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。
④环境条件：PH 、温度、光等环境条件。
4、操作流程
配制MS固体培养基→外植体的消毒（酒精→氯化汞）→接种→培养→移栽→栽培
注意：①对外植体进行表面消毒时，就要考虑药剂的消毒效果，又要考虑植物的耐受能力。
②栽前应先其在培养间生长几日。然后将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间，进行壮苗。最后进行露天栽培。
③外植体在培养过程中可能会被污染，原因有外植体消毒不彻底；培养基灭菌不彻底；接种中被杂菌污染等。
专题二月季的花药培养
1.被子植物的花粉发育
①花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。
②②被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期（单核居中期→单核靠边期）和双核期等阶
段。
③同一生殖细胞形成的两个精子，其基因组成完全相同。
2.产生花粉植株的两种途径：一种是花粉通过胚状体阶段发育为植物，另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。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。
3.影响花药培养的因素：其中材料的选择及培养基的组成是主要的影响因素
选择月季的初花期，完全未开放的花蕾。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高
·材料的选取：选择花药时，一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法。但是，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
4.为防止出现染色体倍性还需要对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。
专题四酶的研究及应用
课题1 果胶酶在果汁生产中的作用
1．基础知识
1．1果胶是植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一。
1．2在果汁加工中，果胶的存在易导致果汁出汁率低，果汁浑浊。
1．3果胶酶分解果胶的作用是：①瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，②把果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清
1．4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。
1．5酶的活性是指：酶催化一定化学反应的能力。
1．6酶的活性高低可用一定条件下的酶促反应速度来表示，即单位时间、单位体积内反应物消耗量或产物生成量来表示。
1．7影响酶活性的因素有：温度、 PH 、激活剂和抑制剂等。
2．实验设计
2．1实验目的：定量测定温度或pH对果胶酶活性的影响。
2．2原理：果胶酶瓦解细胞壁和胞间层增大果汁产量；果胶酶催化分解果胶增大果汁澄清度。
2．3变量设计及控制：
①实验的自变量是温度（或pH）
②实验的因变量是酶的活性，检测因变量的方法是测定果汁的产出量或澄清度。
课题2 探讨加酶洗衣粉的洗剂效果
一、实验原理
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．酶的专一性：如碱性蛋白酶将蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽
二、注意事项
变量的分析和控制：确保单一变量
影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量，
衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。
课题3酵母细胞的固定化
一、实验原理
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。生产过程中，将葡萄糖溶液从
反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，及固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。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．固定化方法：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，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。
固定化酶优点：既能及反应物接触，又能及产物分离，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。
二、实验步骤
1。细胞的活化
活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态
2。配制物质的量浓度为0.05mo1/L的CaCl2溶液3。配制海藻酸钠溶液加热时要用小火，或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。4。海藻酸钠溶液及酵母细胞混合将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加人已活化的醉母细胞
5。固定化酵母细胞
以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。
【注】CaCl2溶液的作用：使胶体聚沉
6 使用固定化酵母细胞发酵
专题五ＤＮＡ和蛋白质技术
课题一ＤＮＡ的粗提取及鉴定
1.提取DNA的溶解性原理包括
DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精，但细胞中蛋白质可溶于酒精。
在0.14mol/L时溶解度最小；较高浓度（2mol/L）可使DNA溶解；0.14mol/L可使DNA析出。
2.利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理：①蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影
②洗涤剂将细胞膜上的蛋白质，从而瓦解细胞膜。
③温度值为60～80℃，蛋白质变性沉淀，而DNA不会变性。
3.鉴定DNA：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色。
4.实验材料的选取
本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因。一是因为鸡血细胞核的DNA含量丰富，材料易得；二是鸡血细胞极易吸水胀破.
5.实验操作