生物选修一
2022-08-02 16:36:44 0 举报AI智能生成
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人教版生物选修一全书知识点整理和归纳
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大纲/内容
酵母菌，是兼性厌氧菌型微生物真菌·酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要)分裂生殖孢子生殖
发酵菌种
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
菌种来源
酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖
+6→6+6
有氧条件
酵母菌通过无氧呼吸产生酒精
→2+2
无氧条件
发酵原理
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℃
温度
前期有氧后期无氧（先通气后密封）
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
气体
10-12天
时间
发酵条件
新鲜饱满
皮上有酵母菌
挑选葡萄
1-2遍，不要反复冲洗（防止冲掉皮上野生酵母菌）
先冲洗后去梗，去梗冲洗会污染
冲洗
榨汁机要洗净、晾干
发酵瓶要洗净，用体积分数为70%的酒精消毒
防止发酵液溢出，并使其在有氧呼吸中大量繁殖
将葡萄汁装入，留三分之一空间
榨汁
18℃-25℃，10-12天，在出料口检验发酵情况，用酸性重铬酸钾(比如先滴加浓硫酸再滴入重铬酸钾溶液)检测，如为灰绿色，则产生了酒精
要适时排气，防止装置爆裂
接种后通入无菌空气，使得有氧条件下酵母菌得到繁殖
酒精含量达到一定后不变，因为高浓度酒精抑制酵母菌繁殖，所以发酵后期酒精产率下降
酒精发酵
实验流程
分支主题
排气口弯曲：防止空气中的杂菌污染，防止氧气进入
充气口：酿酒时关闭充气口，连接气泵，通入无菌空气
出料口：放出发酵液，便于取样检查
发酵装置
果酒的制作
醋酸菌（异氧需氧型、单细胞原核、好氧细菌）
变酸的酒的菌膜
醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸
+2→2+2+2
氧气糖源充足
醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸
+→+（（不产生气体，无气泡）
缺少糖源，氧气充足
30-35℃
需要充足的氧气，短时间中断，醋酸菌也会死亡
7-8天
醋酸发酵
观察菌膜的形成
嗅味，品尝
比较发酵前后的PH值
用显微镜观察
果醋制作鉴定
充气口：酿醋时打开充气口，连接气泵，通入无菌空气
果醋的制作
课题1果酒和果醋的制作
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。代谢类型是异养需氧型，生殖方式是孢子生殖，营腐生生活。
分布广泛，常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上，生长迅速
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。
原理
选择含水量为70%的豆腐（多：不成形；少：毛霉不生长）
温度：15-18，保持一定湿度
让豆腐上长出毛霉
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
浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。
加盐腌制
卤汤：直接关系到腐乳的色、香、味。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。
与有机酸结合形成酯，赋予腐乳风味
防止杂菌污染以防腐
酒的作用
调味作用
杀菌防腐作用
参与并促进发酵过程
香辛料的作用
作用
酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系，酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长;酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
用量
加卤汤装瓶
后期发酵（主要是酶的作用）
洗干净后用沸水消毒
装瓶时，操作要迅速小，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。
密封腌制
课题2腐乳的制作
乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型。在无氧条件下，降糖分解为乳酸，分裂方式是二分裂
附着在蔬菜上的乳酸菌
乳酸链球菌、乳酸杆菌（常用于酸奶）
菌种类别
在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸
→2+能量
盐水没过菜料
向坛盖边沿的水槽中注满水，保证无氧，过程中要补水
装坛
煮沸是为了杀菌、排空气
冷却是为了保持微生物活性
泡菜盐水要煮沸冷却
制作流程
析出水分
浓度过高：乳酸发酵受抑制，咸而不酸
浓度过低：杂菌繁殖，易变质
食盐
偏高：杂菌活动能力强，易变质
偏低：发酵时间延长
影响泡菜发酵的因素
白色粉末，易溶于水，作用食品添加剂，分布广泛
特点
一般不会危害人体健康，当摄入总量达到0.3~0.5g，会中毒（缺氧）；当达到3g时，会引起死亡
绝大部分会随尿液排出，只有在特定条件下（适宜PH值，温度，一定微生物的作用）才会转变成致癌物质亚硝胺
危害
腌制过程中亚硝酸盐先↑后↓，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
比色法
方法
测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下，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，与已知浓度的标准显色液目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐含量。
测定
亚硝酸盐
课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量
专题1 传统发酵技术的应用
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，是进行微生物培养的物质基础
培养基
用于工业生产，不能形成菌落
液体
加入凝固剂（一般为琼脂），用于实验鉴定，可以形成菌落
固体
观察微生物的运动
半固体
注：菌落是指由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体
物理
成分不明确，用于大规模生产
天然培养基
成分明确，用于科研鉴定
合成培养基
化学
用途
培养基的分类
水、碳源、氮源、无机盐、特殊营养物质
注意：培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素;培养霉菌时需要将培养基的pH调至酸性;培养细菌时需将pH调至中性或微碱性
培养基的化学成分
对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。
将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触
获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，注意几点：
无菌技术
消毒与灭菌的区别
计算→称量→溶化→灭菌→倒平板
制备牛肉膏蛋白胨固体培养基实验操作
平板划线法: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（注意不能将最后一区的划线与第一区相连)
稀释涂布平板法︰将菌液进行一系列梯度稀释，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(用于计数，一般选择菌落数在30-300的平板进行计数)纤维素
接种方法
临时保存
4℃
斜面保存
长期保存
零下20摄氏度
甘油管藏
菌种保存
纤维素酶
刚果红是一种染料，可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但不会和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌
刚果红
专题2 微生物的培养与应用
不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，植物材料的选择直接关系到试验的成败，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
一般地，容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。选取生长旺盛嫩枝进行组培的是嫩枝生理状态好，容易诱导脱分化和再分化
内部因素
离体的植物组织和细胞，对营养、环境等条件的要求相对特殊，需要配制适宜的培养基
常用的培养基是MS培养基，其主要成分包括：大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S，微量元素，如Mn、B、Zn、Cu、Fe、Mo、I、Co，有机物，如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素以及蔗糖等
营养
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
在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果
激素
微量元素和大量元素：提供植物生长必须的无机盐
蔗糖：提供碳源；维持细胞渗透压
甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素：满足离体植物细胞的特殊影响需求
不同的植物对各种条件的要求往往不同。进行菊花的组织培养，一般将pH控制在5.8左右，温度控制在18~22℃，并且每日用日光灯照射12h
环境条件：PH、温度、光等环境条件
影响植物组织培养的条件
在生物个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程
离体的植物组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织，愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞
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
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
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
再分化
分类
是一种持久性的变化
持久性
细胞内遗传物质是稳定的、不变的
稳定性
不可逆性
形成不同的细胞组织
结果
基因的选择性表达
原因（实质）
细胞分化
已经高度分化的细胞，仍然具有发育为完整个体的潜能
定义
生物体的每一个细胞都包含有该物种特有的全套遗传物质，都有发育为完整个体所必需的全部基因
原因
已分化的细胞仍具有全能性
实例
受精卵>生殖细胞>体细胞
植物细胞>动物细胞
分生区细胞>成熟区细胞
全能性比较
细胞的全能性
细胞离体
一定的营养物质、激素和其他外界条件
必要条件
植物组织培养
植物组织培养的基本过程
将各种成分按配方比例配制成的浓缩液（培养基母液）
使用时根据母液的浓缩倍数，计算用量，并加蒸馏水稀释
配置各种母液
应加入的物质有琼脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液，并用蒸馏水定容到1000毫升
由于菊花茎段组织培养比较容易，因此不必添加植物激素
配制培养基
高压蒸汽灭菌
灭菌
配制MS固体培养基
外植体：用于离体培养的植物器官或组织片段
选取菊花茎段时，要取生长旺盛的嫩枝
菊花茎段用流水冲洗后可加少许洗衣粉，用软刷轻轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗20min左右
用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为70%的酒精中摇动2~3次，持续6~7s，立即将外植体取出，在无菌水中清洗
取出后仍用无菌吸水纸吸干外植体表面水分，放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中1~2min
取出后，在无菌水中至少清洗3次，漂洗消毒液
注意：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
外植体消毒
接种前用体积分数为70%的酒精将工作台擦拭一遍
接种过程中插入外植体时形态学上端朝上，每个锥形瓶接种7～8个外植体
外植体接种与细菌接种相似，操作步骤相同，而且都要求无菌操作
接种
应该放在无菌箱中进行，并定期进行消毒，保持适宜的温度（18~22℃）和光照（12h）
培养
栽前应先打开培养瓶的封口膜，让其在培养间生长几日，然后用流水清洗根部培养基
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
移栽
每天观察记录幼苗生长情况
适时浇水、施肥，直至开花
栽培
外植体消毒不彻底接种中被杂菌污染
培养基灭菌不彻底
锥形瓶密封性差等
外植体污染的原因
操作流程
专题3 植物的组织培养技术菊花的培养
被子植物的雄蕊通常包含花丝、花药两部分，花药为囊状结构，内部含有许多花粉
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
被子植物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，在小孢子四分体时期，4个单倍体细胞连在一起
进入单核期时，四分体的4个单倍体细胞彼此分离，形成4个具有单细胞核的花粉粒，这时的细胞含浓厚的原生质，核位于细胞的中央（单核居中期）
细胞不断长大，细胞核由中央移向细胞一侧（单核靠边期），并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核，进而形成两个细胞，一个是生殖细胞，一个是营养细胞
生殖细胞将在分裂一次，形成两个精子
花粉粒中只含花粉管细胞核和生殖细胞核
二核花粉粒的精子是在花粉管中形成的
二核花粉粒
花粉在成熟前，生殖细胞就进行一次有丝分裂，形成两个精子
花粉粒中含有两个精子核和一个花粉管核（营养核）
三核花粉粒
成熟的花粉粒
花粉母细胞经减数分裂形成的4个连在一起的单倍体细胞
花粉发育过程中的四分体
联会配对后的一对同源染色体，由于含有四条染色单体而称为四分体
动物细胞减数分裂的四分体
四分体
同一生殖细胞形成的两个精子，其基因组成完全相同
注意
被子植物的花粉发育
花粉通过胚状体阶段发育为植物
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
无论哪种产生方式，都要先诱导生芽，再诱导生根
胚状体：植物体细胞组织培养过程中，诱导产生的形态与受精卵发育成的胚非常类似的结构，其发育也与受精卵发育成的胚类似，有胚芽、胚根、胚轴等完整结构，就像一粒种子，又称为细胞胚
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
产生花粉植株的两种途径
不同植物的诱导成功率很不相同，亲本植株的生理状况对诱导成功率也有直接影响
亲本的生理状况：花粉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（一般在五月初到五月中旬）
选择单核期以前的花药接种，质地幼嫩，极易破碎；选择单核期以后的花药接种，花瓣已有些松动，又给材料的消毒带来困难
合适的花粉发育时期：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
花蕾：选择完全未开放的花蕾
材料的选择
植物生长调节剂的水平和配比 起决定作用
培养基的组成
亲本植株的生长条件
材料的低温预处理
接种密度
其他因素
影响花药培养的因素
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
将染色体染成红色，则证明花粉处于单核期
最常用的方法是醋酸洋红法
能将花粉细胞核染成蓝黑色
焙花青-铬矾法（某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青-铬矾法）
确定花粉时期的方法
材料的选取
花蕾使用体积分数为70%的酒精浸泡大约30S
立即取出，在无菌水中清洗
使用无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分
放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中2~4分钟（也可以用1%的次氯酸钙溶液或者饱和饱和漂白粉溶液）
取出后再用无菌水冲洗3~5次
材料的消毒
消毒后的花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上
在剥离花药时，要尽量不损伤花药（否则接种后容易从受伤部位长生愈伤组织），同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成
将愈伤组织及时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株
如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分开
还需要对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选
接种和培养
培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同
相同之处
花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾
花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基
花药培养对培养基配方的要求更为严格
不同之处
植物组织培养技术与花药培养技术
专题3 植物的组织培养技术月季的花药培养
植物芳香油的来源
性质
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物
水蒸气蒸馏法（分为水中蒸馏、水上蒸馏、水汽蒸馏）
适用于原料易焦糊和有效成分易水解的柑橘柠檬等
压榨法
不适用于水蒸气蒸馏的原料，可以考虑使用萃取法
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
萃取法
提取方法
植物芳香油的提取
鲜玫瑰花和清水1：4比例→水蒸气蒸馏→油水混合物（加入NaCl)→分离油层（加入无水硫酸钠）→除水（过滤）→玫瑰油
玫瑰精油的提取
石灰水浸泡10小时以上（防止压榨时滑脱，提高出油率）→漂洗→压榨→普通布袋过滤→静置→滤纸再次过滤→橘皮油
橘皮精油的提取
胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素
注：萃取选沸点较高、水不溶性的石油醚；同时避免明火加热，采用水浴加热；为防止有机溶剂挥发，还需要添加冷凝回流装置
胡萝卜素的提取
专题6 植物有效成分的提取
生物体内常见的生物大分子有：多糖、蛋白质、核酸（DNA和RNA）
真核细胞内DNA主要分布在细胞核内的染色质上（DNA与蛋白质结合在一起）
提取生物大分子的基本思路：用一定的物理或者化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子
DNA溶解
蛋白质析出
2mol/L Nacl溶液
部分发生盐析沉淀
溶解
0.14mol/L Nacl溶液
选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，使杂质沉淀；或者相反以达到分离的目的
DNA和蛋白质的溶解性
蛋白酶-水解蛋白质，对DNA无影响；嫩肉粉的主要成分是木瓜蛋白酶，其作用是分解蛋白质，使提取出的DNA纯度较高
高温-大多数蛋白质不能忍受60-80度的高温而变形，而DNA在80度以上才变形
洗涤剂-瓦解细胞膜，但对DNA无影响（破坏细胞膜中的蛋白质分子，有利于植物细胞中DNA释放）
DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受反应
在沸水浴条件下，DNA与二苯胺试剂反应，出现蓝色
紫外灯照射法
电泳指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
电泳法
DNA鉴定原理
基础知识
根据相对分子质量的大小分离蛋白质（利用某些凝胶对大小不同的分子的阻滞作用不同而将不同的分子分离开来)
相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢
凝胶色谱法
在一定范围内，缓冲溶液能够抵制外界的酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变
缓冲溶液
一般分为四步:样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定血红蛋白的提取和分离
蛋白质的提取和分离
血红蛋白的释放（加入40%体积的甲苯，破坏细胞膜，释放出血红蛋白)
分离血红蛋白溶液(分为四层有机溶剂、酯类物质、血红蛋白溶液、红细胞破碎物沉淀)
透析
血红蛋白的提取和分离
专题5 DNA和蛋白质技术
果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊，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，果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使得浑浊的果汁变得澄清
果胶
果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管恒温处理:可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了混合时对混合物温度的影响，从而影响果胶酶的活性
果胶酶
果糖含量为42%左右的糖浆，它的生产需要使用葡萄糖异构酶将葡萄糖转化为果糖
高糖果浆
蛋白酶
脂肪酶
淀粉酶
注：应用最广泛的为碱性蛋白酶和碱性脂肪酶（碱性蛋白酶能将血渍等大分子蛋白质水解成可溶性的小分子氨基酸或小分子肽，使污渍容易从衣服上脱落）
加酶洗衣粉目前常有的酶制剂
酶通常对强酸强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活
反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量
进行酶固化的原因
将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上的小孔，而反应溶液可以自由出入（反应柱可以连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量）
固定化细胞固定的是一系列酶
固定化酶技术
酵母细胞的活化(加水搅拌成糊状)
配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCI2溶液
配制海藻酸钠溶液(边加热边搅拌成糊状)
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合(冷却后均匀混合)
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置好的CaCI2溶液中，形成凝胶珠)
酵母细胞的固定化
单位时间内单位体积中反应物减少量
单位时间内单位体积中产物增加量
表示方法
催化一定化学反应的能力
酶制剂
pH
影响因素
酶活性
酶浓度
果汁的体积
果汁的澄清度
因变量检测
相互对照
对照方法
探究实验
底物浓度
酶促反应速度
专题4 酶的研究与应用
高二生物选修1:生物技术实践
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