生物技术实践
选修1
内容索引
01
专题1 传统发酵技术的应用
02
专题2 微生物的培养与应用
03
专题4 酶的研究与应用
05
专题6 植物有效成分的提取
04
专题5 DNA和蛋白质技术
专题1 传统发酵技术的应用
1.酵母菌的代谢方式: 。在 条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。有氧呼吸总反应式:______________________________ 在 条件下,酵母菌能进行酒精发酵。无氧呼吸酒精发酵反应式: ?
2.最适宜酵母菌繁殖是20 ℃左右,酒精发酵时一般将温度控制在
。?
3.醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是 ,生殖方式为 。?
4.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。
反应式: ?
异养兼性厌氧型
有氧
C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O
缺氧
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
18~25 ℃
异养需氧型
二分裂
C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O
5.用发酵好的酒精制醋需要控制发酵条件,包括
等。?
6.果酒和果醋的品质检测,酒精检验可以用 ,颜色反应结果为 。?
7.腐乳的制作过程中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 ,毛霉是一种丝状真菌,代谢类型是 。?
8.腐乳制作原理:________________________________________________
_____________________________________________________。?
温度升高为30~35 ℃,通入氧气
酸性重铬酸钾溶液
灰绿色
毛霉
异养需氧型
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
9.所用豆腐的含水量为 左右,水分过多则腐乳不易成形。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 ℃。?
10.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 盐量,接近瓶口表面的盐要铺厚一些,因为 。加盐腌制的时间为8 d左右。?
食盐的作用:___________________________________________________
____________________________________________________?。
70%
15~18
增加
越接近瓶口,被杂菌污染的机会就越大
①抑制微生物的生长,避免腐败变质;②析出水分,使豆腐变硬,在后期制作过程中不易酥烂;③调味作用,给腐乳以必要的咸味
11.制作腐乳过程中要加入酒,酒的含量一般控制在 。?
酒的作用:??????????? ?????????????????????????????????????????
__________________________。?
酒精含量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。
12.制作泡菜所用微生物是 ,其代谢类型是 。?
12%左右
①抑制微生物的生长,防止杂菌污染以防腐;②与有机酸结合形成酯,赋予腐乳风味
乳酸菌
异养厌氧型
13.在腌制泡菜的过程中亚硝酸盐的含量变化趋势是 。?
测定亚硝酸盐含量的原理是:在 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 ,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。?
专题2 微生物的培养与应用
1.培养基按照物理性质可分为 。微生物在
培养基表面生长,可以形成肉眼可见的菌落。液体培养基应用于工业或生活生产,固体培养基应用于微生物的 ,半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。?
按照成分培养基可分为 。?
按照培养基的用途,可将培养基分为 。?
液体培养基、半固体培养基和固体培养基
固体
分离和鉴定及计数
合成培养基和天然培养基
选择培养基和鉴别培养基
2.培养基的营养成分包括水、 、碳源、 、生长因子等。碳源:能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源;糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。培养基还要满足微生物生长对 、特殊营养物质以及
的要求。培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加 ,培养霉菌时需将pH调至 ,培养细菌时需将pH调至 。?
无机盐
氮源
pH
氧气
维生素
酸性
中性或微碱性
3.无菌技术(消毒和灭菌的区别)
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
对人体有害的微生物(不包括 )。消毒方法常用煮沸消毒法,巴氏消毒法(对于一些不耐高温的液体),还有化学药剂(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 ,包括芽孢和孢子。三种常用的灭菌方法有:(1) 灭菌,如接种环、接种针;
(2) 灭菌,如玻璃器皿和金属用具等;(3) 灭菌,如 等。?
一部分
芽孢和孢子
所有的微生物
灼烧
干热
高压蒸汽
培养基
4.培养基分装前要 ,培养基灭菌后,需要冷却到 ℃左右时(用手触摸刚刚不烫手时),才能用来倒平板。平板冷凝后,要将平板倒置,主要目的是 。?
5.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。用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是:????????????????????????????
? 。?
调节pH
50
防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染
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
6.菌种的保存,对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。将菌种接种到试管的 上,在合适的温度下培养。当菌落长成后,将试管放入 的冰箱中保藏。这种保藏方法的缺点: 。对于需要长期保存的菌种,可以采用 的方法。混合后放在
的冷冻箱中保存。?
7.怎样确定培养基制作是否合格???????????????????????????????????
。?
固体斜面培养基
4 ℃
保存的时间不长,菌种容易被污染或产生变异
甘油管藏
-20 ℃
将未接种的培养基在恒温培养箱中保温1~2天,无菌落生长,说明培养基的制备是成功的,否则需要重新制备
8.统计菌落数目
(1)测定微生物数量的常用方法有 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一般设置3~5个浓度梯度平板,选择菌落数在 的平板进行计数,并取平均值。统计的菌落数往往比活菌的实际数目 (高/低),原因是
? 。因此,统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。?
稀释涂布平板法
30~300
低
当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
9.纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分;即 ,纤维素分解菌的筛选方法: 。这种方法筛选纤维素分解菌的依据是:通过是否产生 来筛选纤维素分解菌。?
10.分离分解纤维素的微生物的实验流程中,需要进行选择培养的原因是? 。?
C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶
刚果红染色法
以菌落为中心的透明圈
增加纤维素分解菌的浓度,以确保能够从样品中分离到所需菌种
专题4 酶的研究与应用
1.酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力,其高低可以用一定条件下酶所催化的某一化学反应的 来表示。酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的 或产物的 表示。影响酶活性的因素有 等。?
2.果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的 ,同时将果胶分解成可溶性的 ,提高果汁出汁率,使果汁变得澄清。?
3.加酶洗衣粉是指含有 的洗衣粉,目前常用的酶制剂有 四类,其中应用最广泛、效果最明显的是
,它们是通过基因工程生产出来的能够耐 、耐 、忍受
的酶。?
反应速度
减少量
增加量
温度、pH和酶的抑制剂
细胞壁及胞间层
半乳糖醛酸
酶制剂
蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶 碱性蛋白酶和碱性脂肪酶
酸
碱
表面活性剂和较高温度
4.脂肪酶可以将脂肪分解成 ;蛋白酶可以将蛋白质水解为 ;淀粉酶可以将淀粉水解为 ;纤维素酶可以将纤维素水解为 。?
5.固定化酶和固定化细胞技术是利用 方法将酶或细胞 在一定空间内的技术,包括 、
和 法。一般来说,酶更适合采用
法固定,而细胞多采用 法固定化。?
6.活化酵母菌细胞的目的是让 ,CaCl2溶液的作用是使 。配制海藻酸钠溶液时最好采用 的方法,以防出现焦糊现象。?
甘油和脂肪酸
氨基酸或小分子的肽
麦芽糖
葡萄糖
物理或化学
固定
包埋法
化学结合法
物理吸附
化学结合法和物理吸附
包埋
休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态
海藻酸钠胶体聚沉,形成凝胶珠
小火间断加热
专题5 DNA和蛋白质技术
1. 也称作分配色谱法,是根据 分离蛋白质的有效方法。其原理是:大多数凝胶是由 构成的小球体,内部有许多贯穿的通道,当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时, 的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程 ,移动速度 ;而 的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在 移动,路程 ,移动速度 。?
2.在一定范围内,缓冲溶液能抵制 对溶液 的影响,维持pH基本不变。?
凝胶色谱法
相对分子质量的大小
多糖类化合物
相对分子质量较小
较长
较慢
相对分子质量较大
凝胶外部
较短
较快
外界的酸和碱
pH
3.电泳是指带电粒子在 的作用下发生 的过程。其原理是:电泳利用了待分离样品中各种分子 以及分子本身的 、 的不同,使带电分子产生不同的 ,从而实现样品中各种分子的分离。?
4.血红蛋白由4条肽链组成,包括两条 和两条 。每条肽链环绕一个 基团。血红蛋白因含有血红素而呈现 。?
5.血红蛋白的提取和分离一般分为四步:① 、② 、③ 和④ 。?
电场
迁移
带电性质的差异
大小
形状
迁移速度
α-肽链
β-肽链
亚铁血红素
红色
样品处理
粗分离
纯化
纯度鉴定
6.在血红蛋白的释放过程中,在 的作用下,红细胞破裂释放出血红蛋白。通过离心分离血红蛋白溶液,离心结果分为 层,最上层为甲苯层(无色透明);第2层为脂溶性物质沉淀层(白色薄层固体),第3层为 的水溶液层( 液体);最下层为杂质沉淀层(暗红色)。?
7.透析的目的是:去除样品中相对分子质量较 的杂质。?
8.在装填凝胶柱时,不得有气泡存在,原因是
? 。?
9.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳用于进行 ,来判断纯化的蛋白质是否达到要求。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳时,蛋白质移动的速率取决于 。?
蒸馏水和甲苯
四
血红蛋白
红色透明
小
气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果
蛋白质纯度的鉴定
蛋白质分子质量的大小
专题6 植物有效成分的提取
1.植物芳香油的提取方法有 、 和 等。具体采用哪种方法是根据植物原料的特点来决定的。?
2.水蒸气蒸馏法是常用的方法。原理:利用 将
的植物芳香油携带出来,形成 ,再冷却后,混合物分出 和 。?
3.压榨法原理:通过 ,压榨出果皮中的芳香油。如柑橘、柠檬等芳香油的提取(这些材料使用蒸馏法时,容易造成 、
等问题)。?
4.萃取法的原理:植物芳香油易溶于 。?
蒸馏法
压榨法
萃取法
水蒸气
挥发性较强
油水混合物
油层
水层
机械压力
原料焦糊
有效成分水解
有机溶剂
5.玫瑰精油化学性质 ,难溶于 ,易溶于 。使用水蒸气蒸馏法(其中水 蒸馏最简单易行)。提取时,玫瑰花瓣与清水的质量比为 。蒸馏时间不能 ,温度不能 。?
6.提取玫瑰精油时,使用氯化钠溶液的目的是
。?使用无水硫酸钠的目的是
。?
7.提取橘皮精油时,石灰水的作用是_______ __
;小苏打、硫酸钠的作用是 。?
8.胡萝卜素是 色结晶,化学性质比较 ,不溶于 ,易溶于 等有机溶剂。?
稳定
水
有机溶剂
中
1∶4
过短
过高
促使油水混合物中油和水的分离
吸收油层中的水分
防止压榨时滑脱,提高出油率,降低压榨液黏稠度,过滤不堵塞筛眼
促进油和水的分离
橘黄
稳定
水
石油醚
9.提取胡萝卜素的方法: 。萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有较高的 ,能够 胡萝卜素,并且不与 混溶。?
10.萃取的效率主要取决于萃取剂的 和 ,同时还受到 、紧密程度、 、萃取的
和时间等条件的影响。?
11.萃取过程应避免明火加热,采用 。为防止加热时有机溶剂 ,要在加热瓶口安装 。萃取液的浓缩可直接使用 。浓缩前要进行 。?
12.提取的胡萝卜素粗品的鉴定: 法。?
有机溶剂萃取法
沸点
充分溶解
水
性质
使用量
原料颗粒的大小
含水量
温度
水浴加热
挥发
回流冷凝装置
蒸馏装置
过滤
纸层析