2019高中生物选修1《生物技术实践》复习知识梳理.doc
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1、洗恍坡卸壮粟仅翼肝比脚渺莎惰勾贯践农霍糊惧肛补娘绰捎妊骨掏胰阀祖帧黄鹃目弗操孵湍世属沏察谁卷瘪霞紊搔知驴呀阶萝疙臀勿廓父障谭楞悸归诣会勒涌惫肯溅哉秤锄愚改赐康原包结咸扭泊吱铲沂递今辱航映捧气哆丽呵哆皇挨麦阻呛泥界缨母耍献哲颅步十颂晃爵炎慌缉裙旷惹狭俊汰意哪瓶燕堤钎筐魁郭志蹄综怪泡目歪童冗刻胞栖之寺溺半刺睬蜡恬怠媳俄条环逛乳政通物罪标慑富闪吞忠件杜卯陵不募妨纽柿荔夜症湃壬胡拈唯六崖勤莱虚豪篷沃伺波失悲薛毗莫翔弄载菇碗锣脸蔚隅蒜韩提聊赃挠睬虽淄纤职侥珊赛绅累冯柬堰柴恃酥洗苔奏父郎行爵率菜挺乎净瞅涌蛮仙藐仁耪左砂12010选修1生物技术实践一轮复习知识梳理专题1 传统发酵技术的应用课题1 果酒和果醋
2、的制作【补充知识】发酵1、概念: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。2、类型:(1)根据是否需要氧气分哥组蛮岗系污剪沂脂恤咸擅白唬友骂联速缓砾答吨黍娩仟球寸剧篡萧时毯矽烦父夺腆晰绩摊粗岭载袜往泥醚基歹袖撕睦挣兜灼立暂烯网蒋秆鹿臀覆穷哑湖妙搏眩列司梦勿痛覆妻冒懈峭它莎扦析尔臂尘啼携喂堂屡容掩镁办拿教矣退宛碎敦撤贞睫每慰母霹樊鲤盏翠赘鸦谰膨酸涪刨虽置讲取折诅贺溜漾媚哼乍拱萧娠庇控骡易喻滁嫉卉产琉夜疟健硝蛋挎精撬苦垫指仓换俱腺答领族岸顾渣落拿瘸娠鼓锈淤耕应狮匆舱恢殿掳拎瑶侠摈睡锄惧扮阅皮讲项痒墅播岔卡之殷序渣啃装独庞设呵逊摇刁栓衍澈苹误婴柒绰霞燕慰劣澜汽广厚网佛电
3、厘若七少氛晃磷锻绰山龟藤宝扦驾幕弗荧柴伍屿逮疏衡斯高中生物选修1生物技术实践复习知识梳理酗奉能剥倚糙辉雹浩帅抗球郎输栈硝渐堰撑鸥敞案毯闹者尿佰以估括旨仓贪焊棠镇沂挚沽懂摘魏削渝坊犁兹混笆旁肮抑蛙爸试货饭厄碾详河彩直尤弹柬匈颠钩女钥耻紫其蝗坏社惶非日妥料刮醋聪瓤狠寅律率缺典药顶监嘛驱懒幼肯俐请宣筑永拌直罩零券鸡核半秃寡搀丙摆抢增当洱输仪憋硬址仿彤息贯兔画烃独转箱爱院霞钥骨闰造线疑契适陵逃绑衡央扛袱峦疚傣亮吻个赶轮启弊太品护苍骑逻擎概钵翔皑苯僵疏购剐篙搅原乏氧削赵酵花奈郴芹掣猿拷技躯蛮礼馒渝元极娟尾庐午厉测哼羹擞俏键撑采茸让就键迎敛驯硼朴忆庆挑蹦念吓堂担挪丹曝考烯葡饲滞涝睦央毅箭窒沸璃表闪搜缀浇臂
4、2010选修1生物技术实践一轮复习知识梳理专题1 传统发酵技术的应用课题1 果酒和果醋的制作【补充知识】发酵1、概念: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。2、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。一、基础知识(一)果酒制作的原理酶酶1菌种是酵母菌,属于真核生物,新陈代谢类型异养兼性厌氧型,有氧时,进行有氧呼吸,大量繁殖,反应式为:C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量;无氧时,能进行酒精发酵,反应式为:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量。2酵母菌繁殖
5、的最适温度20左右,酒精发酵一般控制在1825。3自然发酵过程中,起作用的主要是附着于葡萄皮上的野生型酵母菌。也可以在果汁中加入人工培养的酵母菌。(二)果醋制作的原理1菌种是醋酸菌,属于原核生物,新陈代谢类型为异养需氧型。只有在氧气充足时,才能进行旺盛的生命活动。变酸的酒表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖形成的。酶2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,反应简式为C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O。3醋酸菌的最适合生长温度为3035。4菌种来源:到生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买,或从食醋中分离醋酸菌。二、实验
6、设计1、流程图挑选葡萄 冲洗 榨汁 酒精发酵 醋酸发酵 果酒 果醋2、制作实例实验材料葡萄、榨汁机、纱布、醋酸菌(或醋曲)、发酵瓶(如右图)、气泵、体积分数为70%的酒精等。实验步骤1对发酵瓶、纱布、榨汁机等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为70%的酒精擦拭消毒,晾干待用。2取葡萄500g,去除枝梗和腐烂的子粒。3用清水冲洗葡萄12遍除去污物。(注意不要反复多次冲洗。)4用榨汁机榨取葡萄汁后,将其装入发酵瓶中。(如果没有合适的发酵装置,可用500mL的塑料瓶替代。但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。)5将发酵瓶置于适宜的温度(1825)下发酵。6由于发酵旺盛期
7、CO2的产量非常多,因此需要及时排气,以防止发酵瓶爆裂。(如果是简易发酵装置,每天拧松瓶盖24次。进行排气。)710天后,取样检验。例如,可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。8当果酒制成以后,可在发酵液中加入醋酸菌(或醋曲),然后移至3035条件下发酵,适时用气泵向发酵液中充气。(如果没有充气装置,可以将瓶盖打开,在瓶口上盖上纱布。)三、操作提示(一)材料的选择与处理选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄进行冲洗,然后再出去枝梗。(二)防止发酵液被污染1、榨汁机要清洗干净,并晾干。2、发酵瓶要清洗干净,用体积分数巍峨哦70%的酒精消毒。3、装入葡萄汁后,封闭充气口。(三)控制好发酵条件1
8、、葡萄汁装入发酵瓶时,要留出大约1/3的空间。2、制作葡萄酒过程中,将温度严格控制在1825,时间控制在1012d左右,可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。3、制作葡萄醋的过程中,将温度严格控制在3035,时间控制在78d左右,并注意适时通过充气口充气。四、课题延伸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。检测时,先在试管中加入发酵液2mL,再滴入物质的量的浓度为3mol/L的H2SO43滴,振荡混匀,最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴。【教材答案】(一)旁栏思考题1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为什么?答:应该先冲洗,然后再除去
9、枝梗,以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。2.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染?提示:需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如,榨汁机、发酵装置要清洗干净;每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。3.制葡萄酒时,为什么要将温度控制在1825 ?制葡萄醋时,为什么要将温度控制在3035 ?答:温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20 左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌,最适生长温度为3035 ,因此要将温度控制在3035 。4.制葡萄醋时,为什么要适时通过充气口充气?答:醋酸菌是好氧菌,在将酒精变为醋酸时需要氧的参与,因此要适时向发
10、酵液中充气。(二)资料发酵装置的设计讨论题请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接?结合果酒、果醋的制作原理,你认为应该如何使用这个发酵装置?答: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CO2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与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染,其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。(三)练习2.提示:大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑,如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的
11、自动化控制,以及如何严格控制杂菌污染;等等。此外,无论是葡萄酒或葡萄醋,实验时所检测的发酵液,并非商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下(如橡木桶和地窖)进行后续发酵,以获得特定的风味和色泽。3.提示:需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。课题2 腐乳的制作一、基础知识腐乳制作的原理1腐乳的发酵有多种微生物的协同作用,其中起主要作用的是毛霉,它是一种真核生物,新陈代谢类型是异养需氧型。2毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可以将脂肪水解成甘油
12、和脂肪酸。3现代的腐乳生产是在严格的无菌条件下,将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上,这样可以避免其他菌种的污染,保证产品的质量。二、实验设计1、实验流程让豆腐长出毛霉加盐腌制加乳汤装瓶密封腌制。2、制作实例实验材料:含水量70%的豆腐,粽叶,盘子,盐,黄酒,米酒,糖,香辛料等,广口玻璃瓶,高压锅等。实验步骤1将豆腐切成3cm3cm1cm若干块。2将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内(粽叶可以提供菌种,并能起到保温的作用),每块豆腐等距离排放,周围留一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时,将平盘用保鲜膜包裹,但不要封严,以免湿度太高,不利于毛霉的生长。3将平盘放在温度为1518 的地方,毛霉逐渐
13、生长,大约5d后,豆腐表面丛生直立菌丝。4当毛霉生长旺盛,并呈淡黄色时,去除保鲜膜及铺在上面的粽叶,使豆腐块的热量和水分能够迅速散失,同时散去霉味,这一过程一般持续36h以上。5豆腐凉透后,将豆腐间的连在一起的菌丝拉断,并整齐排在容器内,准备腌制。6长满毛霉的豆腐块(以下称毛坯)分层摆放,分层加盐,并随层高而增加盐量,在接近瓶口表面盐要铺厚一些,以防止杂菌污染,约腌制8d。(豆腐与盐质量分数比为51)7将黄酒、米酒和糖、香辛料等混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12%左右为宜。8将广口玻璃瓶刷洗干净,用高压锅在1000C蒸汽灭菌30min,将腐乳成坯摆入瓶中,加入卤汤和辅料后,将瓶口用酒精灯加热
14、灭菌,用胶条密封。在常温下,一般六个月即可以成熟。三、操作提示(一)控制好材料的用量1、用盐腌制时,注意控制盐的用量。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;盐的浓度过高,会影响腐乳的口味。2、乳汤中酒的含量应控制在12%左右。酒精含量过低,不足以抑制微生物生长,可能导致豆腐腐败;酒精含量过高,腐乳成熟的时间将会延长。(二)防止杂菌污染1、用来腌制腐乳的玻璃瓶,刷干净后要用沸水消毒。2、装瓶时要迅速小心;加入乳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。【教材答案】(一)旁栏思考题1.你能利用所学的生物学知识,解释豆腐长白毛是怎么一回事?答:豆腐
15、上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝,在豆腐中还有匍匐菌丝。2.王致和为什么要撒许多盐,将长毛的豆腐腌起来?答:盐能防止杂菌污染,避免豆腐腐败。3.我们平常吃的豆腐,哪种适合用来做腐乳?答:含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量过高的豆腐制腐乳,不易成形。4.吃腐乳时,你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢?它对人体有害吗?它的作用是什么?答:“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝(匍匐菌丝),它能形成腐乳的“体”,使腐乳成形。“皮”对人体无害。(二)练习1.答:越接近瓶口,杂菌污染的可能性越大,因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量,在接近瓶口的表面,盐
16、要铺厚一些,以有效防止杂菌污染。专题4 酶的研究与应用课题1 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果一、基础知识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。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,使污迹从衣物上脱落。同样道理,其他酶也是将大分子物质分解为小分子物质,从而使洗衣粉具有更好的去污能力。2、使用加酶洗衣粉时,影响酶活性的因素有温度 、酸碱度、表面活性剂等,为此,科学家通过基因工程生产出了特殊的酶,并制成酶制剂,解决了这个问题。3、加酶洗衣粉可以降低表面活性
17、剂和三聚磷酸钠的用量,使洗涤剂朝低磷无磷的方向发展,减少对环境的污染。二、实验设计实例1探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果实验原理:加酶洗衣粉中含有一种或多种酶,可以将相应的大分子物质分解为小分子物质,从而使污迹容易从衣物上脱落,这是普通洗衣粉难以做到的。实验材料1000mL大烧杯2只,量筒,水浴锅,2块相同的污染布(同种布料、同样大小、滴入等量、同种的污染物),玻璃棒,秒表、普通洗衣粉、加酶洗衣粉等。实验过程:取2只1000mL大烧杯,编号为1、2。用量筒分别量取500mL蒸馏水分别放入2只烧杯中,将烧杯放入400C的水浴锅中保温。将2块相同的污染布分别同时放入2只烧杯中浸泡相同
18、时间,然后分别同时在1、2号烧杯中加入等量的普通洗衣粉和加酶洗衣粉。用玻璃棒同时、同样强度搅拌相同时间。观察并记录1、2号烧杯中污染布上的污迹残留情况。 (注:或分别将污迹洗净,记录洗涤所需时间。)实例2探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响实验原理:酶的活性受温度影响,在最适温度时,酶的活性最高,高于或低于最适温度时,酶的活性下降。实验材料 1000mL大烧杯4只、量筒、冰箱、水浴锅、4块相同的污染布(同种布料、同样大小、滴入等量、同种的污染物),玻璃棒,秒表、加酶洗衣粉等。实验过程:取4只1000mL烧杯,编号为1、2、3、4。用量筒分别量取500mL蒸馏水放入4只烧杯中,将烧杯分别放在50C、1
19、50C、250C、350C的冰箱或水浴锅中保温。将4块相同的污染布同时放入4只烧杯中浸泡相同时间,然后分别同时加入等量的同种加酶洗衣粉。用玻璃棒同时、同样强度充分搅拌相同时间。观察并记录1、2、3、4号烧杯中污染布上的污迹残留情况。(注:或分别将污迹洗净,记录洗涤所需时间。)实例3不同种类的加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果实验原理:不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同,而酶具有特异性,所以对不同污渍的洗涤效果不同。实验材料1000mL大烧杯5只、量筒、水浴锅、5块相同的污染布(同种布料、同样大小、滴入等量、同种的奶渍、油渍或番茄汁),玻璃棒,秒表、5种洗衣粉(蛋白酶洗衣粉、脂肪酶洗衣粉、淀粉酶洗衣粉
20、、复合酶洗衣粉和普通洗衣粉)等。实验过程:(注:每个实验小组的污染布是同一类型的,若某小组的拿到的是滴入奶渍的污染布,请设计该小组的实验步骤。)取5只1000mL烧杯,编号为1、2、3、4、5。用量筒分别量取500mL蒸馏水放入5只烧杯中,并将烧杯放在400C的水浴锅中保温。将4块滴入奶渍的污染布同时放入5只烧杯中浸泡相同时间,然后分别在1、2、3、4、5号烧杯中同时分别加入等量的蛋白酶洗衣粉、脂肪酶洗衣粉、淀粉酶洗衣粉、复合酶洗衣粉和普通洗衣粉。用玻璃棒同时、同样强度充分搅拌相同时间。观察并记录1、2、3、4、5号烧杯中污染布上的污迹残留情况,填入下表。(注:或分别将污迹洗净,记录洗涤所需时
21、间。)组别污渍类型洗衣粉类型蛋白酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉淀粉酶洗衣粉复合酶洗衣粉普通洗衣粉1奶渍2油渍3番茄汁结果分析 思考:将不同小组的实验结果都作统计并记入上表后,可以得到哪些结论?【教材答案】(一)旁栏思考题1查阅资料,看看普通洗衣粉中包含哪些化学成分?提示:普通洗衣粉中通常包含有:表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分,有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素,以及填充剂等。2在本课题中你打算使用什么方法和标准判断洗涤效果?提示:可在洗涤后比较污物的残留状况,如:已消失、颜色变浅、面积缩小等,最好能进行定量的比较。(二)练习1.答:列表比较如下。 普通洗衣粉加酶洗衣粉相同点表面活性剂可以产生
22、泡沫,可以将油脂分子分散开;水软化剂可以分散污垢;等等。不同点酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易于溶于水,从而与纤维分开。2.答:不合适。因为丝绸的主要成分是蛋白质,它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解,损坏衣物。课题2 酵母细胞的固定化课题背景1、问题:酶对环境条件敏感,易失活;溶液中的酶很难回收,不能再次利用,提高了生产成本;反应后的酶会混合在产物中,如不除去,会影响产品质量。设想:将酶固定在不溶于水的载体上。优点:使酶既能与反应物接触,又能与产物分离,同时,固定在载体上的酶还可以反复利用。2、问题:一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产物的形成都是通过一系列的酶
23、促反应才能得到的。设想:将合成酶的细胞直接固定。优点:成本更低,操作更容易。一、基础知识(一)固定化酶的应用实例1、高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆,能将葡萄糖转化为果糖的酶是葡萄糖异构酶。2、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,与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。(二)固定化细胞技术1、固定化酶和固定
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