人教高中生物选修一《生物技术实践》复习知识梳理专题1-3填空(无答案)

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人教高中生物选修一《生物技术实践》复习知识梳理专题1-3填空(无答案)

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选修1《生物技术实践》知识梳理
专题一 传统发酵技术的应用
课题1 果酒和果醋的制作
一、基础知识
1、发酵:利用 在 条件下的生命活动来制备产物的过程。
2、发酵的类型:
(1)根据是否需要氧气分为: 和厌氧发酵。
(2)根据产生的产物可分为: 、乳酸发酵、 等。
3、果酒的制作:
(1)菌种是 ,它属于真核生物,兼性厌氧型微生物,在有氧条件下利用葡萄糖进行 呼吸,大量繁殖,反应式为: 。无氧条件下,能进行 发酵,反应式为: 。
(2)酵母菌繁殖的最适温度在20℃左右,酒精发酵一般控制在 ℃。
4、果醋的制作:
(1)菌种是 ,它属于原核生物,异养需氧型微生物。只有在氧气充足时,才能进行旺盛的生命活动。
(2)当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成 ,C6H12O6+O2 → CH3COOH+H2O;当缺少糖源时,醋酸菌将 变为醋酸,反应简式为C2H5OH+O2 → CH3COOH+H2O。
(3)醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
(4)发酵瓶要清洗干净,用体积分数 的酒精消毒。
5、用 检验酒精:在酸性条件下,橙色的重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。(二)
课题2腐乳的制作
一、基础知识?
1、基本原理:腐乳是一种经过微生物发酵的大豆食品。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?
2、毛霉是一种丝状真菌,生长迅速,具有发达的白色菌丝,分为直立菌丝(所谓的“白毛”)和匍匐菌丝(成形成体,“外皮”),异养需氧型,生殖方式为孢子生殖(无性)。毛霉等微生物产生的 酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸; 酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸,有利于营养物质的消化吸收。
3、选取含水量70%的豆腐,水分过高不容易成形,水分过低温度和氧气量不适宜毛霉生长。?
4、毛霉的生长:温度:15——18℃并保持一定湿度?,可以接种毛霉菌种、5天左右豆腐块上长满了毛(霉)。?
课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量
一、基础知识?
1、微生物: ?,其代谢类型是异养型、厌氧型。在无氧条件下,将糖分解为 ?。常见的乳酸菌有 和 。乳酸杆菌常用于生产酸奶。?
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。?
3、测定亚硝酸盐含量的原理:比色法?
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。
?二、实验操作?
1、泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析:
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵
初期 少(有氧气,乳酸菌活动受到抑制) 少 增加(硝酸盐还原菌作用) 发酵
中期 最多(乳酸抑制其他菌活动) 积累增多,pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制,部分亚硝酸盐被分解) 发酵
后期 减少(乳酸积累,pH下降,抑制其活动) 继续增多, pH继续下降 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制) 停止
2、有关泡菜制作的几个问答:
(1)用白酒擦试泡菜坛的目的是:消毒?
(2)菜坛为什么要密封:因为乳酸菌为厌氧型微生物,密封后造成缺氧环境?。若菜坛有裂缝,可能出现的结果:菜坛有裂缝,将导致乳酸菌不能正常生长,而一些杂菌大量繁殖,泡菜会变质
?(3)若制作的泡菜“咸而不酸”,可能的原因是:盐过多,抑制了乳酸菌的发酵
?(4)加入一些“陈泡菜水”的作用是:提供乳酸菌菌种
专题二?微生物的培养与应用
课题1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。
⑴培养基按照物理性质可分为液体培养基(主要用于工业生产)、半固体培养基(观察细菌运动、鉴别菌种)和 (主要用于菌种的分离、计数、鉴别)。在液体培养基中加入凝固剂琼脂后,制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长,可以形成肉眼可见的菌落。菌落是菌种鉴定的重要依据。
⑵按照培养基的用途,可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。
⑶培养基的化学成分包括:水 、无机盐、 、 、生长因子等。
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,要注意以下几个方面:
3、消毒与灭菌的区别
⑴消毒:使用 的物理或化学方法杀死物体表面或内部一部分微生物(不包括芽孢和孢子)。消毒常用煮沸消毒法、 (不耐高温的液体)、化学药剂消毒、紫外线消毒。
⑵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。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
⑶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。
(4)消毒与灭菌的共同点:
①都需借助理化性质营造微生物难以生存的不良环境;
②其作用原理都是通过使蛋白质变性来抑制微生物的生命活动或杀死微生物。
4、制作牛肉膏蛋白胨固体培养基
⑴方法步骤:计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
①称量:牛肉膏黏稠,用称量纸称取;牛肉膏、蛋白胨易吸潮,称取要快、加盖。
②溶化:牛肉膏、称量纸 、少量水加热溶解→取纸→蛋白胨、NaCl→琼脂→补水定容→调pH。
思考:溶化时为什么要将牛肉膏连同称量纸一起加热?
答:可保证粘附在称量纸上的牛肉膏也能溶于水中,减少误差
③倒平板:待培养基冷却到 ℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。
【教材答案】
1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还有什么目的?
答:还能有效避免操作者自身被微生物感染。
2.培养基灭菌后,需要冷却到50 ℃左右时,才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度?
答:可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时,就可以进行倒平板了。
3.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰?
答:通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基。
4.平板冷凝后,为什么要将平板倒置?
答:平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以使培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。
5.在倒平板的过程中,如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底间的部位,这个平板还能用来培养微生物吗?为什么?
答:空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生,因此最好不要用这个平板培养微生物。
5、纯化大肠杆菌
⑴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。
⑵平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体(菌落)。
⑶稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,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。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。
⑷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。
⑸平板划线法操作步骤:详见教材
⑹平板划线操作的讨论:为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗?为什么?
答:操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物;每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环,能及时杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。
⑺稀释涂布平板法中涂布平板操作的步骤:
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。
(8)平板划线法与稀释涂布平板法各自的优缺点是什么?
①共同点:都能使细菌纯化;
②不同点:平板划线法不易分离出单个菌落,不能计数;稀释涂布平板法能使单菌落分离,便于计数。
③优缺点: 稀释涂布平板法统计样品中的数目往往比实际数目低,这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板观察到的只是一个菌落。
6、菌种培养
将接种后的培养基和一个未接种的培养基(起对照作用)一起放入37℃恒温箱中培养,分别观察并记录结果。
7、菌种的保存
⑴对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。(于4℃的冰箱中保藏。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。)
⑵对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法。(菌液与甘油充分混匀后放在-20℃的冷冻箱中保存。)
课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
一、课题背景
尿素---是一种重要的农业氮肥,但尿素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,是因为它们能合成脲酶。
二、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)选择培养基
在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称作选择培养基。
加入青霉素的培养基:细菌不生长,酵母菌、霉菌等真菌能生长;
不加含碳有机物的无碳培养基:分离自养型微生物;
加入高浓度的食盐的培养基:可选择培养金黄色葡萄球菌等。
三、统计菌落数目
(1)测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。
(2)显微镜直接计数法缺点:不能区分死菌与活菌.
(3)稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目(又叫间接计数法或活菌计数法)
①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。
②公式:每mL样品中的菌株数=(C÷V)×M;C代表计数的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液体积,M代表稀释倍数。
③为了保证结果准确,一般设置3~5个平板(至少3个),选择菌落数在30~300的平板进行计数,并取平均值。
④缺点: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,平板上观察到的只是一个菌落。因此,统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。
四、设置对照
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。
五、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3cm左右,在距地表约3~8cm的土壤层取样。
(2)制备培养基:分别配置牛肉膏蛋白胨培养基和以尿素为唯一氮源的选择培养基。(牛肉膏蛋白胨培养基作为对照,用来判断选择培养基是否起到了选择作用)
(3)样品的稀释和涂布:在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数在30~300之间、适于计数的平板。
①测定土壤中细菌的数量,一般选用104 、 105 、 106倍的稀释液进行平板培养;
②测定放线菌的数量,一般选用103 、 104 、105倍的稀释液进行平板培养;
③测定真菌的数量,一般选用102 、 103 、104倍的稀释液进行平板培养;
(4)微生物的培养: 不同种类的微生物,往往需要不同的培养温度和培养时间。
①细菌 30~37℃ 1~2天 ②放线菌 25~28℃ 5~7天
③霉菌 25~28℃ 3~4天
(5)计数:每隔24小时统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
六、操作提示
⑴取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。
⑵应在火焰旁称取土壤10 g。将称好的土样倒入盛有90mL无菌水的锥形瓶中,塞好棉塞。
⑶在稀释土壤溶液的过程中,每一步都要在火焰旁进行。
⑷实验时要对培养皿作好标记。注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等。
⑸为了提高效率,在操作时更加有条不紊,应当事先规划时间。
7、菌种鉴定
在细菌分解尿素的化学反应中,细菌合成的 将尿素分解成了氨。氨会使培养基的碱性增强,PH 。因此,我们可以通过检测培养基pH变化来判断该化学反应是否发生。在以 为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,培养某种细菌后,如果PH升高,指示剂将变 ,说明该细菌能够分解尿素。
课题3分解纤维素的微生物的分离
一、实验的具体操作步骤如下。?
1.土样采集:方法与本专题课题2类似。土样的采集要选择富含 的环境,这是因为在该环境下通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。如果找不到合适的环境,可以将滤纸埋在土壤中,过一个月左右也会有能分解纤维素的微生物生长。?
2.选择培养:培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。
选择培养的操作:称取土样20g,在 条件下加入装有30mL培养基的摇瓶中。将摇瓶置于摇床上,在30℃下振荡培养1~2?d,至培养基变混浊。此时可以吸取0.1?mL培养液进行梯度稀释和涂布平板,也可按课本中所述,重复选择培养的步骤一次,然后再进行梯度稀释和涂布平板。?
3.刚果红染色法分离:?
2、 参考资料?:
1、纤维素:一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是地球上含量最丰富的多糖类物质。
2、纤维素与纤维素酶?
(1)棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物,木材、作物秸秆等也富含纤维素。?
(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 、 和 ,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。纤维素最终被水解成葡萄糖,为微生物的生长提供营养。?
3、纤维素分解菌的筛选?
(1)筛选方法: 染色法。能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。?
(2)刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理?
刚果红是一种染料,它可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。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红能与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。因此通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。?
四、分离分解纤维素的微生物的实验流程:?
土壤取样→选择培养→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)刚果红染色法分离纤维素分解菌的步骤:?倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板?
(3)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。
专题三 植物的组织培养技术?
课题1 菊花的组织培养
一、植物组织培养的概念
1、概念:植物的组织培养又叫 ,是指在人工培养基上,离体培养植物的器官、组织或细胞,并使其生长、增殖、分化以及再生出植株的技术。
2、植物组织培养的原理: 。
3、细胞全能性的概念:指已分化的细胞具有 的潜能。
4、细胞具有全能性的原因:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因.
二、植物组织培养的基础知识
1、细胞分化: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。细胞分化过程中遗传物质没有改变,其实质是 。
2、愈伤组织: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 细胞。
3、由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为 ,或者叫做去分化。
4、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 。
5、植物组织培养的过程:

三、影响植物组织培养的因素
1、外植体选取:
(1)不同的植物组织,培养的难易程度差别很大。容易无性繁殖的植物,容易进行组织培养。
(2)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。
(3)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。
2、培养基的营养成分:
(1)植物组织培养常用的培养基是MS培养基。
(2)MS培养基的主要成分:
①大量元素:N、P、K、Ca、Mg、S;
②微量元素:B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co;
③有机物:甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等;
④植物激素:生长素、细胞分裂素、赤霉素等;
(3)各种营养物质的作用:
微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐;蔗糖提供碳源,同时能够维持细胞的渗透压;甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞对特殊营养的需求。
(4)同微生物培养基的配方相比,MS培养基的配方有哪些明显的不同?
【答】微生物培养基以有机营养为主,MS培养基则需提供大量无机营养。
3、植物激素:
(1)植物组织培养的关键性激素是 。
(2)在生长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强趋势。
(3)生长素和细胞分裂素的使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。
使用顺序 实验结果
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
先使用细胞分裂素,后使用生长素 细胞既分裂也分化
同时使用 分化频率提高




生长素/ 细胞分裂素比值与结果
比值高时 促根分化,抑芽形成
比值低时 促芽分化,抑根形成
比值适中 促进愈伤组织生长






(4)植物组织培养至少使用三种培养基:脱分化培养基、生芽培养基、生根培养基。
4、PH、温度、光等环境条件:
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.
四、实验操作
⑴配制MS固体培养基:
①配制各种母液:大量元素浓缩10倍、微量元素浓缩100倍、用量较小的有机物一般按1mg/ml的质量浓度单独配置成母液。使用时根据母液的浓缩倍数,计算用量,并加蒸馏水稀释。
②配制培养基:在菊花组织培养中,可以不添加植物激素,因菊花茎段组织培养比较容易。
③灭菌:采取的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。
⑵外植体的消毒:
流水冲洗——少许洗衣粉——软刷刷洗——流水冲洗20分钟——无菌纸吸干—70%酒精摇动2~3次——无菌水冲洗——无菌纸吸干——0.1%氯化汞1~2分钟——无菌水冲洗至少三次,漂净消毒液
⑶接种:接种过程中插入外植体时形态学上端朝上,不要倒插。每个锥形瓶接种6~8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。
⑷培养: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)
⑸移栽: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。
⑹栽培
五:外植体在培养过程中被污染的可能原因:
(1)外植体消毒不彻底; ⑵培养基灭菌不彻底; ⑶接种中被杂菌污染; ⑷锥形瓶密封性差等。
专题2?月季的花药培养
1、被子植物的花粉发育?:
被子植物的雄蕊含花药,内含有许多花粉。花粉植物的生殖细胞。
?2、?产生花粉植株的两种途径:?
①花药中的花粉—(脱分化)—胚状体—(分化)—丛芽?(诱导)--生根---移栽?
②花药中的花粉--(脱分化)—愈伤组织—(再分化)--丛芽?????????
3、影响花药培养的因素:?材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素?
·亲本的生理状况:早期的花药比后期的更容易产生花粉植株,选择月季的初花期。?
·花蕾:选择完全未开放的花蕾
?4、实验操作?
(1)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。最常用的方法是醋酸洋红法。
(2)材料的消毒:70%酒精浸泡30s---无菌水清洗---0.1%氯化汞浸泡2-4min---无菌水冲洗?
(3)接种和培养?
注意:①植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是:培养基配制方法、无菌技术及接种等基本相同。?②?两者的不同之处在于: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。这都使花药培养的难度大为增加。
?5、菊花组织培养和月季的花药培养的区别:?
(1)材料的选取:菊花的组织培养实验中,应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝;月季的花药培养实验中,应选择花粉发育过程中的单核期的花粉进行培养。?
(2)外植体消毒:所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液,所使用的清洗液是无菌水。?
(3)培养过程:在初期,菊花的组织培养需光照,月季的花药培养不需光照;而在后期均需光照??


















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