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2009-2010立发中学高三生物一轮复习学案（选修1）
高三生物选修1必备基础知识
课题1 果酒和果醋的制作
1.果酒的制作离不开 酵母菌 ，酵母菌是单细胞真菌，属 真核生物 ，繁殖方式是出芽生殖，
温度是酵母菌生长和发酵的重要条件， 20°C左右最适合酵母菌繁殖 。在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是 附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 。
酵母菌的应用： 酿酒，发馒头 ， 面包制作，生产药用酵母片，生产维生素 等。在发酵的过程中，随酒精度的提高， 红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色 。另外在 缺氧 ，呈酸性 的发酵液中，酵母菌能 生长繁殖，而绝大多数其他微生物受到抑制。
2.醋酸菌属 原核生物，代谢类型 异氧需氧型 。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量 繁殖而形成的 。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，醋酸菌就将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。温度30°C -35°C
3.实验装置：
A同学的：制作果酒时每次排气时只需拧松瓶盖， 不要完全揭开瓶盖，目的是排出酵母菌呼吸作用产生的二氧化碳，防止发酵瓶爆裂，防止氧气的进入和杂菌的污染。
制醋时，再将瓶盖打开，盖上一层 纱布 ，进行葡萄醋的发酵。 目的防止发酵液被污染。
B同学的：充气口是 在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;
排气口：在酒精发酵时是排出多余的空气和二氧化碳。
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的微生物污染。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时应将冲气口连接气泵，输入氧气。
4．制作果酒、果醋的实验流程示意图：
挑选葡萄 → 冲洗 → 榨汁 → 酒精发酵 → 醋酸发酵
↓ ↓
果酒 果醋
选择 新鲜的葡萄 ，冲洗葡萄时应该 先冲洗，然后去除枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会 。冲洗 次数不宜太多，以免菌种的流失。
5.菌种的来源:
制作果酒时： 为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。
制作果醋时： 也可以直接在果酒中加入醋酸菌 ，该菌种也可到当地生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买。
6结果的评价：
制作的葡萄酒色泽鲜艳，爽口，柔和，有浓郁的果实香味；
果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验 。
原理；在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色 。
醋具有琥珀色或红综色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。证明葡萄醋中有醋酸生成，简单易行的方法是 品尝或PH试纸鉴定。

高三生物选修1必备基础知识
课题2 腐乳的制作
1. 毛霉是一种 丝状真菌 ，属于真核生物。具有发达的 白色菌丝。它的菌丝可分为 直立菌丝和匍匐菌丝 。（豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝 ，严格地说是直立菌丝；吃腐乳时，你会发现腐乳的外部有一层致密的“皮” 。 “皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（葡匐菌丝） ，它能形成腐乳的“体”使腐乳成形。“皮”对人体无害。）繁殖方式为 孢子生殖 ，新陈代谢类型为 异养需氧型。
2. 毛霉在腐乳制作中的作用：
在豆腐的发酵过程中，毛霉等微生物产生的 蛋白酶能将豆腐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成甘油和脂肪酸。
3.传统的腐乳生产中，豆腐块上生长的毛霉 来自空气中的毛霉孢子 ，而现代的腐乳生产是在 无菌的条件下 ，将 优良的毛霉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。
4豆腐乳是我国独特的传统发酵食品，是 用豆腐发酵 制成， 多种微生物参与协同发酵 (毛霉，酵母，青霉，曲霉 它们是竞争的关系)，其中起主要作用的是 毛霉 。毛霉发酵的温度位15°C ～18°C并保持一定的湿度。
5．腐乳的制作流程图
让豆上长毛霉 → 加盐腌制 → 加卤汤装瓶 → 密封腌制
6.制作腐乳的时候所用的豆腐的含水量为 70％ 左右，水分过多则腐乳不易成形。
7.加盐的目的是 析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，不易变形。同时抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。
加盐时, 接近瓶口的表面的盐要铺厚一些,能有效防止杂菌的污染. 同时
加盐时，注意控制盐的用量，盐的浓度过低， 则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，则 会影响腐乳的口味。
8.卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的，其中 酒的含量一般控制在12％左右，酒的作用是 抑制微生物的生长,使腐乳具有独特的香味 .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,加快了蛋白质的水解,杂菌繁殖快,腐乳易腐败,难以成块. 香辛料的作用是 调制腐乳的风味,也具有防腐杀菌的作用.
9.腌制豆腐乳的过程中应防止杂菌污染. 用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后用沸水消毒 .装瓶时,操作要 迅速小心 .加卤汤后,要用 胶条将瓶口封 ,封瓶时,最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶口被污染 .
10.在整个的操作过程中,有哪些操作可以抑制杂菌的污染?加盐腌制,卤汤中的酒精和香辛料,对用具的消毒灭菌,密封.

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课题3 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
1. 加酶洗衣粉就是含有酶制剂的洗衣粉.
目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶,淀粉酶,脂肪酶和纤维素酶.
其中应用较多的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶.
2. 使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点:
(1) 碱性蛋白酶能使蛋白质水解,因此,蛋白质类纤维(羊毛,蚕丝)织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤,以免使纤维受到破坏;
(2) 必须注意洗涤用水的温度.
碱性蛋白酶在35°C ～ 50°C 时活性最强,在低温下或70°C 以上就会失效;
(3) 加酶洗衣粉不宜长期存放,存放时间过长会导致酶活力损失;
(4) 添加碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质,而使人患过敏性皮炎,湿疹等,因此,应避免与这类洗衣粉长时间接触
3. 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,大小及浸泡的时间等.

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课题4 酵母细胞的固定化
1. 高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶,它能使葡萄糖转化为果糖.
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,柱子的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.
3. 固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学的方法将酶或鞋包固定在一定的空间内的技术,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.这是应为细胞个大,而酶分子很小:个大细胞难以被吸附或结合,而个小的酶容易从包埋材料中漏出.
4. 包埋法固定化细胞:将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中.常用的载体有明胶,琼脂糖,海藻酸钠,醋酸纤维和聚丙烯酰胺等.
5. 制定固定化酵母细胞程序:酵母细胞的活化 配制物质的量浓度为0.05mol／L的CaCl2溶液 → 配制海藻酸钠溶液 → 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 → 固定化酵母细胞.
6. 活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态.酵母细胞活化时体积会变大,因此活化前应该选择体积足够大的容器,以避免酵母细胞的活化液溢出容器外.加热使海藻酸钠溶化可采用小火或间断加热法.配制海藻酸钠溶液是操作中最关键的步骤,若浓度过高,将很难形成凝胶珠;若浓度过低, 形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少,影响实验的结果. 刚形成的凝胶珠应在CaCl2 溶液中浸泡一段时间,以便形成稳定的结构.检验凝胶珠的质量是否合格,可以使用下列方法:
（一）机械法
(1) 用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压,如果凝胶珠不易破裂,没有液体流出,就表明 凝胶珠制作成功.
(2) 在实验桌上用力摔打凝胶珠,如果凝胶珠很容易弹起,也表明制备的凝胶珠是成功的.
（二）目测法:观察凝胶珠的颜色和形状
合格的凝胶珠淡黄色,圆形或椭圆形.若颜色过浅,呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目过少;若凝胶珠不是椭圆形或圆形的,则说明海藻酸钠溶液的浓度偏高,制作失败,需要再尝试.
7. 利用固定的酵母细胞发酵生产酒精,可以看到产生了很多气泡,同时会闻到酒味.在工业生产中,细胞的固定化是在严格的无菌的条件下进行的,避免其他微生物的污染.

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课题5 DNA的粗提取和鉴定
1提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子.
2.DNA的粗提取就是利用 DNA 和RNA,蛋白质和脂质等的物理和化学性质方面的差异,提取 DNA ,去除其他成分.
3. DNA粗提取的原理
(1) DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同.
DNA在0.14 mol／L的NaCl溶液中的溶解度最小.利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使 DNA充分溶解,而杂质沉淀,或者相反,以达到分离的目的. DNA不溶于酒精,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精,利用这一原理,可将 DNA与蛋白质进一步分离.
(2)蛋白酶能水解蛋白质,但是对 DNA没有影响.大多数蛋白质不能忍受60℃～ 80℃的高温,而 DNA在80℃以上才会变性.洗涤剂能瓦解细胞膜,但对 DNA没有影响
(3) DNA的析出用的是与滤液体积相等的,冷却的酒精溶液 (体积分数为95％),静置2～3 min,析出的DNA是白色的丝状物.(这是进一步提纯DNA的原理)
4 DNA的鉴定原理:
在沸水浴条件下, DNA 遇到二苯胺会被染成蓝色.注意: 二苯胺试剂要现配现用.鉴定时要有对照组.
5进行DNA的粗提取实验,选用 DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大.动物细胞的破碎比较容易,以鸡血为例,在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集即可.如果是植物细胞,需要先用洗涤剂瓦解细胞膜.(若用鸡血的话,健康的成年公鸡由于红细胞的密度大于健康册成年母鸡,所以取健康的成年公鸡的血细胞更好.不可以用哺乳动物的红细胞.)
6.在 DNA提取过程中,最好使用塑料试管和烧杯,以减少提取过程中 DNA的损失.加入洗涤剂后,动作要轻缓,柔和,以免产生大量泡沫.加入酒精和玻璃棒搅拌时,动作也要轻缓,以免加剧 DNA 分子的断裂,不能形成絮状沉淀.

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课题6 血红蛋白的提取和分离
1.蛋白质各种特性的差异,如分子的形状和大小,所带的电荷的性质和多少,溶解度,吸附性质和对其他分子的亲和力等用来分离不同种类的蛋白质. 凝胶色谱法也称分配色谱法,是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法.大多数
凝胶是由多糖类化合物构成的小球体,内部有许多贯穿的通道,当不同的蛋白质透过凝胶时,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; 而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快:样品中的相对分子质量较大的蛋白质先,流出,相对分子质量较小的蛋白质后流出:因此,相对分子质量不同的蛋白质得以分离.
2.在一定的范围内,缓冲溶液能抵制外界酸和碱对溶液pH的影响,维持pH基本不变,通常由1～2种缓冲剂溶于水中配制而成.调节缓冲剂的使用比例就可配制得不同pH范围内的缓冲液.在生物体内进行各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的,为了能够在实验室条件下准确模拟生物体内的过程,就必须保持体外的pH与体内基本一致.
3.电泳
原理:许多重要的大分子,如多肽,核酸等都具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团会带上正电或负电.在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动.利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小,形状不同.使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离.
4. 血红蛋白的提取和分离的过程可分为四步:
样品处理(包括红细胞的洗涤,血红蛋白的释放,收集血红蛋白溶液)
粗分离(注意不是粗提取),纯化和纯度鉴定.实验前取新鲜的血液(如猪,牛,羊或其他脊椎动物生物的血液),要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,目的是防止血液凝固.
样品处理(1) 红细胞的洗涤:洗涤红细胞的目的是去除血浆蛋白.采用的方法是低速短时间离心,如500r∕min离心2 min,洗涤时加入五倍体积的生理盐水.缓慢搅拌10min. 低速短时间离心,如此重复洗涤三次.直至上清液中没有黄色,表明红细胞已经洗涤干净.若离心速度过高和时间过长会使白细胞和淋巴细胞等一同沉淀,得不到纯净的红细胞,影响后续血红蛋白的提取纯度.
(2) 血红蛋白的释放:将洗涤好的红细胞倒入烧杯中,加蒸馏水到原血液的体积,再加40％体积的甲苯(溶解细胞膜),置于磁力搅拌器上充分搅拌10min ,在蒸馏水和甲苯的作用下,红细胞破裂,释放出血红蛋白.
(3) 分离血红蛋白:将搅拌好的混合液离心(离心速度为2000r∕min,时间为10min,而洗涤红细胞时是低速短时离心,二者离心的速度和时间不同.),离心后可观察到试管中溶液从上往下分为4层:
第1层:无色透明的甲苯层
第2层:脂溶性物质的沉淀层,白色薄层固体;
第3层:血红蛋白的水溶液,红色透明.
第4层:其他杂质的暗红色沉淀物.
将液体用滤纸过滤,除去脂溶性沉淀物,于分液漏斗中静置片刻后,分出下层的红色透明液体.
透析及粗分离目的是是去除分子量较小的杂质.
透析的原理是透析袋能使小分子自由进出,而大分子则保留在袋内.
纯化:通过凝胶色谱法将样品进一步纯化,目的是通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白去除.血红蛋白呈现红色,这一特点在凝胶色谱分离的时候可以观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液,这使血红蛋白分子的分离过程非常直观,大大简化了实验的操作.
纯度的鉴定:最后经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定. (SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳是与蛋白质相对分子量有关)
5. 血红蛋白由四个链组成,每条肽链环绕一个亚铁血红素基团,此基团可携带一份子氧或一份子二氧化碳.血红蛋白因含有血红素而呈现红色.
6. 凝胶色谱柱的制作
(1) 柱底部的制作
(2) 柱顶部的制作.色谱柱的制作成功的标志是红色区带均匀一致地移动.(弯曲,散乱,变宽则装填不好)
7. 凝胶色谱柱的装填
(1)填充材料:交联葡聚糖凝胶(G—75,G表示凝胶的交联程度,膨胀程度及分离范围,75表示凝胶得水值,即每克凝胶膨胀时吸水7.5克.后面的数字是凝胶的吸水率(单位是ml∕g干胶)乘以10)
(2)凝胶装填的要求是:紧密(目的降低凝胶颗粒之间的空隙.),均匀,无气泡.因为:气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果.
8.样品的加入和洗脱
(1)加样前:打开流出口,使柱内凝胶上面的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐,关闭出口.
(2)加样:用吸管小心地将1mL透析后的样液加到色谱柱的顶端.
(3)加样后:打开下端出口,使样品渗入凝胶床内,等样品完全进入后,关闭下端出口.小心加入缓冲液到适当高度,连接缓冲液洗脱瓶,打开下端出口,进行洗脱,待红色蛋白质接近色谱柱底端时,用试管收集流出的液体,每5ml收集一管,连续收集.吸管加样时,应注意不要触及,破坏凝胶的表面,贴着壁加样,使吸管管口沿着管壁环绕移动的正确操作.
9从细胞中提取某种特定的蛋白质与提取DNA一样容易吗?为什么?
提取蛋白质比提取DNA的难度大.因为与DNA相比,蛋白质对温度,盐浓度,PH等条件要敏感的多,易失活;并且蛋白质的空间结构多种多样,理化性质各不相同,使得蛋白质的提取 没有一种统一的方法,只能根据特定的蛋白质的特性摸索提取的条件,设计特定的方法.

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