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选修一生物技术实践 知识点总结
专题一
1、发酵：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。
○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
○酵母菌是兼性厌氧微生物。
○在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖   C6H12O6＋6H2O＋6O2酶→6CO2＋12H2O＋能量  
○在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵           C6H12O6酶→2C2H5OH＋2CO2
○酵母菌有氧呼吸时，产生能量多，可大量繁殖；无氧呼吸时，产生能量少，仅能满足自身代谢，基本不繁殖；所以利用酵母菌进行工业生产时先进行通气再密封。
2、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℃
3、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在发酵过程中,随着酒精浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色.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。
4、醋酸菌是一种好氧细菌。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。 C2H5OH＋O2酶→CH3COOH＋H2O
5、醋酸菌最适生长温度为30～35℃。
6、酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用酸性重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。
7、装置各部位的作用

充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。
排气口：排出酒精发酵时产生的CO2。
出料口：是用来取样的。
与瓶身相连的长而弯曲的胶管：加水后防止空气中微生物的污染。
该装置的使用方法:使用该装置制酒时，应该关闭充气口；留1/3的空间的目的是防止发酵时汁液溢出。制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气（无菌空气）
8、过程：

9、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。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。
10、原理：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。
11、实验流程：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
12、注意：
○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15～18℃，并保持一定的湿度。
来源：1.来自空气中的毛霉孢子，2. 直接接种优良毛霉菌种
时间：5天（豆腐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）
○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，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐腌制的时间约为8天左右。
○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，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高会影响腐乳的口味
○食盐的作用：1.抑制微生物的生长，避免腐败变质2.析出水分，是豆腐变硬，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4.浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。
○配制卤汤：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。
○酒的作用：1.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3.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。
○香辛料的作用：1.调味作用2.杀菌防腐作用3.参与并促进发酵过程
○防止杂菌污染：①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。②装瓶时，操作要迅速小心。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。
13、制作泡菜所用微生物是乳酸菌 ，乳酸菌是厌氧细菌。在无氧条件下，将葡萄糖分解为乳酸 。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸杆菌常用于生产酸奶。   C6H12O6酶→2C3H6O3+能量
14、亚硝酸盐检测：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。

专题二
1、培养基按照物理性质可分为液体培养基和固体培养基。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。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。
2、培养基按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂（是从红藻中提取的一种多糖，在配制培养基中用作凝固剂）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。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。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分离和鉴定，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人工合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成，其中成分的种类比例明确，常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成，常用于实际工业生产。
○按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长（抗生素除去细菌，保留真菌）。鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品（伊红-美蓝鉴定大肠杆菌，刚果红鉴定分解纤维素的细菌）配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。
3、培养基的化学成分包括水 、碳源 、 氮源和无机盐 。
○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。单质碳不能作为碳源。
○氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+（无机氮源）蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有机氮源）等。只有固氮微生物才能利用N2。
4、培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
○培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性，培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性，培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件
5、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（选修一教材P15）
（1）对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。
（2）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。
（3）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。
（4）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相接触。
6、消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法还有化学药剂消毒（如酒精、氯气、石炭酸等）、紫外线消毒。
7、灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，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。
（1）接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；
（2）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）表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法，所用器械是紫外灯。
比较项
理化因素的作用强度
消灭微生物的数量
芽孢和孢子能否被消灭
消毒
较为温和
部分生活状态的微生物
不能
灭菌
强烈
全部微生物
能
8. 制作牛肉膏蛋白胨固体培养基
（1）方法步骤：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
（2）倒平板操作的步骤：
①将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞。
②右手拿锥形瓶，将瓶口迅速通过火焰。
③用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基（约10～20mL）倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。
④等待平板冷却凝固，大约需5～10min。然后，将平板倒过来放置，使培养皿盖在下、皿底在上。
○倒平板操作的讨论
①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？
提示：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。
②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。
③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。
④在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，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。
9.纯化大肠杆菌
（1）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。
（2）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的表面。在数次划线后培养，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，这就是菌落。
（3）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。
（4）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。
（5）平板划线法操作步骤：
①将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红。
②在火焰旁冷却接种环，并打开棉塞。
③将试管口通过火焰。
④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。
⑤将试管通过火焰，并塞上棉塞。
⑥左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养皿。
⑦灼烧接种环，待其冷却后，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。注意不要将最后一区的划线与第一区相连。
⑧将平板倒置放入培养箱中培养。
○平板划线操作的讨论
①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。
②在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？
答：以免接种环温度太高，杀死菌种。
③在作第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？
答：划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
（6）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。
○涂布平板操作的讨论
涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想，第2步应如何进行无菌操作？
提示：应从操作的各个细节保证“无菌”。例如，酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围；等等。
10.菌种的保存
（1）对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。
①临时保藏方法
将菌种接种到试管的固体斜面培养基上，在合适的温度下培养。当菌落长成后，将试管放入4℃的冰箱中保藏。以后每3～6个月，都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上。
②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。
（2）对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。
在3mL的甘油瓶中，装入1mL甘油后灭菌。将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20℃的冷冻箱中保存。
11、尿素是一种重要的农业氮肥，尿素并不能直接被农作物利用。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，是因为他们能合成脲酶。
○选择性培养基
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。
○配制选择培养基的依据
根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。例如，培养基中不加入有机物可以选择培养自养微生物；培养基中不加入氮元素，可以选择培养能固氮的微生物；加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。
○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。
（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理
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。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活细菌。为了保证结果准确，一般设置3～5个平板，选择菌落数在30～300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低，因此，统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。
（3）样品的稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目。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。
测定土壤中细菌的数量，一般选用104  105  106
测定放线菌的数量，一般选用103  104  105
测定真菌的数量，一般选用102  103   104
（4）如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？
统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值
每克样品中的菌落数=（C/V）*M 其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（ml），M代表稀释倍数
○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。对照实验是指除了被测试的条件以外，其他条件都相同的实验，其作用是比照试验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。
随机选取若干灭菌后未接种的平板先培养一段时间，检验平板灭菌是否合格。
12、纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，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。
○纤维素分解菌的筛选
（1）筛选方法：刚果红染色法。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，它可以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。这样，我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
○分离分解纤维素的微生物的实验流程
土壤取样→选择培养（此步是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定）→梯度稀释→将样品涂布到鉴别（刚果红）纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落
○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
○疑难解答
（1）为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？
由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。
（2）将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？
将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10cm左右腐殖土壤中。
（3）两种刚果红染色法的比较
方法一是传统的方法，缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂问题，缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是：有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。
（4）为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？
在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。

专题四
1、果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，不溶于水，在果汁加工中不仅会影响出汁率还会使果汁浑浊。
2、果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶，果胶分解酶和果胶酯酶等。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，也使得浑浊的果汁变得澄清。
3、酶的活性与影响酶活性的因素（参考必修一P78-85注意实验设计的一般原则，注意自变量、因变量、无关变量。选修一P43-44）
（1）酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。在科学研究与工业生产中，酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减小量或产物的增加量来表示。
（2）影响酶活性的因素包括温度 、PH、酶的抑制剂等。
（3）在〔探究温度对酶活性的影响〕的实验设计中，自变量是温度；根据单一变量原则，应确保各实验组相同的变量（无关变量）有：底物的量及浓度、酶的用量和浓度、混合物的pH、水浴时间、实验器材等等。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。在实验中将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，保证了底物和酶在混合时的温度是相同的。
（4）在〔探究PH对酶活性的影响〕的实验中，只须将上述实验的温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。此实验中不同的pH梯度之间进行相互对照。
（5）在〔探究果胶酶的用量〕的实验中，果胶酶的用量是建立在最适温度和最适pH基础之上的。此时研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。
（6）果胶酶将果胶分解为可以通过滤纸的小分子物质，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。
4、探讨加酶洗衣粉的洗剂效果
（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，前者能将血渍、 奶渍等含有大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹容易从衣物上脱落，所以蛋白类纤维织物（羊毛、蚕丝等）不能用加酶洗衣粉来洗涤。脂肪酶可以将脂肪分解成甘油和脂肪酸；淀粉酶可以将淀粉分解成可溶性麦芽糖和葡萄糖，纤维素酶可以将纤维素分解成葡萄糖，以达到去污的目的。
○衣物的洗涤不仅要考虑到洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。
○实验设计要遵循单一变量原则、对照原则和等量原则，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，自变量是不同种类的洗衣粉，其他条件应完全一致；同时等量的普通洗衣粉与加酶洗衣粉处理相同的污渍物形成对照实验。
（2）加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷无磷方向发展，减少对环境的污染。
（3）〔不同种类的酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果〕的实验原理是：不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有专一性 ，所以对不同污渍的洗涤效果不同。
（4）比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同 

普通洗衣粉
加酶洗衣粉
相同点
表面活性剂可以产生泡沫，将油脂分子分散开，水软化剂可以分散污垢等
不同点
酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而与纤维分开
5、酵母细胞的固定化
○高果糖浆是指果糖含量为42%的糖浆，作为蔗糖的替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人类的健康更有益。
○将葡萄糖转化为果糖的酶是葡萄糖异构酶。酶对高温、强酸、强碱及有机溶剂等条件非常敏感，容易使分子结构遭到破坏而失活。
（1）固定化酶技术是将酶固定在不溶于水的颗粒状载体上装到一个反应柱内。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入流过反应柱，与葡萄糖异构酶接触，转化成果糖从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
（2）固定化酶只能固定一种酶，而化学反应往往是一序列酶促反应过程，使用固定化细胞技术使微生物的发酵过程变成连续的酶促反应，且对酶活性的影响较小。
（3）固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。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，这是因为细胞个大，而酶分子很小。
固定化酶优点：酶能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。
固定化细胞优点：成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应。
（4）包埋法固定化细胞即将微生物细胞均匀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、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
（5）酵母细胞的固定化实验操作包括制备固定化酵母细胞和用固定化酵母细胞发酵两个步骤。
○制备固定化酵母细胞包括：酵母菌的活化、配制物质的量为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、固定化酵母细胞五个步骤。
○在缺水状态下，微生物处于休眠状态。酵母细胞的活化是指加蒸馏水使其代谢加快恢复正常生活状态的过程。
○加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，要注意小火间断加热并不断搅拌，防止焦糊。
○凝胶珠是否制备成功可用用手挤压，如果不破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功；也可在实验桌上用力摔打，如果很容易弹起，也表明凝胶珠的制备的是成功的。
○如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
○利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味 。

专题五
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。

三、血红蛋白的提取和分离
蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。
1、凝胶色谱法（分配色谱法）：
（1）原理：是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法，所用的凝胶实际上是一些微小的多孔性球体，分子质量大的蛋白质分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的蛋白质分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。相对分子质量不的蛋白质分子因此得以分离。
（2）分离过程：混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子   
（3）作用：分离蛋白质，测定生物大分子分子量，蛋白质的脱盐等。
2、凝胶电泳法：
（1）原理：许多重要的生物大分子如蛋白质、核酸等，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。在电场的作用下这此带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。电泳利用了待分离样品中不同蛋白质所带电荷性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。
（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS）。
（3）分离过程：在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质－SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。
3.血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2和CO2的运输。血红蛋白由四条肽链组成，每条肽链环绕一个亚铁血红素基团。
4.缓冲溶液能在一定范围内抵制外界的酸和碱对溶液PH的影响，模拟细胞内的PH环境，维持蛋白质正常的结构与功能。血红蛋白的提取和分离所用的为20mmol/L磷酸缓冲液（PH为7.0）。
5.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子，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和负电，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。电泳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、形状的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。
6.样品的处理及粗分离包括：
（1）红细胞的洗涤：洗涤的目的是去除杂蛋白。
（2）血红蛋白的释放：加蒸馏水和甲苯，红细胞破裂，释放血红蛋白。
（3）分离血红蛋白溶液：离心分层，取红色透明液体，就是血红蛋白水溶液
（4）透析：把血红蛋白装入透析袋，置于20mmol/L磷酸缓冲液（PH为7.0）中，除去分子量较小的杂质。
7.用缓冲液平衡好的凝胶装填色谱柱时，要尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。装填凝胶柱时不能有气泡存在，否则会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。如果洗脱过程中红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。
8.血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步，包括：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品的处理；再经过透析去除分子量较小的杂质，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大杂质蛋白除去，即样品的纯化；最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。

专题六
1、植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取。
2、水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法。它的原理是利用水蒸汽将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。可分为水中蒸馏、水上蒸馏、水气蒸馏。有些原料不适宜于水中蒸馏，如柑橘、柠檬等易焦糊，有效成分容易水解。通常用压榨法。萃取法是将粉碎、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的方法。芳香油溶解于有机溶剂后，只需蒸发出有机溶剂，就可以获得纯净的植物芳香油。有机溶剂必须事先精制，除去杂质，否则会影响芳香油的品质
3、玫瑰精油的提取过程：

（1）玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸汽一同蒸馏，可用水汽蒸馏法和萃取法提取。用于提炼玫瑰精油的玫瑰花要在花开的盛花期采收，在此阶段花朵含油最高。
（2）加入NaCl：使油水混合物中油和水的分离，可用分液漏斗分离油层和水层。
（3）无水NaSO4：吸收油层中残留的水分。
（4）注意事项：蒸馏时间不能过短，温度不能过高。
（5）蒸馏装置包括：铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶，以及连接进水口和出水口的橡皮管。所有仪器必须事先干燥，保证无水。整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，其中左边的部分通过加热进行蒸馏，中部将蒸馏物冷凝，右边的部分用来接收。安装仪器一般都按照自下而上、从左到右的顺序。拆卸仪器的顺序与安装时相反。
4、橘皮精油的提取：橘皮精油的主要成分是柠檬烯，由于橘皮精油的有效成分在用水蒸汽蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般用压榨法。操作流程见(选修一P74)
○实验步骤：
①橘皮的处理：将新鲜橘皮用清水清洗沥干。
②石灰水浸泡：用7～8％石灰水浸泡橘皮24h。
③清水漂洗：浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净，沥干。
④粉碎和压榨：将橘皮粉碎，加入小苏打和硫酸钠后，用压榨机压榨得到压榨液。
⑤过滤压榨液：用布袋过滤，滤液再高速离心处理，分离出上层橘皮油。
⑥静置处理：将橘皮油在5～10℃冰箱中静置5～7d，分离出上层澄清橘皮油。
⑦再次过滤：将下层橘皮油用滤纸过滤，滤液与上层橘皮油合并，得到橘皮精油。
分析：静置处理目的：除去果蜡和水分。
○石灰水：能够破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时滑脱，提高出油率。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。
○小苏打、硫酸钠：促进油和水的分离（用量分别为橘皮质量的0.25％和5％）。
5、胡萝卜素的提取见(选修一P77-79)
（1）胡萝卜素化学性质稳定，不溶于水，微溶于酒精，易溶于石油醚等有机溶剂，因此可用萃取法提取。萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同量受到原料颗粒的大小，紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等的影响。
（2）胡萝卜素提取
装置的设计：萃取过程应该避免明火加热，采用水浴加热，这是因为有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧爆炸。为了防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装回流冷凝装置。萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。在浓缩之前，还要进行过滤，除去萃取液中的不溶物。
过滤：除去萃取液中的不溶物
浓缩：蒸发出有机溶剂
（3）鉴定：纸层析法

滤纸：18㎝×30㎝
基线：滤纸下端距底边2㎝处做一基线，在基线上取A、B、C、D四点。
点样：用最细的注射器针头（毛细吸管）吸取样品进行点样。点样应该快速细致，在基线上形成直径２ｍｍ左右的圆点，每次点样后，可用吹风机将溶剂吹干，注意保持滤纸干燥。等滤纸上的点样液自然挥发干后，将滤纸卷成圆筒状，至于装有１ｃｍ深的石油醚的密封玻璃瓶中。等各种色素完全分开后，观察标准样品中位于展开剂前沿的胡萝卜素层析带。
○乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？
答：胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但它们是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。
○在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？
答：在这五种有机溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂。
6、几种提取方法的比较
提取方法
实验原理
方法步骤
适用范围
水蒸气蒸馏
利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来
1.水蒸气蒸馏
2.分离油层
3.除水过滤
用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
压榨法
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
1.石灰水浸泡、漂洗
2.压榨、过滤、静置
3.再次过滤
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
有机溶剂萃取

使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油

1.粉碎、干燥
2.萃取、过滤
3.浓缩

适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中