選修1要點回顧2013.4.25考點一、生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用：發(fā)酵食品加工的基本方法一、發(fā)酵：廣義：是通過微生物的培養(yǎng)來大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過程。包括有氧發(fā)酵（如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵）和無氧發(fā)酵（如酒精發(fā)酵）。狹義：是指微生物的無氧呼吸（包括酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等）。所以：發(fā)酵尹無氧呼吸。應(yīng)用：釀酒、發(fā)饅頭、面包制作、酒精制造、生產(chǎn)藥用酵母片、生產(chǎn)維生素、生產(chǎn)抗菌素等。二、果酒制作的原理：菌種：酵母菌，單細(xì)胞真核生物，異養(yǎng)兼性厭氧型，適宜條件下出芽生殖1、酵母菌的兼性厭氧生活方式：在有氧條件下，有氧呼吸，大量繁殖（無性的出芽生殖）。在無氧條件下，酒精發(fā)酵。繁殖的最適溫度：20°C；酒精發(fā)酵的最適溫度：18~25°Co在缺氧、20°C左右（一般將溫度控制在18-25°C,最適為20°C）、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可繁殖并進(jìn)行酒精發(fā)酵。而絕大多數(shù)其它微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制o2、溫度對發(fā)酵的影響：酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低于1O°C,酵母菌發(fā)育很緩慢。隨著溫度的升高，繁殖速度加快，20°C時為最佳繁殖溫度，此時酵母菌生殖速度快、生活力強(qiáng)。超過35°C,酵母菌生長受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40°C酵母菌停止出芽，開始出現(xiàn)死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發(fā)酵液、減少究竟的損耗，必須控制好發(fā)酵溫度。3、防止發(fā)酵液被污染的措施：榨汁機(jī)要洗凈并晾干、發(fā)酵瓶要洗凈并用70%的酒精消毒、裝入葡萄汁后要密封4、葡萄酒呈紅色的原因：在發(fā)酵的過程中，隨著酒精度的提高，紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液，使葡萄酒呈紅色。三、果醋制作的原理：菌種：醋酸菌，原核生物，異養(yǎng)需氧型，二分裂生殖1、酒變醋的原理：當(dāng)氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰賹⒁胰┳優(yōu)榇姿帷HOH+O9^CHCOOH+H0（發(fā)酵條件：溫度適宜、適時通氣、控制糖源供應(yīng)）2、控制發(fā)酵條件的作用：①醋酸菌對氧氣的含量特別敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時，即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最適生長溫度為30?35°C,控制好發(fā)酵溫度，使發(fā)酵時間縮短，又減少雜菌污染的機(jī)會。3、醋酸菌的來源：菌種可以至U當(dāng)?shù)厣a(chǎn)食醋的工廠或菌種保藏中心購買。也可以從食醋中分離醋酸菌。藁酒果醋的制作流程：挑選葡萄…沖洗…榨汁…酒精發(fā)酵…果酒（…醋酸發(fā)酵…果醋）四、腐乳制作的原理：菌種：毛霉，真核生物，異養(yǎng)需氧，抱子生殖1、多林微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一種絲狀真菌。毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可將脂肪水解為甘油和脂肪酸O2、腐乳制作的實驗流程：讓豆腐上長出毛霉9加鹽腌制9加鹵湯裝瓶9密封腌制（1）毛霉的生長：將受腐塊平放在籠屜內(nèi)，將籠屜中的控制在15?18°C,并保持一定的溫度。約48小時后，毛霉開始生長，3天后菌絲生長旺盛，5天后豆腐塊表面布滿菌絲。豆腐塊上生長的毛霉來自空氣中的毛霉抱子，而現(xiàn)代的腐乳生產(chǎn)是在嚴(yán)格無菌的條件下，將優(yōu)良毛霉菌種直接接種在豆腐上，這樣可以避免其他菌種的污染，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。（2）加鹽腌制：將長滿毛霉的豆腐塊分層整齊地擺放在瓶中，同時逐層加鹽，隨著層數(shù)的加高而增加鹽量，接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些。加鹽腌制的時間約為8天左右。加鹽可以析出豆腐中的水分，使豆腐塊變硬，在后期的制作過程中不會過早酥爛。同時，鹽能抑制微生物的生長，避免豆腐塊腐敗變質(zhì)。（即脫水、殺菌、調(diào)口味）（3）配制鹵湯：鹵湯直接關(guān)系到腐乳的色、香、味。鹵湯是由酒及各種香辛料配制而成的。鹵湯中酒的含量一般控制在12%左右。加酒可以抑制微生物的生長，同時能使腐乳具有獨特的香味。香辛料可以調(diào)制腐乳的風(fēng)味，也具有防腐殺菌的作用。3、實驗注意事項（1）控制好材料的用量：①用鹽腌制時，注意控制鹽的用量，鹽的濃憫:低，不足以抑制微生物的生長，可能導(dǎo)致豆腐腐敗變質(zhì)；鹽的濃度過高會影響腐乳的口味。②鹵湯中酒的含量應(yīng)控制在12%左右，酒精含量越高，對蛋白酶的抑制作用也越大，使腐孚成熟期延長；酒精含量過低，不足以抑制微生物的生長，蛋白酶的活性高，加快蛋白質(zhì)的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。③所用豆腐含水量在70%左右，含水量過高不易成形。（2）防止雜菌污染：①用來腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干凈后要用沸水消毒。②裝瓶時，操作要迅速小心。整齊地擺放好豆腐、加入鹵湯后，要用膠條將瓶口密封。封瓶時，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口被污染。③越接近瓶口，雜菌污染的可能性越大，因此要隨著豆腐層數(shù)的加高加鹽量要增加，接近瓶品表面的鹽要鋪的厚一些。考點二、酶的應(yīng)用：酵在洗滌等方面的應(yīng)用；制備和應(yīng)用固相酶一、酶在洗滌等方面的應(yīng)用加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉,目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶。其中應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉、纖維素水解為小分子物質(zhì)，使洗衣粉具有更強(qiáng)的去污能力。酶制劑的特點：能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高的溫度,并且通過特殊的化學(xué)物質(zhì)將酶層層包裹，與洗衣粉其他成分隔離。2、影響酶活性的因素有溫度、酸堿度和表面活性劑。酶不能直接添加到洗衣粉中，因為洗衣粉中的表面活性物質(zhì)會降低酶的活性。將基因工程生產(chǎn)出的酶用特殊水溶性物質(zhì)包裹起來，與洗衣粉的其它成分隔離開來。3、加酶洗衣粉能減少對環(huán)境的污染，因為加酶洗衣粉可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量,使洗滌劑朝低磷、無磷的方向發(fā)展。（普通洗衣粉的化學(xué)成分有：表面活性劑、水軟化劑、堿劑、漂白粉等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素，以及填充劑等。）普通洗衣粉II加酶洗衣粉相同點表面活性劑可以產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開，水軟化劑可以分散污垢不同點酶可以將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，小分子有機(jī)物易容于水，從而與纖維分開4、可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等來判斷洗滌效果。二、制備和應(yīng)用固相酶1、固定化酶是指在一定的空間范圍內(nèi)起催化作用，并能反復(fù)和連續(xù)使用的酶。原理：用物理或化學(xué)的方法將酶固定在不溶于水的載體上，使酶既易催化反應(yīng)，又易于回收，可以重復(fù)使用。2、使用固W化酶技術(shù)，將這種酶固定在一種顆粒狀載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提局了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。固定化酶和固定化細(xì)胞是利用物理或化學(xué)的方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法o一般來說，酶更適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定，而細(xì)胞多采用包埋法固定化。這是因為細(xì)胞個大，而酶分子很小；個大的難以被吸附或結(jié)合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。包埋法法固定化細(xì)胞對將微生物細(xì)胞包埋在不溶于水的載體中。常用的載體材料有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。固定化細(xì)胞是在固定化酶的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的優(yōu)點如下［了解，要求記表中內(nèi)容］:⑴省去了酶的分離手續(xù)?為多酶系統(tǒng)；⑵細(xì)胞生長快,而且多，反應(yīng)快；（3）可以連續(xù)發(fā)酵，節(jié)約了成本,而且在蒸餡和提取前不用分離去細(xì)胞，能一邊徘出發(fā)酵液，一邊進(jìn)行培養(yǎng)，排除了產(chǎn)物抑制和消耗；⑷保持酶在細(xì)胞內(nèi)的原始狀況增加了酶的穩(wěn)定,特別是對污染因子的抵抗力增加.缺點：⑴必須保持菌體的完整,防止菌體自溶，否則，將影響產(chǎn)品純度；⑵必須防止細(xì)胞內(nèi)蛋白酶對所需酶的分解，同時，需抑制胞內(nèi)其他酶的活性防止副產(chǎn)物的形成；（3）細(xì)胞膜，壁會阻礙底物滲透和擴(kuò)散。類型優(yōu)點不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用。一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實踐中，很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。固定化細(xì)胞成本低，操作更容易。固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果卜降等。

應(yīng)用：1、某一實驗小組的同學(xué)，欲通過制備固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實驗，實驗材料及用具齊全。（1）酵母細(xì)胞的固定采用的方法是包埋法。（2）請完善該實驗小組的同學(xué)在制備固定化酵母細(xì)胞過程的步驟活塞活塞Z卜??/長導(dǎo)管①配制氯化鈣溶液時應(yīng)用蒸餡水。②海藻酸鈉溶解應(yīng)用小火間斷加熱，邊攪拌邊加熱。③海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫才能加入酵母細(xì)胞。④注射器中活塞活塞Z卜??/長導(dǎo)管（3）該實驗小組用如圖所示的裝置來進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵為使該實驗中所用到的固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)運用，實驗過程中，一定要在無菌條件下進(jìn)行。加入反應(yīng)液后的操作是關(guān)閉活塞1和活塞20裝置的長導(dǎo)管起到什么作用？釋放cq,減小反應(yīng)柱內(nèi)壓力；防止空氣進(jìn)入反應(yīng)柱。（4）實驗過程中，可能會觀察到的現(xiàn)象：有氣泡產(chǎn)生、有酒味散發(fā)實驗過程中，裝置內(nèi)可能會發(fā)生的反應(yīng)式為：（有氧呼吸、無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳）應(yīng)用：2、麥芽汁可以滲入到由海藻酸鈉和啤酒酵母制成的凝膠珠中，啤酒酵母可以利用自身細(xì)胞內(nèi)的一系列酶將可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化成乙醇。下面是利用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵生產(chǎn)啤酒的實驗過程：攪拌，靜置lh。步驟1：酵母細(xì)胞的活化。稱取lg干酵母置于50mL燒杯中，加IOmL攪拌，靜置lh。步驟2：配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的氯化鈣（CaCI）溶液。步驟3：配制海藻酸鈉溶液。稱取0.7g海藻酸鈉置于50ml燒杯中，加IOmL蒸餡水，燒杯放在酒精燈上用小火或間斷加熱。步驟4：在冷卻至常溫的海藻酸鈉溶液中加入活化的酵母細(xì)胞，充分混合后轉(zhuǎn)入注射器步驟5：固定化酵母細(xì)胞。以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的氯化鈣（CaCIJ溶液中形成凝膠珠，讓凝膠珠在氯化鈣（CaCI,）溶液中浸泡30分鐘。步驟6：固定化酵母細(xì)胞（凝膠珠）用蒸館水沛洗2?3次。步驟7：將適量的凝膠珠放人500mL錐形瓶中，加300mL已消毒的麥芽汁，封口于25°C下發(fā)酵。仔細(xì)閱讀上述過程，回答下列問題：⑴步驟6用蒸餡水沖洗2?3次的目的是：洗去雜質(zhì)（氯化鈣用1雜菌，防止污染。⑵發(fā)酵產(chǎn)物酒精可用重銘酸鉀進(jìn)行檢驗，但需在酸性性條件下才呈現(xiàn)灰綠色。金取和分離考點三、（3）如何檢驗?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格？（方法一是用鑲子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。方法二是在實驗桌上用力摔打凝％、提取DNA的方法DNA的粗提取與鑒定金取和分離考點三、、提取DNA的方法提取生物大分子的基本思路是o對于DNA的粗提取而言，就是要利用、等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異,提取DNA,去除其他成分。（選用一定的物理或化學(xué)方法分離具有不同物理或化學(xué)性質(zhì)的生物大分子；DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)）1）DNA的溶解性DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的中溶解度不同，利用這一特點，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的。（NaCI溶液；DNA）此外，DNA不溶于溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步的分離o（酒精）2）DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性蛋白酶能水解，但是對沒有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60—80oC的高溫，而DNA在以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解，但對DNA沒有影響。（蛋白質(zhì)；DNA；80oC；細(xì)胞膜）3）DNA的鑒定在條件下，DNA遇會被染成色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。（沸水浴；二苯胺；藍(lán)色）方案一：30mL濾液+35gNaCl-同方向攪拌，DNA溶解一加入蒸餡水一DNA析出一過濾得到過濾物f放到2mol/LNaCl溶液中溶解-DNA-NaCl溶解液方案二：30niL濾液+嫩肉粉（木瓜蛋白酶）一靜置10?15分鐘一DNA濾液方案三：30濾液一60?67°C處理一過濾獲得DNA濾液二、實驗設(shè)計實驗操作制備福血細(xì)胞液加檸檬酸鈉，靜置或離心I破碎細(xì)胞，釋放DNA…加蒸餡水，同一方向快速通方向攪拌If過濾，除去細(xì)胞壁、細(xì)胞膜等。溶解核內(nèi)DNA加入NaCl至2mol/L,同一方向緩慢攪拌IDNA析出加蒸餡水至0.14mol/L,過濾，在溶解到2mol/L溶液中If除去細(xì)胞質(zhì)中的大部分物質(zhì)。DNA初步純化與等體積95%冷卻酒精混合，析出白色絲狀物除去核蛋白、RNA、多糖等。DNA鑒定二苯胺，沸水浴，呈現(xiàn)藍(lán)色1）實驗材料的選取凡是含有的生物材料都可以考慮，但是使用的生物組織，成功的可能性更大。（DNA、DNA相對含量較高）在下面的生物材料中選取適合的實驗材料:魚卵、豬肝、菜花（花椰菜）、香蕉、雞血、哺乳動物的紅細(xì)胞（絕對不能選用，為什么？）、0彌猴桃、洋蔥、豌豆、菠菜、在液體培養(yǎng)基的大腸桿菌2）破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液動物細(xì)胞的破碎比較容易，以雞血細(xì)胞為例，在雞血細(xì)胞液中加入一定量的,同時用攪拌，過濾后收集濾液即可。如果實驗材料是植物細(xì)胞，需要先用溶解細(xì)胞膜。例如，提取洋蔥的DNA時,在切碎的洋蔥中加入一定的和,進(jìn)行充分的攪拌和研磨，過濾后收集研磨液。（蒸餡水、玻璃棒；洗滌劑；洗滌劑、食鹽）3）去除濾液中的雜質(zhì)4）DNA的析出與鑒定將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積、冷卻的,靜置,溶液中會出現(xiàn),這就是粗提取的DNA。用玻璃棒攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸取上面的水分。（相等、酒精溶液；2?3min；白色絲狀物、沿一個方向）取兩支20ml的試管，各加入物質(zhì)的量濃度為的NaCl溶液5ml,將絲狀物放入其中一支試管中，用玻璃棒攪拌，使絲狀物溶解。然后，向兩支試管中各加人4ml的。混合均勻后