生物技术实践初级.doc

专题八 生物技术实践 本专题内容 本专题内容包括选修一《生物技术实践》大部分内容。具体内容有：专题1传统发酵技术的应用、专题2微生物的培养与应用、专题3植物的组织培养技术、专题4酶的研究与应用、专题6植物有效成分的提取等。 一 高考预测 本专题内容属于新课改后变动较大的一个专题，但是因为在高考中属于选做内容，因此出题的难度不会太大。而且在2007年考纲中对于本讲内容都归为实验类内容，提出的要求为理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。在复习过程中要注意把握各种生物技术的实验流程，并能够加以灵活运用。另外在考纲中把专题5 DNA和蛋白质技术归到了现代生物技术内容中，专题6植物有效成分的提取并没有提及，因此在复习中可以略作调整。 二 考点归纳突破 1. 影响发酵过程的因素温度? 温度对微生物的影响是多方面的。首先，温度影响的活性。在最适温度范围内，随着温度的升高，菌体生长和代谢加快，发酵反应的速率加快。当超过最适温度范围以后，随着温度的升高，酶很快失活，菌体衰老，发酵周期缩短，产量降低。温度也能影响生物合成的途径。此外，温度还会影响发酵液的物理性质，以及菌种对营养物质的分解吸收等。因此，要保证正常的发酵过程，就需维持最适温度。但菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同。通常，必须通过实验来确定不同菌种各发酵阶段的最适温度，采取分段控制。 pH? pH能够影响酶的活性，以及细胞膜的带电荷状况。细胞膜的带电荷状况如果发生变化，膜的透性也会改变，从而有可能影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的分泌。此外，pH还会影响培养基中营养物质的分解等。因此，应控制发酵液的pH。但不同菌种生长阶段和合成产物阶段的最适pH往往不同，需要分别加以控制。 在发酵过程中，随着菌体对营养物质的利用和代谢产物的积累，发酵液的pH必然会发生变化。如当尿素被分解时，发酵液中的NH+4浓度就会上升，pH也随之上升。在工业生产上，常采用在发酵液中添加维持pH的缓冲系统，或通过中间补加氨水、尿素、碳酸铵或碳酸钙来控制pH。 溶解氧? 氧的供应对需氧发酵来说，是一个关键因素。从葡萄糖氧化的需氧量来看，1 mol的葡萄糖彻底氧化分解，需6 mol的氧；当糖用于合成代谢产物时，1 mol葡萄糖约需1.9 mol的氧。因此，好氧型微生物对氧的需要量是很大的，但在发酵过程中菌种只能利用发酵液中的溶解氧，然而氧很难溶于水。因此，必须向发酵液中连续补充大量的氧，并要不断地进行搅拌，这样可以提高氧在发酵液中的溶解度。 营养物质的浓度? 发酵液中各种营养物质的浓度，特别是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物的积累。因此，在发酵过程中，也应根据具体情况进行控制。 组织类型 细胞来源 细胞形态 细胞结构 细胞排列 细胞去向 根尖分生组织 受精卵 正方形 无液泡 紧密 分化成多种细胞组织 愈伤组织 高度分化细胞 无定形 高度液泡化 疏松 再分化成新个体 相同点 都通过有丝分裂进行细胞增殖 三 高考真题体验 例1、[2001年全国高考理科综合(江苏、浙江)卷]在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧渐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖浓度下降一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。 根据上述过程回答以下问题： (1)该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是__________。 (2)初期酵母菌迅速繁殖的主要方式是______________。 (3)经测定酵母菌消耗的糖中，98．5％形成了酒精和其他发酵产物，其余1．5％则是用于_______________。 (4)请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。 (5)如果酵母菌消耗糖（设为麦芽糖，其分子量为342）有98．5％（质量分数）形成了酒精（分子量为46．0）和其他发酵产物。设有500t麦芽汁，其中麦芽糖质量分数为8．0％，发酵后最多能生产酒精浓度为3．2％（质量分数）的啤酒多少吨？ 指点迷津 酵母菌是一种真菌，在生态系统中属于分解者。代谢类型同化作用方式为异养型，异化作用方式在有氧条件下可进行有氧呼吸，在无氧条件下可进行无氧呼吸。在有氧条件下酵母菌通过有氧呼吸获得的能量多，能够进行繁殖，繁殖的主要方式是出芽生殖。在无氧条件下酵母菌通过无氧呼吸获得的能量少，不能够进行繁殖，只能维持基本的生命活动。酵母菌在有氧条件下通过无氧呼吸只需分解少量的葡萄糖即能获得足够的能量用于生长、发育和繁殖。但在无氧条件下，通过无氧呼吸获得的能量很少，只有通过分解大量的葡萄糖