生物学的知识要在理解的基础上进行记忆，生物要思考的对象即思维元素却是陌生的细胞、组织、各种有机物和无机物以及他们之间奇特的逻辑关系。小编整理了高中必背生物选修一知识点总结，一起来看看吧！

专题一 传统发酵技术的应用

课题1 果酒和果醋的制作

1、发酵：通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。

2、有氧发酵：醋酸发酵谷氨酸发酵

无氧发酵：酒精发酵乳酸发酵

3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌·酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要)分裂生殖孢子生殖

4、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。

5、在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。

6、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℃

7、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。

8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂

9、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。

10、控制发酵条件的作用①醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。③有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。

11、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒(→醋酸发酵→果醋)

12、酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色.

13、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的;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相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时，应该关闭充气口;制醋时，应该充气口连接气泵，输入氧气。

1、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。代谢类型是异养需氧型。生殖方式是孢子生殖。营腐生生活。

2、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。

3、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

4、酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。

注：前期发酵的主要作用：

（1）创造条件让毛霉生长。

（2）使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过各种辅料与酶的缓解作用，生成腐乳的香气。

将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70%左右，水分过多则腐乳不易成形。*水分测定方法如下：精确称取经研钵研磨成糊状的样品5～10g(精确到0.02mg)，置于已知重量的蒸发皿中，均匀摊平后，在100～105℃电热干燥箱内干燥4h，取出后置于干燥器内冷却至室温后称重，然后再烘30min，直至所称重量不变为止。

样品水分含量(%)计算公式如下：

(烘干前容器和样品质量-烘干后容器和样品质量)/烘干前样品质量毛霉的生长：条件：将豆腐块平放在笼屉内，将笼屉中的控制在15～18℃，并保持一定的温度。

来源：1.来自空气中的毛霉孢子，2. 直接接种优良毛霉菌种

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

（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。

（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。

（1）调味作用（2）杀菌防腐作用（3）参与并促进发酵过程

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。

1、制作泡菜所用微生物是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型。在无氧条件下，降糖分解为乳酸。分裂方式是二分裂。反应式为：

含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌。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。

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。

膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，国家规定肉制品中不超过30mg/kg，酱腌菜中不超过20mg/kg，婴儿奶粉中不超过2mg/kg。亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外，但在适宜pH、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。

一般在腌制10天后亚硝酸盐含量开始降低，故在10天之后食用最好

注：测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下，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。

专题二 微生物的培养与应用

课题1 微生物的实验室培养

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，是进行微生物培养的物质基础。

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。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配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。

培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。

2、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。

3、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。

注：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。例如，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

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：

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。

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：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。

消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法(对于一些不耐高温的液体)还有化学药剂(如酒精、氯气、石炭酸等)消毒、紫外线消毒。

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。

7、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。

(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。

(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。

(1)对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。

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。

课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

尿素是一种重要的农业氮肥，尿素并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，是因为他们能合成脲酶

尿素最初是从人的尿液中发现的

(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。

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。

(3)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。

(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。

采用此方法的注意事项：

（1）一般选取菌落数在30~300之间的平板进行计数

（2）为了防止菌落蔓延，影响计数，可在培养基中加入TTC 3.本法仅限于形成菌落的微生物

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。

实验设计包括实验方案，所需仪器、材料、用具和药品，具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑和安排。

(1)土壤取样：同其他生物环境相比，土壤中的微生物，数量最大，种类最多。在富含有机质的土壤表层，有更多的微生物生长。从富含有机物、潮湿、pH≈7的土壤中取样。铲去表层土，在距地表约3～8cm的土壤层取样。

(2)样品的稀释：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

(3)微生物的培养与观察

不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌30~37℃ 1~2天

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一楼菌落的数目。一般来说，在一定的培养条件下(相同的培养基、唯独及培养时间)，同种微生物表现出稳定的菌落特征。形状、大小、隆起程度、颜色

课题3 分解纤维素的微生物的分离

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。

(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。

2、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。

3、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。

专题六植物有效成分的提取

天然香料的主要来源是植物和动物。动物香料主要来源于麝、灵猫、海狸和抹香鲸等。不同植物的根、茎、叶、花、果实、种子都可以提取芳香油。植物芳香油具有很强的挥发性，主要包括萜类化合物及其衍生物。提取方法有蒸馏、压榨、萃取等，具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。

1)玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，可用水中蒸馏法提取。

2)提取玫瑰精油的实验流程：

①鲜玫瑰花+清水：采集盛花期(5月中上旬)的玫瑰花，清水清洗沥干;称取50g玫瑰花放入蒸馏瓶，添加200mL蒸馏水。

②水蒸气蒸馏：温度不要太高，最好延长蒸馏时间，控制蒸馏时间和速度为1～2滴/秒，可以保证品质。

③油水混合物：获得乳白色乳浊液。

④分离油层：向乳浊液加入0.1g/mL NaCl溶液后，促使油和水的分离，利用分液漏斗分离出上面的油层。

⑤除去水分：向油层中加入无水硫酸钠吸收油层中的水分，24h后过滤，得到玫瑰油。

1)橘皮精油的主要成分为柠檬烯，主要分布在橘皮中，由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气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，所以一般用萃取法。

2)提取橘皮精油的实验流程：

①石灰水浸泡：新鲜橘皮含大量的果蜡、果胶和水分，将其干燥去水，并用石灰水浸泡，可以提高出油率，并防止压榨时滑脱，降低压榨液黏稠度，过滤不堵塞筛眼。

②漂洗：浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净，沥干。

③压榨：将橘皮粉碎，加入相当于橘皮质量0.25%小苏打和5%硫酸钠后(促进油和水的分离)，用压榨机压榨得到压榨液。

④过滤：用布袋过滤除去固体物和残渣，滤液再高速离心处理除去质量较小的固体残留物，再用分液漏斗或吸管分离出上层橘皮油。

⑤静置：将橘皮油在5～10℃冰箱中静置5～7d，使杂质沉淀，分离出上层澄清橘皮油。

⑥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，得到最终橘皮精油。

胡萝卜素为橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。依据碳碳双键的数目可以划分为α、β、γ三类，其中最主要的组成成分为β-胡萝卜素。

1、提取胡萝卜素的实验流程

①粉碎：使原料与有机溶剂充分接触，增大溶解度。

②干燥：脱水温度太高，干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。

③萃取：避免明火加热，采用水浴加热，防止有机溶剂燃烧和爆炸。为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。

④过滤：除去萃取液中的不溶物。

⑤浓缩：用蒸馏装置加热使有机溶剂挥发，剩下的即为浓缩的胡萝卜素。

2、植物有效成分提取的方法比较：