导图社区 生物实践技术
这是一篇关于生物实践技术的思维导图，包含酶的研究与应用、生物技术在其他方面、血红蛋白的提取和分离、 植物有效成分的提取等。
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生物实践技术
酶的研究与应用
果胶酶在果汁生产中的作用
果胶
植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物不溶于水 果胶酶是分解果胶的一类酶的总称包括多聚半乳糖醛酸酶，果胶分解酶和果胶脂酶
酶活性与影响因素
酶反应速度用单位时间内，单位体积中反应物的减少量或产物增加量表示。 温度，ph，酶的抑制影响酶活性
果胶酶的用量
如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足。当酶的用量增加到某个值后，在增加酶的用量，过滤的果汁体积不变，则酶用量足够。为什么过滤出的体积可以判读酶活性：果胶酶将果胶分解为小分子物质能透过滤纸
探讨加酶洗衣服的洗涤效果
酶制剂
种类：蛋白酶，脂肪酶，淀粉酶，纤维素酶。效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
因素：温度酸碱度和表面活性剂都会影响酶的活性
纤维素酶作用1.使纤维素的结构变的蓬松，渗入到深层污垢与洗衣粉充分接触，从而达到更好的污垢效果2.使衣物蓬松，柔软，去除浮毛
去污原理：酶制剂能够将不溶于水的大分子有机物催化水解成可溶性小分子物质，使污垢容易从衣物脱离
其他
先将衣物侵泡为了让洗衣粉中的酶充分水解衣物中的污渍。 增强洗涤效果1.用温水侵泡2.增加洗衣粉用量3.适当延长侵泡时间。厨房油垢用碱，马桶污垢用酸。蛋白酶会损伤丝绸做的衣物
酵母细胞的固定化
酶
酶容易1.失活2.溶液中的酶难回收，不能再次利用3.反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量 优点：催化效率高低耗能，低污染
固定在不溶于水的载体上1.可以和反应物接触，也可以与产物分离2.可以反复利用 缺点：很多产物的形成都是一系列的酶促反应
固定化细胞1.成本更低2.操作更容易3.酶活性不易受影响 缺点：固定细胞与反应物不易接触导致效率降低
固定化酶应用例子
高果糖浆产生需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖
反应柱可以使用很久，提高果糖质量产量。反应柱中酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应液却可以自由出入
固定化技术
化学结合法和物理吸附法
酶更适合，体积大的细胞难以被吸附或结合，化学结合法用离子键或共价键连接
包埋法
细胞一般用，原因：细胞体积大，酶分子很小，体积小的酶容易从包埋材料中漏出
载体：明胶，琼脂糖，海藻酸钠，醋酸纤维素和聚丙稀酰胺
制备：1.酵母细胞活化2.配制氯化钙溶液3.配制海藻酸钠 ：将称取的海藻酸钠放入烧杯，用酒精灯加热，直到完全熔化，加入蒸馏水定容（防止自来水离子影响试验），加热用小火，或间断加热（避免糊底）4.海藻酸钠与酵母细胞混合：等冷却到室温，加入活化过的酵母细胞（避免被烧死）充分搅拌5.固定化酵母细胞 ：氯化钙使海藻酸钠胶体聚沉形成凝胶珠 ，侵泡在氯化钙溶液中，使凝胶珠形成稳定结构
固定好的凝胶珠用蒸馏水冲洗2~3次洗去表面氯化钙溶液。检验是否合格1.挤压法2.摔打法3观察法 （浓度过低颜色过浅1.形成的凝胶珠包围的酵母细胞的数目少影响实验效果2.凝胶珠韧性差，易破破裂 浓度过高1.凝胶珠形成不规则圆形注射器推的过快或注射器离液面过近2.影响物质进出）
生物技术在其他方面
血红蛋白的提取和分离
凝胶色谱法
根据相对分子质量的大小分离蛋白质，相对分子质量较小的蛋白质进入凝胶内部的通道路程长，移动速度慢;相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部通道，只能在凝胶外部移动，路程短，移动速度快。用的凝胶实际是一些微小的多孔球体，小球体大多数是由多糖化合物构成的。
缓冲液
缓冲液可以抵制外界的酸和碱对溶液ph的影响，维持ph基本不变。这里用的磷酸缓冲液，目的：保证血红蛋白的正常结构和功能，便于观察红色和科学研究活性
电泳
原理：10带电离子在电场作用下发生迁移过程2.在电场作用下，这些带电离子会向着与其所带电荷相反的电极移动3.电泳利用分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身产生不同的迁移速度，实现样品各种分子的分离
琼脂凝胶电泳（分离大分子核酸）和聚丙酰胺凝胶（分离蛋白质和小分子核酸)两种常用电泳方法，在测定蛋白质分子量时通常使用十二烷基硫酸钠(SDS)-聚丙烯酰胺凝胶电泳。聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙烯酰胺和交联剂N, N-甲叉双丙烯酰胺在引发剂和催化剂的作用下聚合交联成的具有三维网状结构的凝胶。原理：蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。作用：1.为了消除净电荷对迁移率的影响，可以在凝胶中加入SDS。2.SDS 能使蛋白质发生完全变性。由几条肽链组成的蛋白质复合体在SDS的作用下会解聚成单条肽链，因此测定的结果只是单条肽链的分子量。SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完
样品处理和粗分离
样品处理：红细胞洗涤去除杂蛋白，低速短时间离心。离心过快或过长会使白细胞等一同沉淀，达不到分离红细胞效果，加入五倍体积生理盐水，不能用蒸馏水会导致红细胞破裂使血红蛋白与杂质血浆蛋白混合
血红蛋白释放：在蒸馏水（吸水涨破）和甲苯（溶解红细胞和细胞膜）作用下，红细胞破裂，释放血红蛋白
分离血红蛋白溶液：离心后第一层无色透明甲苯层，第二层白色薄层固体是脂溶性物质的沉淀层，第三层红色透明溶液，第四层红细胞破碎物沉淀，将试管中的液体用滤纸过滤，出去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出第四层物质
粗分离：透析，透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋子 作用去除样品中分子量较小的杂质，或用于更换样品缓冲液，如果要尽快答案都理想的透析效果增加缓冲液的量或及时更换缓冲液
凝胶色谱柱装填
交联葡聚糖凝胶（SephadexG-75）G表示凝胶的交联程度，75表示凝胶得水值即每克凝胶膨胀时吸水7.5g。装填一次性缓慢倒入，可以轻轻敲动色谱柱，使装填均匀，一定不能存在气泡（会扰乱洗脱液中蛋白质的洗脱顺序，降低分离效果），要用磷酸缓冲液充分洗涤平衡凝胶12h使装填紧密
植物有效成分的提取
植物芳香油提取
性质
提取的植物芳香油会挥发性强，组成比较复杂，易溶于有机物
提取方法
根据植物特性特点决定
压榨法：柑橘，柠檬芳香油用，原理：通过机械加压，压榨出果皮的芳香油 优点：成本低，常温下进行，确保芳香油结构稳定 缺点：分离困难，出油率低
水蒸气蒸馏法常用植物芳香油 原理;1.利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来2.形成油水混合物3.冷却后混合物又会重新分出油层和水层。根据原料放置位置分为水上，水气（蒸馏时间短，出油率高），水中（设备简单，成本低，易操作）蒸馏，水中蒸馏对于有些原料不合适，如柑橘（水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解）
萃取法：将粉碎，干燥的植物原料用有机溶剂侵泡，使芳香油溶解在有机溶剂里，只需蒸发出有机溶剂，就可以获得纯净的植物芳香油，但是萃取的有机溶剂必须先精致，除去杂质，否则会影响芳香油质量 缺点：容易受萃取剂的性质和使用量的影响
乳浊液的处理和玫瑰液的回收
水蒸气蒸馏后收集到乳白色乳浊液，这是玫瑰油与水混合物，向里面加氯化钠增加盐的浓度出现明显分层，再用分液漏斗，分离的油层还会含有水分，加入无水硫酸钠吸水，滤出去固体硫酸纳可以得到玫瑰油 提高品质增加蒸馏时间，适宜控制温度，保存低温避光密封
橘皮精油
需要将橘皮干燥去水，并用石灰水侵泡
压榨前用水漂洗洗去石灰水，加入碳酸氢钠和硫酸钠易于油水分离，并调节ph到7~8
压榨液含有橘皮精油和大量水分，还有糊状残渣，先用普通布袋过滤去除固体物和残渣，然后离心去除质量较小的残留固体再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离处理，现在还含有少量水和果蜡，在5~10℃（防止挥发），静置5~7d使杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮精油，其余通过滤纸过滤（去除果蜡和水），滤液和吸出上层的合并
胡萝卜素的提取
胡萝卜素
化学性质稳定，不溶于水，挥发性低，微溶于乙醇耐高温
萃取剂选择
有较高的沸点，能够溶解胡萝卜素，并且不与水混溶
影响因素
主要：萃取剂的性质和使用量。 次要：原料颗粒大侠，紧密程度，含水量，萃取温度和时间。
提取装置
用水浴加热防止易燃，在加热瓶口安回流冷凝装置，浓缩可以直接使用蒸馏装置
鉴定
纸层析法：1.层析液不能超过基线，防止胡萝卜素溶解在层析液中，导致鉴定失败 2.滤纸筒的竖直边缘不能接触,避免因毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，导致溶剂前沿不齐，影响挥发3.色谱容器密封防止石油醚挥发
步骤
胡萝卜→粉碎（使原料与有机溶剂充分接触，增大溶解度）→干燥（脱水提高萃取效果）→萃取→过滤（除去萃取中不溶物）→浓缩（使萃取剂挥发）→胡萝卜素
