高中生物知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(選修部分)
選修要點(diǎn)總結(jié)
90、穩(wěn)態(tài):神經(jīng)系統(tǒng)和體液調(diào)節(jié)下,內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定
溫度、PH、滲透壓,水、無(wú)機(jī)鹽、血糖等化學(xué)物質(zhì)含量
血漿7.357.45緩沖對(duì)NaHCO3/H2CO3Na2HPO4/NaH2PO42/3細(xì)胞內(nèi)液組織液
91、65%體液1/3細(xì)胞外液血漿淋巴
(內(nèi)環(huán)境)不是血液血液>血漿>血清食物排尿
92、體內(nèi)水來(lái)源飲水水排出途徑出汗皮膚代謝水(有氧呼吸)面蟲(chóng)、駱駝呼氣肺
(氨基酸脫水縮合)排遺消化道
93、K不吃也排不經(jīng)過(guò)出汗排
腎上腺分泌醛固酮(固醇)保Na排K高溫工作、重體力勞動(dòng)、嘔吐、腹瀉→→應(yīng)特別注意補(bǔ)充足夠的水、Na(食鹽)細(xì)胞外液滲透壓下降,出現(xiàn)四肢發(fā)冷、血壓下降、心率加快
K對(duì)細(xì)胞內(nèi)液細(xì)胞滲透壓起決定作用,維持心肌緊張、心肌正常興奮性K心94、血糖三來(lái)源(食物、分解、轉(zhuǎn)化)三去向糖的主要功能:供能
胰島素唯一降血糖激素;增加糖的去路,減少糖的來(lái)源胰高血糖素、腎上腺素升血糖
胰高血糖素促進(jìn)胰島素分泌,胰島素卻抑制胰高血糖素分泌血糖升高↓↑↑
下丘腦某區(qū)域→胰島B細(xì)胞胰高血糖素↑腎上腺素↑
↓↑↑
胰島素↑胰島A細(xì)胞腎上腺髓質(zhì)↓↑↑下丘腦另一區(qū)域血糖降低160-180糖尿
一次性攝糖過(guò)多,暫時(shí)尿糖持續(xù)糖尿不一定糖尿病,如腎炎重吸收不行糖尿病血糖高且有糖尿驗(yàn)?zāi)蝌?yàn)血三多一少癥狀?不吃少吃多吃含膳食纖維多的粗糧和蔬菜95、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):
蛋白質(zhì)不足:嬰幼兒、兒童、少年生長(zhǎng)發(fā)育遲緩、體重過(guò)輕成年人浮腫提供能量
營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)功能提供構(gòu)建和修復(fù)機(jī)體組織的物質(zhì)提供調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能的物質(zhì)
維生素:維持機(jī)體新陳代謝、某些特殊生理功能
生物高考復(fù)習(xí)要點(diǎn)記憶手冊(cè)第1頁(yè)
VA:夜盲癥維生素VB:腳氣病VC:壞血病
VD:佝僂病、骨軟化病、骨質(zhì)疏松癥
96、溫度感受器分為冷覺(jué)感受器和溫覺(jué)感受器(分布皮膚、粘膜、內(nèi)臟器官)
體溫來(lái)自代謝釋放熱量(不是ATP提供),體溫恒定是產(chǎn)熱量,散熱量動(dòng)態(tài)平衡結(jié)果
寒冷炎熱
↓↓
皮膚冷覺(jué)感受器溫覺(jué)感受器血管
↓傳入神經(jīng)↓立毛肌
下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞下丘腦骨骼肌傳出神經(jīng)↓汗皮膚血管收縮骨骼肌戰(zhàn)粟(產(chǎn)能特多)血管舒張
皮膚立毛肌收縮皮膚立毛肌收縮汗液分泌增多↓雞皮疙瘩腎上腺素↑縮小汗毛孔甲狀泉激素↑
減少散熱增加產(chǎn)熱散熱量增加不能減少產(chǎn)熱
調(diào)節(jié)水分、血糖、體溫
97、下丘腦分泌激素:促激素釋放激素抗利尿激素感受刺激:下丘腦滲透壓感受器傳導(dǎo)興奮:產(chǎn)生渴覺(jué)
第一道防線:皮膚、粘膜等
非特異性免疫(先天免疫)第二道防線:體液中殺菌物質(zhì)、吞噬細(xì)胞
98、免疫特異性免疫(獲得性免疫)第三道防線:體液免疫和細(xì)胞免疫在特異性免疫中發(fā)揮免疫作用的主要是淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞的起源和分化:胸腺─T骨髓─B免疫細(xì)胞:B、T
免疫系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)免疫器官:扁桃體、淋巴結(jié)、脾
免疫物質(zhì):抗體、淋巴因子(白介素、干擾素)
99、抗原特點(diǎn):①一般異物性但也有例外:如癌細(xì)胞、損傷或衰老的細(xì)胞
②大分子性
③特異性抗原決定簇(病毒的衣殼)
100、體液免疫:記憶細(xì)胞
↓↓再次受相同抗原刺激抗原→→吞噬細(xì)胞→→T細(xì)胞→→B細(xì)胞→→→效應(yīng)B細(xì)胞→→→抗體↑(攝取處理)(呈遞)(識(shí)別)感應(yīng)階段反應(yīng)階段效應(yīng)階段
效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生:抗體(免疫球蛋白)、抗毒素、凝集素效應(yīng)T細(xì)胞產(chǎn)生:淋巴因子、干擾素、白細(xì)胞介素識(shí)別抗原:B細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞、記憶B/T
效應(yīng)B細(xì)胞獲得有三途徑(直接、間接、記憶)
生物高考復(fù)習(xí)要點(diǎn)記憶手冊(cè)第2頁(yè)記憶細(xì)胞受相同抗原再次刺激后引起的二次免疫反應(yīng):更迅速、更強(qiáng)再次接受過(guò)敏原(概念)過(guò)敏反應(yīng)抗體分布細(xì)胞表面組織胺:體液調(diào)節(jié)
101、免疫失調(diào)引起的疾病自身免疫疾。猴L(fēng)濕類(lèi)風(fēng)濕系統(tǒng)性紅斑狼瘡先天性:先天性胸腺發(fā)育不全免疫缺陷病獲得性:艾滋病、肺炎、氣管炎(人類(lèi)免疫缺陷病毒)HIV↓攻擊T細(xì)胞(AIDS)獲得性免疫缺陷綜合癥102、色素吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能色素不能儲(chǔ)存光能
蛋白質(zhì)、氨基酸也不能儲(chǔ)存少數(shù)特殊狀態(tài)葉綠素a最終電子供體:水高能量、易失電子光能→電能最終電子受體:NADP+103、C4植物:玉米、高梁、甘庶、莧菜
既C3又C4CO2固定能力強(qiáng)先CO2+C3→C4C3、C4葉肉細(xì)胞都含正常葉綠體選修C3維管束鞘細(xì)胞無(wú)葉綠體
圖C4維管束鞘細(xì)胞含無(wú)基粒的葉綠體不進(jìn)行光反應(yīng)
(P29)C4植物花環(huán)型結(jié)構(gòu)里圈:維管束鞘細(xì)胞外圈:部分葉肉細(xì)胞降低呼吸消耗增加凈光合量
104、提高產(chǎn)量延長(zhǎng)光合作用時(shí)間光:光質(zhì)、強(qiáng)度、長(zhǎng)短提高農(nóng)作物對(duì)增大光合作用面積溫度:影響酶的活性光能利用率提高光合作用效率水
礦質(zhì)元素N、P、K、MgCO2農(nóng)家肥、CO2發(fā)生器105、生物固氮:N2→NH3
根瘤菌的特異性:蠶豆根瘤菌侵入蠶豆、菜豆、豇豆;大豆根瘤菌侵入大豆。N素
根瘤菌有機(jī)物豆科植物異養(yǎng)需氧共生固氮菌根瘤薄壁細(xì)胞愈傷組織
固氮菌自生≠自養(yǎng)根瘤菌拌種豆科植物綠肥自生固氮菌:圓褐固氮菌(固氮+激素)
生物固氮(主:根瘤菌)工業(yè)固氮高能固氮106、N循環(huán)硝化、反硝化、氨化作用
-反硝化:氧氣不足NO3→N2
自生固氮菌的分離原理:無(wú)氮培養(yǎng)基對(duì)固氮菌的選擇生長(zhǎng)物質(zhì)基礎(chǔ):線粒體、葉綠體中的DNA(質(zhì)基因)線粒體
107、細(xì)胞質(zhì)遺傳典型代表葉綠體花斑植株→三種特點(diǎn)母系遺傳(受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全來(lái)自卵細(xì)胞)..后代性狀不出現(xiàn)一定分離比
生物高考復(fù)習(xí)要點(diǎn)記憶手冊(cè)第3頁(yè)(形成配子時(shí),質(zhì)基因不均等分配)
編碼區(qū):編碼蛋白質(zhì)連續(xù)的
原核細(xì)胞非編碼區(qū)編碼區(qū)上游:RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)調(diào)控編碼區(qū)下游
108、基因的結(jié)構(gòu)真核細(xì)胞非編碼區(qū)
基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)內(nèi)含子:非編碼序列外顯子:能編碼蛋白質(zhì)內(nèi)含子>外顯子原核基因無(wú)外顯子內(nèi)含子之說(shuō)
主要分布于微生物
剪刀:限制性內(nèi)切酶特異性(專一性)(200多種)獲得粘性末端
109、基因的操作工具針線:DNA連接酶:扶手(磷酸二脂鍵)不是踏板(氫鍵)
條件①?gòu)?fù)制保存②多切點(diǎn)③標(biāo)記基因種類(lèi):質(zhì)粒、病毒
運(yùn)輸工具:運(yùn)載體①染色體外小型環(huán)狀DNA②存在于細(xì)菌、酵母菌質(zhì)粒特點(diǎn)③質(zhì)粒是常用的運(yùn)載體
④最常用:大腸桿菌
⑤對(duì)宿主細(xì)胞的生存無(wú)
基因工程(基因拼接技術(shù)、DNA重組技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù))決定性作用
直接分離常用鳥(niǎo)槍法提取目的基因人工合成(反轉(zhuǎn)錄法、根據(jù)已知AA序列合成DNA)目的基因與運(yùn)載體結(jié)合同一種限制酶...110、基因操作步驟將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→細(xì)菌、酵母菌、動(dòng)植物....CaCl2處理細(xì)胞壁(受精卵好繁殖速度快)
目的基因的檢測(cè)和表達(dá):標(biāo)記基因、目的基因是否表達(dá)?逆轉(zhuǎn)錄堿基互補(bǔ)配對(duì)
mRNA單鏈DNA雙鏈DNA推測(cè)推測(cè)合成
氨基酸序列mRNA序列DNA堿基序列目的基因藥(胰島素、干擾素、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗)111、基因工程的成果治。夯蛟\斷與基因治療(基因替換)新品種(轉(zhuǎn)基因)食品工業(yè)(食物)環(huán)境監(jiān)測(cè)(DNA分子雜交探針)
生物固氮、基因診斷、基因治療、單細(xì)胞蛋白(微生物菌體本身)、
單克隆抗體、生物導(dǎo)彈(單抗+抗癌藥物)
112、間接聯(lián)系核心核膜
高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞膜線粒體膜
間接(具膜小泡)(內(nèi)吞外排說(shuō)明雙向)分泌蛋白:抗體、蛋白質(zhì)類(lèi)激素、胞外酶(消化酶)等分泌到細(xì)胞外
粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)輸加工高爾基體加工成熟蛋白質(zhì)胞外
生物高考復(fù)習(xí)要點(diǎn)記憶手冊(cè)第4頁(yè)113、生物膜系統(tǒng)(不等于生物膜):細(xì)胞膜、核膜及由膜圍繞而成的細(xì)胞器離體→營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)+激素適宜溫度+無(wú)菌
植物組織培養(yǎng)離體→愈傷組織→根芽(胚狀體)→植物體選無(wú)病毒尖(生長(zhǎng)點(diǎn))紫草素114、植物細(xì)胞工程兩種不同→雜種細(xì)胞→新植物體
植物體細(xì)胞去掉細(xì)胞壁→原生質(zhì)體→雜種細(xì)胞→新植物體雜交種間存在生殖隔離不能有性雜交
好處:克服遠(yuǎn)源雜交不親和障礙培育新品種是其它動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液體培養(yǎng)基:動(dòng)物血清
115、動(dòng)取自動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織物用胰蛋白酶處理細(xì)原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)(細(xì)胞株→細(xì)胞系遺傳物質(zhì)發(fā)生改變)胞滅活的病毒做誘導(dǎo)劑+物理、化學(xué)方法
工動(dòng)物細(xì)胞融合最重要用途:制備單克隆抗體程理論基礎(chǔ):細(xì)胞膜的流動(dòng)性
單克隆抗體→指單個(gè)B淋巴細(xì)胞經(jīng)克隆形成的細(xì)胞群產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、
特異性強(qiáng)的抗體(優(yōu)點(diǎn):特異性強(qiáng)、靈敏度高)。每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體(共百萬(wàn)種)*雜交瘤細(xì)胞*生物導(dǎo)彈
116、微生物包含了除植物界和動(dòng)物界以外的所有生物
質(zhì)粒(小型環(huán)狀DNA)控制抗藥性、固氮、抗生素生成
核區(qū)(大型環(huán)狀DNA)控制主要遺傳性狀有的細(xì)菌有莢膜、芽孢、鞭毛碳源:無(wú)機(jī)/有機(jī)碳源自養(yǎng)/異養(yǎng)117、微生物生長(zhǎng)氮源:加不加額外的氮源所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生長(zhǎng)因子:(維生素、氨基酸、堿基→構(gòu)成酶和核酸)水:無(wú)機(jī)鹽:
固體培養(yǎng)基:分離、鑒定、計(jì)數(shù)物理性質(zhì)半固體培養(yǎng)基:運(yùn)動(dòng)、保藏菌種液體培養(yǎng)基:工業(yè)生產(chǎn)
118、培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基:工業(yè)生產(chǎn)
化學(xué)性質(zhì)合成培養(yǎng)基:分類(lèi)鑒定
選擇培養(yǎng)基青霉素→選出酵母菌、霉菌等真菌
用途NaCl:金黃色葡萄球菌
鑒定培養(yǎng)基:伊紅美藍(lán)→大腸桿菌→深紫色和金屬光澤
自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):把混合在一起的圓褐固氮菌、硝化細(xì)菌、大腸桿菌區(qū)分開(kāi),并篩選純種。
酶合成的調(diào)節(jié)誘導(dǎo)酶:基因和誘導(dǎo)物控制119、微生物代謝調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)改變可逆快速準(zhǔn)確
必需物質(zhì),一直產(chǎn)生氨基酸、核苷酸、維生素初級(jí)代謝產(chǎn)物無(wú)種的特異性多糖、脂類(lèi)120、代謝產(chǎn)物非必需物質(zhì),一定階段抗生素、毒素
生物高考復(fù)習(xí)要點(diǎn)記憶手冊(cè)第5頁(yè)次級(jí)代謝產(chǎn)物有種的特異性四素色素、激素
121、微生物群體生長(zhǎng)曲線:3241
(1)調(diào)整期:代謝活躍,開(kāi)始合成誘導(dǎo)酶初級(jí)代謝產(chǎn)物收獲的最佳時(shí)期(2)對(duì)數(shù)期:形態(tài)和生理特性穩(wěn)定,代謝旺盛;科研用菌種,接種最佳時(shí)期(3)穩(wěn)定期:次級(jí)代謝產(chǎn)物收獲最佳時(shí)期,芽孢生成(種內(nèi)斗爭(zhēng)最劇烈)及時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可以延長(zhǎng)穩(wěn)定期
(4)衰亡期:多種形態(tài),出現(xiàn)畸形,釋放次級(jí)代謝產(chǎn)物生存環(huán)境惡劣與無(wú)機(jī)環(huán)境斗爭(zhēng)最激烈的是4衰亡期。
營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗有害代謝產(chǎn)物積累PH不適宜導(dǎo)致3.4時(shí)期的出現(xiàn)。注意:前三個(gè)時(shí)期類(lèi)似“S”型增長(zhǎng)曲線,但是多了衰亡期122、影響微生物生活的環(huán)境因素
PH值:影響酶的活性、細(xì)胞膜的穩(wěn)定性,從而影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收
溫度:影響酶和蛋白質(zhì)的活性O(shè)2濃度:產(chǎn)甲烷桿菌
123、高壓蒸汽滅菌法:1/5、1/2、2/3、75%由里向外、細(xì)密、不重復(fù)溶化后分裝前必須要調(diào)節(jié)pH細(xì)菌培養(yǎng)的過(guò)程:培養(yǎng)基的配制→滅菌→擱置斜面→接種→培養(yǎng)觀察實(shí)例:谷氨酸發(fā)酵(黃色短桿菌、谷氨酸棒狀桿菌)概念:
菌種選育:誘變育種、基因工程、細(xì)胞工程培養(yǎng)基的配制:成分、比例,pH適宜124、發(fā)酵工程內(nèi)容滅菌:去除雜菌
擴(kuò)大培養(yǎng)和接種:菌種多次培養(yǎng)達(dá)到一定數(shù)量
發(fā)酵過(guò)程:(中心階段)控制各種條件,生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品分離提純菌體:過(guò)濾、沉淀(單細(xì)胞蛋白即微生物菌體本身)代謝產(chǎn)物:蒸餾、萃取、離子交換應(yīng)用醫(yī)藥工業(yè):生產(chǎn)藥品和基因工程藥品
食品工業(yè):傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品、食品添加劑、單細(xì)胞蛋白等125、C/N=4/1菌體大量繁殖但產(chǎn)生的谷氨酸少(P79)
記住C/N=3/1菌體繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增溶氧不足:產(chǎn)生乳酸或琥珀酸
pH呈酸性:產(chǎn)生乙酰谷氨酰胺(P95)
生物高考復(fù)習(xí)要點(diǎn)記憶手冊(cè)第6頁(yè)
擴(kuò)展閱讀:高中生物選修一知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(201*最新修改版)
高中生物選修一生物技術(shù)實(shí)踐知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
專題一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課題一果酒和果醋的制作
1、發(fā)酵:通過(guò)微生物技術(shù)的培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)大量代謝產(chǎn)物的過(guò)程。
2、有氧發(fā)酵:醋酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵無(wú)氧發(fā)酵:酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵
3、酵母菌是兼性厭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、在有氧條件下,酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,大量繁殖。C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O5、在無(wú)氧條件下,酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。C6H12O6→2C2H5OH+2CO26、20℃左右最適宜酵母菌繁殖酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在18℃-25℃
7、在葡萄酒自然發(fā)酵的過(guò)程中,起主要作用的是附著在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在發(fā)酵過(guò)程中,隨著酒精濃度的提高,紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液,使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色.在缺氧呈酸性的發(fā)酵液中,酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖,而絕大多數(shù)其他微生物都因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到制約。8、醋酸菌是單細(xì)胞細(xì)菌(原核生物),代謝類(lèi)型是異養(yǎng)需氧型,生殖方式為二分裂
9、當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí),醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸;當(dāng)缺少糖源時(shí),醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰,再將乙醛變(yōu)榇姿帷?C2H5OH+4O2→CH3COOH+6H2O10、控制發(fā)酵條件的作用①醋酸菌對(duì)氧氣的含量特別敏感,當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí),即使只是短時(shí)間中斷通入氧氣,也會(huì)引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最適生長(zhǎng)溫度為30~35℃,控制好發(fā)酵溫度,使發(fā)酵時(shí)間縮短,又減少雜菌污染的機(jī)會(huì)。③有兩條途徑生成醋酸:直接氧化和以酒精為底物的氧化。
11、實(shí)驗(yàn)流程:挑選葡萄→沖洗→榨汁→酒精發(fā)酵→果酒(→醋酸發(fā)酵→果醋)
12、酒精檢驗(yàn):果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生,可以用重鉻酸鉀來(lái)檢驗(yàn)。在酸性條件下,重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。先在試管中加入發(fā)酵液2mL,再滴入物質(zhì)的量濃度為3mol/L的H2SO43滴,振蕩混勻,最后滴加常溫下飽和的重鉻酸鉀溶液3滴,振蕩試管,觀察顏色
13、充氣口是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的;排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)用來(lái)排出二氧化碳的;出料口是用來(lái)取樣的。排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身相連接,其目的是防止空氣中微生物的污染。開(kāi)口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用該裝置制酒時(shí),應(yīng)該關(guān)閉充氣口;制醋時(shí),應(yīng)該充氣口連接氣泵,輸入氧氣。
疑難解答
(1)你認(rèn)為應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗?為什么?
應(yīng)該先沖洗,然后再除去枝梗,以避免除去枝梗時(shí)引起葡萄破損,增加被雜菌污染的機(jī)會(huì)。(2)你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染?
如:要先沖洗葡萄,再除去枝梗;榨汁機(jī)、發(fā)酵裝置要清洗干凈,并進(jìn)行酒精消毒;每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋,不要完全揭開(kāi)瓶蓋等。
(3)制葡萄酒時(shí),為什么要將溫度控制在18~25℃?制葡萄醋時(shí),為什么要將溫度控制在30~35℃?
溫度是酵母菌生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件。20℃左右最適合酵母菌的繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌,最適生長(zhǎng)溫度為30~35℃,因此要將溫度控制在30~35℃。
課題二腐乳的制作
1、多種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。代謝類(lèi)型是異養(yǎng)需氧型。生殖方式是孢子生殖。營(yíng)腐生生活。
2、原理: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。
3、實(shí)驗(yàn)流程:讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制4、釀造腐乳的主要生產(chǎn)工序是將豆腐進(jìn)行前期發(fā)酵和后期發(fā)酵。
前期發(fā)酵的主要作用:1.創(chuàng)造條件讓毛霉生長(zhǎng)。2.使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期發(fā)酵主要是酶與微生物協(xié)同參與生化反應(yīng)的過(guò)程。通過(guò)各種輔料與酶的緩解作用,生成腐乳的香氣。
5、將豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干塊。所用豆腐的含水量為70%左右,水分過(guò)多則腐乳不易成形。*水分測(cè)定方法如下:精確稱取經(jīng)研缽研磨成糊狀的樣品5~10g(精確到0.02mg),置于已知重量的蒸發(fā)皿中,均勻攤平后,在100~105℃電熱干燥箱內(nèi)干燥4h,取出后置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱重,然后再烘30min,直至所稱重量不變?yōu)橹。樣品水分含量?)計(jì)算公式如下:
(烘干前容器和樣品質(zhì)量-烘干后容器和樣品質(zhì)量)/烘干前樣品質(zhì)量
毛霉的生長(zhǎng):條件:將豆腐塊平放在籠屜內(nèi),將籠屜中的控制在15~18℃,并保持一定的溫度。
來(lái)源:1.來(lái)自空氣中的毛霉孢子,2.直接接種優(yōu)良毛霉菌種時(shí)間:5天
加鹽腌制:將長(zhǎng)滿毛霉的豆腐塊分層整齊地?cái)[放在瓶中,同時(shí)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(shí)間約為8天左右。
用鹽腌制時(shí),注意控制鹽的用量:鹽的濃度過(guò)低,不足以抑制微生物的生長(zhǎng),可能導(dǎo)致豆腐腐敗變質(zhì);鹽的濃度過(guò)高會(huì)影響腐乳的口味
食鹽的作用:1.抑制微生物的生長(zhǎng),避免腐敗變質(zhì)2.析出水分,是豆腐變硬,在后期制作過(guò)程中不易酥爛3.調(diào)味作用,給腐乳以必要的咸味4.浸提毛酶菌絲上的蛋白酶。
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。
酒的作用:1.防止雜菌污染以防腐2.與有機(jī)酸結(jié)合形成酯,賦予腐乳風(fēng)味3.酒精含量的高低與腐乳后期發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短有很大關(guān)系,酒精含量越高,對(duì)蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延長(zhǎng);酒精含量過(guò)低,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。
香辛料的作用:1.調(diào)味作用2.殺菌防腐作用3.參與并促進(jìn)發(fā)酵過(guò)程
防止雜菌污染:①用來(lái)腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干凈后要用沸水消毒。②裝瓶時(shí),操作要迅速小心。整齊地?cái)[放好豆腐、加入鹵湯后,要用膠條將瓶口密封。封瓶時(shí),最好將瓶口通過(guò)酒精燈的火焰,防止瓶口被污染。疑難解答
(1)利用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí),解釋豆腐長(zhǎng)白毛是怎么一回事?豆腐生長(zhǎng)的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴(yán)格地說(shuō)是直立菌絲,在豆腐中還有匍匐菌絲。(2)為什么要撒許多鹽,將長(zhǎng)毛的豆腐腌起來(lái)?鹽能防止雜菌污染,避免豆腐腐敗。
(3)我們平常吃的豆腐,哪種適合用來(lái)做腐乳?
含水量為70%左右的豆腐適于作腐乳。用含水量高的豆腐制作腐乳,不易成形。
(4)吃腐乳時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)腐乳外部有一層致密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢?它對(duì)人體有害嗎?它的作用是什么?
“皮”是前期發(fā)酵時(shí)在豆腐表面上生長(zhǎng)的菌絲(匍匐菌絲),對(duì)人體無(wú)害。它能形成腐乳的“體”,使腐乳成形。
課題三制作泡菜
制作泡菜所用微生物是乳酸菌,其代謝類(lèi)型是異養(yǎng)厭氧型。在無(wú)氧條件下,降糖分解為乳
2C3H6O3+能量含抗生素牛奶不能生產(chǎn)酸奶酸。分裂方式是二分裂。反應(yīng)式為:C6H12O6的原因是抗生素殺死乳酸菌。常見(jiàn)的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。乳酸桿菌常用于生產(chǎn)酸奶。亞硝酸鹽為白色粉末,易溶于水,在食品生產(chǎn)中用作食品添加劑。
膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康,國(guó)家規(guī)定肉制品中不超過(guò)30mg/kg,醬腌菜中不超過(guò)20mg/kg,嬰兒奶粉中不超過(guò)2mg/kg。亞硝酸鹽被吸收后隨尿液排出體外,但在適宜pH、溫度和一定微生物作用下形成致癌物質(zhì)亞硝胺。亞硝酸鹽含量發(fā)酵時(shí)間(d)
專題二微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用課題一微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)
培養(yǎng)基:人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求,配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),是進(jìn)行微生物培養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
培養(yǎng)基按照物理性質(zhì)可分為液體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑瓊脂(是從紅藻中提取的一種多糖,在配制培養(yǎng)基中用作凝固劑)后,制成瓊脂固體培養(yǎng)基。微生物在固體培養(yǎng)基表面生長(zhǎng),可以形成肉眼可見(jiàn)的菌落。根據(jù)菌落的特征可以判斷是哪一種菌。液體培養(yǎng)基應(yīng)用于工業(yè)或生活生產(chǎn),固體培養(yǎng)基應(yīng)用于微生物的分離和鑒定,半固體培養(yǎng)基則常用于觀察微生物的運(yùn)動(dòng)及菌種保藏等。
按照成分培養(yǎng)基可分為人工合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基。合成培養(yǎng)基是用成分已知的化學(xué)物質(zhì)配制而成,其中成分的種類(lèi)比例明確,常用于微生物的分離鑒定。天然培養(yǎng)基是用化學(xué)成分不明的天然物質(zhì)配制而成,常用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)。
一般在腌制10天后亞硝酸鹽含量開(kāi)始降低,故在10天之后食用最好
*測(cè)定亞硝酸鹽含量的原理是在鹽酸酸化條件下,亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后,與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料,與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)顯色液目測(cè)比較,估算泡菜中亞硝酸鹽含量。
酶按照培養(yǎng)基的用途,可將培養(yǎng)基分為選擇培養(yǎng)基和鑒定培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基是指在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì),以抑制不需要的微生物生長(zhǎng),促進(jìn)所需要的微生物的生長(zhǎng)。鑒別培養(yǎng)基是根據(jù)微生物的特點(diǎn),在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品配制而成的,用以鑒別不同類(lèi)別的微生物。培養(yǎng)基的化學(xué)成分包括水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源、生長(zhǎng)因子等。
碳源:能為微生物的代謝提供碳元素的物質(zhì)。如CO2、NaHCO3等無(wú)機(jī)碳源;糖類(lèi)、石油、花生粉餅等有機(jī)碳源。異養(yǎng)微生物只能利用有機(jī)碳源。單質(zhì)碳不能作為碳源。
氮源:能為微生物的代謝提供氮元素的物質(zhì)。如N2、NH3、NO3、NH4(無(wú)機(jī)氮源)蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨(有機(jī)氮源)等。只有固氮微生物才能利用N2。
培養(yǎng)基還要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。例如,培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)需要在培養(yǎng)基中添加維生素,培養(yǎng)霉菌時(shí)須將培養(yǎng)基的pH調(diào)至酸性,培養(yǎng)細(xì)菌是需要將pH調(diào)至中性或微堿性,培養(yǎng)厭氧型微生物是則需要提供無(wú)氧的條件
無(wú)菌技術(shù)獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵,要注意以下幾個(gè)方面:
①對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手,進(jìn)行清潔和消毒。②將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行滅菌。③為避免周?chē)h(huán)境中微生物的污染,實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。④實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周?chē)奈锲废嘟佑|。
無(wú)菌技術(shù)除了用來(lái)防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來(lái)微生物污染外,還有什么目的?答:無(wú)菌技術(shù)還能有效避免操作者自身被微生物感染。消毒與滅菌的區(qū)別
消毒指使用較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。消毒方法常用煮沸消毒法,巴氏消毒法(對(duì)于一些不耐高溫的液體)還有化學(xué)藥劑(如酒精、氯氣、石炭酸等)消毒、紫外線消毒。
滅菌則是指使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子。滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌。滅菌方法:
比較項(xiàng)理化因素的作用強(qiáng)度消毒滅菌較為溫和強(qiáng)烈消滅微生物的數(shù)量部分生活狀態(tài)的微生物全部微生物芽孢和孢子能否被消滅不能能①接種環(huán)、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法;
②玻璃器皿、金屬用具等使用干熱滅菌法,所用器械是干熱滅菌箱;④表面滅菌和空氣滅菌等使用紫外線滅菌法,所用器械是紫外燈。
-+③培養(yǎng)基、無(wú)菌水等使用高壓蒸汽滅菌法,所用器械是高壓蒸汽滅菌鍋。
制作牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基
(1)方法步驟:計(jì)算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。(2)倒平板操作的步驟:
①將滅過(guò)菌的培養(yǎng)皿放在火焰旁的桌面上,右手拿裝有培養(yǎng)基的錐形瓶,左手拔出棉塞。②右手拿錐形瓶,將瓶口迅速通過(guò)火焰。
③用左手的拇指和食指將培養(yǎng)皿打開(kāi)一條稍大于瓶口的縫隙,右手將錐形瓶中的培養(yǎng)基(約10~20mL)倒入培養(yǎng)皿,左手立即蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋。
④等待平板冷卻凝固,大約需5~10min。然后,將平板倒過(guò)來(lái)放置,使培養(yǎng)皿蓋在下、皿底在上。
倒平板操作的討論
1.培養(yǎng)基滅菌后,需要冷卻到50℃左右時(shí),才能用來(lái)倒平板。你用什么辦法來(lái)估計(jì)培養(yǎng)基的溫度?
提示:可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶,感覺(jué)錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時(shí),就可以進(jìn)行倒平板了。
2.為什么需要使錐形瓶的瓶口通過(guò)火焰?
答:通過(guò)灼燒滅菌,防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。3.平板冷凝后,為什么要將平板倒置?
答:平板冷凝后,皿蓋上會(huì)凝結(jié)水珠,凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高,將平板倒置,既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā),又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基,造成污染。4.在倒平板的過(guò)程中,如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位,這個(gè)平板還能用來(lái)培養(yǎng)微生物嗎?為什么?
答:空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生,因此最好不要用這個(gè)平板培養(yǎng)微生物。純化大腸桿菌
(1)微生物接種的方法最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法。
(2)平板劃線法是通過(guò)接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作。將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。在數(shù)次劃線后培養(yǎng),可以分離到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)的肉眼可見(jiàn)的子細(xì)胞群體,這就是菌落。
(3)稀釋涂布平板法是將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋,然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面,進(jìn)行培養(yǎng)。分為系列稀釋操作和涂布平板操作兩步。
(4)用平板劃線法和稀釋涂布平板法接種的目的是:使聚集在一起的微生物分散成單個(gè)細(xì)胞,從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落,以便于純化菌種。(5)平板劃線法操作步驟:
①將接種環(huán)放在火焰上灼燒,直到接種環(huán)燒紅。②在火焰旁冷卻接種環(huán),并打開(kāi)棉塞。③將試管口通過(guò)火焰。④將已冷卻的接種環(huán)伸入菌液中蘸取一環(huán)菌液。
⑤將試管通過(guò)火焰,并塞上棉塞。⑥左手將皿蓋打開(kāi)一條縫隙,右手將沾有菌種的接種環(huán)迅速伸入平板內(nèi),劃三至五條平行線,蓋上皿蓋。注意不要?jiǎng)澠婆囵B(yǎng)皿。⑦灼燒接種環(huán),待其冷卻后,從第一區(qū)域劃線的末端開(kāi)始往第二區(qū)域內(nèi)劃線。重復(fù)以上操作,在三、四、五區(qū)域內(nèi)劃線。注意不要將最后一區(qū)的劃線與第一區(qū)相連。⑧將平板倒置放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。平板劃線操作的討論
1.為什么在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)?在劃線操作結(jié)束時(shí),仍然需要灼燒接種環(huán)嗎?為什么?
答:操作的第一步灼燒接種環(huán)是為了避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物;每次劃線前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結(jié)束后,接種環(huán)上殘留的菌種,使下一次劃線時(shí),接種環(huán)上的菌種直接來(lái)源于上次劃線的末端,從而通過(guò)劃線次數(shù)的增加,使每次劃線時(shí)菌種的數(shù)目逐漸減少,以便得到菌落。劃線結(jié)束后灼燒接種環(huán),能及時(shí)殺死接種環(huán)上殘留的菌種,避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者。
2.在灼燒接種環(huán)之后,為什么要等其冷卻后再進(jìn)行劃線?答:以免接種環(huán)溫度太高,殺死菌種。
3.在作第二次以及其后的劃線操作時(shí),為什么總是從上一次劃線的末端開(kāi)始劃線?
答:劃線后,線條末端細(xì)菌的數(shù)目比線條起始處要少,每次從上一次劃線的末端開(kāi)始,能使細(xì)菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少,最終能得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來(lái)的菌落。(6)涂布平板操作的步驟:
①將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。②取少量菌液,滴加到培養(yǎng)基表面。③將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃盡后,冷卻8~10s。④用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面。涂布平板操作的討論
涂布平板的所有操作都應(yīng)在火焰附近進(jìn)行。結(jié)合平板劃線與系列稀釋的無(wú)菌操作要求,想一想,第2步應(yīng)如何進(jìn)行無(wú)菌操作?
提示:應(yīng)從操作的各個(gè)細(xì)節(jié)保證“無(wú)菌”。例如,酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周?chē)坏鹊。菌種的保存
(1)對(duì)于頻繁使用的菌種,可以采用臨時(shí)保藏的方法。
①臨時(shí)保藏方法
將菌種接種到試管的固體斜面培養(yǎng)基上,在合適的溫度下培養(yǎng)。當(dāng)菌落長(zhǎng)成后,將試管放入4℃的冰箱中保藏。以后每3~6個(gè)月,都要重新將菌種從舊的培養(yǎng)基上轉(zhuǎn)移到新鮮的培養(yǎng)基上。
②缺點(diǎn):這種方法保存的時(shí)間不長(zhǎng),菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。(2)對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的菌種,可以采用甘油管藏的方法。
在3mL的甘油瓶中,裝入1mL甘油后滅菌。將1mL培養(yǎng)的菌液轉(zhuǎn)移到甘油瓶中,與甘油充分混勻后,放在-20℃的冷凍箱中保存。疑難解答(1)生物的營(yíng)養(yǎng)
營(yíng)養(yǎng)是指生物攝取、利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是指維持機(jī)體生命活動(dòng),保證發(fā)育、生殖所需的外源物質(zhì)。
人及動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):水、無(wú)機(jī)鹽、糖類(lèi)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素六類(lèi)。植物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):礦質(zhì)元素、水、二氧化碳等三類(lèi)。
微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源及特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)五類(lèi)。(2)確定培養(yǎng)基制作是否合格的方法
將未接種的培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫1~2天,無(wú)菌落生長(zhǎng),說(shuō)明培養(yǎng)基的制備是成功的,否則需要重新制備。
課題二土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)氮肥,尿素并不能直接被農(nóng)作物吸收。只有當(dāng)土壤中的細(xì)菌將尿素分解成氨之后,才能被植物利用。土壤中的細(xì)菌之所以能分解尿素,是因?yàn)樗麄兡芎铣呻迕?/p>
尿素最初是從人的尿液中發(fā)現(xiàn)的
篩選菌株
人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件(包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH等),同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)。
(2)選擇性培養(yǎng)基
在微生物學(xué)中,將允許特定種類(lèi)的微生物生長(zhǎng),同時(shí)抑制或阻止其他種類(lèi)微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基,稱作選擇培養(yǎng)基。(3)配制選擇培養(yǎng)基的依據(jù)
根據(jù)選擇培養(yǎng)的菌種的生理代謝特點(diǎn)加入某種物質(zhì)以達(dá)到選擇的目的。例如,培養(yǎng)基中不加入有機(jī)物可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)微生物;培養(yǎng)基中不加入氮元素,可以選擇培養(yǎng)能固氮的微生物;加入高濃度的食鹽可選擇培養(yǎng)金黃色葡萄球菌等。統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目
(1)測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)。(2)稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目的原理
當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí),培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落,來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù),就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活細(xì)菌。為了保證結(jié)果準(zhǔn)確,一般設(shè)置3~5個(gè)平板,選擇菌落數(shù)在30~300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù),并取平均值。統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低,因此,統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來(lái)表示。
采用此方法的注意事項(xiàng):1.一般選取菌落數(shù)在30~300之間的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)2.為了防止菌落蔓延,影響計(jì)數(shù),可在培養(yǎng)基中加入TTC3.本法僅限于形成菌落的微生物設(shè)置對(duì)照
設(shè)置對(duì)照的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除了被測(cè)試的條件以外,其他條件都相同的實(shí)驗(yàn),其作用是比照試驗(yàn)組,排除任何其他可能原因的干擾,證明確實(shí)是所測(cè)試的條件引起相應(yīng)的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括實(shí)驗(yàn)方案,所需儀器、材料、用具和藥品,具體的實(shí)施步驟以及時(shí)間安排等的綜合考慮和安排。
(1)土壤取樣:同其他生物環(huán)境相比,土壤中的微生物,數(shù)量最大,種類(lèi)最多。在富含有機(jī)質(zhì)的土壤表層,有更多的微生物生長(zhǎng)。從富含有機(jī)物、潮濕、pH≈7的土壤中取樣。鏟去表層土,在距地表約3~8cm的土壤層取樣。
(2)樣品的稀釋:樣品的稀釋程度將直接影響平板上生長(zhǎng)的菌落數(shù)目。在實(shí)際操作中,通常選用一定稀釋范圍的樣品液進(jìn)行培養(yǎng),以保證獲得菌落數(shù)在30~300之間、適于計(jì)數(shù)的平板。測(cè)定土壤中細(xì)菌的數(shù)量,一般選用104105106測(cè)定放線菌的數(shù)量,一般選用1010
34(1)實(shí)驗(yàn)室中微生物的篩選應(yīng)用的原理
105測(cè)定真菌的數(shù)量,一般選用1021031(3)微生物的培養(yǎng)與觀察
不同種類(lèi)的微生物,往往需要不同的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間。細(xì)菌30~37℃1~2天放線菌25~28℃5~7天霉菌25~28℃3~4天
每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目,選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果,這樣可以防止因培養(yǎng)時(shí)間不足而導(dǎo)致一樓菌落的數(shù)目。一般來(lái)說(shuō),在一定的培養(yǎng)條件下(相同的培養(yǎng)基、唯獨(dú)及培養(yǎng)時(shí)間),同種微生物表現(xiàn)出穩(wěn)定的菌落特征。形狀、大小、隆起程度、顏色疑難解答
(1)如何從平板上的菌落數(shù)推測(cè)出每克樣品中的菌落數(shù)?
統(tǒng)計(jì)某一稀釋度下平板上的菌落數(shù),最好能統(tǒng)計(jì)3個(gè)平板,計(jì)算出平板菌落數(shù)的平均值每克樣品中的菌落數(shù)=(C/V)*M其中,C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù),V代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(ml),M代表稀釋倍數(shù)
課題三分解纖維素的微生物的分離
纖維素,一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物,是地球上含量最豐富的多糖類(lèi)物質(zhì)。纖維素與纖維素酶
(1)棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物,木材、作物秸稈等也富含纖維素。
(2)纖維素酶是一種復(fù)合酶,一般認(rèn)為它至少包括三種組分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖,第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素最終被水解成葡萄糖,為微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)。纖維素分解菌的篩選
(1)篩選方法:剛果紅染色法。能夠通過(guò)顏色反應(yīng)直接對(duì)微生物進(jìn)行篩選。(2)剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理
剛果紅是一種染料,它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物,但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)我們?cè)诤欣w維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時(shí),剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后,剛果紅-纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成,培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣,我們就可以通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌。
分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程
土壤取樣→選擇培養(yǎng)(此步是否需要,應(yīng)根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來(lái)確定)→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落(1)土壤采集選擇富含纖維素的環(huán)境。
(2)剛果紅染色法分離纖維素分解菌的步驟倒平板操作、制備菌懸液、涂布平板(3)剛果紅染色法種類(lèi)
一種是先培養(yǎng)微生物,再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng),另一種是在倒平板時(shí)就加入剛果紅。課題延伸
對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行了初步的篩選后,只是分離純化的第一步,為確定得到的是纖維素分解菌,還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn),纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。纖維素酶的測(cè)定方法,一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量的測(cè)定。疑難解答
(1)為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌?
由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系,在富含纖維素的環(huán)境中,纖維素分解菌的含量相對(duì)提高,因此從這種土樣中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。
(2)將濾紙埋在土壤中有什么作用?你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深?
將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對(duì)聚集,實(shí)際上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般應(yīng)將紙埋于深約10cm左右腐殖土壤中。(3)兩種剛果紅染色法的比較
方法一是傳統(tǒng)的方法,缺點(diǎn)是操作繁瑣,加入剛果紅溶液會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜;其優(yōu)點(diǎn)是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用。方法二的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便,不存在菌落混雜問(wèn)題,缺點(diǎn)是由于纖維素和瓊脂、土豆汁中都含有淀粉類(lèi)物質(zhì),可以使能夠產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽(yáng)性反應(yīng)。但這種只產(chǎn)生淀粉酶的微生物產(chǎn)生的透明圈較為模糊,因?yàn)榕囵B(yǎng)基中纖維素占主要地位,因此可以與纖維素酶產(chǎn)生的透明圈相區(qū)分。方法二的另一缺點(diǎn)是:有些微生物具有降解色素的能力,它們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)降解剛果紅形成明顯的透明圈,與纖維素分解菌不易區(qū)分。(4)為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物?
在選擇培養(yǎng)的條件下,可以使那些能夠適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖,而那些不適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“濃縮”的作用。
專題三植物的組織培養(yǎng)技術(shù)課題一菊花的組織培養(yǎng)
植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程
細(xì)胞分化:在生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性差異的過(guò)程。離體的植物組織或細(xì)胞,在培養(yǎng)了一段時(shí)間以后,會(huì)通過(guò)細(xì)胞分裂,形成愈傷組織,愈傷組織的細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則,是一種高度液泡化的呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程,稱為植物細(xì)胞的脫分化,或者叫做去分化。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng),又可以重新分化成根或芽等器官,這個(gè)過(guò)程叫做再分化。再分化形成的試管苗,移栽到地里,可以發(fā)育成完整的植物體。植物細(xì)胞工程
具有某種生物全套遺傳信息的任何一個(gè)活細(xì)胞,都具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力,即每個(gè)生物細(xì)胞都具有全能性。但在生物體的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中并不表現(xiàn)出來(lái),這是因?yàn)樵谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下,通過(guò)基因的選擇性表達(dá),構(gòu)成不同組織和器官。
植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用有:實(shí)現(xiàn)優(yōu)良品種的快速繁殖;培育脫毒作物;制作人工種子;培育作物新品種以及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等。
細(xì)胞分化是一種持久性的變化,它有什么生理意義?
使多細(xì)胞生物體中細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能趨向?qū)iT(mén)化,有利于提高各種生理功能的效率。比較根尖分生組織和愈傷組織的異同細(xì)胞來(lái)源細(xì)胞形態(tài)細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞排列細(xì)胞去向組織類(lèi)型根尖分化成多種受精卵正方形無(wú)液泡緊密分生組織細(xì)胞組織愈傷組織高度分化細(xì)胞無(wú)定形高度液泡化疏松再分化成新個(gè)體相同點(diǎn)都通過(guò)有絲分裂進(jìn)行細(xì)胞增殖影響植物組織培養(yǎng)的條件材料:不同的植物組織,培養(yǎng)的難易程度差別很大。植物材料的選擇直接關(guān)系到試驗(yàn)的成敗。植物的種類(lèi)、材料的年齡和保存時(shí)間的長(zhǎng)短等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。菊花組織培養(yǎng)一般選擇未開(kāi)花植物的莖上部新萌生的側(cè)枝作材料。一般來(lái)說(shuō),容易進(jìn)行無(wú)性繁殖的植物容易進(jìn)行組織培養(yǎng)。選取生長(zhǎng)旺盛嫩枝進(jìn)行組培的是嫩枝生理狀態(tài)好,容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。
營(yíng)養(yǎng):離體的植物組織和細(xì)胞,對(duì)營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等條件的要求相對(duì)特殊,需要配制適宜的培養(yǎng)基。常用的培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基,其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg,微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co,有機(jī)物有甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等。
激素:植物激素中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。在生長(zhǎng)素存在的情況下,細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)趨勢(shì)。在培養(yǎng)基中需要添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素等植物激素,其濃度、使用的先后順序、用量的比例等都影響結(jié)果。
使用順序先生長(zhǎng)素,后細(xì)胞分裂素先細(xì)胞分裂素,后生長(zhǎng)素同時(shí)使用
環(huán)境條件:PH、溫度、光等環(huán)境條件。
不同的植物對(duì)各種條件的要求往往不同。進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng),一般將pH控制在5.8左右,溫度控制在18~22℃,并且每日用日光燈照射12h.4、操作流程
配制MS固體培養(yǎng)基:配制各種母液:將各種成分按配方比例配制成的濃縮液(培養(yǎng)基母液)。使用時(shí)根據(jù)母液的濃縮倍數(shù),計(jì)算用量,并加蒸餾水稀釋。
配制培養(yǎng)基:應(yīng)加入的物質(zhì)有瓊脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有機(jī)物和植物激素的母液,并用蒸餾水定容到1000毫升。
在菊花組織培養(yǎng)中,可以不添加植物激素
原因是菊花莖段組織培養(yǎng)比較容易。滅菌:采取的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌。MS培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用是什么?與肉湯培養(yǎng)基相比,MS培養(yǎng)基有哪些特點(diǎn)?
大量元素和微量元素提供植物細(xì)胞所必需的無(wú)機(jī)鹽;蔗糖提供碳源,維持細(xì)胞滲透壓;甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求。微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主,MS培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)。
外植體的消毒外植體:用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。選取菊花莖段時(shí),要取生長(zhǎng)旺盛的嫩枝。菊花莖段用流水沖洗后可加少許洗衣粉,用軟刷輕輕刷洗,刷洗后在流水下沖洗20min左右。用無(wú)菌吸水紙吸干外植體表面的水分,放入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精中搖動(dòng)2~3次,持續(xù)6~7s,
實(shí)驗(yàn)結(jié)果生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素比值與結(jié)果
促根分化,比值高時(shí)有利于分裂但不分化抑芽形成
細(xì)胞既分裂也分化分化頻率提高+
比值低時(shí)比值適中促芽分化,抑根形成促進(jìn)愈傷組織生長(zhǎng)立即將外植體取出,在無(wú)菌水中清洗。取出后仍用無(wú)菌吸水紙吸干外植體表面水分,放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液中1~2min。取出后,在無(wú)菌水中至少清洗3次,漂洗消毒液。注意:對(duì)外植體進(jìn)行表面消毒時(shí),就要考慮藥劑的消毒效果,又要考慮植物的耐受能力。接種:接種過(guò)程中插入外植體時(shí)形態(tài)學(xué)上端朝上,每個(gè)錐形瓶接種7~8個(gè)外植體。外植體接種與細(xì)菌接種相似,操作步驟相同,而且都要求無(wú)菌操作。
培養(yǎng):應(yīng)該放在無(wú)菌箱中進(jìn)行,并定期進(jìn)行消毒,保持適宜的溫度(18~22℃)和光照(12h)移栽:栽前應(yīng)先打開(kāi)培養(yǎng)瓶的封口膜,讓其在培養(yǎng)間生長(zhǎng)幾日,然后用流水清洗根部培養(yǎng)基。然后將幼苗移植到消過(guò)毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中生活一段時(shí)間,進(jìn)行壯苗。最后進(jìn)行露天栽培。栽培
外植體在培養(yǎng)過(guò)程中可能會(huì)被污染,原因有外植體消毒不徹底;培養(yǎng)基滅菌不徹底;接種中被雜菌污染;錐形瓶密封性差等。
專題二月季的花藥培養(yǎng)
被子植物的花粉發(fā)育被子植物的雄蕊通常包含花絲、花藥兩部分;ㄋ帪槟覡罱Y(jié)構(gòu),內(nèi)部含有許多花粉;ǚ凼怯苫ǚ勰讣(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂而形成的,因此,花粉是單倍體的生殖細(xì)胞。被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小孢子四分體時(shí)期、單核期和雙核期等階段。在小孢子四分體時(shí)期,4個(gè)單倍體細(xì)胞連在一起,進(jìn)入單核期時(shí),四分體的4個(gè)單倍體細(xì)胞彼此分離,形成4個(gè)具有單細(xì)胞核的花粉粒。這時(shí)的細(xì)胞含濃厚的原生質(zhì),核位于細(xì)胞的中央(單核居中期)。隨著細(xì)胞不斷長(zhǎng)大,細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)(單核靠邊期),并分裂成1個(gè)生殖細(xì)胞核和1個(gè)花粉管細(xì)胞核,進(jìn)而形成兩個(gè)細(xì)胞,一個(gè)是生殖細(xì)胞,一個(gè)是營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。生殖細(xì)胞將在分裂一次,形成兩個(gè)精子。
注意:①成熟的花粉粒有兩類(lèi),一類(lèi)是二核花粉粒,其花粉粒中只含花粉管細(xì)胞核和生殖細(xì)胞核,二核花粉粒的精子是在花粉管中形成的;另一類(lèi)是三核花粉粒,花粉在成熟前,生殖細(xì)胞就進(jìn)行一次有絲分裂,形成兩個(gè)精子,此花粉粒中含有兩個(gè)精子核和一個(gè)花粉管核(營(yíng)養(yǎng)核)②花粉發(fā)育過(guò)程中的四分體和動(dòng)物細(xì)胞減數(shù)分裂的四分體不同;ǚ郯l(fā)育過(guò)程中的四分體是花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的4個(gè)連在一起的單倍體細(xì)胞;而動(dòng)物細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中的四分體是聯(lián)會(huì)配對(duì)后的一對(duì)同源染色體,由于含有四條染色單體而稱為四分體。③同一生殖細(xì)胞形成的兩個(gè)精子,其基因組成完全相同。
產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑通過(guò)花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株(即單倍體植株)一般有兩種途徑,一種是花粉通過(guò)胚狀體階段發(fā)育為植物,另一種是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成愈傷組織,再將其誘導(dǎo)分化成植株。這兩種途徑之間并沒(méi)有絕對(duì)的界限,主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類(lèi)及其濃度配比。注意:①無(wú)論哪種產(chǎn)生方式,都要先誘導(dǎo)生芽,再誘導(dǎo)生根②胚狀體:植物體細(xì)胞組織培養(yǎng)過(guò)程中,誘導(dǎo)產(chǎn)生的形態(tài)與受精卵發(fā)育成的胚非常類(lèi)似的結(jié)構(gòu),其發(fā)育也與受精卵發(fā)育成的胚類(lèi)似,有胚芽、胚根、胚軸等完整結(jié)構(gòu),就像一粒種子,又稱為細(xì)胞胚。
影響花藥培養(yǎng)的因素誘導(dǎo)花粉能否成功及誘導(dǎo)成功率的高低,受多種因素影響,其中材料的選擇與培養(yǎng)基的組成是主要的影響因素
親本的生理狀況:花粉早期是的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株,選擇月季的初花期。合適的花粉發(fā)育時(shí)期:一般來(lái)說(shuō),在單核期,細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的時(shí)期,花藥培養(yǎng)成功率最高
花蕾:選擇完全未開(kāi)放的花蕾
親本植株的生長(zhǎng)條件、材料的低溫預(yù)處理以及接種密度等對(duì)誘導(dǎo)成功率都有一定影響材料的選。哼x擇花藥時(shí),一般要通過(guò)鏡檢來(lái)確定其中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期。確定花粉發(fā)育時(shí)期的最常用的方法是醋酸洋紅法。但是,某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色,需采用焙花青-鉻礬法,這種方法能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色材料的消毒
接種和培養(yǎng):滅菌后的花蕾,要在無(wú)菌條件下除去萼片和花瓣,并立即將花藥接種到培養(yǎng)基上。在剝離花藥時(shí),要盡量不損傷花藥(否則接種后容易從受傷部位長(zhǎng)生愈傷組織),同時(shí)還要徹底去除花絲,因?yàn)榕c花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成,通常每瓶接種花藥7~10個(gè),培養(yǎng)溫度控制在25℃左右,不需要光照.幼小植株形成后才需要光照.一般經(jīng)過(guò)20~30天培養(yǎng)后,會(huì)發(fā)現(xiàn)花藥開(kāi)裂,長(zhǎng)出愈傷組織或形成胚狀體。將愈傷組織及時(shí)轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上,以便進(jìn)一步分化出再生植株。如果花藥開(kāi)裂釋放出胚狀體,則一個(gè)花藥內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生大量幼小植株,必須在花藥開(kāi)裂后盡快將幼小植株分開(kāi),分別移植到新的培養(yǎng)基上,否則這些植株將很難分開(kāi)。還需要對(duì)培養(yǎng)出來(lái)的植株做進(jìn)一步的鑒定和篩選。
植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的相同之處是:培養(yǎng)基配制方法、無(wú)菌技術(shù)及接種操作等基本相同。兩者的不同之處在于:花藥培養(yǎng)的選材非常重要,需事先摸索時(shí)期適宜的花蕾;花藥裂開(kāi)后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基;花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格。這些都使花藥培養(yǎng)的難度大為增加。
專題五DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)課題一DNA的粗提取與鑒定
提取DNA的溶解性原理包括哪些方面?
DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精。
DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度有何特點(diǎn)?要使DNA溶解,需要使用什么濃度?要使DNA析出,又需要使用什么濃度?
在0.14mol/L時(shí)溶解度最;較高濃度可使DNA溶解;0.14mol/L可使DNA析出。
在溶解細(xì)胞中的DNA時(shí),人們通常選用2mol/LNaCl溶液;將DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中緩慢注入蒸餾水,以稀釋NaCl溶液。酒精是一種常用有機(jī)溶劑,但DNA卻不能溶于酒精(特別是95%冷卻酒精),但細(xì)胞中蛋白質(zhì)可溶于酒精。
從理論上分析,預(yù)冷的乙醇溶液具有以下優(yōu)點(diǎn)。一是抑制核酸水解酶活性,防止DNA降解;二是降低分子運(yùn)動(dòng),易于形成沉淀析出;三是低溫有利于增加DNA分子柔韌性,減少斷裂。采用DNA不溶于酒精的原理,可以達(dá)到什么目的?
將DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。
提取DNA還可以利用DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性原理。利用該原理時(shí),應(yīng)選用怎樣的酶和怎樣的溫度值?
蛋白酶,因?yàn)槊妇哂袑R恍,蛋白酶只水解蛋白質(zhì)而不會(huì)對(duì)DNA產(chǎn)生影響。溫度值為60~80℃,因?yàn)樵摐囟戎档鞍踪|(zhì)變性沉淀,而DNA不會(huì)變性。
補(bǔ)充:DNA的變性是指DNA分子在高溫下解螺旋,其溫度在80℃以上,如在PCR技術(shù)中DNA變性溫度在95℃。洗滌劑在提取DNA中有何作用?
洗滌劑將細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì),從而瓦解細(xì)胞膜。
當(dāng)鑒定提取出的物質(zhì)是否是DNA時(shí),需要使用什么指示劑進(jìn)行鑒定?
在沸水浴條件下,DNA遇二苯胺呈現(xiàn)藍(lán)色。
原理總結(jié):通過(guò)利用不同濃度NaCl溶液溶解或析出DNA,可以從細(xì)胞中提取和提純DNA;再利用酒精進(jìn)一步將DNA與蛋白質(zhì)分離開(kāi)來(lái),達(dá)到提純的目的;最后利用二苯胺試劑鑒定提取的物質(zhì)是否是DNA。實(shí)驗(yàn)材料的選取
不同生物的組織中DNA含量不同。在選取材料時(shí),應(yīng)本著DNA含量高、材料易得、便于提取的原則。
本實(shí)驗(yàn)用雞血細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料有兩個(gè)原因。一是因?yàn)殡u血細(xì)胞核的DNA含量豐富,材料易得;二是雞血細(xì)胞極易吸水脹破,而用動(dòng)物肝臟細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料常常需要?jiǎng)驖{和離心,對(duì)設(shè)備要求較高,操作繁瑣,歷時(shí)較長(zhǎng)。
雞血細(xì)胞破碎以后釋放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,所以在提取過(guò)程中為了減少DNA的損失,最好使用塑料的燒杯和試管盛放雞血細(xì)胞液。破碎細(xì)胞,獲取含DNA的濾液
若選用雞血和洋蔥作實(shí)驗(yàn)材料,則怎樣獲取含DNA的濾液?
在雞血細(xì)胞液中加入一定量蒸餾水并用玻棒攪拌,過(guò)濾后收集濾液;切碎洋蔥,加入一定量洗滌劑和食鹽,攪拌研磨,過(guò)濾后收集濾液。為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂?
答:蒸餾水對(duì)于雞血細(xì)胞來(lái)說(shuō)是一種低滲液體,水分可以大量進(jìn)入血細(xì)胞內(nèi),使血細(xì)胞脹裂,再加上攪拌的機(jī)械作用,就加速了雞血細(xì)胞的破裂(細(xì)胞膜和核膜的破裂),從而釋放出DNA。在以上實(shí)驗(yàn)中,加入蒸餾水、洗滌劑和食鹽的作用分別是什么?過(guò)濾時(shí)應(yīng)當(dāng)選用(濾紙、尼龍布)。血細(xì)胞在蒸餾水中大量吸水而張裂;洗滌劑瓦解細(xì)胞膜;食鹽溶解DNA物質(zhì);選用尼龍布進(jìn)行過(guò)濾。
在處理植物組織時(shí)需要進(jìn)行研磨,其目的是什么?研磨不充分產(chǎn)生什么結(jié)果?
破碎細(xì)胞壁,使核物質(zhì)容易溶解在NaCl溶液中;研磨不充分會(huì)使DNA的提取量減少,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,導(dǎo)致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍(lán)色等。
。具體做法。10mL雞血+20mL蒸餾水→同方向攪拌→3層尼龍布過(guò)濾→濾液去除濾液中的雜質(zhì)
為什么反復(fù)地溶解與析出DNA,能夠去除雜質(zhì)?
用高鹽濃度的溶液溶解DNA,能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì);用低鹽濃度使DNA析出,能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。因此,通過(guò)反復(fù)溶解與析出DNA,就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質(zhì)。
最初獲得的DNA濾液含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等雜質(zhì),需要進(jìn)一步提純DNA。
方案一的原理是DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同;方案二的原理是蛋白酶分解蛋白質(zhì),不分解DNA;方案三的原理是蛋白質(zhì)和DNA的變性溫度不同。
方案二與方案三的原理有什么不同?答:方案二是利用蛋白酶分解雜質(zhì)蛋白,從而使提取的DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi);方案三利用的是DNA和蛋白質(zhì)對(duì)高溫耐受性的不同,從而使蛋白質(zhì)變性,與DNA分離。析出與鑒定
在濾液中仍然含有一些雜質(zhì),怎樣除去這些雜質(zhì)呢?得到的DNA呈何顏色?
濾液與等體積的冷卻酒精混合均勻,靜置2~3分鐘,析出的白色絲狀物就是DNA。DNA呈白色。
怎樣鑒定析出的白色絲狀物就是DNA呢?
具體做法。試管2支,編號(hào)甲乙→各加等量5mLNaCl溶液→甲中放入少量白色絲狀物,使之溶解→各加4mL二苯胺,混合均勻→沸水浴5min→觀察顏色變化實(shí)驗(yàn)操作
制備雞血細(xì)胞液加檸檬酸鈉,靜置或離心↓
破碎細(xì)胞,釋放DNA加蒸餾水,同一方向快速通方向攪拌↓→過(guò)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↓
DNA析出加蒸餾水至0.14mol/L,過(guò)濾,在溶解到2mol/L溶液中↓→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
注意事項(xiàng):在雞血中加入檸檬酸鈉防止凝固;雞血靜置或離心以提高細(xì)胞懸液濃度;使用塑料燒杯;使用尼龍布過(guò)濾;玻棒沿同一方向攪拌;玻棒攪拌要緩慢(細(xì)胞破裂快速攪拌);玻棒不要碰到燒杯壁;二苯胺試劑要現(xiàn)用現(xiàn)配等。
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