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1、-选修知识点1-第 12 页选修1 生物技术实践第一部分 微生物的利用(重点)实验1 大肠杆菌的培养和分离1. 微生物是指结构简单、形体微小的单细胞、多细胞或没有细胞结构的低等生物,包括病毒、原核生物、原生生物和某些真菌。 细菌是单细胞的原核生物,有细胞壁(肽聚糖)、细胞膜、细胞质,无成型的细胞核,只有一环状DNA分子(拟核)。以分裂(二分裂)的方式繁殖,分裂速度很快。用革兰氏染色法将细菌分为革兰氏阳性菌(革兰氏染液染色后,再脱色处理,细菌仍保留染色液的颜色)和革兰氏阴性菌两大类,区别在细胞壁的成分不同。 大肠杆菌是革兰氏阴性(细胞壁薄,有荚膜)、兼性厌氧的肠道杆菌。2. 细菌的分离方法有两种
2、:划线分离法和涂布分离法。是消除污染杂菌的通用方法,也是用于筛选高表达量菌株的最简便方法之一。 划线分离就是用接种环蘸菌液后在含有固体培养基的培养皿平板上划线,在划线的过程中菌液逐渐减少,细菌也逐渐减少,。划线最后,可使细菌间的距离加大。将接种后的固体培养基培养1020小时后,一个细菌细胞就会繁殖成许多细菌细胞,形成菌落。涂布分离时,需要先将培养的菌液稀释,通常稀释到10-510-7固体培养基上,用玻璃刮刀涂布在培养基平面上进行培养,在适当的稀释度下,可产生相互分开的菌落。通常每个培养皿中有20个以内的单菌落为最合适。划线分离法,方法简单;涂布分离法,单菌落更易分开,但操作复杂。3. 在培养微
3、生物时,必须进行无菌操作。其首要条件是各种器皿必须是无菌的,各种培养基也必须是无菌的,转移培养基、倒平板、接种、平板划线、平板稀释涂布等操作中的每一步都要做到无菌(防止杂菌污染)。 进行恒温培养时,要将培养皿倒置,是因为培养基中的水分会以水蒸气的形式蒸发,倒放培养皿会使水蒸气凝结成水滴后,落入培养基的表面并且扩散,菌落中的细菌也会随水扩散,很难再分成单菌落,达不到分离的目的。4. 细菌扩大培养要用LB液体培养基(通用培养基、常用于做生理学研究和发酵工业),划线分离要用LB固体培养基(常用于微生物分离、鉴定、计数和菌种保存)。“细菌喜荤,霉菌喜素”,通常细菌培养基要用蛋白胨和酵母提取物来配制,还
4、要加入一定的氯化钠,以维持一定的渗透压;霉菌培养基一般用无机物配制或添加蔗糖的豆芽汁即可。尽管培养基的配方各不相同,但其基本成分都一样(五类)。(复习时注意联系微生物的有关内容)实验2 分离以尿素为氮源的微生物1实验原理:脲即尿素,是蛋白质降解的产物。有一些细菌含有脲酶可以分解尿素,利用尿素作为其生长的氮源。 2实验目的:从土壤中分离出能利用尿素的细菌,了解它在生态平衡中的作用,并与LB全营养培养基做对照。 3实验步骤: (1)制平板:在酒精灯火焰旁将LB固体培养基和尿素固体培养基分别倒在两个培养皿中,超净台摇匀,平放至凝固。 (2)制备细菌悬液:将1g土样依次稀释出10-2、10-3、10-
5、4和10-5土壤稀释液,备用。(3)用涂布分离法分离细菌:取10-4和10-5土壤稀释液,分别加到LB培养基和尿素培养基的培养皿中,再用刮刀将菌液涂布到整个平面上。(4)培养:将培养皿倒置,在37恒温培养上2448h。 (5)观察:LB全营养固体培养基中有较多的菌落,而尿素为氮源的固体培养基平板中只有少量菌落。【小资料】 选择培养基 在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。 在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点,如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。 加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。 这里的加入是在培养的培
6、养成分的基础上加入的。 改变培养基中的营养成分,也可达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时,可以分离固氮微生物,因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。当培养基的某种营养成分为特定化学成分时,也具有分离效果。如石油是唯一碳源时,可以抑制不能利用石油的微生物的生长,使能够利用石油的微生物生存,达到分离能消除石油污染的微生物的目的。 改变微生物的培养条件,也可以达到分离微生物的目的,如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。 划线分离法操作的注意事项(1)每一次划线之前都要对接种环灼烧灭菌。 (2)灼烧接种环之后 ,要冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种。 (3)划线时最后一区域不
7、要与第一区域相连。 (4)划线用力要大小适当,防止用力过大将培养基划破。第二部分 酶的应用实验4 果汁中的果胶和果胶酶1、果胶是植物细胞壁的主要成分,由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成。果胶不溶于乙醇,这是鉴别果胶的一种简易的方法。果胶酶和果胶甲酯酶可水解果胶。 2、探究果胶酶的作用及温度对果胶酶活性的影响:(1) 制备水果浆,配制果胶酶。(2) 取两个100ml的烧杯,编号A、B,各加入5 g 匀浆液,再向A烧杯中加入10ml果胶酶溶液,B烧杯中加入10ml清水。(3) 取4支试管,编号14。在1、2号试管中各加4ml A烧杯中的混合物;在3、4号试中各加4ml B烧杯中的混合物。(4) 将1
8、、3号试管加热,2、4号试管不加热,观察澄清度的变化。 (5) 再向4支试管中各加95%的乙醇4ml,观察变化。实验6 -淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1、固定化酶:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。酶的固定化方法:吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法,将固定化酶装柱,当底物流经过该柱时,在酶的作用下转变为产物。2、本实验是用吸附法将-淀粉酶固定在石英砂上。一定浓度的淀粉溶液流经固定化酶柱后,课时淀粉酶被水解成糊精。用淀粉指示剂溶液测试,流出物呈红色,表明水解产物糊精生成。淀粉淀粉酶糊精淀粉酶 麦芽糖葡萄糖遇碘显蓝色遇碘显红色遇碘不显蓝色 遇
9、碘不显蓝色糖化淀粉酶3、 “淀粉酶固定化”实验步骤:淀粉酶的固定化。5mg 淀粉酶溶于4ml蒸馏水,加入5mg石英砂,搅拌30min。将石英砂装入含气门心并用夹子封住的注射器中。用10倍反应柱蒸馏水用流速1ml/min(洗涤流速)来洗涤除去未吸附的游离淀粉酶。使淀粉溶液以(反应流速)的流速过柱,在流出5ml后接收流出液。加入1-2滴KI-I2溶液,观察颜色变化。第三部分 生物技术在食品加工中的应用实验8 果酒和果醋的制作1、酿酒和制醋有关的微生物分别是酵母菌(真菌)和醋杆菌(细菌),分别进行的是酒精发酵(乙醇发酵)和醋酸发酵。酵母菌只有在无氧条件下才能进行酒精发酵,而且当培养液中乙醇的浓度超过
10、16%时,酵母菌就会死亡。醋杆菌在有氧条件下才能将乙醇氧化为醋酸,醋杆菌产生的醋酸可使培养液中醋酸的含量高达13%。(注意反应式)2、用葡萄制作葡萄酒时,一般不加蔗糖,都只用野生酵母,但是本实验为了加速反应,使观察更直观,需要有更多底物参加反应,所以加入酵母使酒精发酵占有优势。使用高锰酸钾溶液浸泡葡萄的目的是为了防止杂菌污染,也消灭了野生酵母。发酵瓶中的液体不能装满是因为发酵过程中气体产生,如果装满会使液体外溢,导致发酵液损失和瓶口等处污染杂菌,影响产物品质。用装着水的弯曲玻璃管可以防止氧气进入,发酵产生的二氧化碳可以出去,还可以防止空气中杂菌的污染。3、制醋时要向发酵瓶中通入空气,保证发酵是
11、一个氧化过程,要用棉花过滤是防止空气中的杂菌进入。实验10 泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定1、泡菜腌制过程中起作用的主要是假丝酵母和乳酸菌。这类食品的发酵产物有有机酸和醇类物质,但还含有一定量的亚硝酸盐。所用原料是白菜、洋白菜等。在无氧的条件(由所用容器的凹槽加水在加盖造成)下,微生物利用菜中的糖和其他营养物进行发酵,乳酸菌将糖分转化为乳酸,这时需氧菌被杀死;当有机酸增加到一定程度时,乳酸菌被杀死,出现酵母和霉菌,并逐渐产生亚硝酸。加白酒的作用是可抑制杂菌的生长,也是一种调味剂,增加醇香感。加盐不要太多,否则会使乳酸菌发酵迟缓。温度高则发酵快,但口味差些。2、亚硝酸盐可与对氨基本磺酸发生重氮化反应
12、,这一产物再与N1萘基乙二胺偶联,形成紫红色产物,可用光电比色法定量。实验步骤包括样品处理、测定、标准曲线(以亚硝酸钠质量为横坐标以光密度OD值为纵坐标)、计算亚硝酸盐含量(mg/kg)X1=通过标准曲线得到的亚硝酸盐质量(ug)m21000样品处理液总体积V1/样品质量m1测定样品液总体积V21000)。第四部分 浅尝现代生物技术实验11 植物组织培养1. 植物无性生殖的方法有扦插、嫁接和组织培养等。植物组织培养有两种形式:愈伤组织培养(固体培养基、琼脂培养基)和细胞悬浮培养(液体培养基)(书中采用的是愈伤组织培养)。植物组织培养的原理是细胞的全能性。植物组织培养的过程包括脱分化和再分化。2
13、. MS培养基由大量元素、微量元素、有机成分组成,但使用时还要添加植物激素和琼脂。培养基中通常加一定量的蔗糖是除作为营养成分外,还用于维持一定的渗透压。 细胞分裂素/生长素的摩尔浓度比决定组织是生根还是生芽,当两者比例高时(细胞分裂素生长素),诱导芽的生成;两者大致相等时(细胞分裂素=生长素),愈伤组织继续生长而不分化;两者比例低时(细胞分裂素生长素),诱导根的形成。 但实验中不用天然激素而是用人工合成的激素(如奈乙酸NAA、6苄基氨基腺嘌呤BA等)是因为植物中存在相应的分解天然激素的酶而没有人工合成激素的相应的酶,所以天然激素在植物体内作用和存在的时间短,人工合成激素的作用和存在的时间长,作
14、用效果明显。最常用的MS培养基(生芽培养基、生根培养基)。配制过程包括称量、溶解、调PH、融化、分装(三角瓶)、加盖灭菌等步骤。3. 培养过程应该在无菌的条件下进行,实验经过外植体愈伤组织丛状苗生根苗移栽植株。需要一定的光照和温度的条件。外植体消毒需在70%乙醇中浸泡10min,再放入5%次氯酸钠溶液中浸泡5min,然后用另一5%次氯酸钠溶液中浸泡5min,最后在超净台中用无菌水清洗。在生根后,将苗移至草炭土或蛭石中,保持80%以上的湿度,然后逐渐降低湿度进行锻炼。选修2 生物科学与社会第一章 生物科学与农业第二节 植物病虫害和动物疫病的防治1,植物病虫害防治的方针是“预防为主,综合防治”,“
15、防重于治,早治重于晚治”。根据有害生物和环境之间的相互关系,充分发挥自然控制因素的作用,因地制宜地采取综合防治措施,将有害生物控制在 经济允许受害水平之下,以获得最佳经济、生态和社会效益。方法有病虫害的调查、植物检疫、农业防治技术(对抗性作物品种的选育)、物理机械防治技术(如诱杀灯),生物防治 和化学防治等。对植物病虫害的防治只有在尊重自然、保证农业和生态的可持续发展的前提下,才能得到更好的发展。植物病虫害的预测和预报是指人类根据病虫害流行规律及观察、调查所掌握的资料,推测未来一段时间内病、虫的分布、扩散和危害趋势,做好植物病虫害的预测和预报是进行综合防治的前提。 *2,植物病虫害的调查可分为
16、基本情况调查、定点系统调查和病虫害防治效果调查等。调查统计一般采用取样的方式,其方式有五点式、棋盘式、对角线式 、直行式、“Z”字形式等(如图)。调查获得数据后应该计算两个率,即发病率和虫口减退率。 发病单位数发病率 100% (能初步了解病虫害的危害程度大小,如果该值小于“经济域值”,并非必须采取防治措施。)调查单位数 施药前活虫数施药后活虫数 虫口减退率100%(反应防治后的效果)施药前活虫数3,农药安全间隔期是指作物最后一次施药距收获日的时间间隔,使收获的农产品中农药残留量不超过规定标准。*4, 生物防治是指利用有益生物或生物代谢产物来防治病虫害、杂草等有害生物的方法。主要有“以虫治虫”
17、、 “ 以菌杀虫”。其特点有资源丰富、生产成本低、防治效果好等特点,而且不污染环境,对人畜安全,对植物也无害 。*5,动物疫病是指会引起传染、蔓延和流行,并危害动物健康,甚至造成死亡的一类疾病,主要是指传染病和寄生虫病。对动物疫病应采取加强检疫、实施免疫 、及时隔离、扑杀、无害化处理等措施,及时开发疫苗和治疗药物。畜禽传染病(如甲型流感病毒H5N1亚型病毒引起的禽流感)流行的三个基本环节包括传染源、传播途径和易感动物。因此对动物疫病的防治应从三个环节入手,即在控制传染源、切断传播途径和保护易感动物采取措施。 其综合防治措施应贯彻“预防为主,综合防治”,“防重于治,早治重于晚治”的方针,需要搞好
18、畜禽的饲养管理、卫生防疫、预防接种、检疫、隔离、消毒等工作,可分为平时的预防措施和疫病发生时的扑灭措施两个方面 。动物寄生虫病(病原体种类有原虫、吸虫、绦虫、线虫和昆虫等,一般寄生在宿主的体内或体表,如血吸虫病)的防治应贯彻预防为主,采取养为基础、检为依据、治病灭源的防治原则,做好治疗性驱虫和预防性驱虫工作,保障人畜安全。 第四节 绿色食品的生产*绿色食品是指遵循可持续发展原则,按照特定生产方式生产,经中国绿色食品发展中心认定、许可使用绿色食品商标的无污染、安全、优质的营养类食品。根据标准分为A级和AA级(有机食品)两类。其生产主要包括产地的选择、环境质量的监测、生产管理与产品质量控制、生产技
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