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1、高考生物選修1知識(shí)點(diǎn)總結(jié)專(zhuān)題1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用用途釀酒釀醋腐乳泡菜微生物 酵母菌 醋酸菌 毛霉 乳酸菌分類(lèi) 真核 原核 真核 原核生活方式 異養(yǎng)兼性厭氧 異養(yǎng)需氧 異養(yǎng)需氧 異養(yǎng)厭氧適宜溫度1825 3035 1518 室溫室溫異養(yǎng)厭氧原核乳酸菌總結(jié):傳統(tǒng)發(fā)酵有關(guān)的幾類(lèi)微生物1.1 果酒和果醋的制作一、實(shí)驗(yàn)原理酶1、酒精發(fā)酵的原理:(1)在有氧時(shí),酵母菌大量繁殖,但是不起到發(fā)酵效果。C6H12O6 + O2CO2 + H2O +能量酶(2)在無(wú)
2、氧時(shí),繁殖速度減慢,但是此時(shí)可以進(jìn)行發(fā)酵。酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳,表達(dá)式為:C6H12O6C2H5OH + CO2 + 能量(3)酵母菌的營(yíng)養(yǎng)代謝類(lèi)型為異養(yǎng)兼性厭氧型。在利用酵母菌發(fā)酵時(shí)最好是先通入足夠的無(wú)菌空氣在有氧環(huán)境下一段時(shí)間使其繁殖,再隔絕氧氣進(jìn)行發(fā)酵。20左右最適合酵母菌繁殖,酒精發(fā)酵的最佳溫度是在1825,pH最好是弱酸性。2、醋酸發(fā)酵的原理:醋酸菌是異養(yǎng)好氧型細(xì)菌,當(dāng)缺少糖源時(shí)和有氧條件下,可將乙醇(酒精)氧化成醋酸。表達(dá)式為:C2H5OH + O2CH3COOH+H2O;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。醋酸菌生長(zhǎng)的最佳溫度是在3035。二、實(shí)
3、驗(yàn)步驟1、果酒和果醋的制作過(guò)程:挑選葡萄沖洗榨汁酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵2、注意事項(xiàng):(1)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)。注意不要反復(fù)多次沖洗,菌種來(lái)自葡萄皮上附著的野生酵母菌。(2)由于發(fā)酵旺盛期CO2的產(chǎn)量非常大,因此需要及時(shí)排氣,防止發(fā)酵瓶爆裂。如果使用簡(jiǎn)易的發(fā)酵裝置,如瓶子(最好選用塑料瓶),每天要擰松瓶蓋24次,進(jìn)行排氣。注入的果汁量不要超過(guò)塑料瓶總體積的2/3。(3)當(dāng)果酒制成以后,可以在發(fā)酵液中加入醋酸菌或醋曲,然后將裝置轉(zhuǎn)移至3035的條件下發(fā)酵,適時(shí)向發(fā)酵液中充氣。三、實(shí)驗(yàn)裝置充氣口是在醋酸發(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
4、時(shí)用來(lái)排出CO2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連接,其目的是防止空氣中微生物的污染。使用該裝置制酒時(shí),應(yīng)該關(guān)閉充氣口;制醋時(shí),應(yīng)將充氣口連接氣泵,輸入氧氣。1.2 腐乳的制作一、實(shí)驗(yàn)原理參與腐乳發(fā)酵的有青霉、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,營(yíng)養(yǎng)代謝類(lèi)型為異養(yǎng)需氧型,最適生長(zhǎng)溫度為15-18,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;脂肪酶可將脂肪分解成甘油和脂肪酸。二、實(shí)驗(yàn)步驟1、實(shí)驗(yàn)步驟:讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制2、注意事項(xiàng):(1)所用豆腐的含水量為70左右,水分過(guò)多則腐乳不易成形。(2
5、)豆腐塊與鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為51,分層加鹽,并隨層加高而增加鹽量,在瓶口表面鋪鹽厚些,以防止雜菌從瓶口進(jìn)入。加鹽可以析出豆腐中的水分,有利于腐乳成型;鹽能夠抑制微生物的生長(zhǎng)。鹽的濃度過(guò)低,不足以抑制微生物生長(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。(3)鹵湯酒精含量控制在12左右為宜。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,雜菌繁殖快,豆腐易腐敗,難以成塊。1.3 制作泡菜并檢測(cè)亞硝酸鹽含量1、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,將糖分解為乳酸。發(fā)酵時(shí)間(d)含抗生素牛奶不能生產(chǎn)酸奶的原因是抗生素能殺死細(xì)菌和放線菌。常見(jiàn)
6、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。2、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。亞硝酸鹽被吸收后隨尿液排出體外,但在一定微生物作用下形成致癌物質(zhì)亞硝胺。3、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4、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。專(zhuān)題2 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用2.1 微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)一、培養(yǎng)基的分類(lèi):1、按物理性質(zhì)分:液體培養(yǎng)基用于工業(yè)或生活生產(chǎn),固體培養(yǎng)基用于微生物的分離和鑒
7、定。2、按成分:人工合成培養(yǎng)基用于微生物的分離鑒定。天然培養(yǎng)基常用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)。3、按用途分:可將培養(yǎng)基分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基允許特定種類(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。以纖維素作為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基,可以分離分解纖維素的微生物;分離產(chǎn)生蛋白酶的微生物,用以蛋白質(zhì)作為唯一氮源的培養(yǎng)基。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。鑒別培養(yǎng)基是在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品鑒別不同種類(lèi)的微生物。二、培養(yǎng)基的成分: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。(1)碳源:需要量最大,如CO2、NaHC
8、O3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。最常利用的碳源是糖類(lèi)。自養(yǎng)微生物:利用CO2或碳酸鹽作為碳源(以無(wú)機(jī)碳源作為主要碳源)(2)氮源:能為微生物的代謝提供氮元素的物質(zhì)。如無(wú)機(jī)氮源:N2、NH3、NO3-、NH4+;有機(jī)氮源:蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨等。能把氮?dú)庾鳛榈矗褐幌抻诠痰锶绻痰⒛承┓啪€菌和藻類(lèi)等。常利用的氮源是氨鹽、硝酸鹽。(3)微生物之所以需要補(bǔ)充生長(zhǎng)因子,是由于缺乏合成這些物質(zhì)所需要的酶或合成能力有限。(4)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。微生物碳源氮源能源大腸桿菌糖類(lèi)、蛋白
9、質(zhì)等有機(jī)物蛋白質(zhì)等有機(jī)物硝化細(xì)菌CO2NH3NH3根瘤菌糖類(lèi)等有機(jī)物N2有機(jī)物固氮藍(lán)藻CO2N2光能例如,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。三、無(wú)菌技術(shù)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。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。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。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|。1、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
10、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,如牛奶)還有化學(xué)藥劑(如酒精、氯氣等)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。2、常用器具的滅菌方法:接種環(huán)、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法;玻璃器皿、金屬用具、培養(yǎng)皿等使用干熱滅菌法,所用器械是干熱滅菌箱;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。3、實(shí)驗(yàn)操作(1)制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基步驟: 計(jì)算稱(chēng)量溶化滅菌倒平板倒平板:待培養(yǎng)基冷卻到50左右時(shí),在酒精燈附近倒平板。2d后觀察平板,無(wú)雜菌污
11、染才可用來(lái)接種. 為什么需要使錐形瓶的瓶口通過(guò)火焰?通過(guò)灼燒滅菌,防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。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。培養(yǎng)基的制作是否合格? 如果未接種的培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫12天后無(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。(2)純化大腸桿菌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。平板劃線法通過(guò)接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線,將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。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)的菌落。平板劃線法操作步
12、驟中無(wú)菌操作:接種環(huán)灼燒,試管口通過(guò)火焰,在火焰旁進(jìn)行試驗(yàn)。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,避免污染環(huán)境和感染操作者。平板劃線法關(guān)鍵步驟: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。稀釋涂布平板法是將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋?zhuān)缓髮⒉煌♂尪?/p>
13、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。涂布平板操作的步驟中無(wú)菌操作:將涂布器酒精浸泡后在火焰上引燃,涂布平板的所有操作都應(yīng)在火焰附近進(jìn)行。(4)菌種的保存臨時(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36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。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。長(zhǎng)期保藏方法:將菌液轉(zhuǎn)移到甘油瓶中與甘油充分混勻,放在20的冷凍箱中保存。2.2 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)一、統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目1、測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法有顯微鏡直接計(jì)數(shù)
14、法和稀釋涂布平板法。(1)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法:利用特定細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板,在顯微鏡下計(jì)算一定容積的樣品中微生物數(shù)量。缺點(diǎn):不能區(qū)分死菌與活菌,結(jié)果偏大。(2)稀釋涂布平板法: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菌。為了保證結(jié)果準(zhǔn)確,一般設(shè)置35個(gè)平板,選擇菌落數(shù)在30300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù),并取平均值。統(tǒng)計(jì)結(jié)果偏低,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。公式:每克樣品中的菌落數(shù)=(C/V)*M,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
15、釋倍數(shù)。二、土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1)土壤取樣:從富含有機(jī)物、潮濕、pH7的土壤中取樣。(2)樣品的稀釋?zhuān)和寥乐懈黝?lèi)微生物的數(shù)量不同,為獲得各種微生物,得到菌落數(shù)在30300之間的平板,需按不同的稀釋度進(jìn)行分離。例測(cè)定土壤中細(xì)菌的數(shù)量,一般選104、105、106。(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3037 12天。放線菌2528 57天。霉菌2528 34天。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。三、細(xì)菌合成的脲酶將尿素分解成了氨。氨會(huì)使培養(yǎng)基的堿
16、性增強(qiáng),PH升高。因此,我們可以通過(guò)檢測(cè)培養(yǎng)基PH變化來(lái)判斷該化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生。在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑。培養(yǎng)某種細(xì)菌后,如果PH升高,指示劑將變紅,說(shuō)明該細(xì)菌能夠分解尿素。2.3 分解纖維素的微生物的分離一、纖維素酶纖維素酶是一種復(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。二、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)原理:在含有纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅,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)
17、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。這就可以通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌。三、分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程(1)土壤取樣(選擇富含纖維素的環(huán)境)選擇培養(yǎng)(增大分解菌含量,根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來(lái)確定是否需要該步驟)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。(2)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。專(zhuān)題3植物組織培養(yǎng)3.1 菊花的組織培養(yǎng)一、植物細(xì)胞工程再分化脫分化1、原理:植物細(xì)胞的全能性,生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì),都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必
18、需的全部基因。2、過(guò)程:外植體(離體植物器官、組織或細(xì)胞) 愈傷組織 根、芽植物體愈傷組織: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。3、植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用: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。二、影響植物組織培養(yǎng)的條件1、材料: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。2、營(yíng)養(yǎng):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、維生素、蔗
19、糖等。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后正常代謝受一定影響后所產(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)。使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先生長(zhǎng)素,后細(xì)胞分裂素有利于分裂但不分化先細(xì)胞分裂素,后生長(zhǎng)素細(xì)胞既分裂也分化同時(shí)使用分化頻率提高3、激素: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。生長(zhǎng)素 細(xì)胞分裂素比值與結(jié)果比值高時(shí)促根分化,抑芽形成比值低時(shí)促芽分化,抑根形成比值適中促進(jìn)愈傷組織生長(zhǎng)4、環(huán)境條件:PH、溫度、光等環(huán)境條件。 不同的植物
20、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1822,并且每日用日光燈照射12h(脫分化不要光,再分化要光)。 三、操作流程制備MS固體培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培(1)配制MS固體培養(yǎng)基: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。MS固體培養(yǎng)基滅菌:采取的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌。(2)外植體的消毒:無(wú)菌吸水紙、70%的酒精、無(wú)菌水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞。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。(3)接種:插入外植體時(shí)形態(tài)學(xué)上端朝上,每個(gè)錐形瓶接種78個(gè)外植體,要求無(wú)菌操作。(4
21、)培養(yǎng):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(1822)和光照(12h)(5)移栽: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。3.2 月季的花藥培養(yǎng)一、基礎(chǔ)知識(shí)1、花粉粒的形成過(guò)程:花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂小孢子四分體小孢子單核居中期單核靠邊期雙核期四分體時(shí)期:4個(gè)由小孢子母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂得到的單倍體細(xì)胞連在一起。雙核期:小孢子分裂成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)胞有絲分裂,形成2個(gè)精細(xì)胞。同一生殖細(xì)胞形成的兩個(gè)精子,其基因組成完全相同。脫分化分化2、產(chǎn)生花粉植株(單倍體植株)的兩種途徑(1)花粉通過(guò)胚狀體
22、階段發(fā)育為植物,花粉胚狀體從芽生根移栽脫分化再分化(2)花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成愈傷組織,花粉愈傷組織從芽生根移栽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。(3)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,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:選擇月季的初花期更容易,選擇完全未開(kāi)放的花蕾。合適的花粉發(fā)育時(shí)期:在單核期,單核居中移向單核靠邊時(shí),花藥培養(yǎng)成功率最高。二、實(shí)驗(yàn)操作:選材材料消毒接種和培養(yǎng)(1)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
23、的花粉細(xì)胞核不易著色時(shí),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。(2)接種和培養(yǎng):花蕾滅菌,無(wú)菌條件操作。剝離花藥時(shí),要盡量不損傷花藥,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,每瓶接種花藥710個(gè),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。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)。三、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
24、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(zhuān)題六植物有效成分的提取6.1 植物芳香油的提取芳香油的提取方法:蒸餾、壓榨、萃取等。芳香油的性質(zhì):揮發(fā)性強(qiáng),成分復(fù)雜,以萜類(lèi)化合物及其衍生物為主。1、水蒸氣蒸餾法:原理:水蒸汽可將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來(lái)形成油水混合物,冷卻后水油分層。方法:水中蒸餾:原料放在沸水中加熱蒸餾。水上蒸餾:原料隔放在沸水上加熱蒸餾。水汽蒸餾:利用外來(lái)高溫水蒸氣加熱蒸餾。2、壓榨法:有些原料不適宜于水中蒸餾,如柑橘、檸檬等易焦糊,有效成分容易水解。通常用壓榨法(通過(guò)機(jī)械壓縮力將液相
25、物從液固兩相混合物中分離出來(lái)的一種簡(jiǎn)單操作)3、萃取法:原理:芳香油易溶于有機(jī)溶劑,溶劑揮發(fā)后得到芳香油。如石油醚、酒精(用于飲食的方香油選酒精萃取)、乙醚等。方法:原料浸泡在溶劑中得到浸泡液有機(jī)溶劑揮發(fā)芳香油。不足:有機(jī)溶劑中的雜質(zhì)影響芳香油的品質(zhì)4、蒸餾裝置(1)固定熱源酒精燈。(2)固定蒸餾瓶(3)安裝蒸餾頭(4)連接冷凝管。上端出水口向上,下端進(jìn)水口向下(5)連接接液管。(6)將接收瓶瓶口對(duì)準(zhǔn)尾接管的出口。(7)將溫度計(jì)固定在蒸餾頭上,使溫度計(jì)水銀球的上限與蒸餾頭側(cè)管的下限處在同一水平線蒸餾裝置安裝完畢后,可以在蒸餾瓶中加幾粒沸石,防止液體過(guò)度沸騰。打開(kāi)水龍頭,緩緩?fù)ㄈ肜渌?,然后開(kāi)始加
26、熱??刂普麴s的時(shí)間和速度,通常以每秒12滴為宜。蒸餾完畢,應(yīng)先撤出熱源,然后停止通水,最后拆卸蒸餾裝置,拆卸的順序與安裝時(shí)相反。4、玫瑰精油的提?。?)性質(zhì):化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,能隨水蒸氣一同蒸餾。(2)方法:一般可采用水蒸氣蒸餾法提取;同時(shí)根據(jù)其化學(xué)性質(zhì),也可采用萃取法提取。(3)流程:鮮玫瑰花+水(1:4)水蒸氣蒸餾油水混合物(乳白色)分離油層(加入氯化鈉)除水(加入無(wú)水硫酸鈉)過(guò)濾玫瑰油。分離油層:向油水混合物加入0.1g/mL NaCl溶液后,促使油和水的分離。利用分液漏斗分離出上面的油層。除去水分:向油層中加入無(wú)水硫酸鈉,吸收油層中的水分,24h后過(guò)濾,得到玫瑰油
27、。注意事項(xiàng):蒸餾時(shí)間不能過(guò)短,溫度不能過(guò)高。薄荷油與玫瑰精油性質(zhì)相似可用同一方法。5、橘皮精油的提?。?)方法:在水中蒸餾,易焦糊,有效成分容易水解,采用壓榨法(檸檬、柑橘、柚子)。橘皮精油的主要成分:檸檬烯,主要分布在橘皮中。(2)實(shí)驗(yàn)步驟:石灰水浸泡漂洗粉碎和壓榨過(guò)濾靜置處理再次過(guò)濾石灰水浸泡:用78石灰水浸泡橘皮24h。石灰水:防止壓榨時(shí)滑脫,提高出油率,降低壓榨液黏稠度,過(guò)濾不堵塞篩眼。漂洗:浸泡好的橘皮用流水徹底漂洗干凈,瀝干。粉碎和壓榨:將橘皮粉碎,加入小蘇打和硫酸鈉后,用壓榨機(jī)壓榨得到壓榨液。小蘇打、硫酸鈉:促進(jìn)油和水的分離(用量分別為橘皮質(zhì)量的0.25和5)。過(guò)濾:用布袋過(guò)濾,
28、濾液再高速離心處理,分離出上層橘皮油。靜置處理:將橘皮油在510冰箱中靜置57d,分離出上層澄清橘皮油。再次過(guò)濾:將下層橘皮油用濾紙過(guò)濾,濾液與上層橘皮油合并,得到橘皮精油。6.2胡蘿卜素的提取1、胡蘿卜素性質(zhì):橘黃色結(jié)晶,化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油醚等有機(jī)溶劑。2、依據(jù)碳碳雙鍵的數(shù)目劃分為、 三類(lèi)。其中最主要的組成成分為-胡蘿卜素。3、提取胡蘿卜素的方法:從植物中提取 從大面積養(yǎng)殖的巖藻中獲得 利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)。4、實(shí)驗(yàn)步驟:粉碎干燥萃取過(guò)濾濃縮(1)粉碎:使原料與有機(jī)溶劑充分接觸,增大溶解度。(2)干燥:脫水溫度太高,干燥時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解。(3)萃取萃
29、取劑選擇:具有較高沸點(diǎn),能夠充分溶解胡蘿卜素,并且不與水混溶(常用石油醚)。影響萃取的因素主要因素:萃取劑的性質(zhì)和使用量次要因素:原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等一般來(lái)說(shuō),原料顆粒小,萃取溫度高,時(shí)間長(zhǎng),需要提取的物質(zhì)就能夠充分溶解,萃取效果就好。萃取前,要將胡蘿卜進(jìn)行粉碎和干燥。胡蘿卜素提取裝置的設(shè)計(jì):萃取過(guò)程應(yīng)該避免明火加熱,采用水浴加熱,這是因?yàn)橛袡C(jī)溶劑都是易燃物,直接使用明火加熱容易引起燃燒爆炸。為了防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā),還要在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置。萃取液的濃縮可直接使用蒸餾裝置。在濃縮之前,還要進(jìn)行過(guò)濾,除去萃取液中的不溶物。(4)過(guò)濾:除去萃取液中的不溶物
30、(5)濃縮:蒸發(fā)出有機(jī)溶劑5、鑒定:紙層析法基線:濾紙下端距底邊2cm處做一基線,取A、B、C、D四點(diǎn)。點(diǎn)樣:用最細(xì)的注射器針頭(毛細(xì)吸管)吸取樣品進(jìn)行點(diǎn)樣。點(diǎn)樣應(yīng)該快速細(xì)致,在基線上形成直徑2mm左右的圓點(diǎn),每次點(diǎn)樣后,可用吹風(fēng)機(jī)將溶劑吹干,注意保持濾紙干燥。等濾紙上的點(diǎn)樣液自然揮發(fā)干后,將濾紙卷成圓筒狀,至于裝有1cm深的石油醚的密封玻璃瓶中。等各種色素完全分開(kāi)后,觀察標(biāo)準(zhǔn)樣品中位于展開(kāi)劑前沿的胡蘿卜素層析帶。疑難解答:若紙層析結(jié)果如上圖所示,說(shuō)明什么?上圖中下方2點(diǎn)表示什么?萃取樣品中含有胡蘿卜素;其他色素和雜質(zhì)。專(zhuān)題4 酶的應(yīng)用4.1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用果膠酶能夠分解果膠,瓦解植
31、物細(xì)胞的細(xì)胞壁及胞間層,使榨取果汁更容易,而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸,也使得渾濁的果汁變得澄清。可以通過(guò)單位時(shí)間果肉的出汁率或果汁的澄清度反應(yīng)果膠酶的活性。4.2 酵母細(xì)胞的固定化1、固定化技術(shù):包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。酶適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定,而細(xì)胞多采用包埋法固定化。這是因?yàn)榧?xì)胞個(gè)大,而酶分子很??;個(gè)大的難以被吸附或結(jié)合,而個(gè)小的酶容易從包埋材料中漏出。固定化酶:酶既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分離,固定的酶還以被反復(fù)利用。但是一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)。固定化細(xì)胞:成本低,操作更容易,可催化一系列的反應(yīng)。2、制備固定化酵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)步驟:酵母細(xì)胞的活化配制CaCl2溶
32、液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合固定化酵母細(xì)胞沖洗發(fā)酵(1)細(xì)胞的活化:干酵母,加入蒸餾水,使其活化。 (2)關(guān)鍵步驟:配制海藻酸鈉溶液 要用小火,或反復(fù)間斷加熱,反復(fù)幾次,直到海藻酸鈉溶化為止,充分溶解。如果加熱太快,海藻酸鈉會(huì)發(fā)生焦糊。(3)海藻酸鈉溶液與酶母細(xì)胞混合:冷卻后再混合,注意混合均勻,不要進(jìn)入氣泡。(4)檢驗(yàn)?zāi)z珠是否形成,可用下列方法:將凝膠珠在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打,如果凝膠珠很容易彈起,也表明制備的凝膠珠是成功的。如果凝膠珠顏色過(guò)淺、呈白色,說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏低,固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少;如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,則說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏高,制作失敗,需要再
33、作嘗試。專(zhuān)題五 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)5.1 DNA的粗提取與鑒定(放到選修3考)1、基本原理(1)血細(xì)胞在蒸餾水中易吸水破裂。(2)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同,在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。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,使NaCl溶液降到0.14mol/L。(3)DNA不溶于酒精溶液,特別是95冷卻酒精,但細(xì)胞中蛋白質(zhì)可溶于酒精,將DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。沸水浴條件下,DNA遇二苯胺呈現(xiàn)藍(lán)色(鑒定)。(4)若選材為植物細(xì)胞,則研磨時(shí)加入食鹽和洗滌劑,能瓦解細(xì)胞膜
34、。2、粗提取DNA的實(shí)驗(yàn)流程(1)提取細(xì)胞的核物質(zhì):雞血+蒸餾水,DNA主要存在于濾液中。本實(shí)驗(yàn)用雞血細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料有兩個(gè)原因。雞血細(xì)胞核的DNA含量豐富,材料易得;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,操作繁瑣。(2)溶解核內(nèi)的DNA:加入2mol/L的NaCl溶液,DNA充分溶解于濾液中(3)析出含DNA的粘稠物:加蒸餾水,NaCl濃度降低為0.14 mol/L,析出DNA(4)過(guò)濾:DNA存在于粘稠物中(5)再次溶解DNA:用2mol/L的NaCl溶液溶解粘稠物(6)DNA的析出:加入預(yù)冷的95%的酒精,析出DNA絲狀物(7)DNA的鑒定:加入2mol/L的
35、NaCl溶液,加入二苯胺試劑,沸水加熱,呈現(xiàn)藍(lán)色5.2 PCR(放到選修3考)1、DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成DNA,而只能3端延伸DNA鏈,因此,DNA復(fù)制需要引物。DNA的合成方向總是子鏈的5端到3端。2、在DNA的復(fù)制過(guò)程中,復(fù)制的前提是DNA解旋。在體外可通過(guò)控制溫度變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。在80100的溫度范圍內(nèi),DNA雙鏈分開(kāi),這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為變性。PCR利用了DNA的熱變性原理,通過(guò)控制溫度來(lái)控制雙鏈的解聚與結(jié)合。由于PCR過(guò)程的溫度高,導(dǎo)致DNA聚合酶失活,應(yīng)用耐高溫的DNA聚合酶大大增加了PCR的效率。3、PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖溶液中提供: DNA模板,四種脫氧核苷酸原料、熱穩(wěn)定DNA聚
36、合酶(TaqDNA聚合酶)、兩種RNA引物,同時(shí)控制溫度使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行。4、PCR的反應(yīng)過(guò)程:PCR每次循環(huán)可以分為變性、復(fù)性和延伸三步。從第二輪循環(huán)開(kāi)始,上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng),并且由引物延伸而成的DNA單鏈會(huì)與引物結(jié)合,進(jìn)行DNA的延伸。這樣,DNA聚合酶只能特異地復(fù)制處于兩個(gè)引物之間的DNA序列,使這段固定長(zhǎng)度的序列呈指數(shù)擴(kuò)增。5.3血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)步驟:樣品處理粗分離純化純度鑒定1、樣品處理:紅細(xì)胞的洗滌血紅蛋白的釋放分離血紅蛋白。用哺乳動(dòng)物的血液來(lái)分離。(1)紅細(xì)胞的洗滌目的:去除雜質(zhì)蛋白(血漿蛋白)方法:低速短時(shí)離心,吸出上層黃色血漿,下層暗紅色液體
37、倒入燒杯,加入5倍體積的生理鹽水,緩慢攪拌,低速短時(shí)離心,重復(fù)實(shí)驗(yàn),直至上清液無(wú)黃色。(2)血紅蛋白的釋放:加蒸餾水和40%體積的甲苯,充分?jǐn)嚢枋辜t細(xì)胞破裂釋放血紅蛋白。蒸餾水:使紅細(xì)胞吸水破裂;甲苯:溶解細(xì)胞膜(3)分離血紅蛋白溶液:離心,試管中溶液分為4層,自上至下依次是:無(wú)色透明的甲苯層;白色薄層脂溶性物質(zhì)沉淀層;紅色透明血紅蛋白水溶液;其他雜質(zhì)的暗紅色沉淀物。濾紙過(guò)濾除去脂溶性物質(zhì)沉淀層,于分液漏斗中靜止片刻后分出下層的紅色透明液體。2、粗分離透析:血紅蛋白溶液裝入透析袋中,將透析袋放入磷酸緩沖液中透析12小時(shí)。目的:除去血紅蛋白溶液中的無(wú)機(jī)鹽離子和有機(jī)小分子等分子量較小的雜質(zhì)。原因:
38、小分子雜質(zhì)能通過(guò)透析袋,而大分子蛋白質(zhì)不能通過(guò)。3、純化凝膠色譜法凝膠色譜法原理:根據(jù)相對(duì)分子量的大小分離蛋白質(zhì)的一種有效方法。相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)易進(jìn)入凝膠內(nèi)部,路程長(zhǎng),速度慢,相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì),只能在凝膠外部移動(dòng),路程短,移動(dòng)快,先出來(lái),從而分離相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)。裝填凝膠柱時(shí),不得有氣泡,氣泡會(huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序,降低分離效果。4、純度鑒定SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳原理:在電泳過(guò)程中,決定帶電分子遷移方向的是帶電分子帶電性質(zhì)的差異,決定帶電分子遷移快慢的是帶電分子形狀、大小和電量的不同。 分離方法:加入帶負(fù)電荷多的SDS,形成“蛋白質(zhì)SDS復(fù)合物”,使蛋白質(zhì)遷移
39、速率僅取決于分子大小。帶電顆粒直徑越小,越接近球形,所帶凈電荷越多,則泳動(dòng)速度越快,反之則越慢。補(bǔ)充:如何檢測(cè)血紅蛋白的分離是否成功如果凝膠色譜柱裝填得很成功、分離操作也正確的話,能清楚地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻、狹窄、平整,隨著洗脫液緩慢流出;如果紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬,說(shuō)明分離的效果不好,這與凝膠色譜柱的裝填有關(guān)。高考生物選修3知識(shí)點(diǎn)總結(jié)專(zhuān)題一 基因工程一、基因工程的基本工具1、“分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)功能:能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi),因此具有專(zhuān)一性。結(jié)果:經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有
40、兩種形式:黏性末端和平末端。2、“分子縫合針”DNA連接酶(1)兩種DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶)的比較:相同點(diǎn):都縫合磷酸二酯鍵。區(qū)別:E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端; T4DNA連接酶能縫合兩種末端,但效率較低。3、“分子運(yùn)輸車(chē)”運(yùn)載體(1)載體具備的條件:能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn),供外源DNA片段插入。 具有標(biāo)記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。(2)最常用的載體是質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外,并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。(3)其它載體:噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒二、
41、基因工程的基本操作程序1、目的基因的獲取從基因文庫(kù)中獲得、人工合成、PCR擴(kuò)增。人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法_和化學(xué)合成法_。(了解基因組文庫(kù)和CDNA文庫(kù))2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建(關(guān)鍵步驟)組成:目的基因啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因(1)啟動(dòng)子:是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。(2)終止子:也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 ,位于基因的尾端。(3)標(biāo)記基因的作用:是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞_(1)常用的
42、轉(zhuǎn)化(導(dǎo)入)方法:導(dǎo)入植物細(xì)胞:常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(雙子葉植物),其次還有基因槍法和花粉管通道法等。導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞:最常用的方法是顯微注射技術(shù)。此方法的受體細(xì)胞多是受精卵。導(dǎo)入微生物細(xì)胞:感受態(tài)細(xì)胞法。先用Ca2+處理細(xì)胞,使其成為感受態(tài)細(xì)胞,再將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合,在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子,完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。原核生物作為受體細(xì)胞的原因是 繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少 ,最常用的原核細(xì)胞是大腸桿菌。(2)重組細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后,篩選含基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。4、目的基因的檢測(cè)和表達(dá)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目
43、的基因,方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA,方法是采用用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交。檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),提取蛋白質(zhì),用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原抗體雜交。有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植物是否出現(xiàn)抗蟲(chóng)性狀。三、蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì))專(zhuān)題2 細(xì)胞工程一、植物細(xì)胞工程 1、理論基礎(chǔ)(原理):植物細(xì)胞全能性2、植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)過(guò)程:離體的植物
44、器官、組織或細(xì)胞愈傷組織試管苗植物體(2)用途:微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。(3)地位:是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)誘導(dǎo)融合的方法:物理法包括離心、振動(dòng)、電刺激等?;瘜W(xué)法用聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑。原理:細(xì)胞膜的流動(dòng)性。意義:克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。二、動(dòng)物細(xì)胞工程1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(1)取動(dòng)物組織塊(動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官或組織)剪碎用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。(2)細(xì)胞貼
45、壁:懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上。接觸抑制:細(xì)胞數(shù)目不斷增多,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互抑制時(shí),會(huì)停止分裂增殖。(3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境:培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行無(wú)菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過(guò)程中的污染。此外,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。營(yíng)養(yǎng):糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素等。需加入血清、血漿等天然成分。溫度:適宜溫度:哺乳動(dòng)物多是36.50.5;pH:7.27.4。氣體環(huán)境:95%空氣5%CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2作用是維持培養(yǎng)液的pH。2、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物(1)哺乳動(dòng)物核移植可以
46、分為胚胎細(xì)胞核移植(比較容易)和體細(xì)胞核移植(比較難)。(2)選用去核卵(母)細(xì)胞的原因:卵(母)細(xì)胞比較大,容易操作;卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多,營(yíng)養(yǎng)豐富。3、動(dòng)物細(xì)胞融合(1)原理級(jí)方法:細(xì)胞膜的流動(dòng)性。誘導(dǎo)融合的方法:物理法包括離心、振動(dòng)、電刺激等?;瘜W(xué)法用聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑。還可以用滅活的病毒誘導(dǎo)。(2)動(dòng)物細(xì)胞融合的意義:克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性。(3)項(xiàng)目細(xì)胞融合的原理細(xì)胞融合的方法誘導(dǎo)手段用法植物體細(xì)胞雜交細(xì)胞膜的流動(dòng)性去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合物理法、化學(xué)法克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性,獲得雜種植株動(dòng)物細(xì)胞融合細(xì)胞膜的流動(dòng)性使細(xì)胞分散后誘導(dǎo)細(xì)胞融合物理法、化學(xué)法、滅活的病毒誘導(dǎo)制備
47、單克隆抗體的技術(shù)之一4、單克隆抗體(1)抗體:一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。(2)雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn):既能大量繁殖,又能產(chǎn)生專(zhuān)一的抗體。(3)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn):特異性強(qiáng),靈敏度高,并能大量制備。(4)單克隆抗體的作用:作為診斷試劑:準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異,并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,準(zhǔn)確、高效、簡(jiǎn)易、快速。用于治療疾病和運(yùn)載藥物:主要用于治療癌癥治療,可制成“生物導(dǎo)彈”,也有少量用于治療其它疾病。專(zhuān)題3 胚胎工程一、動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程1、胚胎工程是指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù),如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、
48、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過(guò)處理后獲得的胚胎,還需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿足人類(lèi)的各種需求。2、動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程(1)精子的發(fā)生:細(xì)胞核為精子頭的主要部分,高爾基體發(fā)育為頂體,中心體演變?yōu)榫拥奈?,線粒體在尾基部形成線粒體鞘膜,其他物質(zhì)濃縮為原生質(zhì)滴直至脫落。(2)卵子的發(fā)生:在胎兒時(shí)期,卵原細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂演變成初級(jí)卵母細(xì)胞,減一分裂在排卵前后完成,形成次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體進(jìn)入輸卵管;減二分裂是在受精過(guò)程中完成的。(3)受精:精子獲能(在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi));卵子的準(zhǔn)備(排出的卵子要在輸卵管中進(jìn)一步成熟到減二中期才具備受精能力);受精階段:透明帶反應(yīng):防止多精子入卵受精的第一道屏障。卵黃膜的封閉作用:它是防止多精子入卵受精的第二道屏障。受精標(biāo)志是第二極體的形成;受精完成標(biāo)志是雌雄原核融合成合子。受精場(chǎng)所是母體的輸卵管上段。(4)
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