高中生物選修一
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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:通過微生物技術(shù)的培養(yǎng)來生產(chǎn)大量代謝產(chǎn)物的過程。 2、有氧發(fā)酵:醋酸發(fā)酵 谷氨酸發(fā)酵 無氧發(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+6H2O 5、在無氧條件下,酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。 C6H12O6→2C2H5OH+6CO2 6、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,酵母菌可以生長繁殖,而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(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+O2→CH3COOH+H2O 10、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)用來排出二氧化碳的;出料口是用來取樣的。排氣口要通過一個(gè)長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。代謝類型是異養(yǎng)需氧型。生殖方式是孢子生殖。營腐生生活。 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。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)的過程。通過各種輔料與酶的緩解作用,生成腐乳的香氣。 5、將豆腐切成3cm3cm1cm的若干塊。所用豆腐的含水量為70%左右,水分過多則腐乳不易成形。 毛霉的生長: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。 來源:1.來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:鹽的濃度過低,不足以抑制微生物的生長,可能導(dǎo)致豆腐腐敗變質(zhì);鹽的濃度過高會(huì)影響腐乳的口味 食鹽的作用:1.抑制微生物的生長,避免腐敗變質(zhì)2.析出水分,是豆腐變硬,在后期制作過程中不易酥爛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;酒精含量過低,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)酵過程 防止雜菌污染:①用來腌制腐乳的玻璃瓶,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),解釋豆腐長白毛是怎么一回事? 豆腐生長的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴(yán)格地說是直立菌絲,在豆腐中還有匍匐菌絲。 (2)為什么要撒許多鹽,將長毛的豆腐腌起來? 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)在豆腐表面上生長的菌絲(匍匐菌絲),對(duì)人體無害。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 ,其代謝類型是異養(yǎng)厭氧 型。在無氧條件下,降糖分解為乳酸 。分裂方式是二分裂。反應(yīng)式為:C6H12O62C3H6O3+能量 含抗生素牛奶不能生產(chǎn)酸奶的原因是抗生素殺死乳酸菌。常見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,國家規(guī)定肉制品中不超過30mg/kg,醬腌菜中不超過20mg/kg,嬰兒奶粉中不超過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) 一般在腌制 10 天后亞硝酸鹽含量開始降低,故在10天之后食用最好 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)營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求,配制出供其生長繁殖的營養(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,可以形成肉眼可見的菌落。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)。 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,促進(jìn)所需要的微生物的生長。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,用以鑒別不同類別的微生物。 培養(yǎng)基的化學(xué)成分包括 水 、 無機(jī)鹽 、 碳源 、 氮源 、生長因子等。 碳源:能為微生物的代謝提供碳元素的物質(zhì)。如CO2、NaHCO3等無機(jī)碳源;糖類、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對(duì)PH、特殊營養(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氧的條件 無菌技術(shù)獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來雜菌的入侵,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為避免周圍環(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圍的物品相接觸。 無菌技術(shù)除了用來防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外,還有什么目的? 答:無菌技術(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: 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 ; ③培養(yǎng)基、無菌水等使用高壓蒸汽滅菌法,所用器械是高壓蒸汽滅菌鍋 。 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 。 比較項(xiàng) 理化因素的作用強(qiáng)度 消滅微生物的數(shù)量 芽孢和孢子能否被消滅 消毒 較為溫和 部分生活狀態(tài)的微生物 不能 滅菌 強(qiáng)烈 全部微生物 能 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,將瓶口迅速通過火焰。 ③用左手的拇指和食指將培養(yǎng)皿打開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,將平板倒過來放置,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),才能用來倒平板。你用什么辦法來估計(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火焰? 答:通過灼燒滅菌,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)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(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),并打開棉塞。 ③將試管口通過火焰。④將已冷卻的接種環(huán)伸入菌液中蘸取一環(huán)菌液。 ⑤將試管通過火焰,并塞上棉塞。⑥左手將皿蓋打開一條縫隙,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)上的菌種直接來源于上次劃線的末端,從而通過劃線次數(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菌操作要求,想一想,第2步應(yīng)如何進(jìn)行無菌操作? 提示:應(yīng)從操作的各個(gè)細(xì)節(jié)保證“無菌”。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圍;等等。 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,菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。 (2)對(duì)于需要長期保存的菌種,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)生物的營養(yǎng) 營養(yǎng)是指生物攝取、利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。營養(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)物的營養(yǎng)物質(zhì):水、無機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素六類。 植物的營養(yǎng)物質(zhì):礦質(zhì)元素、水、二氧化碳等三類。 微生物的營養(yǎng)物質(zhì):水、無機(jī)鹽、碳源、氮源及特殊營養(yǎng)物質(zhì)五類。 (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,無菌落生長,說明培養(yǎng)基的制備是成功的,否則需要重新制備。 專題三 植物的組織培養(yǎng)技術(shù) 專題五 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題一?。模危恋拇痔崛∨c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)分離開來,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。 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)胞來說是一種低滲液體,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;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。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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