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高中生物選修一知識點(diǎn)總結
總結是在某一時(shí)期、某一項目或某些工作告一段落或者全部完成后進(jìn)行回顧檢查、分析評價(jià),從而得出教訓和一些規律性認識的一種書(shū)面材料,它可以幫助我們有尋找學(xué)習和工作中的規律,為此要我們寫(xiě)一份總結。如何把總結做到重點(diǎn)突出呢?以下是小編幫大家整理的高中生物選修一知識點(diǎn)總結,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
高中生物選修一知識點(diǎn)總結1
高中生物選修一是一門(mén)非常實(shí)用的課程,涵蓋了很多重要且有用的生物知識。這一門(mén)課程可以幫助我們更好地了解和理解生命的奧秘,同時(shí)也可以打下我們未來(lái)深入研究生物領(lǐng)域的基礎。在這篇文章中,我將分享我在學(xué)習高中生物選修一這門(mén)課程時(shí)的一些心得和筆記。
第一部分:細胞
細胞是生命的基本單位,也是高中生物選修一的第一個(gè)重點(diǎn)。在學(xué)習細胞時(shí),我們需要了解細胞的結構和功能,以及細胞的分類(lèi)和發(fā)展。以下是我在學(xué)習細胞時(shí)掌握的主要知識點(diǎn):
1.細胞的結構:細胞主要包含細胞膜、細胞質(zhì)、核和細胞器。細胞膜是細胞的保護層,細胞質(zhì)是細胞內物質(zhì)的基質(zhì),核則是細胞的控制中心,而細胞器則是細胞內的各種功能結構。
2.細胞的功能:細胞和細胞器的不同結構賦予了它們不同的功能。例如,細胞膜可以控制物質(zhì)的進(jìn)出,線(xiàn)粒體則負責細胞內的能量合成。
3.細胞的分類(lèi):細胞分為原核細胞和真核細胞兩種。原核細胞不含有細胞核,而真核細胞則另有細胞核,線(xiàn)粒體、葉綠體等細胞器。
4.細胞的發(fā)展:細胞可以通過(guò)有絲分裂和減數分裂兩種方式進(jìn)行分裂,不同方式適用于不同的細胞類(lèi)型和生命周期階段。
第二部分:遺傳學(xué)
遺傳學(xué)是生物學(xué)的重要分支之一,研究的是基因和遺傳信息的傳遞及其與外界環(huán)境相互作用的規律。以下是我在學(xué)習遺傳學(xué)時(shí)掌握的主要知識點(diǎn):
1.遺傳物質(zhì):遺傳物質(zhì)指的是DNA和RNA。DNA是形成基因的物質(zhì),RNA作為信息傳導介質(zhì)可以將DNA信息轉化為蛋白質(zhì)。
2.基因:基因是遺傳信息的存儲單位,負責控制生物的形態(tài)、生理、生化和行為等屬性。
3.基因遺傳規律:基因遺傳規律可分為孟德?tīng)栠z傳規律、第一、第二遺傳規律以及非孟德?tīng)栠z傳規律。
4.染色體遺傳學(xué):染色體遺傳學(xué)主要研究基因和染色體之間的關(guān)系,包括染色體的結構、數量和功能等。
第三部分:進(jìn)化論
進(jìn)化論是生物學(xué)的基石之一,是說(shuō)明生物體的起源、多樣性和演變的一種科學(xué)理論。以下是我在學(xué)習進(jìn)化論時(shí)掌握的主要知識點(diǎn):
1.自然選擇:自然選擇的.規律是生物以循環(huán)繁殖的方式產(chǎn)生較多的備選隨機變異體,并通過(guò)變異集團在生長(cháng)、競爭、被選擇和殘存復制等環(huán)節中,讓優(yōu)秀的個(gè)體獲得生存的機會(huì )。
2.物種形成:物種形成是進(jìn)化的基本過(guò)程,包括隔離種群形成、基因頻率改變、各性別之間生殖失隔離快速變化等步驟。
3.角色生態(tài)學(xué):生物在生態(tài)系統中發(fā)揮的功能包括食物鏈和生態(tài)地位等方面,角色生態(tài)學(xué)主要研究這方面的內容。
總體來(lái)說(shuō),高中生物選修一是一門(mén)涉及層面廣泛、內容詳實(shí)的課程,需要我們具備比較扎實(shí)的生物基礎和思維方式。希望我們在學(xué)習這門(mén)課程時(shí)多加努力,不斷完善自己的學(xué)術(shù)素養,不斷深入探究生命的奧秘。
高中生物選修一知識點(diǎn)總結2
高中生物選修一是一門(mén)非常重要的學(xué)科,是生物學(xué)中重點(diǎn)、難點(diǎn)與熱點(diǎn)課程的體現。今天我們就來(lái)總結一下高中生物選修一的知識點(diǎn),以便更好地備考與學(xué)習。
一、細胞生物學(xué)
細胞是生命的基本單位,是研究生物學(xué)中最基本的科學(xué)對象。細胞生物學(xué)是研究細胞的結構、功能、生理、化學(xué)、調控、分化和遺傳等方面的學(xué)科。
1. 細胞膜
細胞膜是細胞外圍的一個(gè)薄膜,由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和碳水化合物分子組成。它不僅可以保護細胞,還可以調節物質(zhì)的進(jìn)出,是細胞中極為重要的一部分。
2. 細胞器
細胞器就是細胞內的各種有具體功能的亞細胞結構,包括核、線(xiàn)粒體、內質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體等。它們各司其職,在細胞的代謝過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。
3. 細胞分裂
細胞分裂是指一個(gè)細胞分裂成兩個(gè)或多個(gè)新的、功能相近或相同的細胞的過(guò)程。包括有絲分裂和無(wú)絲分裂兩大類(lèi)。它們是細胞生物學(xué)中的重要分支。
二、基因遺傳學(xué)
基因是指控制遺傳特征的基本遺傳單位。而遺傳是指父母的基因遺傳給下一代的過(guò)程;蜻z傳學(xué)就是研究基因、遺傳和變異的學(xué)科。
1. 基因
基因是一段能夠編碼蛋白質(zhì)的遺傳物質(zhì)序列,它是控制生物遺傳特征的基本單位;蛴胁煌慕M合方式,可以決定我們身體的'各種基因型和表型。
2. 遺傳規律
遺傳規律是指遺傳過(guò)程中發(fā)現的幾個(gè)經(jīng)典規律,包括孟德?tīng)栠z傳規律、連鎖性遺傳規律和顯隱性遺傳規律等。這些規律揭示了基因在遺傳過(guò)程中的基本規律和特點(diǎn)。
3. DNA
DNA是指脫氧核糖核酸,是一種大分子生物物質(zhì)。它包含了生命的遺傳信息,并在每個(gè)細胞的核內以雙螺旋結構存在。DNA是基因遺傳學(xué)中最為重要的一個(gè)分支。
三、生物進(jìn)化論
生物進(jìn)化論是指生物在長(cháng)時(shí)間的演化過(guò)程中出現的新種類(lèi)、新形態(tài)以及保持和改進(jìn)原有生命方式的進(jìn)程,包括了進(jìn)化的原理、進(jìn)化的證據等內容。
1. 自然選擇
自然選擇是指由于生存競爭中的不同生物之間的適應性?xún)?yōu)勢,導致了能夠生存下去的生物形態(tài)、特征得以保留和增強的過(guò)程。這是生物進(jìn)化過(guò)程中一種重要的推動(dòng)力。
2. 遺傳多樣性
遺傳多樣性是指在生物進(jìn)化過(guò)程中,由于生存環(huán)境、表型和基因變異等原因導致的物種間差異和變化。這對于生物進(jìn)化而言是非常關(guān)鍵的,因為這樣才能夠保證物種的適應性和生存率。
3. 生物進(jìn)化證據
生物進(jìn)化證據包括了化石記錄、生物地理學(xué)、遺傳學(xué)和生物形態(tài)學(xué)等方面。這些證據揭示了生命起源和進(jìn)化的發(fā)展歷程,也證明了進(jìn)化在生命界中的重要性。
以上就是高中生物選修一中重點(diǎn)的知識點(diǎn)總結。我們需要認真理解,結合實(shí)際學(xué)習,并努力掌握各個(gè)知識點(diǎn)的掌握方法和應用技巧。通過(guò)細致的學(xué)習和歸納總結,我們能夠更好地理解生命科學(xué)中的各種復雜理論和實(shí)際應用,掌握學(xué)科的核心思想和方法,更好地為未來(lái)的學(xué)習和研究打下堅實(shí)的基礎。
高中生物選修一知識點(diǎn)總結3
高中生物選修一是生物學(xué)的基礎課程,主要包括分子遺傳學(xué)、生態(tài)環(huán)境、生物技術(shù)等內容。以下是本人對這些知識點(diǎn)的總結筆記。
一、分子遺傳學(xué)
1.基因的本質(zhì)
基因是指生物體內控制遺傳信息遺傳的基本單位,是DNA分子的一部分;蚓幋a了生物體內大量不同的蛋白質(zhì),控制生物體形態(tài)、生長(cháng)、發(fā)育等方面的特征。
2.基因的遺傳方式
基因遺傳可以遵循孟德?tīng)栠z傳定律;蛴袃蓚(gè)等位基因,一個(gè)來(lái)自父親,一個(gè)來(lái)自母親。等位基因有顯性和隱性之分,顯性基因表達在生物體積極的特征上,隱性基因則被掩蓋。
3.基因的突變
基因突變是指基因序列發(fā)生變化。例如,可以發(fā)生點(diǎn)突變、插入突變和缺失突變等。這些突變可能導致基因的功能喪失、增加或變異等。
4.基因重組的發(fā)生
基因重組是指在有性繁殖中,基因在染色體上重新組合的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程是通過(guò)染色體互換、重疊、基因轉移等方式實(shí)現的;蛑亟M是生物遺傳多樣性的重要來(lái)源之一。
二、生態(tài)環(huán)境
1.生態(tài)系統的構成
生態(tài)系統是地球上所有生命體系的總稱(chēng),包括生物群落、生態(tài)環(huán)境、生態(tài)地理和生物圈等。它是一個(gè)具有可持續性的相互作用和共存的系統。
2.生態(tài)平衡的維持
生態(tài)平衡是生態(tài)系統內部各種生物之間的協(xié)調和穩定狀態(tài)。生態(tài)平衡可以通過(guò)生態(tài)復原、保育、修復和污染防治等方式來(lái)實(shí)現。
3.生物多樣性的重要性
生物多樣性是指地球上各種生命體形成的豐富性和差異性。它有利于維護生態(tài)系統的穩定,保護生物資源和維護生態(tài)平衡。
4.環(huán)境污染的危害
環(huán)境污染會(huì )破壞生態(tài)系統,導致生物死亡、種群減少、生態(tài)平衡被破壞等。因此,防止環(huán)境污染至關(guān)重要。
三、生物技術(shù)
1.基因工程技術(shù)
基因工程技術(shù)是指通過(guò)DNA重組技術(shù)改變生物體的'遺傳特征。這種技術(shù)在農業(yè)、藥物和生物學(xué)等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用。
2.克隆技術(shù)
克隆技術(shù)是指利用先進(jìn)的生物技術(shù)手段復制生物體的一部分或全部,可以生產(chǎn)出與原始生物體相似的生物體。
3.生物芯片技術(shù)
生物芯片是一種具有微電子技術(shù)、生物學(xué)和計算機技術(shù)等特點(diǎn)的新型生物學(xué)工具,可以在生命科學(xué)研究和醫學(xué)領(lǐng)域中應用。
4.基因檢測技術(shù)
基因檢測技術(shù)是指通過(guò)檢測生物體的基因序列來(lái)診斷疾病,預測遺傳病的患病風(fēng)險以及其他基因信息的獲取等。
總結:
高中生物選修一是學(xué)習生物學(xué)基礎知識的重要課程。在分子遺傳學(xué)方面,我們學(xué)習了基因本質(zhì)、基因的遺傳方式和基因突變等。生態(tài)環(huán)境方面,我們了解到了生態(tài)系統構成、生態(tài)平衡和生物多樣性等。在生物技術(shù)方面,我們學(xué)習了基因工程技術(shù)、克隆技術(shù)、生物芯片技術(shù)以及基因檢測技術(shù)等。這些知識點(diǎn)的掌握將為我們今后的生物學(xué)研究和實(shí)踐工作打下堅實(shí)的基礎。
高中生物選修一知識點(diǎn)總結4
專(zhuān)題一傳統發(fā)酵技術(shù)的應用
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+6H2O
5、在無(wú)氧條件下,酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
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(guò)程中,起主要作用的是附著(zhù)在葡萄皮表面的野生型酵母菌。
在發(fā)酵過(guò)程中,隨著(zhù)酒精濃度的提高,紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液,使葡萄酒呈現深紅色。
在缺氧呈酸性的發(fā)酵液中,酵母菌可以生長(cháng)繁殖,而絕大多數其他微生物都因無(wú)法適應這一環(huán)境而受到制約。
8、醋酸菌是單細胞細菌(原核生物),代謝類(lèi)型是異養需氧型,生殖方式為二分裂。
9、當氧氣、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+6H2O
10、控制發(fā)酵條件的作用:
、俅姿峋鷮ρ鯕獾暮刻貏e敏感,當進(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。
、诖姿峋钸m生長(cháng)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會(huì )。
、塾袃蓷l途徑生成醋酸:直接氧化和以酒精為底物的氧化。
11、實(shí)驗流程: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: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。在酸性條件下,重鉻酸鉀與酒精反應呈現灰綠色。
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(guān)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(cháng)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),應該關(guān)閉充氣口;制醋時(shí),應該充氣口連接氣泵,輸入氧氣。
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)驗流程:讓豆腐上長(cháng)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(cháng)
(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。
水分測定方法如下:精確稱(chēng)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℃電熱干燥箱內干燥4h,取出后置于干燥器內冷卻至室溫后稱(chēng)重,然后再烘30min,直至所稱(chēng)重量不變?yōu)橹埂?/p>
樣品水分含量(%)計算公式如下:
(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(cháng):條件:將豆腐塊平放在籠屜內,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(cháng)滿(mǎn)毛霉的豆腐塊分層整齊地擺放在瓶中,同時(shí)逐層加鹽,隨著(zhù)層數的加高而增加鹽量,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(cháng),可能導致豆腐腐敗變質(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(cháng),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).與有機酸結合形成酯,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(cháng)短有很大關(guān)系,酒精含量越高,對蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延長(cháng);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。整齊地擺放好豆腐、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。
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)型是異養厭氧型。在無(wú)氧條件下,降糖分解為乳酸。分裂方式是二分裂。
反應式為:,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(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,國家規定肉制品中不超過(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。
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,亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應后,與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料,與已知濃度的標準顯色液目測比較,估算泡菜中亞硝酸鹽含量。
專(zhuān)題二微生物的培養與應用
課題一微生物的實(shí)驗室培養
培養基:人們按照微生物對營(yíng)養物質(zhì)的不同需求,配制出供其生長(cháng)繁殖的營(yíng)養基質(zhì),是進(jìn)行微生物培養的物質(zhì)基礎。
培養基按照物理性質(zhì)可分為液體培養基、半固體培養基和固體培養基。在液體培養基中加入凝固劑瓊脂(是從紅藻中提取的一種多糖,在配制培養基中用作凝固劑)后,制成瓊脂固體培養基。
微生物在固體培養基表面生長(cháng),可以形成肉眼可見(jiàn)的菌落。根據菌落的特征可以判斷是哪一種菌。液體培養基應用于工業(yè)或生活生產(chǎn),固體培養基應用于微生物的分離和鑒定,半固體培養基則常用于觀(guān)察微生物的運動(dòng)及菌種保藏等。
按照成分培養基可分為人工合成培養基和天然培養基。合成培養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)。
按照培養基的用途,可將培養基分為選擇培養基和鑒定培養基。選擇培養基是指在培養基中加入某種化學(xué)物質(zhì),以抑制不需要的微生物生長(cháng),促進(jìn)所需要的微生物的生長(cháng)。鑒別培養基是根據微生物的特點(diǎn),在培養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。
培養基的化學(xué)成分包括水、無(wú)機鹽、碳源、氮源、生長(cháng)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)機碳源;糖類(lèi)、石油、花生粉餅等有機碳源。異養微生物只能利用有機碳源。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)機氮源)蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨(有機氮源)等。只有固氮微生物才能利用N2。
培養基還要滿(mǎn)足微生物生長(cháng)對pH、特殊營(yíng)養物質(zhì)以及氧氣的要求。例如,培養乳酸桿菌時(shí)需要在培養基中添加維生素,培養霉菌時(shí)須將培養基的pH調至酸性,培養細菌是需要將pH調至中性或微堿性,培養厭氧型微生物是則需要提供無(wú)氧的條件。
獲得純凈培養物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵,要注意以下幾個(gè)方面:
、賹(shí)驗操作的空間、操作者的衣著(zhù)和手,進(jìn)行清潔和消毒。
、趯⒂糜谖⑸锱囵B的器皿、接種用具和培養基等器具進(jìn)行滅菌。
、蹫楸苊庵?chē)h(huán)境中微生物的污染,實(shí)驗操作應在酒精燈火焰附近進(jìn)行。
、軐(shí)驗操作時(shí)應避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周?chē)奈锲废嘟佑|。
消毒與滅菌的區別: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部一部分對人體有害的微生物(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(xiàn)消毒。
滅菌則是指使用強烈的理化因素殺死物體內外所有的微生物,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:
、俳臃N環(huán)、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法;
、诓A髅、金屬用具等使用干熱滅菌法,所用器械是干熱滅菌箱;
、叟囵B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;
、鼙砻鏈缇涂諝鉁缇仁褂米贤饩(xiàn)滅菌法,所用器械是紫外燈。
制作牛肉膏蛋白胨固體培養基:
(1)方法步驟:計算、稱(chēng)量、溶化、滅菌、倒平板。
(2)倒平板操作的步驟:
、賹邕^(guò)菌的培養皿放在火焰旁的桌面上,右手拿裝有培養基的錐形瓶,左手拔出棉塞。
、谟沂帜缅F形瓶,將瓶口迅速通過(guò)火焰。
、塾米笫值哪粗负褪持笇⑴囵B皿打開(kāi)一條稍大于瓶口的縫隙,右手將錐形瓶中的培養基(約10~20mL)倒入培養皿,左手立即蓋上培養皿的皿蓋。
、艿却桨謇鋮s凝固,大約需5~10min。然后,將平板倒過(guò)來(lái)放置,使培養皿蓋在下、皿底在上。
倒平板操作的討論
1.培養基滅菌后,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)估計培養基的溫度?
提示:可以用手觸摸盛有培養基的錐形瓶,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 )凝結水珠,凝固后的培養基表面的濕度也比較高,將平板倒置,既可以使培養基表面的水分更好地揮發(fā),又可以防止皿蓋上的水珠落入培養基,造成污染。
4.在倒平板的過(guò)程中,如果不小心將培養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基上滋生,因此最好不要用這個(gè)平板培養微生物。
純化大腸桿菌:
(1)微生物接種的方法最常用的是平板劃線(xiàn)法和稀釋涂布平板法。
(2)平板劃線(xiàn)法是通過(guò)接種環(huán)在瓊脂固體培養基表面連續劃線(xiàn)的操作。將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養基的表面。在數次劃線(xiàn)后培養,可以分離到由一個(gè)細胞繁殖而來(lái)的肉眼可見(jiàn)的子細胞群體,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?zhuān)缓髮⒉煌♂尪鹊木悍謩e涂布到瓊脂固體培養基的表面,進(jìn)行培養。分為系列稀釋操作和涂布平板操作兩步。
(4)用平板劃線(xiàn)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)細胞,從而能在培養基表面形成單個(gè)的菌落,以便于純化菌種。
(5)平板劃線(xiàn)法操作步驟:
、賹⒔臃N環(huán)放在火焰上灼燒,直到接種環(huán)燒紅。
、谠诨鹧媾岳鋮s接種環(huán),并打開(kāi)棉塞。
、蹖⒃嚬芸谕ㄟ^(guò)火焰。
、軐⒁牙鋮s的接種環(huán)伸入菌液中蘸取一環(huán)菌液。
、輰⒃嚬芡ㄟ^(guò)火焰,并塞上棉塞。
、拮笫謱⒚笊w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,劃三至五條平行線(xiàn),蓋上皿蓋。注意不要劃破培養皿。
、咦茻臃N環(huán),待其冷卻后,從第一區域劃線(xiàn)的末端開(kāi)始往第二區域內劃線(xiàn)。重復以上操作,在三、四、五區域內劃線(xiàn)。注意不要將最后一區的劃線(xiàn)與第一區相連。
、鄬⑵桨宓怪梅湃肱囵B箱中培養。
平板劃線(xiàn)操作的討論:
1.為什么在操作的第一步以及每次劃線(xiàn)之前都要灼燒接種環(huán)?在劃線(xiàn)操作結束時(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物;
每次劃線(xiàn)前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線(xiàn)結束后,接種環(huán)上殘留的菌種,使下一次劃線(xiàn)時(shí),接種環(huán)上的菌種直接來(lái)源于上次劃線(xiàn)的末端,從而通過(guò)劃線(xiàn)次數的增加,使每次劃線(xiàn)時(shí)菌種的數目逐漸減少,以便得到菌落。
劃線(xiàn)結束后灼燒接種環(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(xiàn)?
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(xiàn)操作時(shí),為什么總是從上一次劃線(xiàn)的末端開(kāi)始劃線(xiàn)?
答:劃線(xiàn)后,線(xiàn)條末端細菌的數目比線(xiàn)條起始處要少,每次從上一次劃線(xiàn)的末端開(kāi)始,能使細菌的數目隨著(zhù)劃線(xiàn)次數的增加而逐步減少,最終能得到由單個(gè)細菌繁殖而來(lái)的菌落。
(6)涂布平板操作的步驟:
、賹⑼坎计鹘谑⒂芯凭臒。
、谌∩倭烤,滴加到培養基表面。
、蹖⒄从猩倭烤凭耐坎计髟诨鹧嫔弦,待酒精燃盡后,冷卻8~10s。
、苡猛坎计鲗⒕壕鶆虻赝坎荚谂囵B基表面。
涂布平板操作的討論:
涂布平板的所有操作都應在火焰附近進(jìn)行。結合平板劃線(xiàn)與系列稀釋的無(wú)菌操作要求,想一想,第2步應如何進(jìn)行無(wú)菌操作?
提示:應從操作的各個(gè)細節保證“無(wú)菌”。例如,酒精燈與培養皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周?chē)?等等。
菌種的保存:
(1)對于頻繁使用的菌種,可以采用臨時(shí)保藏的方法。
、倥R時(shí)保藏方法
將菌種接種到試管的固體斜面培養基上,在合適的溫度下培養。當菌落長(cháng)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基上轉移到新鮮的培養基上。
、谌秉c(diǎn):這種方法保存的時(shí)間不長(cháng),菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。
(2)對于需要長(cháng)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培養的菌液轉移到甘油瓶中,與甘油充分混勻后,放在-20℃的冷凍箱中保存。
課題二土壤中分解尿素的細菌的分離與計數
尿素是一種重要的農業(yè)氮肥,尿素并不能直接被農作物吸收。只有當土壤中的細菌將尿素分解成氨之后,才能被植物利用。土壤中的細菌之所以能分解尿素,是因為他們能合成脲酶。尿素最初是從人的尿液中發(fā)現的。
篩選菌株:
(1)實(shí)驗室中微生物的篩選應用的原理
人為提供有利于目的菌株生長(cháng)的條件(包括營(yíng)養、溫度、pH等),同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(cháng)。
(2)選擇性培養基
在微生物學(xué)中,將允許特定種類(lèi)的微生物生長(cháng),同時(shí)抑制或阻止其他種類(lèi)微生物生長(cháng)的培養基,稱(chēng)作選擇培養基。
(3)配制選擇培養基的依據
根據選擇培養的菌種的生理代謝特點(diǎn)加入某種物質(zhì)以達到選擇的目的。例如,培養基中不加入有機物可以選擇培養自養微生物;培養基中不加入氮元素,可以選擇培養能固氮的微生物;加入高濃度的食鹽可選擇培養金黃色葡萄球菌等。
統計菌落數目:
(1)測定微生物數量的常用方法有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計數。
(2)稀釋涂布平板法統計樣品中活菌的數目的原理。
當樣品的稀釋度足夠高時(shí),培養基表面生長(cháng)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)統計平板上的菌落數,就能推測出樣品中大約含有多少活細菌。為了保證結果準確,一般設置3~5個(gè)平板,選擇菌落數在30~300的平板進(jìn)行計數,并取平均值。
統計的菌落數往往比活菌的實(shí)際數目低,因此,統計結果一般用菌落數而不是活菌數來(lái)表示。
采用此方法的注意事項:
1、一般選取菌落數在30~300之間的平板進(jìn)行計數
2、為了防止菌落蔓延,影響計數,可在培養基中加入TTC
3、本法僅限于形成菌落的微生物
設置對照:設置對照的主要目的是排除實(shí)驗組中非測試因素對實(shí)驗結果的影響,提高實(shí)驗結果的可信度。對照實(shí)驗是指除了被測試的條件以外,其他條件都相同的實(shí)驗,其作用是比照試驗組,排除任何其他可能原因的干擾,證明確實(shí)是所測試的條件引起相應的結果。
實(shí)驗設計:實(shí)驗設計包括實(shí)驗方案,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,數量最大,種類(lèi)最多。在富含有機質(zhì)的土壤表層,有更多的微生物生長(cháng)。從富含有機物、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?zhuān)簶悠返南♂尦潭葘⒅苯佑绊懫桨迳仙L(cháng)的菌落數目。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,以保證獲得菌落數在30~300之間、適于計數的平板。
測定土壤中細菌的數量,一般選用104 105 106
測定放線(xiàn)菌的數量,一般選用103 104 105
測定真菌的數量,一般選用102 103 104
(3)微生物的培養與觀(guān)察
不同種類(lèi)的微生物,往往需要不同的培養溫度和培養時(shí)間。細菌30~37℃,1~2天;放線(xiàn)菌25~28℃,5~7天;霉菌25~28℃,3~4天
每隔24小時(shí)統計一次菌落數目,選取菌落數目穩定時(shí)的記錄作為結果,這樣可以防止因培養時(shí)間不足而導致一樓菌落的數目。一般來(lái)說(shuō),在一定的培養條件下(相同的培養基、唯獨及培養時(shí)間),同種微生物表現出穩定的菌落特征。
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)纖維素酶是一種復合酶,一般認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(cháng)提供營(yíng)養。
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)顏色反應直接對微生物進(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。當我們在含有纖維素的培養基中加入剛果紅時(shí),剛果紅能與培養基中的纖維素形成紅色復合物。
當纖維素被纖維素酶分解后,剛果紅-纖維素的復合物就無(wú)法形成,培養基中會(huì )出現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)驗流程:
土壤取樣→選擇培養(此步是否需要,應根據樣品中目的菌株數量的多少來(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)
一種是先培養微生物,再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應,另一種是在倒平板時(shí)就加入剛果紅。
課題延伸:對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,纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。
纖維素酶的測定方法,一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量的測定。
專(zhuān)題三植物的組織培養技術(shù)
課題一菊花的組織培養
植物組織培養的基本過(guò)程:
細胞分化:在生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,細胞在形態(tài)、結構和生理功能上出現穩定性差異的過(guò)程。
離體的植物組織或細胞,在培養了一段時(shí)間以后,會(huì )通過(guò)細胞分裂,形成愈傷組織,愈傷組織的細胞排列疏松而無(wú)規則,是一種高度液泡化的呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細胞。
由高度分化的植物組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程,稱(chēng)為植物細胞的脫分化,或者叫做去分化。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續進(jìn)行培養,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。
植物細胞工程:具有某種生物全套遺傳信息的任何一個(gè)活細胞,都具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力,即每個(gè)生物細胞都具有全能性。但在生物體的生長(cháng)發(fā)育過(guò)程中并不表現出來(lái),這是因為在特定的時(shí)間和空間條件下,通過(guò)基因的選擇性表達,構成不同組織和器官。
植物組織培養技術(shù)的應用有:實(shí)現優(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胞產(chǎn)物的工廠(chǎng)化生產(chǎn)等。
細胞分化是一種持久性的變化,它的生理意義是:使多細胞生物體中細胞結構和功能趨向專(zhuān)門(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:
影響植物組織培養的條件:
材料:不同的植物組織,培養的難易程度差別很大。植物材料的選擇直接關(guān)系到試驗的成敗。植物的種類(lèi)、材料的年齡和保存時(shí)間的長(cháng)短等都會(huì )影響實(shí)驗結果。菊花組織培養一般選擇未開(kāi)花植物的莖上部新萌生的側枝作材料。
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。選取生長(cháng)旺盛嫩枝進(jìn)行組培的是嫩枝生理狀態(tài)好,容易誘導脫分化和再分化。
營(yíng)養:離體的植物組織和細胞,對營(yíng)養、環(huán)境等條件的要求相對特殊,需要配制適宜的培養基。常用的培養基是MS培養基,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,有機物有甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等。
激素:植物激素中生長(cháng)素和細胞分裂素是啟動(dòng)細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。在生長(cháng)素存在的情況下,細胞分裂素的作用呈現加強趨勢。
在培養基中需要添加生長(cháng)素和細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果。
環(huán)境條件:PH、溫度、光等環(huán)境條件。
不同的植物對各種條件的要求往往不同。進(jìn)行菊花的組織培養,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。
操作流程:
配制MS固體培養基:
配制各種母液:將各種成分按配方比例配制成的濃縮液(培養基母液)。
使用時(shí)根據母液的濃縮倍數,計算用量,并加蒸餾水稀釋。
配制培養基:應加入的物質(zhì)有瓊脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有機物和植物激素的母液,并用蒸餾水定容到1000毫升。
在菊花組織培養中,可以不添加植物激素。
原因是菊花莖段組織培養比較容易。
滅菌:采取的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌。
MS培養基中各種營(yíng)養物質(zhì)的作用是什么?與肉湯培養基相比,MS培養基有哪些特點(diǎn)?
答:大量元素和微量元素提供植物細胞所必需的無(wú)機鹽;蔗糖提供碳源,維持細胞滲透壓;甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿(mǎn)足離體植物細胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養需求。
微生物培養基以有機營(yíng)養為主,MS培養基則需提供大量無(wú)機營(yíng)養。
外植體的消毒:
外植體:用于離體培養的植物器官或組織片段。
選取菊花莖段時(shí),要取生長(cháng)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,放入體積分數為70%的酒精中搖動(dòng)2~3次,持續6~7s,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)量分數為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。外植體接種與細菌接種相似,操作步驟相同,而且都要求無(wú)菌操作。
培養:應該放在無(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:栽前應先打開(kāi)培養瓶的封口膜,讓其在培養間生長(cháng)幾日,然后用流水清洗根部培養基。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:外植體在培養過(guò)程中可能會(huì )被污染,原因有外植體消毒不徹底;培養基滅菌不徹底;接種中被雜菌污染;錐形瓶密封性差等。
專(zhuān)題四月季的花藥培養
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構,內部含有許多花粉;ǚ凼怯苫ǚ勰讣毎(jīng)過(guò)減數分裂而形成的,因此,花粉是單倍體的生殖細胞。
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)單倍體細胞連在一起,進(jìn)入單核期時(shí),四分體的4個(gè)單倍體細胞彼此分離,形成4個(gè)具有單細胞核的花粉粒。
這時(shí)的細胞含濃厚的原生質(zhì),核位于細胞的中央(單核居中期)。隨著(zhù)細胞不斷長(cháng)大,細胞核由中央移向細胞一側(單核靠邊期),并分裂成1個(gè)生殖細胞核和1個(gè)花粉管細胞核,進(jìn)而形成兩個(gè)細胞,一個(gè)是生殖細胞,一個(gè)是營(yíng)養細胞。生殖細胞將在分裂一次,形成兩個(gè)精子。
注意:
、俪墒斓幕ǚ哿S袃深(lèi),一類(lèi)是二核花粉粒,其花粉粒中只含花粉管細胞核和生殖細胞核,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)養核)
、诨ǚ郯l(fā)育過(guò)程中的四分體和動(dòng)物細胞減數分裂的四分體不同;ǚ郯l(fā)育過(guò)程中的四分體是花粉母細胞經(jīng)減數分裂形成的4個(gè)連在一起的單倍體細胞;而動(dòng)物細胞減數分裂過(guò)程中的四分體是聯(lián)會(huì )配對后的一對同源染色體,由于含有四條染色單體而稱(chēng)為四分體。
、弁簧臣毎纬傻膬蓚(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培養基上先形成愈傷組織,再將其誘導分化成植株。
這兩種途徑之間并沒(méi)有絕對的界限,主要取決于培養基中激素的種類(lèi)及其濃度配比。
注意:
、贌o(wú)論哪種產(chǎn)生方式,都要先誘導生芽,再誘導生根
、谂郀铙w:植物體細胞組織培養過(guò)程中,誘導產(chǎn)生的形態(tài)與受精卵發(fā)育成的胚非常類(lèi)似的結構,其發(fā)育也與受精卵發(fā)育成的胚類(lèi)似,有胚芽、胚根、胚軸等完整結構,就像一粒種子,又稱(chēng)為細胞胚。
影響花藥培養的因素誘導花粉能否成功及誘導成功率的高低,受多種因素影響,其中材料的選擇與培養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,細胞核由中央移向細胞一側的時(shí)期,花藥培養成功率最高。
花蕾:選擇完全未開(kāi)放的花蕾。
親本植株的生長(cháng)條件、材料的低溫預處理以及接種密度等對誘導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,某些植物的花粉細胞核不易著(zhù)色,需采用焙花青-鉻礬法,這種方法能將花粉細胞核染成藍黑色
接種和培養: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(cháng)生愈傷組織),同時(shí)還要徹底去除花絲,因為與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天培養后,會(huì )發(fā)現花藥開(kāi)裂,長(cháng)出愈傷組織或形成胚狀體。將愈傷組織及時(shí)轉移到分化培養基上,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基上,否則這些植株將很難分開(kāi)。還需要對培養出來(lái)的植株做進(jìn)一步的鑒定和篩選。
植物組織培養技術(shù)與花藥培養技術(shù)的相同之處是:培養基配制方法、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)更換培養基;花藥培養對培養基配方的要求更為嚴格。這些都使花藥培養的難度大為增加。
專(zhuān)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溶液中溶解度的特點(diǎn):在0.14mol/L時(shí)溶解度最小;要使DNA溶解,需要較高濃度?要使DNA析出,又需要0.14mol/L的濃度?
在溶解細胞中的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溶劑,但DNA卻不能溶于酒精(特別是95%冷卻酒精),但細胞中蛋白質(zhì)可溶于酒精。
從理論上分析,預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,可以達到的目的是:將DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。
提取DNA還可以利用DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性原理。利用該原理時(shí),應選用蛋白酶,因為酶具有專(zhuān)一性,蛋白酶只水解蛋白質(zhì)而不會(huì )對DNA產(chǎn)生影響。溫度值為60~80℃,因為該溫度值蛋白質(zhì)變性沉淀,而DNA不會(huì )變性。
補充: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℃。
當鑒定提取出的物質(zhì)是否是DNA時(shí),需要使用什么指示劑進(jìn)行鑒定?
答:在沸水浴條件下,DNA遇二苯胺呈現藍色。
原理總結:通過(guò)利用不同濃度NaCl溶液溶解或析出DNA,可以從細胞中提取和提純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)驗材料的選。
不同生物的組織中DNA含量不同。在選取材料時(shí),應本著(zhù)DNA含量高、材料易得、便于提取的原則。
本實(shí)驗用雞血細胞做實(shí)驗材料有兩個(gè)原因。一是因為雞血細胞核的DNA含量豐富,材料易得;二是雞血細胞極易吸水脹破,而用動(dòng)物肝臟細胞作實(shí)驗材料常常需要勻漿和離心,對設備要求較高,操作繁瑣,歷時(shí)較長(cháng)。
雞血細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胞液。
破碎細胞,獲取含DNA的濾液:
若選用雞血和洋蔥作實(shí)驗材料,則怎樣獲取含DNA的濾液?
答:在雞血細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胞破裂?
答:蒸餾水對于雞血細胞來(lái)說(shuō)是一種低滲液體,水分可以大量進(jìn)入血細胞內,使血細胞脹裂,再加上攪拌的機械作用,就加速了雞血細胞的破裂(細胞膜和核膜的破裂),從而釋放出DNA。
在以上實(shí)驗中,加入蒸餾水、洗滌劑和食鹽的作用分別是什么?
答:過(guò)濾時(shí)應當選用(濾紙、尼龍布)。血細胞在蒸餾水中大量吸水而張裂;洗滌劑瓦解細胞膜;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)生什么結果?
答:破碎細胞壁,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)驗結果,導致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍色等。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。
為什么反復地溶解與析出DNA,能夠去除雜質(zhì)?
答: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?
答: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?
答:具體做法:試管2支,編號甲乙→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(guān)察顏色變化。
實(shí)驗操作:
制備雞血細胞液:加檸檬酸鈉,靜置或離心
↓
破碎細胞,釋放DNA:加蒸餾水,同一方向快速通方向攪拌→過(guò)濾,除去細胞壁、細胞膜等。
↓
溶解核內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,呈現藍色
注意事項: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(細胞破裂快速攪拌);玻棒不要碰到燒杯壁;二苯胺試劑要現用現配等。
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