生物技术实践
生物技术实践 生物技术实践 【摘要】：一.微生物的实验室培养 1.微生物的营养 营养是指生物摄取、利用营养物质的过程。营养物质是指维持机体生命活动,保证发育、生殖所需的外源物质。
人及动物的营养物质:水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类。
植物的营养物质:矿质元素、水、二氧化碳等三类。
微生物的营养物质:水、无机盐、碳源、氮源及生长因子等五类。
生物技术实践 在复习是需要注意:(1)指导学生抓住最主干、最核心的知识来复习,不要刻意追求知识的全面;(2)正确处理新课程标准、考试大纲和教材的关系。原则是从新课程标准中寻方向,据考试大纲中划定范围,以教材为基本素材,形成同心圆,找到结合点。
【专题要点】 纵观近几年的高考,本专题主要考点集中在微生物的培养和利用、植物的组织培养、DNA的粗提取和 PCR 技术操作,诸如血红蛋白的的提取与分离、酶技术以及植物有效成分的提取等知识点是新课标所增加的知识点,在今后的高考试题中必然会有体现,复习时也应加以重视。本专题重点知识归纳如下: 一.微生物的实验室培养 1.微生物的营养 营养是指生物摄取、利用营养物质的过程。营养物质是指维持机体生命活动,保证发育、生殖所需的外源物质。
人及动物的营养物质:水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类。
植物的营养物质:矿质元素、水、二氧化碳等三类。
微生物的营养物质:水、无机盐、碳源、氮源及生长因子等五类。
2.培养基
(1)培养基可分为液体培养基和固体培养基(按照物理性质)。在液体培养基中加入凝固剂琼脂后,制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长,可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。
(2)各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种营养物质。满足微生物生长还需要适宜的 pH、氧气的要求(根据微生物的需求提供有氧或无氧环境)、特殊营养物质等。
碳源:能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如 CO2、NaHCO3 等无机碳源;糖类、蛋白质、脂肪等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。
氮源:能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如 N2、NH3、NO3-、NH4+、蛋白质、氨基酸等。只有固氮微生物才能利用 N2。
(3)培养基配制的原则 目的要明确、PH 值要适宜、营养要协调和要经济节约 3.无菌技术(1)获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,要注意以下几个方面: ①对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
(2)消毒与灭菌的区别 消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。消毒方法常用煮沸消毒法,还有化学药剂(如酒精、氯气、石炭酸等)消毒、红外线消毒。
灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
4.制作牛肉膏蛋白胨固体培养基
(1)方法步骤:计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
(2)倒平板操作的步骤: ①将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上,右手拿装有培养基的锥形瓶,左手拔出棉塞。
②右手拿锥形瓶,将瓶口迅速通过火焰。
③用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(约 10~20mL)倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖。
④等待平板冷却凝固,大约需 5~10min。然后,将平板倒过来放置,使培养皿盖在下、皿底在上。
5.纯化大肠杆菌(1)微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。
(2)平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作。
(3)稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。
(4)用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是:使聚集在一起的微生物分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落,以便于纯化菌种。
(5)平板划线法操作步骤: ①将接种环放在火焰上灼烧,直到接种环烧红。
②在火焰旁冷却接种环,并打开棉塞。
③将试管口通过火焰。
④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。
⑤将试管通过火焰,并塞上棉塞。
⑥左手将皿盖打开一条缝隙,右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线,盖上皿盖。注意不要划破培养皿。
⑦灼烧接种环,待其冷却后,从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作,在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连。
⑧将平板倒置放入培养箱中培养。
(6)涂布平板操作的步骤: ①将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。
②取少量菌液,滴加到培养基表面。
③将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却 8~10s。
④用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。
6.菌种的保存(1)对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。
①临时保藏方法 将菌种接种到试管的固体斜面培养基上,在合适的温度下培养。当菌落长成后,将试管放入 4℃的冰箱中保藏。以后每 3~6 个月,都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上。
②缺点:这种方法保存的时间不长,菌种容易被污染或产生变异。
(2)对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法。
在 3mL 的甘油瓶中,装入 1mL 甘油后灭菌。将 1mL 培养的菌液转移到甘油瓶中,与甘油充分混匀后,放在-20℃的冷冻箱中保存。
7.实验安排及注意事项(一)从菌种保藏中心购买菌种后,教师首先需要用平板划线法纯化培养所得菌种,并根据学生小组的数目,准备好数个平板。
(二)第 1 课时完成基础知识的教学,学习各种操作方法,并制备培养基。高压蒸汽灭菌所需要的时间较长,因此需要利用课下时间完成。课下完成后,再于第 2 课时完成大肠杆菌的纯化
培养。此后安排学生连续观察记录 3~4d。
(三)配制培养基时,教师需要提示学生按照每个培养基消耗 15~20mL 的量来估算总用量。全班同学的培养基可以集中起来,分批灭菌。
(四)灭菌后,培养基冷却到 55℃后应及时进行倒平板操作。如果不能及时操作,需要将培养基放到 55℃左右的电热箱中保温,以防止琼脂凝固。
(五)如果打算做本专题的第2或第3课题,建议此课题不仅要练习近平板划线操作,还要练习稀释涂布平板法操作。为此,教师需要提前 1 天用液体培养基培养大肠杆菌,培养一夜后,于第 2 天将培养液分发到各小组。
(六)实验后,所有用过的培养基、培养液等都需要统一进行高压蒸汽灭菌后再丢弃,否则将会造成环境污染。
