生物选修3知识总结

实验1 大肠杆菌的培养和分离

一、大肠杆菌

细菌是单细胞的原核生物。细菌细胞的结构有细胞壁、细胞膜、细胞质等。细菌无成型的细胞核，细胞壁由肽聚糖组成。（由于细菌细胞壁结构不同，细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两类。革兰氏阳性菌细胞壁厚，无荚膜，多产生外毒素；革兰氏阴性菌细胞壁薄，有荚膜，多产生内毒素。革兰氏阳性菌对青霉素更为敏感。）

大肠杆菌是革兰氏阴性、异养兼性厌氧型肠道杆菌。在肠道中一般对人无害，但任何大肠杆菌进入人的泌尿系统，都会对人体产生危害。大肠杆菌在基因工程技术中被广泛的应用，它的质粒是最常用的运载体，它也是基因工程中常用的受体细胞。

二、培养基配置

微生物生命活动过程中需要的化合物有碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。有的化合物既是碳源又是氮源、能源。生长因子是微生物生长不可缺少的微量有机物，但不一定需要外界补充，有的微生物可以自身合成。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。

我们一般用LB液体培养基来扩大培养大肠杆菌，培养后可在LB固体培养基上划线分离。以下为本实验中培养基配置步骤：

1．称量：准确称取各成分。蛋白胨0.5g，酵母提取物0.25g，氯化钠0.5g，加水50ml。配置LB固体培养基时还需加1g琼脂。

3：用1mol/L NaOH溶液调节pH至偏碱性。

4250ml的三角瓶中分别装入50ml LB液体培养基和50ml LB固体培养基，加上棉塞。将培养皿用牛皮纸包好，放入灭菌锅内，1kg压力灭菌15min。

5．倒平板：灭菌后，待固体培养基冷却至60℃左右时在酒精灯火焰附近操作进行。其过程是：①将灭过菌的培养皿放在火焰旁，右手拿装有培养基的三角瓶，左手拔出棉塞；②右手拿三角瓶，使三角瓶的瓶口迅速通过火焰；③用左手将培养皿打开一条稍大于三角瓶口的缝隙，右手将培养基倒入培养皿，立刻盖上皿盖；④待平板冷却凝固后，将平板倒过来放置。

倒过来放置的目的是防止培养基冷却过程中形成的水滴落到培养基表面。向培养皿中转移已灭菌的培养基时，也不要把培养基沾在皿壁上。否则，空气中杂菌会在这些粘附培养基上繁殖，并污染皿内培养基。

三、灭菌和消毒

1．无菌技术：①对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；②将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌；③为避免周围微生物污染，实验操作应在酒精灯火焰旁进行；④避免已灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。

2．消毒方法：①日常生活经常用到的是煮沸消毒法；②对一些不耐高温的液体，则使用巴氏消毒法（貌似光明牛奶用的就是巴氏消毒法）；③对接种室、接种箱或超净工作台首先喷洒石炭酸或煤酚皂等溶液以增强消毒效果，然后使用紫外线进行物理消毒；④实验操作者的双手使用酒精进行消毒。

所用器械是紫外灯。

4.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）。

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。

5．注意事项：①实验中用的棉花不能用脱脂棉，因脱脂棉易吸水，吸水后容易造成污染。灭菌后，通常在60～80℃烘箱中除去灭菌时的水分；②物品装入高压蒸汽灭菌锅灭菌后，要首先打开排气阀，煮沸并排除锅内冷空气，其目的是有利于锅内温度升高，随后关闭排气阀继续加热，加热结束切断热源后，要使温度自然降低，气压务必降至零时打开锅盖，其目的是防止容器中的液体暴沸；③在用任何器皿转接时，瓶塞和封口膜只能夹在手上，不许放

1B貌似也涉及了，很重要哦）；④培养基一定不能沾在三角瓶口、试管管口和培养皿壁上，否则容易污染；⑤接种时要胆大心细，动作快捷，这是减少污染的关键；⑥接种后，培养皿必须倒放（盖在下方）在恒温培养箱中，如正放则水蒸气在盖上凝成水滴，滴到接种后的培养基表面，水流扩散会使菌落扩散，就很难形成单菌落了。

6．四、细菌的分离

1．划线分离法：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，在划线过程中菌液逐渐减少，细菌也逐渐减少。划线到最后，可使细菌间的距离加大。在培养10～20h 后，可由一个细菌产生单菌落，菌落不会重叠。如果再将每个菌落分别接种至含有固体培养基的试管斜面上，在斜面上划线，则每个斜面的菌群就是由一个细菌产生的后代。（有些类似于用毛笔写字，写着写着墨汁会变少变淡，只不过接种环的“毛”硬了些，“墨汁”更有“活力”些哈……）

其操作步骤是：将培养皿底部用拇指和无名指固定成倾斜状态，在火焰旁将培养皿稍微打开。在此同时，用环状接种针在火焰旁取少许菌悬液，迅速送入培养皿内，在平板培养基的一边，作第1次平行划线3～5条，转动培养皿约70°角，用烧过冷却的接种针，通过第1次划线部分作第2次平行划线，然后再用同样方法，通过第二次平行划线部分作第三次平行划线和通过第三次平行划线部分作第四次平行划线。划线时，接种针应与平板表面成30°角左右。不要使接种针碰到培养皿边缘，也不要将培养基划破。划线完毕后，盖上皿盖，倒置（防止污染，倒平板那儿有解释的。）于恒温箱培养。

2．涂布分离法：先将培养的菌液稀释，通常稀释到10－5 ～10－7之间，然后取0.1ml不同稀释度的稀释菌液放在培养皿的固体培养基上，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。通常每个培养皿有20个以内的单菌落最为适合。将每个菌落分别接种在斜面上扩增培养后，再做功能性实验。

划线分离法，方法简单；涂布分离法，单菌落更易分开，但操作复杂些。细菌的两种分离法各有优点,都可采用。

实验2 分离以尿素为唯一氮源的微生物

1.本实验的内容是从土壤中分离出能利用尿素的细菌。

细菌能将尿素降解作为其生长氮源

培养基就是选择培养基了…解释起来好麻烦…）

2．培养基对微生物的选择作用：选择培养基是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。

一种类型选择培养基是依据某些微生物的特殊营养需求设计的，例如，利用以纤维素或石蜡油作为唯一碳源的选择培养基，可以从混杂的微生物群体中分离出能分解纤维素或石蜡油的微生物；利用以蛋白质作为唯一氮源的选择培养基，可以分离产胞外蛋白酶的微生物；缺乏氮源的选择培养基可用来分离自生固氮微生物。另一类选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，这种化学物质没有营养作用，对所需分离的微生物无害，但可以抑制或杀死其他微生物，例如，在培养基中加人数滴10％酚可以抑制细菌和霉菌的生长，从而由混杂的微生物群体中分离出放线菌；在培养基中加入青霉素、四环素或链霉素，可以抑制细菌和放线菌生长，而将酵母菌和霉菌分离出来；在培养基中加入7．5％NaCl，可将耐高浓度NaCl 的金黄色葡萄球菌分离出来。

实验4 果汁中的果胶和果胶酶（这个实验特别简单，也没什么要记的）

1.果汁的制作原理：果胶酶水解果胶

2.果胶酶的影响因素：温度，酸碱度等

实验6 阿尔法淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测

一、酶和固定化酶

1．酶：酶是生物体内催化各种反应的催化剂。酶作为催化剂与一般的催化剂有共同特点：①用量少而催化效率高；②不改变化学反应的平衡点，酶本身在反应前后也不发生变化；

③可降低反应的活化能。酶作为生物催化剂的特性有：①催化效率高；②有高度的专一性；

③易失活等。

通常情况下酶都是在水溶液中催化底物反应，因此酶在反应系统中是与底物、产物混在一起的，反应结束后，即使仍有较高活力，也很难再回收利用。另外，在水溶液中起作用的酶也给产物进一步分离纯化带来了一定困难。

比不但稳定性好，而且与底物和产物容易分离，且易于控制，能反复多次使用，便于运输和

酶固定化方法由酶的性质和载体特性所决定，主要包括：吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。（如果选生物的话，要记住！）

1．吸附法：有物理吸附法和离子交换法两种。物理吸附法是将酶蛋白的分子吸附在惰性载体上，但要选择不引起变性且能保持一定酶活力的载体，对蛋白质有高度吸附能力的有机硅胶、活性碳和石英砂等。离子交换法是利用蛋白质的两性性质，使其带有电荷的基团与离子交换剂形成离子键，而被交换结合至交换剂上。

2．共价偶联法（载体偶联法）：酶蛋白的一些基团，包括羧基末端、氨基末端等，在温和的条件下能与载体共价结合，从而被固定。但结合的部位必须不是酶的活性中心，也不是维持其空间结构的必需基团。这种结合稳定性好，酶不易脱落，可使用较长时间。

3．交联法：是指通过双功能试剂，将酶和酶联结成网状结构的方法，交联法使用的交联剂是戊二醛等水溶性化合物。

4．包埋法：是指将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在硝酸纤维素等半透性高分子膜中。前者包埋成格子型，后者包埋成微胶囊

三、淀粉水解产物的检测

三、淀粉水解产物的检测

α－淀粉酶β－淀粉酶糖化淀粉酶

淀粉糊精麦芽糖葡萄糖

α－淀粉酶只将淀粉水解为糊精。淀粉溶液加入KI－I2指示剂溶液时显现蓝色，而转变成糊精后显现红色。如果将吸附α－淀粉酶的石英砂装柱，使淀粉溶液通过柱时，柱的流出液在加入KI－I2指示剂时可看到溶液呈现暗红色。

如何证明洗涤固定化淀粉酶柱的流出液中没有淀粉酶?

可在试管中加入1ml可溶性淀粉溶液，再加入几滴淀粉酶柱的流出液，混合后用手握住试管增加温度，几分钟后加1～2滴KI—I2指示剂，如仍显蓝色，即流出液中没有淀粉酶了。用固定在石英砂上的淀粉酶柱再作用于淀粉溶液，使其自柱中流出，作用的结果才能表明是淀粉酶的固相酶作用的结果。

耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途?

在实际生产中，总希望反应的时间愈短愈好，这就要提高反应温度。通常生产上淀粉酶是一次性使用的，加温虽在短时间内会使酶变性失活，但没有关系，只要使淀粉在短时间内水解即可。寻找耐高温的淀粉酶的目的是在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温而在短时间内变性。在发酵生产中使用的往往是植物淀粉，如青霉素发酵、丙酮一丁醇发酵、乙醇发酵（生产啤酒）等都要水解淀粉。所以耐高温淀粉酶用途广泛。

实验 8 果酒与果醋的制作顺带捎上实验 10 的前半部分

一、与传统发酵有关的几类微生物的比较（制腐乳已经不要求了，与毛酶、腐乳有关的了解一下就好）

2、果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作原理及过程

实验 10 亚硝酸盐的测定（后半部分）

一、亚硝酸盐：泡菜含较多亚硝酸盐，有致癌作用，危害身体健康，所以不宜多吃。亚硝酸盐主要指亚硝酸钠，亚硝酸钠为白色至淡黄色粉末或颗粒状，味微咸，易溶于水。常用于食品加工业中的发色剂和防腐剂，在腌制肉制品、泡菜及变质的蔬菜含量较高。它会使血液

中正常携氧的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白。食入0.3～0.5克的亚硝酸盐即可引起中毒甚至死亡。

二、亚硝酸盐的测定：

1、测定亚硝酸盐含量的原理

的亚硝酸盐含量。

2、材料

泡菜、氯化铵缓冲液、硫酸锌溶液、氢氧化钠溶液、对氨基苯磺酸溶液、

3、测定

取10ml样品溶液，加入4.5ml氯化铵缓冲液，2.5ml60%的乙酸溶液和5ml显色液，定容于25ml的容量瓶中，暗处静置25min，用光程为1cm的比色杯在550nm处测定光密度值。（传说中的重氮化反应）

实验 11 植物组织培养

1

2、基本过程：（以菊花和月季花为例…课本中是菊花）

（1）、菊花组织培养过程，（贴张图…不知道能不能打印出来）

（2）、月季花的花药培养

（3）、植物组织培养技术与花药培养技术同异

不同之处：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花北培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药的培养难度加大。

3、影响植物组织培养的因素

（1）、外植体的选取：生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。

（3）、环境条件：温度、PH、光照等。

4、植物激素在组织培养过程中的重要作用

生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：