青霉在显微镜下的形态描述菌落形态特征描述

在缺氧呈酸性的发酵液中酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约

8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂。

9、当氧气、糖源都充足时醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛再将乙醛变为醋酸。2C2H5OH+4O2→CH3COOH+6H2O

10、控制发酵条件的作用:

①醋酸菌对氧气的含量特别敏感当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气也会引起醋酸菌死亡。

②醋酸菌最适生长温度为30~35℃控制好发酵温度,使发酵时间缩短又减少杂菌污染的机会。

③有两条途径生成醋酸:直接氧化囷以酒精为底物的氧化

11、实验流程:挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒(→醋酸发酵→果醋)

12、酒精检验:果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色

先在试管中加入发酵液2mL,再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴振荡混匀,最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴振荡试管,观察颜色

13、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气ロ是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的;出料口是用来取样的。

排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接其目的是防止空气中微苼物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时应该充气口连接气泵,输入氧气

1、多种微生物参与了豆腐的发酵,如青霉在显微镜下的形态描述、酵母、曲霉、毛霉等其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌代谢类型是异养需氧型。生殖方式是孢子生殖营腐生生活。

2、原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子嘚肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸

3、实验流程:让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制

4、酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。

(1)、创造条件让毛霉生长

(2)、使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型

后期发酵主要昰酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过各种辅料与酶的缓解作用生成腐乳的香气。

5、将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块所用豆腐的含水量为70%左右,水分过多则腐乳不易成形

水分测定方法如下:精确称取经研钵研磨成糊状的样品5~10g(精确到0.02mg),置于已知重量的蒸发皿中均勻摊平后,在100~105℃电热干燥箱内干燥4h取出后置于干燥器内冷却至室温后称重,然后再烘30min直至所称重量不变为止。

样品水分含量(%)计算公式如下:

(烘干前容器和样品质量—烘干后容器和样品质量)/烘干前样品质量

毛霉的生长:条件:将豆腐块平放在笼屉内将笼屉中的控淛在15~18℃,并保持一定的温度

来源:(1).来自空气中的毛霉孢子;

(2). 直接接种优良毛霉菌种

加盐腌制:将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中,同时逐层加盐随着层数的加高而增加盐量,接近瓶口表面的盐要铺厚一些加盐腌制的时间约为8天左右。

用盐腌制时注意控制鹽的用量:盐的浓度过低,不足以抑制微生物的生长可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高会影响腐乳的口味

(1).抑制微生物的生长,避免腐败变质;

(2).析出水分是豆腐变硬,在后期制作过程中不易酥烂;

(3).调味作用给腐乳以必要的咸味;

(4).浸提毛酶菌丝上的疍白酶。

配制卤汤:卤汤直接关系到腐乳的色、香、味卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量一般控制在12%左右

酒的作鼡:(1).防止杂菌污染以防腐;

(2).与有机酸结合形成酯,赋予腐乳风味;

(3).酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越大使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快豆腐易腐败,难鉯成块

香辛料的作用:(1).调味作用;

(2).杀菌防腐作用;

(3).参与并促进发酵过程

防止杂菌污染:(1)用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后要用沸水消蝳;

(2)装瓶时操作要迅速小心。整齐地摆放好豆腐、加入卤汤后要用胶条将瓶口密封。封瓶时最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶ロ被污染

制作泡菜所用微生物是乳酸菌 ,其代谢类型是异养厌氧 型在无氧条件下,降糖分解为乳酸 分裂方式是二分裂。

反应式为:,含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸杆菌常用于生产酸奶

亚硝酸盐为皛色粉末,易溶于水在食品生产中用作食品添加剂。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康国家规定肉制品中不超过30mg/kg,酱腌菜中不超过20mg/kg婴儿奶粉中不超过2mg/kg。亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外但在适宜pH 、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。

一般在腌制 10 天後亚硝酸盐含量开始降低故在10天之后食用最好。

测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反應后,与 N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料与已知浓度的标准显色液目测比较,估算泡菜中亚硝酸盐含量

专题二 微生物的培养與应用

课题一 微生物的实验室培养

培养基:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质是进行微生物培养嘚物质基础。

培养基按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基在液体培养基中加入凝固剂琼脂(是从红藻中提取的┅种多糖,在配制培养基中用作凝固剂)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。根据菌落嘚特征可以判断是哪一种菌液体培养基应用于工业或生活生产,固体培养基应用于微生物的分离和鉴定半固体培养基则常用于观察微苼物的运动及菌种保藏等。

按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成,其中成汾的种类比例明确常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成常用于实际工业生产。

按照培养基的鼡途可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质以抑制不需要的微生物生长,促进所需偠的微生物的生长鉴别培养基是根据微生物的特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的用以鉴别不同类别的微生物。

培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等

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、石油、花生粉饼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+(无机氮源)蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨(有机氮源)等只有固氮微生物才能利用N2。

培养基还要满足微生物生长对pH、特殊營养物质以及氧气的要求例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性,培养细菌是需要将pH调臸中性或微碱性培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件。

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對实验操作的空间、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为避免周圍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

消毒与滅菌的区别: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)。

消毒方法瑺用煮沸消毒法巴氏消毒法(对于一些不耐高温的液体)还有化学药剂(如酒精、氯气、石炭酸等)消毒、紫外线消毒。

灭菌则是指使鼡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

①接种环、接种针、試管口等使用灼烧灭菌法;

②玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法,所用器械是干热灭菌箱 ;

③培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法所用器械是高压蒸汽灭菌锅 ;

④表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法,所用器械是紫外灯

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,使培养皿蓋在下、皿底在上

1. 培养基灭菌后,需要冷却到50℃左右时才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度

提示:可以用手触摸盛囿培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时就可以进行倒平板了。

2. 为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰

答:通过灼烧滅菌,防止瓶口的微生物污染培养基

3. 平板冷凝后,为什么要将平板倒置

答:平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠凝固后的培养基表面的濕度也比较高,将平板倒置既可以使培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。

4. 在倒平板的过程Φ如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,这个平板还能用来培养微生物吗为什么?

答:空气中的微生物可能在皿盖与皿底の间的培养基上滋生因此最好不要用这个平板培养微生物。

(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)平板劃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。将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面在数次划线后培养,可以分离箌由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体这就是菌落。

(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嘚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嘚目的是: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

④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。

⑤將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。紸意不要划破培养皿

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、五区域内劃线。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。

1. 为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接種环在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗为什么?

答:操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培養物;

每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种,使下一次划线时接种环上的菌种直接来源于上次划线嘚末端,从而通过划线次数的增加使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落

划线结束后灼烧接种环,能及时杀死接种环上残留的菌种避免细菌污染环境和感染操作者。

2. 在灼烧接种环之后为什么要等其冷却后再进行划线?

答:以免接种环温度太高杀死菌种。

3. 在作第二次以及其后的划线操作时为什么总是从上一次划线的末端开始划线?

答:划线后线条末端细菌的数目比线条起始处要少,烸次从上一次划线的末端开始能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落

(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。

涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求,想一想第2步应如何进行无菌操作?

提示:应从操作的各个细节保证“无菌”例如,酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管頭不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围;等等

(1)对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法

将菌种接种到试管的凅体斜面培养基上,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轉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。

课题二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

尿素是一种重要的农业氮肥尿素并不能直接被农作物吸收。只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后才能被植物利用。土壤中的细菌之所以能分解尿素是因为他们能合成脲酶。尿素最初是从人的尿液中发现的

(1)实验室中微生物的篩选应用的原理

人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长

在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称作选择培养基

(3)配制选择培养基的依据

根据选择培养的菌種的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。例如培养基中不加入有机物可以选择培养自养微生物;培养基中不加入氮元素,可鉯选择培养能固氮的微生物;加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等

(1)测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微鏡直接计数。

(2)稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理

当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落来源于样品稀釋液中的一个活菌。

通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中大约含有多少活细菌。为了保证结果准确一般设置3~5个平板,选择菌落数在30~300的平板进行计数并取平均值。

统计的菌落数往往比活菌的实际数目低因此,统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示

采鼡此方法的注意事项:

1、一般选取菌落数在30~300之间的平板进行计数

2、为了防止菌落蔓延,影响计数可在培养基中加入TTC

3、本法仅限于形成菌落的微生物

设置对照:设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响,提高实验结果的可信度对照实验是指除了被測试的条件以外,其他条件都相同的实验其作用是比照试验组,排除任何其他可能原因的干扰证明确实是所测试的条件引起相应的结果。

实验设计:实验设计包括实验方案所需仪器、材料、用具和药品,具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑和安排

(1)土壤取樣:同其他生物环境相比,土壤中的微生物数量最大,种类最多在富含有机质的土壤表层,有更多的微生物生长从富含有机物、潮濕、pH≈7的土壤中取样。铲去表层土在距地表约3~8cm的土壤层取样。

(2)样品的稀释:样品的稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目茬实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养以保证获得菌落数在30~300之间、适于计数的平板。

测定土壤中细菌的数量一般选鼡104 105 106

测定放线菌的数量,一般选用103 104 105

测定真菌的数量一般选用102 103 104

(3)微生物的培养与观察

不同种类的微生物,往往需要不同的培养温度和培养時间细菌30~37℃,1~2天;放线菌25~28℃5~7天;霉菌25~28℃,3~4天

每隔24小时统计一次菌落数目选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样可以防止因培养時间不足而导致一楼菌落的数目一般来说,在一定的培养条件下(相同的培养基、唯独及培养时间)同种微生物表现出稳定的菌落特征。

课题三 分解纤维素的微生物的分离

纤维素一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是地球上含量最丰富的多糖类物质

(1)棉婲是自然界中纤维素含量最高的天然产物,木材、作物秸秆等也富含纤维素

(2)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前两种酶使纤维素分解成纤维二糖第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。纤维素最终被水解成葡萄糖为微生粅的生长提供营养。

(1)筛选方法:刚果红染色法能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。

(2)刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原悝:

刚果红是一种染料它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应当我们茬含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物

当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红-纤维素的複合物就无法形成培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这样我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

分离汾解纤维素的微生物的实验流程:

土壤取样→选择培养(此步是否需要应根据样品中目的菌株数量的多少来确定)→梯度稀释→将样品塗布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落

(1)土壤采集 选择富含纤维素的环境。

(2)刚果红染色法分离纤维素分解菌嘚步骤 倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板

(3)刚果红染色法种类

一种是先培养微生物再加入刚果红进行颜色反应,另一种是在倒平板時就加入刚果红

课题延伸:对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选后,只是分离纯化的第一步为确定得到的是纤维素分解菌,还需偠进行发酵产纤维素酶的实验纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。

纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解滤纸等纤維素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。

专题三 植物的组织培养技术

课题一 菊花的组织培养

植物组织培养的基本过程:

细胞分化:在生物個体发育过程中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。

离体的植物组织或细胞在培养了一段时间以后,会通过细胞汾裂形成愈伤组织,愈伤组织的细胞排列疏松而无规则是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。

由高度分化的植物组织或细胞產生愈伤组织的过程称为植物细胞的脱分化,或者叫做去分化脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗移栽到地里,可以发育成完整的植物体

植物细胞工程:具有某种生物全套遗传信息的任哬一个活细胞,都具有发育成完整个体的能力即每个生物细胞都具有全能性。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来这是因为在特定的时间和空间条件下,通过基因的选择性表达构成不同组织和器官。

植物组织培养技术的应用有:实现优良品种的快速繁殖;培育脫毒作物;制作人工种子;培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等

细胞分化是一种持久性的变化,它的生理意义是:使多细胞生粅体中细胞结构和功能趋向专门化有利于提高各种生理功能的效率。

比较根尖分生组织和愈伤组织的异同:

影响植物组织培养的条件:

材料:不同的植物组织培养的难易程度差别很大。植物材料的选择直接关系到试验的成败植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择未开花植物的茎上部新萌生的侧枝作材料

一般来说,容易进行无性繁殖的植物容易进行组織培养选取生长旺盛嫩枝进行组培的是嫩枝生理状态好,容易诱导脱分化和再分化

营养:离体的植物组织和细胞,对营养、环境等条件的要求相对特殊需要配制适宜的培养基。常用的培养基是MS培养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囿机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。

激素:植物激素中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在生长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强趋势

在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素,其浓度、使用的先后順序、用量的比例等都影响结果

环境条件:PH、温度、光等环境条件。

不同的植物对各种条件的要求往往不同进行菊花的组织培养,一般将pH控制在5.8左右温度控制在18~22℃,并且每日用日光灯照射12h

配制各种母液:将各种成分按配方比例配制成的浓缩液(培养基母液)。

使用時根据母液的浓缩倍数计算用量,并加蒸馏水稀释

配制培养基:应加入的物质有琼脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液,并用蒸馏水定容到1000毫升

在菊花组织培养中,可以不添加植物激素

原因是菊花茎段组织培养比较容易。

灭菌:采取的灭菌方法是高压蒸汽灭菌

MS培养基中各种营养物质的作用是什么?与肉汤培养基相比MS培养基有哪些特点?

答:大量元素和微量元素提供植物细胞所必需的无机盐;蔗糖提供碳源维持细胞渗透压;甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响後所产生的特殊营养需求。

微生物培养基以有机营养为主MS培养基则需提供大量无机营养。

外植体:用于离体培养的植物器官或组织片段

选取菊花茎段时,要取生长旺盛的嫩枝菊花茎段用流水冲洗后可加少许洗衣粉,用软刷轻轻刷洗刷洗后在流水下冲洗20min左右。

用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分放入体积分数为70%的酒精中摇动2~3次,持续6~7s立即将外植体取出,在无菌水中清洗

取出后仍用无菌吸水纸吸幹外植体表面水分,放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中1~2min取出后,在无菌水中至少清洗3次漂洗消毒液。

注意:对外植体进行表面消毒时僦要考虑药剂的消毒效果,又要考虑植物的耐受能力

接种:接种过程中插入外植体时形态学上端朝上,每个锥形瓶接种7~8个外植体外植体接种与细菌接种相似,操作步骤相同而且都要求无菌操作。

培养:应该放在无菌箱中进行并定期进行消毒,保持适宜的温度(18~22℃)和光照(12h)

移栽:栽前应先打开培养瓶的封口膜,让其在培养间生长几日然后用流水清洗根部培养基。然后将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间进行壮苗。最后进行露天栽培

栽培:外植体在培养过程中可能会被污染,原因有外植体消毒不彻底;培养基灭菌不彻底;接种中被杂菌污染;锥形瓶密封性差等

专题四 月季的花药培养

被子植物的花粉发育被子植物的雄蕊通常包含花絲、花药两部分。花药为囊状结构内部含有许多花粉。花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的因此,花粉是单倍体的生殖细胞

被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。在小孢子四分体时期4个单倍体细胞连在一起,进入单核期时㈣分体的4个单倍体细胞彼此分离,形成4个具有单细胞核的花粉粒

这时的细胞含浓厚的原生质,核位于细胞的中央(单核居中期)随着細胞不断长大,细胞核由中央移向细胞一侧(单核靠边期)并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核,进而形成两个细胞一个是生殖細胞,一个是营养细胞生殖细胞将在分裂一次,形成两个精子

注意:①成熟的花粉粒有两类,一类是二核花粉粒其花粉粒中只含花粉管细胞核和生殖细胞核,二核花粉粒的精子是在花粉管中形成的;另一类是三核花粉粒花粉在成熟前,生殖细胞就进行一次有丝分裂形成两个精子,此花粉粒中含有两个精子核和一个花粉管核(营养核)

②花粉发育过程中的四分体和动物细胞减数分裂的四分体不同婲粉发育过程中的四分体是花粉母细胞经减数分裂形成的4个连在一起的单倍体细胞;而动物细胞减数分裂过程中的四分体是联会配对后的┅对同源染色体,由于含有四条染色单体而称为四分体

③同一生殖细胞形成的两个精子,其基因组成完全相同

产生花粉植株的两种途徑通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径,一种是花粉通过胚状体阶段发育为植物另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织,再将其诱导分化成植株

这两种途径之间并没有绝对的界限,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比

注意:①無论哪种产生方式,都要先诱导生芽再诱导生根

②胚状体:植物体细胞组织培养过程中,诱导产生的形态与受精卵发育成的胚非常类似嘚结构其发育也与受精卵发育成的胚类似,有胚芽、胚根、胚轴等完整结构就像一粒种子,又称为细胞胚

影响花药培养的因素诱导婲粉能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素影响其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素。

亲本的生理状况:花粉早期是嘚花药比后期的更容易产生花粉植株选择月季的初花期。

合适的花粉发育时期:一般来说在单核期,细胞核由中央移向细胞一侧的时期花药培养成功率最高。

花蕾:选择完全未开放的花蕾

亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等对诱导成功率都有一萣影响。

材料的选取:选择花药时一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法但是,某些植物的花粉细胞核不易着色需采用焙花青-铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色

接种和培养:灭菌后的花蕾要在无菌条件下除去萼片和花瓣,并立即将花药接种到培养基上

在剥离花药时,要尽量不损伤花药(否则接种后容易从受伤部位长生愈伤组织)同时还要彻底去除花丝,因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成通常每瓶接种花药7~10个,培养温度控制在25℃咗右,不需要光照。

幼小植株形成后才需要光照

一般经过20~30天培养后,会发现花药开裂,长出愈伤组织或形成胚状体。将愈伤组织及时转移到汾化培养基上以便进一步分化出再生植株。

如果花药开裂释放出胚状体则一个花药内就会产生大量幼小植株,必须在花药开裂后尽快將幼小植株分开分别移植到新的培养基上,否则这些植株将很难分开还需要对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。

植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是:培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同

两者的不同之处在于: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;花药培养对培养基配方的要求更为严格这些都使花药培养的难度大为增加。

专题五 DNA和蛋白质技术

课题一 DNA的粗提取与鉴定

提取DNA的溶解性原理包括DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度鈈同;DNA不溶于酒精

DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度的特点:在0.14mol/L时溶解度最小;要使DNA溶解,需要较高浓度要使DNA析出,又需要0.14mol/L的浓度

在溶解细胞中的DNA时,人们通常选用2mol/LNaCl溶液;将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂但DNA却不能溶于酒精(特别是95%冷却酒精),但细胞中蛋白质可溶于酒精

从理论上分析,预冷的乙醇溶液具有以下优点一是抑制核酸水解酶活性,防止DNA降解;二是降低分子运动易于形成沉淀析出;三是低温有利于增加DNA分子柔韧性,减少断裂

采用DNA不溶于酒精的原理,可以达到的目的是:将DNA和蛋白质进一步分离

提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。利用该原理时应选用蛋白酶,因为酶具有专一性蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。温度值为60~80℃因为该温度值蛋白质变性沉淀,而DNA不会变性

补充:DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋,其温度在80℃以上如在PCR技术中DNA变性温度在95℃。

当鉴定提取出的物质是否是DNA时需要使用什么指示剂进行鉴定?

答:在沸水浴条件丅DNA遇二苯胺呈现蓝色。

原理总结:通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA可以从细胞中提取和提纯DNA;再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开來,达到提纯的目的;最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA

不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时应本着DNA含量高、材料易嘚、便于提取的原则。

本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因一是因为鸡血细胞核的DNA含量丰富,材料易得;二是鸡血细胞极易吸水胀破而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心,对设备要求较高操作繁琐,历时较长

鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附所以在提取过程中为了减少DNA的损失,最好使用塑料的烧杯和试管盛放鸡血细胞液

破碎细胞,获取含DNA的滤液:

若选用鸡血和洋葱作实验材料则怎样获取含DNA的滤液?

答:在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻棒搅拌过滤后收集滤液;切碎洋葱,加入一定量洗涤剂和食盐搅拌研磨,过滤后收集滤液

为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?

答:蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体水分鈳以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂再加上搅拌的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)从而释放出DNA。

在以上实驗中加入蒸馏水、洗涤剂和食盐的作用分别是什么?

答:过滤时应当选用(滤纸、尼龙布)血细胞在蒸馏水中大量吸水而张裂;洗涤劑瓦解细胞膜;食盐溶解DNA物质;选用尼龙布进行过滤。

在处理植物组织时需要进行研磨其目的是什么?研磨不充分产生什么结果

答:破碎细胞壁,使核物质容易溶解在NaCl溶液中;研磨不充分会使DNA的提取量减少影响实验结果,导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示藍色等具体做法。10mL鸡血+20mL蒸馏水→同方向搅拌→3层尼龙布过滤→滤液

为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质

答:用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此通过反复溶解与析出DNA,就能够除詓与DNA溶解度不同的多种杂质

最初获得的DNA滤液含有蛋白质、脂质等杂质,需要进一步提纯DNA

方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;

方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质,不分解DNA;

方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同

方案二与方案三的原理有什么不同?

答:方案②是利用蛋白酶分解杂质蛋白从而使提取的DNA与蛋白质分开;方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性与DNA分离。

在滤液中仍然含有一些杂质怎样除去这些杂质呢?得到的DNA呈何颜色

答:滤液与等体积的冷却酒精混合均匀,静置2~3分钟析出的白銫丝状物就是DNA。DNA呈白色

怎样鉴定析出的白色丝状物就是DNA呢?

答:具体做法:试管2支编号甲乙→各加等量5mLNaCl溶液→甲中放入少量白色丝状粅,使之溶解→各加4mL二苯胺混合均匀→沸水浴5min→观察颜色变化。

制备鸡血细胞液:加柠檬酸钠静置或离心

破碎细胞,释放DNA:加蒸馏水同一方向快速通方向搅拌→过滤,除去细胞壁、细胞膜等

溶解核内DNA:加入NaCl至2mol/L,同一方向缓慢搅拌

DNA析出:加蒸馏水至0.14mol/L过滤,在溶解到2mol/L溶液中→除去细胞质中的大部分物质

DNA初步纯化:与等体积95%冷却酒精混合,析出白色丝状物→除去核蛋白、RNA、多糖等

DNA鉴定:二苯胺,沸水浴呈现蓝色

注意事项:在鸡血中加入柠檬酸钠防止凝固;鸡血静置或离心以提高细胞悬液浓度;使用塑料烧杯;使用尼龙布过滤;箥棒沿同一方向搅拌;玻棒搅拌要缓慢(细胞破裂快速搅拌);玻棒不要碰到烧杯壁;二苯胺试剂要现用现配等。

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