3.生物材料中分离获得某种特定成分的方法。
[知识交汇]
考点一:微生物的实验室培养要点解读
(1)培养基的主要种类
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划分标准 |
培养基种类 |
特点 |
用途 |
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物理性质 |
液体培养基 |
不加凝固剂 |
工业生产 |
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半固体培养基 |
加凝固剂,如琼脂 |
观察微生物的运动、分类鉴定 |
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固体培养基 |
微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种 |
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用途 |
选择培养基 |
培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长 |
培养、分离出特定微生物 |
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鉴别培养基 |
根据微生物的代谢特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品 |
鉴别不同种类的微生物 |
(2)培养基的营养成分
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营养要素 |
来源 |
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碳源 |
无机碳源 |
CO2、NaHCO3等含碳无机物 |
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有机碳源 |
糖、脂、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等 |
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氮源 |
无机氮源 |
无机氮、NH3、铵盐、硝酸盐、N2等 |
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有机氮源 |
牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸 |
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生长因子 |
维生素、氨基酸、碱基 |
提示:培养基的营养要素除了碳源、氮源和生长因子外,还有水、无机盐以及不同微生物生长对pH以及氧气的需求。
(3)消毒和灭菌的区别
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条件 |
结果 |
常用的方法 |
应用的范围 |
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消毒 |
较为温和的物理或化学方法 |
仅杀死物质表面或内部一部分对人体有害的微生物 |
煮沸消毒法 |
一般物品 |
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巴氏消毒法 |
不耐高温的液体 |
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化学药剂消毒法 |
用酒精擦拭双手,用氯气消毒水源等 |
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灭菌 |
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 |
灼烧灭菌 |
接种工具 |
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干热灭菌 |
玻璃器皿、金属工具 |
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高压蒸汽灭菌 |
培养基及容器的灭菌 |
(4)纯化大肠杆菌的原理:在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞,使其长成单个的菌落,这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。
考点二:酵母细胞的固定化
(1)实验原理:①固定化酶不溶于反应液中,易于回收,可以重复使用。②固定化酶和固定化细胞是利用物理和化学方法将酶或细胞固定于一定空间内的技术。
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化学结合法
物理吸附法
(2)直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较
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方法 |
优点 |
缺点 |
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直接使用酶 |
催化效率高、耗能低、污染低 |
对环境条件非常敏感、易失活;难回收,成本高,影响产品质量 |
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固定化酶 |
既能与反应物接触,又能与产物分离;可以反复利用 |
不利于催化一系列的酶促反应 |
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固定化细胞 |
成本低、操作容易 |
反应物不易与酶接近,尤其是大分子物质,反应效率下降 |
(3)制备固定化酵母细胞成功的关键
加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环,如果浓度过高,将很难形成凝胶珠,如果浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少,都会影响实验效果,同时对海藻酸钠溶化时要用小火间断加热,避免海藻酸钠发生焦糊。
考点三:五种重要物质的提取
(1)提取方法总结
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提取物质 |
提取方法 |
提取原理 |
步骤 |
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DNA |
盐析法 |
①DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同;②DNA不溶于酒精,但某些蛋白质则溶于酒精 |
①溶解在2mol/L的NaCl溶液中;②加水稀释至0.14mol/LNaCl溶液使DNA析出过滤;③加入冷却酒精析出。 |
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血红蛋白 |
凝胶色谱法 |
根据相对分子质量的大小 |
①样品处理;②粗提取;③纯化;④纯度鉴定 |
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电脉法 |
根据各种分子带电性质差异及分子本身大小、形状的不同 |
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玫瑰精油 |
水蒸气蒸馏法 |
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来 |
①水蒸气蒸馏;②分离油层;③除水过滤 |
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橘皮精油 |
压榨法 |
通过机械加压,压榨出果皮中的芳香油 |
①石灰水浸泡、漂洗;②压榨、过滤、静置;③再次过滤 |
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胡萝卜素 |
萃取法 |
使提取物溶解在有机溶剂中,蒸发后得到提取物 |
①粉碎、干燥;②萃取、过滤;③浓缩 |
(2)DNA粗提
取与鉴定
①哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核,不适于作DNA提取的材料,但却是提取血红蛋白的理想材料。
②实验过程中两次用到蒸馏水:第一次目的是使成熟
的鸡血细胞涨破释放出DNA,第二次目的是稀释NaCl溶液。
③鉴定DNA加入二苯胺试剂并沸水浴加热,观察是否出现蓝色。
(3)血红蛋白的提取和分离操作程序
①样品处理:红细胞的洗涤(除去血浆蛋白等杂质)、血红蛋白的释放(使红细胞胞破裂,血红蛋白释放出来)、分离血红蛋白溶液(经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来)。
②粗分离--透析:除去样品中分子量较小的杂质。
③纯化:一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。
④纯度鉴定:一般用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,来测定蛋白质的分子量。
(4)植物有效成分的提取方法
①蒸馏法:芳香油具有挥发性,把含有芳香油的花、叶等放入水中加热,水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来,形成油水混合物;冷却后,油水混合物又会重新分成油层和水层,除去水层便得到芳香油。
②萃取法:需将植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中,使芳香油或色素充分溶解,然后蒸去低沸点的溶剂,剩下的就是芳香油或色素。
③压榨法:橘子、柠檬、甜橙等植物的果皮中,芳香油的含量较多,可以用机械压力直接榨出,这种提取方法叫做压榨法。
[典例导析]
[例1](2009年安徽卷)下列是关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述,其中错误的是( )
A.用蒸馏水配制牛肉膏蛋白膝培养基,经高温、高压灭菌后倒平板
B.取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1ml,分别涂布于各组平板上
C.将实验组和对照组平板倒置,37℃恒温培养24~48小时
D.确定对照组无菌后,选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数
[答案]D
[分析]本题主要考查微生物的应用与培养的有关知识。土壤中微生物的量相对稳定,由于实验原因,很容易引起数量的剧烈变化,所以要选择30~300左右进行计数。
[例2](2009年宁夏卷)
(1)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑______、______和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、______、______等优点,因此常作为遗传学研究的实验材料。
(2)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养皿进行________(消毒、灭菌);操作者的双手需要进行清洗和______;静止空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使蛋白质变性,还能__________。
(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数,要想使所得估计值更接近实际值,除应严格操作、多次重复外,还应保证待测样品稀释的_______。
(4)通常,对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的____________。
(5)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是_________。
(6)若用大肠杆菌进行实验,使用过的培养基及其培养物必须经过_______处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。
[答案](1)温度 酸碱度 易培养 生活周期短 (2)灭菌 消毒 损伤DNA的结构 (3)比例合适 (4)鉴定(或分类) (5)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生 (6)灭菌
[分析]本题主要考查微生物培养的综合知识。消毒一般只是消灭体表的微生物,而灭菌是杀死所有的微生物及孢子等。观察细菌等微生物的有无通常是通过培养来观察菌落的形状、颜色等。
[备战策略]
本专题知识与生活密切相关,对有关知识的考查上注重与之相关的基础知识,并突出重点。因此在复习中不要“深挖洞”,但要“广积粮”。 要牢固掌握相关的基础知识,在此基础上注重培养获取信息的能力、综合运用知识的能力。
[专题演练]