适用场景:土壤微生物检测、实验操作规范制定
报告要点:制备含淀粉培养基、进行无菌稀释分离、观察透明圈判定产酶
行文逻辑:配制培养基→制备稀释液→涂布培养→选取菌株
专业:生物科学类
年级:20xx级
姓名:
学号:1007040085
20xx年XX月XX日
实验十分离产淀粉酶的微生物
一、实验目的
1、熟悉常用微生物培养基(牛肉膏蛋白胨培养基)的配制方法。
2、学习各种无菌操作技术,并用此技术进行为微生物稀释分离、划线分离接种。
3、用平板划线法和稀释涂布平板发分离微生物。
4、认识为微生物存在的普遍性,体会无菌操作的重要性。
5、掌握分离产淀粉酶微生物的试验方法和步骤,了解产淀粉酶的微生物种类及形态。
二、实验原理
土壤是微生物生活的大本营,是寻找和发现有重要应用潜力的微生物的主要菌源。不同土样中各类微生物数量不同,一般土壤中细菌数量最多,其次为放线菌和霉菌。一般在较干燥,偏碱性、有机质丰富的土壤中放线苗数量较多;酵母菌在一般土壤中的数量较少,而在水果表皮、葡萄园、果园土中数量多些。本次实验从土壤中分离产淀粉酶的微生物,应该取那些富含产淀粉酶的微生物的土样。从复杂的微生物群体中获得只含有一种或某一类型微生物的过程称为微生物的分离与纯化。常用的方法有
1、简单单细胞挑取法
2、平板分离法和稀释涂布平板法
此次实验采取的是平板分离法和稀释涂布平板法结合,该方法操作简单,普遍用于微生物的分离与纯化。其原理包括:
1)稀释后的细胞悬液图不在平板上可以分离得单个菌株
2)在适合于待分离微生物的生长条件(如营养、酸碱度、温度与氧等)下培养微生物,或加入某种抑制剂造成只利于待分离微生物的生长,而抑制其他微生物生长的环境,从而淘汰一些不需要的微生物。
3)微生物在固体培养基上生长形成的单个菌落可以是由一个细胞繁殖而成的集合体。因此可通过挑取单菌落而获得纯培养。获得单菌落的方法可通过稀释涂布平板或平板划线等方法完成。
以淀粉作为惟一碳源的培养基培养未分离细菌,能产淀粉酶的细菌能生长,且菌落周围出现透明圈(淀粉不透明,被消化后变透明),则产淀粉酶微生物被分离出来。本实验采用透明圈检验法检测培养物中是否有产淀粉酶微生物的生长。
三、实验仪器及试剂
1、器材:
培养皿、载玻片、盖玻片、普通光学显微镜、量筒、滴管、吸水纸、烧杯、三角瓶、酒精灯、玻璃棒、接种环、镊子、恒温培养箱、高压蒸汽灭菌锅、天平、滤纸、pH试纸等。
2、试剂:
配制牛肉膏蛋白胨培养基的原料(牛肉膏、NaCl、琼脂、蛋白胨)、淀粉、卢戈氏碘液、蒸馏水、250ml三角瓶中装90ml无菌水加20粒玻璃珠,作稀释用等。
3、土样:
取自贵州大学农生楼后土壤10g,地下10cm左右。
四、实验步骤:
1、配制牛肉膏蛋白胨培养基:
1)配制牛肉膏蛋白胨琼脂培养基400ml(用于11个平皿和7支试管斜面)牛肉膏0.5%…………………………………2g
蛋白胨1%……………………………………4g
NaCl0.5%…………………………………..2g
琼脂2%……………………………………..8g
淀粉0.5%........................................2g
pH……………………………………7.0~7.2
(2)无菌水的制备
分别取9ml蒸馏水加入5支试管中,加塞后用报纸包扎捆绑,放入高压蒸汽灭菌锅灭菌备用。取90ml蒸馏水加入250ml三角瓶中,同样的操作,灭菌备用。
(3)器皿的准备
将刻度吸管用报纸包扎,培养皿装入专用灭菌杯分别放入高温灭菌箱灭菌备用。
2)倒11个平板和7支试管斜面,包扎,0.1Mp、121℃、灭菌30min.
2、制备土壤稀释液:
称取土样10g,放入盛有250ml无菌水的带有玻璃珠的三角瓶中,振荡摇匀10min使土和水充分混合,然后用移液枪从三角瓶中吸取1ml(此操作要求无菌操作),加入另一盛有9ml无菌水的试管中,混合均匀,以此类推分别制成制成0.01、0.001、0.0001、0.00001、0.000001不同稀释度的土壤溶液。
3、涂布培养:
0.00001、0.000001浓度的土壤稀释液作为涂布平板培养的对象,将其分别涂布在3个牛肉膏蛋白胨培养基中,共6个培养基,标号,37°C温箱培养48h。
4、选取目的菌株:
两天后对土壤溶液的微生物培养基进行观察,并取两个菌落形态完全一致的分散的单个菌落,对其中一个喷洒卢戈氏碘液,观察其菌落周围是否出现透明圈,如果出现透明圈说明此菌株产淀粉酶,是目的菌株,记录细菌明显的性状。
适用场景:实验室操作规范制定、微生物实验前准备
报告要点:培养基成分配置、高压灭菌条件控制、无菌操作执行
行文逻辑:了解原理→配置培养基→高压灭菌→倒平板操作
实验目的:
(1)了解培养基的配置原理和方法,掌握分离培养微生物的有关准备工作。
(2)掌握高压灭菌方法及原理
实验原理:
(1)培养基的制备原理:
培养基是供微生物生长、繁殖、代谢的混合养料。
从营养角度分析:
营养:碳源、氮源、能源、生长素、水分和无机盐等;适宜的酸碱度(pH值)和一定缓冲能力;一定的氧化还原电位;合适的渗透压。
琼脂是从石花菜等海藻中提取的胶体物质,是应用最广的凝固剂。加琼脂制成的培养基在98~100℃下融化,于45℃以下凝固,不容易被微生物污染。但多次反复融化,其凝固性降低。
(2)湿热灭菌原理——高压蒸汽灭菌
在密闭的蒸锅内,其中的蒸汽不能外溢,压力不断上升,使水的沸点不断提高,从而锅内温度也随之增加。在0.1MPa的压力下,锅内温度达121℃。在此蒸汽温度下,可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢。
实验材料与方法
配制培养基所需器材
实验设备:高压蒸汽灭菌器。
实验器材:500ml三角烧瓶、蓝盖瓶、5ml刻度吸管、培养基、天平、砝码、称量纸、药勺、500ml、100ml量筒、牛皮纸、硫酸纸、橡皮筋、铁丝筐、平皿、剪刀等。
培养基等集中放讲台前高压桶内,送到洗刷室统一高压灭菌条件及注意事项
高压灭菌条件:121.3℃,15min。含糖培养基113℃,15min。
倒平板电炉加热灭菌好的培养基打开平皿包装倒平板(10块)
注意事项:空气环境无菌(应在酒精灯火焰周围无菌区)。
a.在酒精灯火焰处,倾斜打开瓶口。
b.瓶口要过火焰。
c.左手掀开平皿小口。
d.倾注满皿底再多一点,约10ml(7cm直径平皿)。
e.推放一边要轻缓,不能晃起琼脂挂壁,易在培养过程中污染杂菌。
f.完全凝固再翻转平板放塑料筐内,4℃备用。
分析与讨论
(1)如何证明培养基灭菌是否彻底?
把灭菌后的培养基按灭菌锅内的不同位置,每处抽取数管(瓶),标上记号,置25℃~30℃培养一周左右进行检查。如果培养基没有什么变化,说明灭菌效果良好;如果某一位置的培养基出现了杂菌菌落,可能是摆放的太紧,导致蒸汽不畅,或锅的`结构不合理等原因所致,应根据上述情况进行改进;如果大部分或全部菌种瓶都出现杂菌,说明灭菌温度或灭菌时间不够,应提高压力或延长灭菌时间。经过几次检验都证明能彻底灭菌后,以后按同样条件灭菌的则不必进行检查。
经过几次检验都证明能彻底灭菌后,以后按同样条件灭菌的则不必进行检查。
(2)为什么说消毒与灭菌是微生物学和临床医学必不可少的基本知识?由于病原生物广泛存在于自然界,可通过不同途径和媒介进入人体,引起感染或造成疾病流行。因此,杀灭或清除存在于体外传播媒介上的病原生物,对于切断传播途径、预防和控制其感染具有重要意义。自古以来,人们就利用煮沸、火烧、日晒等方法杀灭或去除微生物,达到预防疾病的目的。实际上,除了在临床医疗实践中需要防止微生物的污染或感染外,在微生物学实验室、食物保存、饮水净化、药品与生物制品生产等过程中都需要避免微生物的污染。
适用场景:细菌鉴定前染色准备、实验室操作规范学习
报告要点:革兰氏染色步骤实施、细胞壁结构对比分析、显微镜观察记录
行文逻辑:学习染色法→了解染色原理→执行染色步骤→分析细胞壁差异→观察实验结果
一、实验题目:
微生物的革兰氏染色
二、实验目的:
1、学习并初步掌握革兰氏染色法;
2、了解革兰氏染色的原理;
3、巩固显微镜的使用。
三、实验原理:
革兰氏染色是1884年丹麦病理学家christain gram氏创立的,是细菌学中最重要的.鉴别染色法。
染色步骤分为四个部分:
1、初染:加入碱性染料结晶紫固定细菌图片;
2、媒染:加入碘液,碘与结晶紫形成一种不溶于水的复合物;
3、脱色:利用有机溶剂乙醇或丙酮进行脱色;
g-和g+细胞壁的比较:
1、阳性(g+)菌细胞壁特点:细胞壁厚,只有一层,主要由肽聚糖构成,肽聚糖含量高,结构紧密,脂类含量低。当乙醇脱色时,细胞壁肽聚糖层孔径变小,通透性降低,结晶紫和碘的复合物被保留在细胞壁内,复染后仍显紫色(如芽孢杆菌)。
2、阴性(g-)菌细胞壁特点:细胞壁薄,由两层构成,内壁层和外壁层,细胞壁中脂类中脂类物质含量较高,肽聚糖含量较低,网状结构交联程度低,乙醇脱色时溶解了脂类物质,通透性增强,结晶紫与碘的复合物易被乙醇抽提出来,因此,革兰氏阴性菌细胞被脱色,当复染时,脱掉紫色的细胞的细胞壁又着上红色(例如大肠杆菌)。
四、实验器材:
1、菌种:大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌。
2、溶液和试剂:革兰氏染液、草酸铵结晶紫染液、碘液、95%乙醇、番红复染液、水。
3、仪器及其他用品:酒精灯、载玻片、显微镜、接种环、试管架、滤纸、滴管。
五、实验步骤:
1、取一个载玻片,将其洗净并沿一个方向擦拭干净,直至液体不再其上收缩为止;将接种环整平,用灼烧过的接种环在混匀的菌种中取菌,按常规方法图片,应涂大,不宜过厚。
2、打开酒精灯,用火焰固定,不宜烤得太狠,否则菌种呈假阳性。
3、轻旋结晶紫染液滴管,将其旋出,滴加1滴草酸铵结晶紫染液覆盖涂菌部位(轻晃使其完全覆盖),染色40s。
4、染色完成后倾去染液,水洗至流出水为无色。
5、将玻片上残留水用滤纸吸去,待其干燥。
6、在涂菌部位滴加碘液,覆盖1min。
7、媒染完成后,倾去碘液,水洗至流出水无色。
8、将玻片上残留水用滤纸吸去,待其干燥。
9、将载玻片放在白色笔记本上,用滴管滴加95%乙醇脱色,脱色30~40s,不宜脱色太狠,否则菌种呈假阴性。
10、脱色完成后立即用水洗去乙醇。
11、将玻片上残留水用滤纸吸去,待其干燥。
12、滴加番红复染液,染色4min。
13、染色完成后,水洗至流出水无色。
14、吸去残留水并晾干。
15、用显微镜观察并绘图。
用以上步骤完成:大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的混合图片染色、大肠杆菌单独菌种染色、金黄色葡萄球菌单独菌种染色。
六、注意事项:
1、选用活跃生长期菌种染色,老龄的革兰氏阳性细菌会被染成红色而造成假阴性。
2、图片不宜过厚,以免脱色不完全造成假阳性。
3、脱色是革兰氏染色是否成功的关键,脱色不够造成假阳性,脱色过度造成假阴性。
七、实验结果与讨论:
1、结果:
绘出高倍镜下观察的菌体图像。
2、思考题:
(1)写出常见的革兰氏阳性菌与阴性菌,包括致病菌。
(2)革兰氏染色的原理是什么?印象因素有哪些?
(3)如何验证你的染色结果是否正确?
适用场景:实验室操作培训、科研实验准备
报告要点:微生物分离操作、培养基灭菌处理、显微镜形态观察
行文逻辑:明确实验目的→阐述实验原理→准备实验器材→进行灭菌处理→实施微生物分离→开展培养观察→记录实验数据
一、实验目的
通过本次实验,我们希望深入了解微生物的基本特性,掌握微生物的分离、培养与观察方法,为进一步研究微生物的应用打下基础。
二、实验原理
微生物是一类个体微小、结构简单的生物,包括细菌、真菌、病毒等。本实验主要利用微生物的繁殖特性,通过选择适当的培养基,将微生物分离出来并进行培养。通过显微镜观察,我们可以了解微生物的形态、大小、染色反应等特性。
三、实验步骤
实验准备:选择合适的培养基,如肉汤培养基、琼脂培养基等;准备显微镜、接种环、灭菌锅等实验器材。
灭菌处理:将培养基和实验器材进行高压蒸汽灭菌,以消除杂菌干扰。
微生物分离:从样本中提取微生物,采用稀释法或划线法将微生物接种到培养基上。
培养与观察:将接种后的培养基放置在恒温箱中,在适宜的温度和湿度条件下进行培养。定期观察微生物的生长情况,记录生长特点。
显微镜观察:选择生长良好的菌落,用接种环取少量菌体,置于显微镜下观察其形态、大小及染色反应等特性。
数据记录与整理:详细记录实验数据,包括微生物的形态特征、生长情况等。整理数据并进行分析。
四、实验结果与分析
经过实验,我们成功分离并培养了多种微生物,包括细菌、真菌等。通过显微镜观察,我们记录了各种微生物的形态特征,并对其进行了初步分类。以下是部分实验结果的"数据表格和图表记录。
五、结论
通过本次实验,我们掌握了微生物的分离、培养与观察方法,了解了不同微生物的形态特征和生长特性。这些知识对于进一步研究微生物的应用具有重要意义。在未来的研究中,我们可以利用这些知识探索微生物在生物工程、环境保护等领域的应用价值。同时,本实验也提高了我们的实践操作能力和科学探究精神。
适用场景:生物实验操作指导、教学实验材料准备
报告要点:制作临时装片操作、口腔上皮细胞结构分析、食物能量测定方法
行文逻辑:制做临时装片→安装显微镜→观察细胞结构→测定能量数值
一.观察洋葱表皮细胞
实验目的:通过观察洋葱表皮细胞,说明植物体是由细胞组成的实验材料:显微镜、洋葱、镊子、滴管、水、载玻片、针、盖玻片、吸水纸、纱布。实验步骤:
(一)制做临时装片。
(1)用纱布将载玻片、盖玻片擦干净。
(2)用液管在载玻片上滴一滴清水。
(3)用镊子在洋葱鳞片叶上撕下一小片表皮。
(4)将撕下的表皮放入载玻片上的水滴中,用针将其展开。
(5)用镊子夹住盖玻片,先将一边接触载玻片的水滴边经再慢慢把盖玻片放平,制成临时切片。
(4)在盖玻片的翼侧滴加稀碘液,用吸水纸从盖玻片的另一侧吸引,使染液浸润标本的全部。
(二)安装临时装片:将临时切片放到显微镜上,调整显微镜与临时切片位置,直到可以观察到清晰的图像为止实验图像:
200倍800倍
实验结论:洋葱表皮是由无数细胞构成的,有明显的细胞核,细胞壁,细胞质出现。
二.观察人的口腔上皮细胞的实验教案
1、学习要求:
1.制作和观察人的口腔上皮细胞临时装片。
2.认识人的口腔上皮细胞的基本结构。
2、材料用具:
生理盐水,稀碘液,消毒牙签,滴管,纱布,镊子,吸水纸,载玻片,盖玻片,显微镜。
3、实验方法和步骤:
1.用洁净的纱布将载玻片和盖玻片擦拭干。
2.在载玻片中央滴一滴生理盐水。
3.用消毒牙签在口腔内侧壁轻刮几下放在生理盐水中。
4.用镊子夹起盖玻片,使它的一边先接触载玻片上的水滴,再将盖玻片缓缓放平盖在水滴。
5.在盖玻片的一侧滴加几滴稀碘液,用吸水纸在盖玻片的另一侧吸引,使碘液浸润标本的全部。
总结步骤:
擦-→滴-→取-→盖-→染-→吸五、绘制人的口腔上皮细胞
三.测定某种食物中的能量
实验目标一颗花生种子含有多少能量?
实验器材或药品 水
实验探究过程 现象
分析及结论
1、在锥形瓶中装30ml水
实验前水温:
2、把花生固定在解剖20℃、20℃、24℃
针上
试验后水温:
3、在酒精灯上点燃花73℃、78℃、68℃
4.2J生并尽快把花生放到锥
温差:×51×4.2=6300J
形瓶下面 53℃、58℃、44℃ 、待花生完全烧完后,平均值:51.666℃
一颗花生种子约含有6300J
实验结的能量论
四.探究馒头在口腔中的变化实验报告
一、问题的提出:取一块馒头放到口中咀嚼。口腔中的馒头要经过牙齿的咀嚼、舌的搅拌以及与唾液的混合。细细品尝这时的馒头,你能尝出一些甜味来。馒头变甜是否与牙齿的咀嚼、舌的搅拌以及唾液的"分泌有关呢?如果有关,它们各起什么作用呢?馒头变甜是否是淀粉发生了变化?
二、作出假设馒头变甜与牙齿的咀嚼、舌的搅拌以及唾液的分泌都有关。馒头变甜是因为淀粉被唾液中的唾液淀粉酶分解成了带有甜味的麦芽糖。在这个过程中,通过牙齿的咀嚼将馒头嚼碎,舌的搅拌使馒头碎屑与唾液充分混合。
三、制定计划
(一)实验原理
馒头变甜应该是成分中糖类发生变化。馒头的主要成分是淀粉,因此本实验利用淀粉遇碘变蓝的特性,以及口腔中的温度为37℃的常识。控制变量唾液,以及模拟牙齿的咀嚼作用和舌的搅拌作用。三支试管,两个对照实验。一支试管作为实验组,另两支试管作为对照组。如果模拟牙齿的咀嚼功能、舌的搅拌功能并加入唾液,滴入碘液后,实验组的试管内没有变成蓝色,说明馒头中淀粉的变化与牙齿的咀嚼、舌的搅拌以及唾液的分泌都有关。如果变成蓝色,则说明淀粉没有被分解,馒头变甜与牙齿的咀嚼、舌的搅拌以及唾液的分泌没有关系。
(二)实验变量的控制
两个对照实验。一个对照实验的实验变量是唾液,实验组内加入唾液2ml,对照组试管加入2ml清水。另一个对照实验的实验变量是馒头块的状态:实验组的馒头块用刀切碎,放入试管中并震荡试管,对照组的馒头块不做任何处理,直接整块放入试管中,并且不震荡试管。
(三)实验方案实验材料用具:馒头块(三小块等大)试管(三支)烧杯(三个)盛唾液的小烧杯滴管温度计石棉网三脚架碘液小刀小木板
1.取新鲜的馒头,切成大小相同的A、B、C三小块。将A块和B块分别用刀细细地切碎,拌匀(模拟牙齿的咀嚼和舌的搅拌),C块不做任何处理。
2.用凉开水将口漱净,口内含一块消毒棉絮。约1分钟之后,用干净的镊子取出棉絮,将棉絮中的唾液挤压到小烧杯中。
3.取3支洁净的试管,分别编上(1)、(2)、(3)号,然后做如下处理:
将A馒头碎屑放入(1)号试管中,注入2ml唾液并震荡试管;将B馒头碎屑放入(2)号试管,注入2ml清水并震荡试管;将C馒头放入(3)号试管,不震荡。将三支试管一起放入37℃左右的温水中。4.5-10分钟后,取出这三支试管,各滴加2滴碘液,摇匀。然后,观察并记录各试管中的颜色变化。四:实施计划
按确定的探究计划进行实验,观察实验现象。可见,(1)号试管中没有变成蓝色;(2)号试管变成蓝色;(3)号试管中的馒头块部分变成蓝色。
五、分析实验结果,得出结论
分析实验现象,(1)号试管中滴入碘液后,没有变成蓝色,说明试管中已经没有淀粉,淀粉被唾液中的唾液淀粉酶分解成麦芽糖了,麦芽糖没有遇碘变蓝的特性,所以滴入碘液后不变蓝。(2)号试管中加入的是清水和馒头碎屑,水没有消化淀粉的作用,因此,滴入碘液后,馒头碎屑中淀粉遇碘变成蓝色。(3)号试管中只有部分变成蓝色,说明馒头与唾液的接触不充分,只有部分淀粉被分解。由此,得出结论:说明馒头变甜与牙齿的咀嚼、舌的搅拌以及唾液的分泌都有关系。因为上述活动模拟了消化与唾液的分泌以及牙齿的咀嚼、舌的搅拌,(1)号试管中的馒头接触到了足量的唾液,并被消化。
适用场景:实验室操作培训、教学实验指导
报告要点:规范显微镜取镜安放、调整光圈对准通光孔、移动标本至视野中央
行文逻辑:取镜安放→对光调整→观察标本→整理设备
目的要求
1、练习使用显微镜,学会规范的操作方法。
2、能够独立操作显微镜。
3、能够将标本移动到视野中央,并看到清晰的图象。材料用具:
显微镜、e字玻片(写有上字的玻片)、动植物永久玻片、擦镜纸、纱布
方法和步骤
一、取镜和安放
1.右手握住镜臂,左手托住镜座。
2.把显微镜放在实验台上,略偏左(显微镜放在距实验台边缘7厘米左右处)。安装好目镜和物镜。
二、对光
3.转动转换器,使低倍物镜对准通光孔(物镜的前端与载物台要保持2厘米的"距离)。
4.把一个较大的光圈对准通光孔。左眼注视目镜内(右眼睁开,便于以后同时画图)。转动反光镜,使光线通过通光孔反射到镜筒内。通过目镜,可以看到白亮的视野。
三、观察
5.把所要观察的玻片标本(也可以用印有“e”字的薄纸片制成)放在载物台上,用压片夹压住,标本要正对通光孔的中心。
6.转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降,直到物镜接近玻片标本为止(眼睛看着物镜,以免物镜碰到玻片标本)。
7.左眼向目镜内看,同时反方向转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓上升,直到看清物像为止。再略微转动细准焦螺旋,使看到的物像更加清晰。
注意事项
1、注意安全,不要损伤显微镜、目镜和物镜。
2、材料对准通光孔,用压片夹将玻片压好。
3、下降镜筒时,不要注视目镜,一定要注视物镜,以免损坏玻片标本和物镜镜头。
4、取下玻片标本时要小心;
5、实验完毕,把显微镜的外表擦拭干净。转动转换器,把两个物镜偏到两旁,并将镜筒缓缓下降到最低处。最后把显微镜放进镜箱里,送回原处。
适用场景:分子生物学实验操作指导、实验室技术培训材料
报告要点:碱变性提取法应用、凝胶制备及电泳操作、质粒纯化流程实施
行文逻辑:掌握实验原理→学习质粒制备方法→掌握凝胶电泳技术→准备实验器材→执行质粒提取步骤
一、
1、掌握碱变性提取法提取大肠杆菌中质粒DNA的原理和方法。
2、学习并掌握凝胶电泳进行DNA的分离纯化的实验原理。
3、学习并掌握凝胶的制备及电泳方法。
4、学习并掌握凝胶中DNA的分离纯化方法。
二、
1、质粒DNA的制备方法
质粒(Plasmid)是独立存在于染色体外、能自主复制并能稳定遗传的一种环状双链DNA分子,分布于细菌、放线菌、真菌以及一些动植物细胞中,但在细菌细胞中含量最多。细菌质粒大小介于1~200Kb之间,是应用最多的质粒类群,在细菌细胞内它们利用宿主细胞的复制机构合成质粒自身的DNA。
质粒DNA的制备包括3个步骤:
①培养细菌,使质粒DNA大量扩增;
②收集和裂解细菌
③分离和纯化质粒DNA。主要方法包括:碱裂解法:0.2molNaOH+1%SDS;煮沸裂解法:沸水煮沸40秒;SDS裂解法:10%SDS,一般用于质粒大量提取。在实际操作中可以根据宿主菌株类型、质粒分子大小、碱基组成和结构等特点以及质粒DNA的用途进行选择。本实验选择碱裂解法提取质粒DNA。
2、质粒DNA的提取——碱变性提取法
在细菌细胞中,染色体DNA和质粒DNA均被释放出来,但是两者变性与复性所依赖的溶pH值不同。在pH值高达12.0的碱性溶液中,染色体DNA的氢键断裂,双螺旋结构解开而变性;共价闭合环状质粒DNA的大部分氢键断裂,但两条互补链不完全分离。因为它们在拓扑学上是相互缠绕的。当用pH值4.6的KAc(NaAc)高盐溶液调节碱性溶液至中性时,变性的质粒DNA可恢复原来的共价闭合环状超螺旋结构而溶解于溶液中;但染色体DNA不能复性,而是与不稳定的大分子RNA、蛋白质—SDS复合物等一起形成缠连的、可见的白色絮状沉淀。这种沉淀通过离心,与复性的溶于溶液的质粒DNA分离。溶于上清液的质粒DNA,可用无水乙醇和盐溶液,使之凝聚而形成沉淀。由于DNA和RNA性质类似,乙醇沉淀
DNA的同时,也伴随着RNA沉淀,可利用RNaseA将RNA降解。质粒DNA溶液中的RNaseA以及一些可溶性蛋白,可通过酚/氯仿抽提除去,最后获得纯度较高的质粒DNA。
3、凝胶电泳进行DNA分离纯化
电泳(electrophoresis)是带电物质在电场中向着与其电荷相反的电极方向移动的现象。各种生物大分子在一定pH条件下,可以解离成带电荷的离子,在电场中会向相反的电极移动。凝胶是支持电泳介质,它具有分子筛效应。含有电解液的凝胶在电场中,其中的电离子会发生移动,移动的速度可因电离子的大小形态及电荷量的不同而有差异。利用移动速度差异,就可以区别各种大小不同的分子。因而,凝胶电泳可用于分离、鉴定和纯化DNA的片段,是分子生物学的核心技术之一。
凝胶电泳技术操作简单而迅速,分辨率高,分辨范围广。此外,凝胶中DNA的位置可以用低浓度荧光插入染料如溴化乙锭(ethidium bromide,EB)或SYBR Gold染色直接观察到,甚至含量少至20pg的双链DNA在紫外激发下也能直接检测到。需要的话,这些分离的DNA条带可以从凝胶中回收,用于各种各样目的的实验。
分子生物学中,常用的两种凝胶为琼脂糖(agarose)和聚丙烯酰胺凝胶。这两种凝胶能灌制成各种形状、大小和孔径,也能以许多不同的构型和方位进行电泳。聚丙烯酰胺凝胶分辨率高,使用于较小分子核酸(5—500bp)的分离和蛋白质电泳。它的分辨率非常高,长度上相差1bp或质量上相差0.1%的DNA都可以彼此分离,这也是采用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行DNA序列分析的分子基础。虽然它能很快地进行电泳,并能容纳较大的DNA上样量,但是与琼脂糖凝胶相比,在制备和操作上繁琐。琼脂糖是从海藻中提取的长链状多聚物,由β—D—吡喃半乳糖与3,6—脱水—L—吡喃半乳糖组成,相对分子质量为104—105。琼脂糖加热至90℃左右,即可溶化形成清亮、透明的液体,浇在模版上冷却后形成凝胶,其凝固点为40—45℃。琼脂糖凝胶相对于聚丙烯酰胺凝胶分辨率低,但它的分离范围更大(50至百万bp),小片段DNA(50—20000bp)最适合在恒定轻度和方向的电场中水平方向的琼脂糖凝胶内电泳分离。琼脂糖凝胶电泳易于操作,适用于核酸电泳,测定DNA的相对分子质量,分离经限制酶水解的DNA的片段,进一步纯化DNA等。
琼脂糖凝胶电泳是一种常用的方法。在溶液中,由于核酸有磷酸基而带有负电荷,在电场中向正极移动。DNA在琼脂糖凝胶中的电泳迁移率主要取决于6个因素:样品DNA分子的大小、DNA分子的构象、琼脂糖浓度、电泳所用电场、缓冲液和温度。
三、
1、实验仪器
培养皿、接种环、三角瓶、酒精灯、恒温振荡培养箱、50ml离心管、1.5ml塑料离心管(Eppendorf管)、高速离心机、漩涡振荡器、微量移液器、不同型号枪头、天平、制胶槽、梳子、电泳仪、吸管、量筒、微波炉、灭菌锅、恒温水浴锅、试剂瓶、卫生纸和记号笔、手套等。
2、实验试剂
LB培养基,抗生素Ap(氨苄青霉素),溶液Ⅰ,溶液Ⅱ,溶液Ⅲ,RNaseA母液,TE缓冲液,饱和酚,氯仿/异戊醇混合液,酚/氯仿/异戊醇(PCI)混合液,预冷无水乙醇,TAE电泳缓冲液(10×),上样缓冲液(6×),琼脂糖,溴化乙锭(EB),DNA相对分子质量标准物DNA Marker λ/Hind Ⅲ,5mol/L pH 5.2的醋酸钠。
四、
1、准备实验
配制LB液体培养基,分装到100ml的三角瓶中20ml,300ml的三角瓶中50ml,另配LB固体培养基;准备1000ul、200ul、10ul移液枪尖各一盒,1.5ml离心管若干于500ml三角瓶中,50ml离心管2个 ,将上述物品包好连同配好的培养基一同灭菌。
2、菌体培养
在含有Ap的LB平板上挑取一环携带有质粒pUC19的E。coli DH5单菌落,接种于20mlLB液体培养基中进行37℃振荡过夜培养,培养基中加Ap100ul
(100ug/ml),质粒pUC19具有Ap抗性基因,使得带有pUC19的质粒得以生长。 过夜培养后菌体量大,杂质较多,然后用移液枪吸取过夜培养物2ml转接于50mlLB液体培养基中,培养基中加入Ap250ul,37℃振荡培养4—6h至对数生长期后期,生长速率快,代谢旺盛,酶系活跃,杂质少,适合提取质粒。
3、质粒提取
(1)称量空的50ml离心管的重量为14.331g,然后将三角瓶中的菌液倒至管中,不能倒满,液面距管口约1cm,7000rpm离心5分钟后弃去上清液,收集菌体细胞。
(2)向离心管中悬滴加入5ml冰预冷的溶液Ⅰ打散菌体洗涤,用漩涡振荡器使之充分悬浮后用枪尖吹吸混匀,同步骤(1)离心,弃去上清,将离心管倒置于吸水纸上,使上清液全部流尽干燥,然后称重得14.437g,则菌体质量为106mg。
(3)洗涤后每100mg菌体应加入冰预冷的溶液Ⅰ1ml,106mg菌体按100mg菌体处理,加入溶液Ⅰ1ml,打散菌泥、吹吸混匀,冰浴5min。溶液Ⅰ中的葡萄糖使
溶液密度增加,悬浮后的大肠杆菌不会快速沉积到管子的底部;维持渗透压,防止细胞提前破裂,防止DNA受机械剪切力作用而降解。EDTA是Ca2+和Mg2+等二价金属离子的螯合剂,可抑制DNase的活性,抑制微生物的生长。Tris—Cl溶液提供适当的pH。
(4) 按比例加入新配制的溶液Ⅱ2ml(与溶液Ⅰ对应),轻加轻摇,冰浴5min。溶液变清亮透明粘稠如蛋清状。溶液Ⅱ中的NaOH使细胞膜发生了从bilayer(双层膜)结构向micelle(微囊)结构的相变化导致细胞溶解。同时,强碱性使染色体DNA、质粒DNA和蛋白质变性;SDS为下一步沉淀做铺垫。
(5)按比例加入冰预冷的溶液Ⅲ1.5ml(与溶液Ⅰ、Ⅱ对应),轻加轻摇,冰浴10min。溶液出现白色絮状沉淀。沉淀为蛋白质SDS复合物、细胞碎片和其他大分子成分。溶液Ⅲ中的HAc中和NaOH,因为长时间的碱性条件会打断基因组DNA,只要是50-100 kb大小的片断,就不能再被PDS共沉淀。同时变性的质粒DNA复性。反应形成的高盐环境进一步加速了沉淀。
(6)12000rpm离心15min,白色沉淀聚集在离心管一侧,用移液枪将上清液转移到另一洁净的离心管中。然后向上清液中加入1/10体积的3MNaAc混匀,加入2倍体积的冰无水乙醇,混匀,—20℃下沉降30分钟。乙醇可以任意比和水相混溶,乙醇与核酸不会起任何化学反应,对DNA很安全,因此是理想的沉淀剂。 DNA溶液是DNA以水合状态稳定存在,当加入乙醇时,乙醇会夺去DNA周围的水分子,使DNA失水而易于聚合。在pH为8左右的溶液中,DNA分子是带负电荷的",加一定浓度的NaAc或NaCl,易于互相聚合而形成DNA钠盐沉淀。
(7) 以12000rpm离心15min,小心倒去上清液,得到DNA沉淀。加入3ml70%冰乙醇,轻轻地覆盖沉淀,不打散沉淀,洗涤一次。
(8)以12000rpm离心5min,离心管底部DNA沉淀所在面应与收集沉淀面一致。去掉上清液,将离心管上沉淀部位做好标记,将离心管倒置于吸水纸上,干燥5min。粗提取的质粒呈浅黄色,随着水分的减少质粒变为无色。所以为了完全溶解质粒,要在离心管上标记质粒所在位置。
(9)将DNA沉淀溶于1mlTE缓冲液中,移液枪吹吸助溶,然后将溶解液转移到一个Eppendorf管中。TE是pH缓冲液,为DNA提供稳定的生理状态,呈弱碱性,有利于保护碱基对。同时含有EDTA是二价阳离子的螯合剂,抑制DNA酶作用。
4、质粒纯化
(1)Eppendorf管中加入RNase A(纯浓度>50ug/ml),37℃保温0.5—1h
(2)将上述的溶液平均分配到2个1.5ml的微量离心管中,每管0.5ml,分别加入与溶液等体积的(500ul)Tris饱和苯酚溶液,振荡混匀,7000rpm,离心5min,上清液转移到一洁净的Eppendorf管中。苯酚是经Tris饱和后的,显黄色。苯
酚加入后,溶液分层,苯酚向下,下层呈浅黄色,上层溶液无色,在中间产生大量白色沉淀,此为变性后的蛋白质。
(3)加入等体积的(500ul)苯酚/氯仿溶液(1:1),振荡混匀, 7000rpm,离心5min,上清液转移到到另一洁净的Eppendorf管中。苯酚是强的蛋白变性剂,但是苯酚留在质粒溶液中会影响DNA的酶切,它本身易被氧化,会损伤质粒。氯仿也是蛋白变性剂,但是比酚弱,且能溶解质粒中的脂类,溶解苯酚,去除溶液中的苯酚。异戊醇则可起消除抽提过程中出现的泡沫,有利于分层更明显。此时溶液中已看不到明显的白色沉淀,但仍有蛋白质的存在。
(4)加入等体积的氯仿溶液,振荡混匀, 7000rpm,离心5min,上清液转移到一洁净的Eppendorf管中,得上清液400ul。
(5)向上清液中加入1/10体积的NaAc混匀,再加入2倍体积的冰无水乙醇,混匀,—20℃下沉降30分钟。
(6)以12000rpm,离心15min,弃去上清液,得到DNA沉淀,为白色。
(7)向DNA沉淀中加入70%冰乙醇200ul,不打散沉淀,洗涤。然后以12000rpm离心5min,离心管底部DNA沉淀所在面应与收集沉淀面一致。
(8)去掉上清液,将离心管倒置于吸水纸上,室温干燥。用50ulTE溶解于1管中。
5、质粒检测
(1)称取0.4g的琼脂糖,置于一锥形瓶中,在三角瓶上标好液面位置,加入40ml的1×TAE电泳缓冲液,再加入5—10ml重蒸水,以补充在溶胶过程中损失的水分。然后置微波炉加热至完全溶化,溶液透明。冷却至50℃左右,倒入制板槽制板。
(2)待胶凝固后,小心拔起梳子,使加样孔端置阴极段放进电泳槽内。在槽内加入1×TAE 电泳缓冲液,至液面覆盖过胶面2—3cm。取1μl加电泳载样液和3μl质粒样品于小纸片上,用移液枪混匀。
(3)电泳1h,观察溴酚兰的带(蓝色)的移动。
(4) 把胶槽取出,小心滑出胶块,放进EB溶液中进行染色,完全浸泡约5min。
(5)凝胶成像仪观察。
五、
(1)滴加溶液II时,要逐滴加入,且要轻加轻摇溶液使之混匀,整体动作要快,因为强碱在溶液中停留时间不能过长,否则会破坏质粒DNA。
(2)加入溶液III后,生成了大量的絮状沉淀,溶液III中和强碱使质粒复性,不可剧烈震荡, 防止染色体DNA断裂,应该上下颠倒离心管,使其混匀。
适用场景:食品微生物检测操作、实验室无菌接种培训
报告要点:霉菌孢子点植法接种、小室载玻片湿度控制、粮食样品无菌洗涤处理
行文逻辑:掌握接种方法→执行无菌操作→完成培养观察
实验目的与要求:
掌握霉菌与酵母菌的接种与培养方法。
实验原理:
接种是微生物实验及科学研究中一项基本操作技术。根据实验目的和要求,选择合适的接种工具与接种方法,接种工具有接种环、接种针、接种铲、接种钩、吸管、滴管、棉签等。常用接种方法有:斜面接种,液体接种,穿刺接种,平板接种和固体接种。接种的关键是无菌操作。
无菌操作的原则:在酒精灯火焰旁进行,所有器皿均须严格消毒,培养基应事先做无菌试验,接种工具使用前后须经火焰烧灼灭菌,棉塞不能乱放,始终夹在手指中。在培养四大类微生物时应注意选择适宜的培养条件。多数细菌为专性需氧菌与兼性需氧菌,少数为厌氧菌。多数食品腐败菌和工业用菌种,以及人和动物病原菌的最适生长温度为37℃,并且在近中性(PH6.5~7.5)条件下生长良好。多数放线菌为好氧菌,少数为厌氧菌,最适生长温度为28~30℃,多数适宜在偏碱性环境中生长(PH7.5~8.5)。
实验材料与方法
(1)实验材料:实验设备:温箱。
实验器材:毛霉、曲霉、青霉、根霉、啤酒酵母、白假丝酵母、新生隐球酵母菌、细黄链霉菌、PDA平板、高盐察氏平板、高氏合成I号平板、塑料筐、20%甘油水溶液、镊子、接种铲、无菌盖玻片、无菌滤纸、无菌载玻片、石棉网、牛皮纸、硫酸纸、橡皮筋、铁丝筐等。
(2)实验方法:平板接种:毛霉→PDA平板(点植法)
啤酒酵母→PDA平板(五区分离划线法)青霉、曲霉→PDA平板(连续划线法)
小室载玻片培养法:
1、取灭菌后小室平皿。
2、取无菌PDA琼脂薄层平板,用镊子夹住盖玻片切割成0.5~1.0cm2的琼脂块,并将其移至培养小室中的载玻片上,制作过程注意无菌。
3、用接种环取少量霉菌的孢子接种于培养基四周,用无菌镊子
将盖玻片覆盖在琼脂块上,并灭菌的20%甘油(用于保持湿度),盖上皿盖,标记,置28~30℃培养3~5d
粮食产品的平板接种:
1.取粮食样品20g,放入无菌烧杯,加无菌水洗涤,反复10次,弃去水后,将粮粒倒于平皿内备用
2.镊子取粮食种入PDA琼脂内,每皿可接种5-10粒。
放线菌的接种:取细黄链霉菌划线法接种,在接种的划线处,无
菌操作斜插入盖玻片数张。
注意事项:
1.空气环境无菌(应在酒精灯火焰周围无菌区)
2.在酒精灯火焰处,倾斜打开瓶口。
3.接种环使用前,直接在酒精灯上烧灼灭菌,把环和金属丝烧红即可。
4.接种环使用后,先在火焰周围把环上标本烤干,再烧灼灭菌,以免标本汽化,爆烈四溅,污染环境。
5.金属杆快速通过火焰2-3次,杀灭表面微生物
分析与讨论
1、粮食中产毒真菌的种类及产生毒素?
青霉、毛霉、曲霉、根霉、酵母、白念、细黄链霉菌(放线菌)青霉素、丝生毛霉素、黄曲霉素、根霉素、白念菌素。细黄链菌素
2、常用霉菌培养基有哪些?
马铃薯蔗糖培养基
豆芽汁葡萄糖(或蔗糖)琼脂培养基察氏培养基
3、霉菌的接种方法有何不同?为什么?
(1)连续划线法(青霉、曲霉)
青霉与曲霉为局限性生长的霉菌。应采用连续划线接种法接种。
(2)点植法(根霉、毛霉)
根霉与毛霉生长区域比较大,应采用点植法。
(3)小室载玻片培养法(青霉、毛霉、根霉、曲霉)
实验三霉菌的制片与形态观察
实验目的:学习并掌握观察霉菌形态的基本方法;
了解四类常见霉菌的基本形态特征。了解放线菌的基本形态特征。
实验原理:霉菌菌丝和孢子的宽度通常比细菌和放线菌粗得多(约为3-10μm),常是细菌菌体宽度的几倍至几十倍,因此,用低倍显微镜即可观察。霉菌菌丝较粗大,细胞易收缩变形,且孢子容易飞散,所以制标本时常用乳酸石炭酸棉蓝染色液,用此染液做霉菌制片的特点是细胞不变形,具有杀菌、防腐作用,不易干燥,能保持较长时间,能防止孢子四处飞散,棉兰具有一定的染色作用,染液的蓝色能增大反差。
实验材料:
(一)菌种:在马铃薯琼脂平板上培养3—4天的"青霉(Penicilliumsp.)、曲霉(Aspergillussp.)、毛霉(Mucorsp.)、根霉;
(二)器材及用具:镊子、载玻片、盖玻片、显微镜。
实验方法:
(一)直接制片观察
于洁净载玻片上,用镊子取霉菌菌落的边缘处取小量带有孢子的菌丝,然后小心地盖上盖玻片。置显微镜下先用低倍镜观察,必要时再换高倍镜
(二)小室培养观察
将载玻片直接放低倍镜下观察,再换高倍镜观察。
观察原则:
毛霉:用低倍镜观察孢子囊梗、囊轴等。用高倍镜观察孢子囊孢子的形状、大小。
根霉:菌丝、孢子同毛霉,注意观察有无假根。
曲霉:在高倍镜下观察菌丝有无隔膜,分生孢子着生位置,辨认分生孢
子梗、顶囊、小梗和分生孢子。
青霉:在高倍镜下观察菌丝有无隔膜,分生孢子梗、副枝、小梗和分生孢子的形状等。
实验结果:
分析与讨论:
青霉和曲霉的形态有哪些异同?
青霉常分布在霉腐变质的水果、蔬菜、粮食和皮革等物体上,菌体直立菌丝的顶端长有扫帚状的结构,结构的每一个分枝上,生有成串的孢子,成熟的孢子呈青绿色,进行孢子生殖。
曲霉广泛分布在谷物、空气和土壤中,曲霉直立菌丝的顶端膨大成球状,球状结构的表面放射状地生有成串的孢子,孢子随曲霉种类的不同而呈黄色、橙色或黑色。
从皮肤取材查真菌如何检查?
适用场景:生物实验教学准备、化学实验操作规范
报告要点:还原糖显色反应检测、蛋白质双缩脲络合显色、脂肪染色观察分析
行文逻辑:明确实验目的→解析实验原理→描述实验过程→说明注意事项→提出讨论问题
一、实验目的
初步掌握鉴定生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的基本方法。
二、实验原理
1、还原糖的鉴定原理
生物组织中普遍存在的还原糖种类较多,常见的有葡萄糖、果糖、麦芽糖。它们的分子内都含有还原性基团(游离醛基或游离酮基),因此叫做还原糖。蔗糖的分子内没有游离的半缩醛羟基,因此叫做非还原性糖,不具有还原性。本实验中,用斐林试剂只能检验生物组织中还原糖存在与否,而不能鉴定非还原性糖。
斐林试剂由质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.05 g/mL的硫酸铜溶液配制而成,二者混合后,立即生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与加入的葡萄糖在加热的条件下,能够生成砖红色的"Cu2O沉淀,而葡萄糖本身则氧化成葡萄糖酸。其反应式如下:
CH2OH—(CHOH)4—CHO+2Cu(OH)2→CH2OH—(CHOH)4—COOH+Cu2O↓+2H2O
用斐林试剂鉴定还原糖时,溶液的颜色变化过程为:浅蓝色棕色砖红色(沉淀)。
2、蛋白质的鉴定原理
鉴定生物组织中是否含有蛋白质时,常用双缩脲法,使用的是双缩脲试剂。双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液(A)和质量浓度为0.01 g/mL(B)的硫酸铜溶液。在碱性溶液(NaOH)中,双缩脲(H2NOC—NH—CONH2)能与Cu2+作用,形成紫色或紫红色的络合物,这个反应叫做双缩脲反应。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键,因此,蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。
3、脂肪的鉴定原理
脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色,被苏丹Ⅳ染成红色
三、实验过程(见书P18)
四、实验用品(见书P18)
五、注意
1、关于鉴定还原糖的实验,在加热试管中的溶液时,应该用试管夹夹住试管上部,并放入盛开水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部,同时试管口不要朝向实验者,以免试管内溶液沸腾时冲出试管,造成烫伤。如果试管内溶液过于沸腾,可以上提试管夹,使试管底部离开大烧杯中的开水。
2、斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后方可使用,切勿将甲液和乙液分别加入组织样液中。
3、蛋白质的鉴定中先加双缩脲A,再加双缩脲B
六、讨论
鉴定生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的根据是什么?
适用场景:植物实验操作指导、生物课堂实验准备
报告要点:制作临时装片、观察叶绿体形态、分析细胞质流动现象
行文逻辑:制作装片→观察叶绿体→观察细胞质流动
一、实验名称
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动
二、实验目的
1、初步掌握高倍显微镜的使用方法。
2、观察高等植物的叶绿体在细胞质基质中的形态和分布
三、实验原理
高等植物的叶绿体呈椭球状,在不同的光照条件下,叶绿体可以运动,改变椭球体的方向,这样既能接受较多的光照,又不至于被强光灼伤。在强光下,叶绿体以其椭球体的"侧面朝向光源;在弱光下,叶绿体以其椭球体的正面朝向光源。因此,在不同光照条件下采集的葫芦藓,其小叶内叶绿体椭球体的形状不完全一样。活细胞中的细胞质处于不断的流动状态,观察细胞质的流动,可以用细胞质基质中的叶绿体的运动做为标志。
四、材料用具
藓类的叶,新鲜的黑藻,显微镜,载玻片,盖玻片,滴管,镊子,刀片,培养皿,铅笔
五、实验过程(见书p30)
1、制作藓类叶片的临时装片
2、用显微镜观察叶绿体
3、制作黑藻叶片临时装片
4、用显微镜观察细胞质流动
六、讨论
1、细胞质基质中的叶绿体是否静止不动,为什么?
2、叶绿体的形态和分布与叶绿体的功能有什么关系?
3、植物细胞的细胞质处于不断的流动状态,这对于活细胞完成生命活动有什么意义?
4、用铅笔画一个叶片细胞,标出叶绿体的大致流动方向。