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文檔簡介
高中生物選修1課題1果酒和果醋制作一、試驗原理酶1.酵母菌細胞呼吸酶酶酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖,體現式為:C6H12O6+O2→CO2+H2O+能量酶酵母菌進行無氧呼吸產生酒精和二氧化碳,體現式為:C6H12O6→C2H5OH+CO2+能量2.酵母菌發酵最佳環境酵母菌在有氧和無氧條件下都能生活:在有氧時,酵母菌大量繁殖,不過不起到發酵效果;在無氧時,繁殖速度減慢,不過此時可以進行發酵。在運用酵母菌發酵時最佳是先通入足夠無菌空氣在有氧環境下一段時間使其繁殖,再隔絕氧氣進行發酵。20℃左右最適合酵母菌繁殖,酒精發酵最佳溫度是在18℃~25℃,pH最佳是弱酸性。酶3.醋酸菌好氧性細菌,當缺乏糖源時和有氧條件下,可將乙醇(酒精)氧化成醋酸。體現式為:C2H5OH→CH3COOH+H2O;當氧氣、糖源都充足時,醋酸菌將葡萄汁中糖分解成醋酸。酶醋酸菌生長最佳溫度是在30℃~35℃二、試驗環節1.對發酵瓶、紗布、榨汁機、盛葡萄汁器皿等試驗用品進行清洗并消毒。先用溫水反復沖洗幾次,再用體積分數為75%酒精擦拭消毒,晾干待用。2.取葡萄500g,清除枝梗和腐爛子粒。3.用清水沖洗葡萄1~2遍除去污物,注意不要反復多次沖洗。4.用榨汁機榨取葡萄汁后,將其裝入發酵瓶中或將葡萄打成漿后,用潔凈紗布過濾至發酵瓶中,蓋好瓶蓋。假如沒有合適發酵裝置,可以用500mL塑料瓶替代,但注入果汁量不要超過塑料瓶總體積2/3。5.將發酵瓶置于合適溫度下發酵。6.由于發酵旺盛期CO2產量非常大,因而需要及時排氣,防止發酵瓶爆裂。假如使用簡易發酵裝置,如瓶子(最佳選用塑料瓶),每天要擰松瓶蓋2~4次,進行排氣。7.10d后來,可以開始進行取樣檢查工作。例如,可以檢查酒味、酒精含量、進行酵母菌鏡檢等工作。8.當果酒制成后來,可以在發酵液中加入醋酸菌或醋曲,然后將裝置轉移至30~35℃條件下發酵,適時向發酵液中充氣。假如找不到醋酸菌菌種或醋曲,可嘗試自然接種,但效果不是很好。假如沒有充氣裝置,可以將瓶蓋打開,在瓶口蓋上紗布,以減少空氣中塵土等污染。三、注意事項請分析此裝置中充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為何排氣口要通過一種長而彎曲膠管與瓶身連接?結合果酒、果醋制作原理,你認為應當怎樣使用這個發酵裝置?充氣口排氣口出料口答:充氣口是在醋酸發酵時連接充氣泵進行充氣用;排氣口是在酒精發酵時用來排出CO2;出料口是用來取樣。排氣口要通過一種長而彎曲膠管與瓶身連接,其目是防止空氣中微生物污染。使用該裝置制酒時,應當關閉充氣口;制醋時,應將充氣口連接氣泵,輸入氧氣。課題2腐乳制作試驗原理1.參與豆腐發酵微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多種,其中起重要作用是毛霉。2.毛霉是一種絲狀真菌,常用于土壤、水果、蔬菜、谷物上,具有發達白色菌絲。3.毛酶等微生物產生蛋白酶能將豆腐中蛋白質分解成小分子肽和氨基酸;脂肪酶可將脂肪分解成甘油和脂肪酸。二、試驗環節1.將豆腐切成3cm×3cm×1cm若干塊。所用豆腐含水量為70%左右,水分過多則腐乳不易成形。2.將豆腐塊平放在鋪有干粽葉盤內,粽葉可以提供菌種,并能起到保溫作用。每塊豆腐等距離排放,周圍留有一定空隙。豆腐上面再鋪上潔凈粽葉。氣候干燥時,將平盤用保鮮膜包裹,但不要封嚴,以免濕度太高,不利于毛霉生長。
3.將平盤放入溫度保持在15~18
℃地方。毛霉逐漸生長,大概5
d后豆腐表面叢生著直立菌絲。
4.當毛霉生長旺盛,并呈淡黃色時,清除包裹平盤保鮮膜以及鋪在上面粽葉,使豆腐塊熱量和水分可以迅速散失,同步散去霉味。這一過程一般持續36
h以上。
5.當豆腐涼透后,將豆腐間連接在一起菌絲拉斷,并整潔排列在容器內,準備腌制。
6.長滿毛霉豆腐塊(如下稱毛坯)與鹽質量分數比為5∶1。將培養毛坯時靠近平盤沒長直立菌絲一面統一朝向玻璃瓶邊,將毛坯分層盤立擺放在容器中。分層加鹽,并隨層加高而增長鹽量,在瓶口表面鋪鹽厚些,以防止雜菌從瓶口進入。約腌制8
d?!沧ⅰ秤名}腌制時,注意鹽都用量。鹽濃度過低,局限性以克制微生物生長,也許導致豆腐腐敗變質;鹽濃度過高,會影響腐乳口味。
7.將黃酒、米酒和糖,按口味不一樣而配以多種香辛料(如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等)混合制成鹵湯。鹵湯酒精含量控制在12%左右為宜。
〔注〕酒精含量高下與腐乳后期發酵時間長短有很大關系。酒精含量越高,對蛋白酶克制作用也越大,使腐乳成熟期延長;酒精含量過低,蛋白酶活性高,加緊蛋白質水解,雜菌繁殖快,豆腐易腐敗,難以成塊。
8.將廣口玻璃瓶刷潔凈后,用高壓鍋在100
℃蒸汽滅菌30
min。將腐乳咸坯擺入瓶中,加入鹵湯和輔料后,將瓶口用酒精燈加熱滅菌,用膠條密封。在常溫狀況下,一般六個月可以成熟。三、注意事項1.釀造腐乳重要生產工序是將豆腐進行前期發酵和后期發酵。前期發酵所發生重要變化是毛霉在豆腐(白坯)上生長。發酵溫度為15~18
℃,此溫度不適于細菌、酵母菌和曲霉生長,而適于毛霉慢慢生長。毛霉生長大概5
d后使白坯變成毛坯。前期發酵作用,一是使豆腐表面有一層菌膜包住,形成腐乳“體”;二是毛霉分泌以蛋白酶為主多種酶,有助于豆腐所具有蛋白質水解為多種氨基酸。后期發酵重要是酶與微生物協同參與生化反應過程。通過腌制并配入多種輔料(紅曲、面曲、酒釀),使蛋白酶作用緩慢,增進其她生化反應,生成腐乳香氣。2.毛霉是一種低等絲狀真菌,有多種細胞核,進行無性繁殖。毛霉是食品加工業中重要微生物,它可以產生可以分解大豆蛋白蛋白酶,常用于制作腐乳和豆豉。課題3探討加酶洗衣粉洗劑效果一、試驗原理1.加酶洗衣粉是指具有酶制劑洗衣粉,目前常用酶制劑有四類:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶,其中,應用最廣泛、效果最明顯是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。2.堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等具有大分子蛋白質水解成可溶性氨基酸或小分子肽,使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質,使洗衣粉具有更好去污能力。3.在本課題中,咱們重要探究有關加酶洗衣粉三個問題:一是一般洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬洗滌效果有什么不一樣;二是在什么溫度下使用加酶洗衣粉效果最佳,三是添加不一樣種類酶洗衣粉,其洗劑效果有哪些區別。二、試驗環節1探究用加酶洗衣粉與一般洗衣粉洗滌效果不一樣①在2個編號燒杯里,分別注入500mL清水。
②取2塊大小相等白棉布,用滴管在每塊白布上分別滴上等量墨水,分別放入燒杯里,用玻璃棒攪拌。
③將2個燒杯分別放入同等溫度溫水中,保溫5分鐘。
④稱取5克加酶洗衣粉和5克一般洗衣粉2份,分別放入2個燒杯中,用玻璃棒均勻攪拌。保溫10分鐘。
⑤觀測并記錄2個燒杯中洗滌效果2探究用加酶洗衣粉洗滌最佳溫度條件①在3個編號燒杯里,分別注入500mL清水。
②取3塊大小相等白棉布,用滴管在每塊白布上分別滴上一滴食用油、雞血、牛奶,分別放入燒杯里,用玻璃棒攪拌。
③將3個燒杯分別放入50攝氏度熱水、沸水和冰塊中,保溫5分鐘。
④稱取5克加酶洗衣粉3份,分別放入3個燒杯中,用玻璃棒均勻攪拌。保溫10分鐘。
⑤觀測并記錄3個燒杯中洗滌效果。
3探究不一樣種類加酶洗衣粉洗滌效果污染物蛋白酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉復合酶洗衣粉一般洗衣粉油漬汗漬血漬觀測并記錄四種洗衣粉分別洗滌三種污染洗滌效果。
三、注意事項1.變量分析和控制影響加酶洗衣粉洗滌效果原因有水溫、水量、水質、洗衣粉用量,衣物質料、大小及浸泡時間和洗滌時間等。在這些原因中,水溫是咱們要研究對象,而其她原因應在試驗中保持不變。選用什么樣水溫進行試驗需要試驗者根據當地一年中實際氣溫變化來確定水溫,一般狀況下,冬季、春季、秋季和夏季可分別選用5℃、15℃、25℃和35℃水溫,由于這4個水溫是比較符合實際狀況,對現實也有指導意義。2.洗滌方式和材料選用。在洗滌方式中有機洗和手洗兩種方式,應考慮其中哪一種比較科學?哪一種更有助于控制變量?再有,洗衣機又可以分為半自動和全自動兩種,相比之下,采用全自動洗衣機比很好,并且應當盡量使用同一型號小容量洗衣機,其機械攪拌作用相似。有關洗滌材料選用也有某些講究。用衣物作試驗材料并不理想,這是由于作為試驗材料衣物,其大小、顏色、潔凈程度等應當完全一致,而這并不輕易做到;此外,人為地在衣物上增長污物,如血漬、油漬等,也令人難以接受。因而,選用布料作為試驗材料比較可行。在作對照試驗時,可以控制布料大小、顏色以及污物量,使其相似;同步,也便于洗滌效果比較。3.水量、水質和洗衣粉用量問題。水用量和布料大小是成正比。做試驗用布料不易過大,水量不易過多,但應當讓布料充足浸泡在水中。水量和洗衣粉用量可以參照下表。試驗時可根據表中數據換算出實際用量。假如在試驗中使用手洗措施,如書本中圖4-4所示,使用1000mL燒杯作為容器,可以用500mL水,洗衣粉用量可以用1g或1.5g。洗滌方式機洗手洗水量0.5L0.5L洗衣粉量0.5g1g或1.5g其她有關問題簡述如下。試驗中可以用滴管控制污物量,待污物干燥后再進行試驗;布料應放在洗衣粉溶液中浸泡相似時間;采用玻璃棒或筷子攪拌方式模仿洗衣過程;模仿攪拌時間、次數和力量應基本相似。課題4酵母細胞固定化一、試驗原理1.使用固定化酶技術,將這種酶固定在一種顆粒狀載體上,再將這些酶顆粒裝到一種反應柱內,柱子底端裝上分布著許多小孔篩板。酶顆粒無法通過篩板小孔,而反應溶液卻可以自由出入。生產過程中,將葡萄糖溶液從反應柱上端注入,使葡萄糖溶液流過反應柱,與固定化葡萄糖異構酶接觸,轉化成果糖,從反應柱下端流出。反應柱能持續使用六個月,大大減少了生產成本,提高了果糖產量和質量。2.固定化酶和固定化細胞是運用物理或化學措施將酶或細胞固定在一定空間內技術,波及包埋法、化學結合法和物理吸附法。一般來說,酶更適合采用化學結合法和物理吸附法固定,而細胞多采用包埋法固定化。這是由于細胞個大,而酶分子很?。粋€大難以被吸附或結合,而個小酶輕易從包埋材料中漏出。固定化酶長處:使酶既能與反應物接觸,又能與產物分離,還可以被反復運用。固定化細胞長處:成本更低,操作更輕易,可以催化一系列化學反應。二、試驗環節1。細胞活化稱取lg干酵母,放入50mL小燒杯中,加人蒸餾水10mL,用玻璃棒攪拌,使酵母細胞混合均勻,成糊狀,放置1h左右,使其活化?!咀ⅰ炕罨鹤屘幵谛菝郀顟B微生物重新恢復正常生活狀態2。配制物質量濃度為0.05mo1/LCaCl2溶液
稱取無水CaCl20.83g。放人200mL燒杯中,加入150mL蒸餾水,使其充足溶解,待用。
3。配制海藻酸鈉溶液
稱取0.7g海藻酸鈉,放入50mL小燒杯中。加人10mL水,用酒精燈加熱,邊加熱邊攪拌,將海藻酸鈉調成糊狀,直至完全溶化,用蒸餾水定容至10mL。注意,加熱時要用小火,或者間斷加熱,反復幾次,直到海藻酸鈉溶化為止。
4。海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合
將溶化好海藻酸鈉溶液冷卻至室溫,加人已活化醉母細胞,進行充足攪拌,使其混合均勻,再轉移至注射器中?!咀ⅰ坷鋮s至室溫目:防止殺死酵母菌5。固定化酵母細胞以恒定速度緩慢地將注射器中溶液滴加到配制好CaCl2溶液中,觀測液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠情形。將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。【注】CaCl2溶液作用:使膠體聚沉6使用固定化酵母細胞發酵將固定好酵母細胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2-3次。b)將150mL質量分數為10%葡萄糖溶液轉移到200mL錐形瓶中,再加入固定好酵母細胞,置于25℃下發酵24h。
三、注意事項1.配制海藻酸鈉溶液:小火、間斷加熱、定容,假如加熱太快,海藻酸鈉會發生焦糊。2.海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合:冷卻后再混合,注意混合均勻,不要進入氣泡3.制備固定化酵母細胞:高度合適,并勻速滴入4.剛形成凝膠珠應在CaCL2溶液中浸泡一段時間,以便Ca2+與Na+充足互換,形成凝膠珠穩定。檢查凝膠珠與否形成,可用下列措施:用鑷子夾起一種凝膠珠放在試驗桌上用手擠壓,假如不輕易破裂,沒有液體流出就表明成功地制成了凝膠珠,還可以用手將凝膠珠在試驗桌上用力摔打,假如凝膠珠很輕易彈起,也表明制備凝膠珠是成功。5.凝膠珠顏色和形狀假如制作凝膠珠顏色過淺、呈白色,闡明海藻酸鈉濃度偏低,固定酵母細胞數目較少;假如形成凝膠珠不是圓形或橢圓形,則闡明海藻酸鈉濃度偏高,制作失敗,需要再作嘗試。課題5DNA粗提取與鑒定一、試驗原理提取生物大分子基本思緒是選用一定物理或化學措施分離具有不一樣物理或化學性質生物大分子。對于DNA粗提取而言,就是要運用DNA與RNA、蛋白質和脂質等在物理和化學性質方面差異,提取DNA,清除其她成分。1.DNA溶解性DNA和蛋白質等其她成分在不一樣濃度NaCl溶液中溶解度不一樣,運用這一特點,選用恰當鹽濃度就能使DNA充足溶解,而使雜質沉淀,或者相反,以到達分離目。此外,DNA不溶于酒精溶液,不過細胞中某些蛋白質則溶于酒精。運用這一原理,可以將DNA與蛋白質深入分離。2.DNA對酶、高溫和洗滌劑耐受性蛋白酶能水解蛋白質,不過對DNA沒有影響。大多數蛋白質不能忍受60—80oC高溫,而DNA在80oC以上才會變性。洗滌劑可以瓦解細胞膜,但對DNA沒有影響。3.DNA鑒定在沸水浴條件下,DNA遇二苯胺會被染成藍色,因而二苯胺可以作為鑒定DNA試劑。二、試驗設計試驗材料選用但凡具有DNA生物材料都可以考慮,不過使用DNA含量相對較高生物組織,成功也許性更大。破碎細胞,獲取含DNA濾液動物細胞破碎比較輕易,以雞血細胞為例,在雞血細胞液中加入一定量蒸餾水,同步用玻璃棒攪拌,過濾后搜集濾液即可。假如試驗材料是植物細胞,需要先用洗滌劑溶解細胞膜。例如,提取洋蔥DNA時,在切碎洋蔥中加入一定洗滌劑和食鹽,進行充足攪拌和研磨,過濾后搜集研磨液。注意:①為何加入蒸餾水能使雞血細胞破裂?蒸餾水對于雞血細胞來說是一種低滲液體,水分可以大量進入血細胞內,使血細胞脹裂,再加上攪拌機械作用,就加速了雞血細胞破裂(細胞膜和核膜破裂),從而釋放出DNA。②加入洗滌劑和食鹽作用分別是什么?洗滌劑是某些離子去污劑,能溶解細胞膜,有助于DNA釋放;食鹽重要成分是NaCl,有助于DNA溶解。③假如研磨不充足,會對試驗成果產生怎樣影響?研磨不充足會使細胞核內DNA釋放不完全,提取DNA量變少,影響試驗成果,導致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍色等。④此環節獲得濾液中也許具有哪些細胞成分?也許具有核蛋白、多糖和RNA等雜質。清除濾液中雜質方案一原理是DNA在不一樣濃度NaCl溶液中溶解度不一樣;方案二原理是蛋白酶分解蛋白質,不分解DNA;方案三原理是蛋白質和DNA變性溫度不一樣。注意:①為何反復地溶解與析出DNA,可以清除雜質?用高鹽濃度溶液溶解DNA,能除去在高鹽中不能溶解雜質;用低鹽濃度使DNA析出,能除去溶解在低鹽溶液中雜質。因而,通過反復溶解與析出DNA,就可以除去與DNA溶解度不一樣多種雜質。②方案二與方案三原理有什么不一樣?方案二是運用蛋白酶分解雜質蛋白,從而使提取DNA與蛋白質分開;方案三運用是DNA和蛋白質對高溫耐受性不一樣,從而使蛋白質變性,與DNA分離。DNA析出與鑒定將處理后溶液過濾,加入與濾液體積相等、冷卻酒精溶液,靜置2~3min,溶液中會出現白色絲狀物,這就是粗提取DNA。用玻璃棒沿一種方向攪拌,卷起絲狀物,并用濾紙吸取上面水分。取兩支20ml試管,各加入物質量濃度為2mol/LNaCl溶液5ml,將絲狀物放入其中一支試管中,用玻璃棒攪拌,使絲狀物溶解。然后,向兩支試管中各加入4ml二苯胺試劑?;旌暇鶆蚝?,將試管置于沸水中加熱5min,待試管冷卻后,比較兩支試管溶液顏色變化,看看溶解有DNA溶液與否變藍。三、試驗環節—以洋蔥為試驗材料1.稱取30克已切碎洋蔥,放入研缽中,加入少許石英砂助研,倒入10mL2mol/L氯化鈉溶液,充足研磨。洋蔥具有揮發性刺激物,有效減少刺激,才能使試驗順利進行。上課前,教師可先將洋蔥放入冰箱冷凍一會兒,使其涼透但又不能結冰;或將洋蔥切成幾大塊,放入清水泡一會兒,讓其揮發性刺激物溶于水,可以減輕刺激。然后將洋蔥切碎備用。研磨目重要是使洋蔥細胞破裂,使DNA溶于2mol/L氯化鈉溶液,沒必要將洋蔥研成粥糊狀,后者既揮霍時間又影響試驗效果。研磨時,切忌使用攪拌器(榨汁機)。使用攪拌器雖可以提高研磨效率,但攪拌器將洋蔥切成極細小顆粒,無法通過過濾將洋蔥顆粒剔除。只能將酒精直接倒入濾液中,許多洋蔥小顆粒由于輕會漂浮起來,DNA藏在其中,無法辨別。學生看不到白色纖維狀粘稠物DNA。2.研磨后,用漏斗和紗布將汁液過濾到小燒杯中,得到濾液。3.向濾液中加入95%酒精溶液20mL,沿燒杯壁緩緩倒入,不要震動或攪拌。此時,燒杯中液體分為上、下兩層,下層較渾濁,上層澄清,很快上層溶液中就會有白色纖維狀粘稠物析出,用玻璃棒可將其輕輕卷起。這就是記錄生命遺傳信息重要物質——DNA。DNA析出過程中,切忌震動和攪拌(不震動易于分層,咱們就能很輕易觀測到上清液中絲狀物;攪拌會使非常柔軟DNA斷裂成小段,不易取出)。假如用玻璃棒DNA不易卷起,可改用表面打毛牙簽,DNA提取物就纏繞在牙簽上了。4.鑒定:取兩支試管,編為1、2號,各加入2mol/L氯化鈉溶液2mL,向1號試管中加入某些白色纖維狀物,振蕩使其溶解,然后向兩支試管中各加入2mL二苯胺試劑,沸水浴加熱5分鐘。四、注意事項1.以血液為試驗材料時,每100ml血液中需要加入3g檸檬酸鈉防止血液凝固。2.加入洗滌劑后,動作要輕緩、柔和,否則輕易產生大量泡沫,不利于后續環節地操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時,動作要輕緩,以免DNA分子斷裂,導致DNA分子不能形成絮狀沉淀。3.二苯胺試劑要現配現用,否則會影響鑒定效果。4.DNA溶解度與NaCl溶液濃度關系:當NaCl溶液濃度低于0.14mol/L時,隨濃度升高,DNA溶解度減少;當NaCl溶液濃度高于0.14mol/L時,隨濃度升高,DNA溶解度升高。5.盛放雞血細胞液容器,最佳是塑料容器。雞血細胞破碎后來釋放出DNA,輕易被玻璃容器吸附,由于細胞內DNA含量本來就比較少,再被玻璃容器吸附去一某些,提取到DNA就會更少。因而,試驗過程中最佳使用塑料燒杯和試管,這樣可以減少提取過程DNA損失。課題6血紅蛋白提取和分離一、試驗原理蛋白質物化理性質:形狀、大小、電荷性質和多少、溶解度、吸附性質、親和力等千差萬別,由此提取和分離多種蛋白質。1.凝膠色譜法(分派色譜法):(1)原理:分子量大分子通過多孔凝膠顆粒間隙,旅程短,流動快;分子量小分子穿過多孔凝膠顆粒內部,旅程長,流動慢。(2)凝膠材料:多孔性,多糖類化合物,如葡聚糖、瓊脂糖。(3)分離過程:混合物上柱→洗脫→大分子流動快、小分子流動慢→搜集大分子→搜集小分子洗脫:從色譜柱上端不停注入緩沖液,促使蛋白質分子差速流動。(4)作用:分離蛋白質,測定生物大分子分子量,蛋白質脫鹽等。2.緩沖溶液(1)原理:由弱酸和對應強堿弱酸鹽構成(如H2CO3-NaHCO3,NaH2PO4/Na2HPO4等),調整酸和鹽用量,可配制不一樣pH緩沖液。(2)緩沖液作用:抵制外界酸、堿對溶液pH干擾而保持pH穩定。3.凝膠電泳法:(1)原理:不一樣蛋白質帶電性質、電量、形狀和大小不一樣,在電場中受到作用力大小、方向、阻力不一樣,導致不一樣蛋白質在電場中運動方向和運動速度不一樣。(2)分離措施:瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳等。(3)分離過程:在一定pH下,使蛋白質基團帶上正電或負電;加入帶負電荷多SDS,形成“蛋白質-SDS復合物”,使蛋白質遷移速率僅取決于分子大小。二、試驗環節1.樣品處理紅細胞洗滌洗滌紅細胞目是清除雜蛋白,采集血樣要及時采用低速短時間離心分離紅細胞,然后用膠頭吸管吸出上層透明黃色血漿,將下層暗紅色紅細胞液體倒入燒杯,再加入五倍體積生理鹽水,緩慢攪拌10min,低速短時間離心,如此反復洗滌三次,直至上清液中沒有黃色,表明紅細胞已洗滌潔凈。②血紅蛋白釋放在蒸餾水和甲苯作用下,紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。注:加入蒸餾水后紅細胞液體積與原血液體積要相似。加入甲苯目是溶解細胞膜,有助于血紅蛋白釋放和分離。2.粗分離①分離血紅蛋白溶液將攪拌好混合溶液離心后,試管中溶液分為4層。第一層為無色透明甲苯層,第2層為白色薄層固體,是脂溶性物質沉淀層,第3層是紅色透明液體,這是血紅蛋白水溶液,第4層是其她雜質暗紅色沉淀物。將試管中液體用濾紙過濾,除去之溶性沉淀層,于分液漏斗中靜置半晌后,分出下層紅色透明液體。②透析取1mL血紅蛋白溶液裝入透析袋中,將透析袋放入盛有300mL物質量濃度為20mmol/L磷酸緩沖液中,透析12h。透析可以清除樣品中分子量較小雜質,或用于更換樣品緩沖液。3.純化調整緩沖液面:打開色譜柱下端流出口,使柱內凝膠面上緩沖液緩慢下降到與凝↓膠面平齊,關閉出口。加入蛋白質樣品:用吸管將透析后樣品沿管壁圍繞移動加到色譜柱頂端。加樣后,∣打開下端出口,使樣品滲透凝膠床內,等樣品完全滲透凝膠層后,↓關閉出口。調整緩沖液面:加入20mmol/L磷酸緩沖液到恰當高度↓洗脫:連接緩沖液洗脫瓶,打開下端出口,進行洗脫?!鸭盅b蛋白質:待紅色蛋白質靠近色譜柱底端時,用試管搜集。4.純度鑒定------SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳(選做)三、注意事項電泳技術電泳技術就是在電場作用下,運用待分離樣品中多種分子帶電性質以及分子自身大小、形狀等性質差異,使帶電分子產生不一樣遷移速度,從而到達對樣品進行分離、鑒定或提純目。2.紅細胞洗滌假如分層不明顯,也許是洗滌次數少、未能除去血漿蛋白原因。此外,離心速度過高和時間過長,會使白細胞和淋巴細胞一同沉淀,也得不到純凈紅細胞,影響后續血紅蛋白提取純度。3.怎樣檢測凝膠色譜柱裝填與否成功由于凝膠是一種半透明介質,因而可以在凝膠柱旁放一支與凝膠柱垂直日光燈,檢查凝膠與否裝填得均勻。此外,還可以加入大分子有色物質,觀測色帶移動狀況。假如色帶均勻、狹窄、平整,闡明凝膠色譜柱性能良好。假如色譜柱出現紋路或是氣泡,輕輕敲打柱體以消除氣泡,消除不了時要重新裝柱。4.為何凝膠裝填要緊密、均勻?假如凝膠裝填得不夠緊密、均勻,就會在色譜柱內形成無效空隙,使本該進入凝膠內部樣品分子從這些空隙中通過,攪亂洗脫液流動次序,影響分離效果。5.沸水浴處理加入洗脫液濕凝膠目不僅節省時間,還能除去凝膠中也許帶有微生物和排除凝膠內空氣。6.G-75“G”代表凝膠交聯程度,膨脹程度及分離范圍,75體現凝膠得水值,即每克凝膠膨脹時吸水7.5g。7.裝填完后,及時用洗脫液洗脫目:使凝膠裝填緊密8.加入檸檬酸鈉有何目?為何要低速、短時離心?為何要緩慢攪拌?防止血液凝固;防止白細胞沉淀;防止紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。9.與其她真核細胞相比,紅細胞特點及這一特點對進行蛋白質分離意義哺乳動物及人成熟紅細胞是雙面凹圓餅狀,沒有細胞核和細胞器。其具有血紅蛋白是有色蛋白,因而在凝膠色譜分離時可以通過觀測顏色來判斷什么時候應當搜集脫液。這使血紅蛋白分離過程非常直觀,大大簡化了試驗操作。10.怎樣檢測血紅蛋白分離與否成功假如凝膠色譜柱裝填得很成功、分離操作也對旳話,能清晰地看到血紅蛋白紅色區帶均勻、狹窄、平整,伴隨洗脫液緩慢流出;假如紅色區帶歪曲、散亂、變寬,闡明分離效果不好,這與凝膠色譜柱裝填有關。高中生物選修3一、
基因工程1、(a)基因工程誕生(一)基因工程概念基因工程是指按照人們愿望,進行嚴格設計,通過體外DNA重組和轉基因技術,賦予生物以新遺傳特性,發明出更符合人們需要新生物類型和生物產品?;蚬こ淌窃贒NA分子水平上進行設計和施工,又叫做DNA重組技術。2、(a)基因工程原理及技術原理:基因重組技術:(一)基因工程基本工具1.“分子手術刀”——限制性核酸內切酶(限制酶)(1)來源:重要是從原核生物中分離純化出來。(2)功能:可以識別雙鏈DNA分子某種特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位兩個核苷酸之間磷酸二酯鍵斷開,因而具有專一性。(3)成果:經限制酶切割產生DNA片段末端一般有兩種形式:黏性末端和平末端。2.“分子縫合針”——DNA連接酶(1)兩種DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶)比較:①相似點:都縫合磷酸二酯鍵。②區別:E·coliDNA連接酶來源于T4噬菌體,只能將雙鏈DNA片段互補黏性末端之間磷酸二酯鍵連接起來;而T4DNA連接酶能縫合兩種末端,但連接平末端之間效率較低。(2)與DNA聚合酶作用異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已經有核苷酸片段末端,形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段末端,形成磷酸二酯鍵。3.“分子運送車”——載體(1)載體具有條件:①能在受體細胞中復制并穩定保留。②具有一至多種限制酶切點,供外源DNA片段插入。③具有標識基因,供重組DNA鑒定和選用。(2)最常用載體是質粒,它是一種裸露、構造簡樸、獨立于細菌染色體之外,并具有自我復制能力雙鏈環狀DNA分子。(3)其他載體:噬菌體衍生物、動植物病毒(二)基因工程基本操作程序第一步:目基因獲取1.目基因是指:編碼蛋白質構造基因。2.原核基因采用直接分離獲得,真核基因是人工合成。人工合成目基因常用措施有反轉錄法_和化學合成法_。3.PCR技術擴增目基因(1)原理:DNA雙鏈復制(2)過程:第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結合到互補DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈合成。第二步:基因體現載體構建1.目:使目基因在受體細胞中穩定存在,并且可以遺傳至下一代,使目基因可以體現和發揮作用。2.構成:目基因+啟動子+終止子+標識基因(1)啟動子:是一段有特殊構造DNA片段,位于基因首端,是RNA聚合酶識別和結合部位,能驅動基因轉錄出mRNA,最終獲得所需蛋白質。(2)終止子:也是一段有特殊構造DNA片段,位于基因尾端。(3)標識基因作用:是為了鑒定受體細胞中與否具有目基因,從而將具有目基因細胞篩選出來。常用標識基因是抗生素基因。第三步:將目基因導入受體細胞_1.轉化概念:是目基因進入受體細胞內,并且在受體細胞內維持穩定和體現過程。2.常用轉化措施:將目基因導入植物細胞:采用最多措施是農桿菌轉化法,另首先尚有基因槍法和花粉管通道法等。將目基因導入動物細胞:最常用措施是顯微注射技術。此措施受體細胞多是受精卵。將目基因導入微生物細胞:3.重組細胞導入受體細胞后,篩選具有基因體現載體受體細胞根據是標識基因與否體現。第四步:目基因檢測和體現1.首先要檢測轉基因生物染色體DNA上與否插入了目基因,措施是采用DNA分子雜交技術。2.另首先還要檢測目基因與否轉錄出了mRNA,措施是采用用標識目基因作探針與mRNA雜交。3.最終檢測目基因與否翻譯成蛋白質,措施是從轉基因生物中提取蛋白質,用對應抗體進行抗原-抗體雜交。4.有時還需進行個體生物學水平鑒定。如轉基因抗蟲植物與否出現抗蟲性狀。(三)(b)基因工程應用1.植物基因工程:抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物,運用轉基因改良植物品質。2.動物基因工程:提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基因動物生產藥物。3.基因治療:把正常外源基因導入病人體內,使該基因體現產物發揮作用。(四)(a)蛋白質工程概念蛋白質工程是指以蛋白質分子構造規律及其生物功能關系作為基本,通過基因修飾或基因合成,對既有蛋白質進行改造,或制造一種新蛋白質,以滿足人類生產和生活需求。(基因工程在原則上只能生產自然界已存在蛋白質)(1)蛋白質工程崛起緣由:基因工程只能生產自然界已存在蛋白質(2)蛋白質工程基本原理:它可以根據人需求來設計蛋白質構造,又稱為第二代基因工程。基本途徑:從預期蛋白質功能出發,設計預期蛋白質構造,推測應有氨基酸序列,找到相對應脫氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白質工程特有途徑;如下按照基因工程一般環節進行。(注意:目基因只能用人工合成措施)設計中困難:怎樣推測非編碼區以及內含子脫氧核苷酸序列二、細胞工程(一)植物細胞工程1.理論基本(原理):細胞全能性2.植物組織培養技術(b)(1)過程:離體植物器官、組織或細胞―――→愈傷組織―――→試管苗――→植物體(2)用途:微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產物工廠化生產。A植物繁殖微型繁殖:可以高效迅速地實現種苗大量繁殖作物脫毒:采用莖尖組織培養來除去病毒(由于植物分生區附近病毒很少或沒有)人工種子:以植物組織培養得到胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料,經人工薄膜包裝得到種子。長處:完全保持優良品種遺傳特性,不受季節限制;以便儲備和運送B作物新品種培育單倍體育種:a過程:植株(AaBb)通過減數分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四種類型);對花粉進行花藥離體培養(技術是植物組織培養);得到單倍體植株;對其幼苗時期進行秋水仙素處理;得到了正常純合二倍體植株(AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型)。b長處:明顯縮短育種年限C突變體運用:在組織培養中會出現突變體,通過從有用突變體中選育出新品種(如篩選抗病、抗鹽、含高蛋白突變體)D細胞產物生產:通過可以產生對人們有利產物細胞進行組織培養,從而讓它們可以產生大量細胞產物。(3)地位:是培育轉基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種最終一道工序。②植物細胞A②植物細胞A植物細胞B雜種細胞愈傷組織雜種植株①③④⑤圖(2)(1)過程:(2)誘導融合措施:物理法波及離心、振動、電刺激等。化學法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑。(3)意義:克服了遠緣雜交不親和障礙。(二)動物細胞工程1.動物細胞培養(a)(1)概念:動物細胞培養就是從動物機體中取出有關組織,將它分散成單個細胞,然后放在合適培養基中,讓這些細胞生長和繁殖。(2)動物細胞培養流程:取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉入培養瓶中進行原代培養→貼滿瓶壁細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續傳代培養。(3)細胞貼壁和接觸克制:懸液中分散細胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細胞貼壁。細胞數目不停增多,當貼壁細胞分裂生長到表面互相克制時,細胞就會停止分裂增殖,這種現象稱為細胞接觸克制。(4)動物細胞培養需要滿足如下條件①無菌、無毒環境:培養液應進行無菌處理。一般還要在培養液中添加一定量抗生素,以防培養過程中污染。此外,應定期更換培養液,防止代謝產物積累對細胞自身導致危害。②營養:合成培養基成分:糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。一般需加入血清、血漿等天然成分。③溫度:合適溫度:哺乳動物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。④氣體環境:95%空氣+5%CO2。O2是細胞代謝所必須,CO2重要作用是維持培養液pH。(5)動物細胞培養技術應用:制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質、培養醫學研究多種細胞。2.動物體細胞核移植技術和克隆動物(1)哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植(比較輕易)和體細胞核移植(比較難)。(2)選用去核卵(母)細胞原因:卵(母)細胞比較大,輕易操作;卵(母)細胞細胞質多,營養豐富。(3)體細胞核移植大體過程是:高產奶牛(提供體細胞)進行細胞培養;同步采集卵母細胞,在體外培養到減二分裂中期卵母細胞,去核(顯微操作)[注:為何要用卵細胞?它可以提供充足營養;操作簡便;細胞質不會克制細胞核全能性體現];將供體細胞注入去核卵母細胞;通過電刺激使兩細胞融合,供體核進入受體卵母細胞,構建重組胚胎;將胚胎移入受體(代孕)母牛體內;生出與供體奶牛遺傳基因相似犢牛(4)體細胞核移植技術應用:①加速家畜遺傳改良進程,增進良畜群繁育;②保護瀕危物種,增大存活數量;③生產珍貴醫用蛋白;④作為異種移植供體;⑤用于組織器官移植等。(5)體細胞核移植技術存在問題:克隆動物存在著健康問題、體現出遺傳和生理缺陷等。3.動物細胞融合(1)動物細胞融合也稱細胞雜交,是指兩個或多種動物細胞結合形成一種細胞過程。融合后形成具有本來兩個或多種細胞遺傳信息單核細胞,稱為雜交細胞。(2)動物細胞融合與植物原生質體融合原理基本相似,誘導動物細胞融合措施與植物原生質體融合措施類似,常用誘導原因有聚乙二醇、滅活病毒、電刺激等。(3)動物細胞融合意義:克服了遠緣雜交不親和性,成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育重要手段。(4)動物細胞融合與植物體細胞雜交比較:細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合理論基本細胞全能性、細胞膜流動性細胞增殖、細胞膜流動性融合前處理酶解法清除細胞壁(纖維素酶、果膠酶)注射特定抗原,免疫處理正常小鼠誘導手段物理法:離心、振動、電激化學法:聚乙二醇(PEG)物理法:離心、振動、電激化學法:聚乙二醇生物法:滅活病毒(滅活仙臺病毒)誘導過程第一步:原生質體制備(酶解法)第二步:原生質體融合(物、化法)第三步:雜種細胞篩選和培養第四步:雜種植株誘導與鑒定正常小鼠免疫處理動物細胞融合(物、化、生法)雜交瘤細胞篩選與培養專一抗體檢查陽性細胞培養單克隆抗體提純用途和意義克服遠緣雜交不親和障礙,大大擴展雜交親本組合范圍應用:白菜-甘藍等雜種植株制備單克隆抗體診斷、治療、防止疾病,例如“生物導彈”治療癌癥4.單克隆抗體(1)抗體:一種B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出抗體產量低、純度低、特異性差。(2)單克隆抗體制備過程:對免疫小鼠注射特定抗原蛋白(目使小鼠產生了效應B細胞);提取B淋巴細胞;同步用動物細胞培養措施培養骨髓瘤細胞并提取;促使它們細胞融合[注:融合成果是有諸多不符合規定;如有2個B淋巴細胞融合細胞等,因此要進行篩選];在特定選用培養基上篩選出融合雜種細胞[特點是能迅速大量增殖,又能產生專一抗體];然后對它進行克隆化培養和抗體檢測[篩選出可以分泌所需抗體雜種細胞];最終將雜交瘤細胞在體外做大規模培養或注射入小鼠腹腔內增殖,從細胞培養液或小鼠腹水中可得到大量單克隆抗體。(3)雜交瘤細胞特點:既能大量繁殖,又能產生專一抗體。(4)單克隆抗體長處:特異性強,敏捷度高,并能大量制備。(5)單克隆抗體作用:作為診斷試劑:精確識別多種抗原物質細微差異,并跟一定抗原發生特異性結合,具有精確、高效、簡易、迅速長處。用于治療疾病和運載藥物:重要用于治療癌癥治療,可制成“生物導彈”,也有少許用于治療其他疾病。三、胚胎工程(一)動物胚胎發育基本過程(1)精子發生:補充,精原細胞先進行有絲分裂后進行減數分裂;變形過程中,細胞核為精子頭重要某些,高爾基體發育為頂體,中心體演變為精子尾,線粒體在尾基部形成線粒體鞘膜,其她物質濃縮為原生質滴直至脫落。[線粒體為精子運動提供能量](2)卵子發生:在胎兒時期,卵原細胞進行有絲分裂演變成初級卵母細胞[被卵泡細胞包圍],減一分裂在排卵先后完畢,形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管準備受精;減二分裂是在受精過程中完畢。(3)受精:精子獲能(在雌性動物生殖道內);卵子準備(排出卵子要在輸卵管中深入成熟到減二中期才具有受精能力);受精階段[卵子周圍構造由外到內:放射冠、透明帶、卵黃膜],a頂體反應:精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間物質,穿越放射冠。b透明帶反應:頂體酶可將透明帶溶出孔道,精子穿入,在精子觸及卵黃膜瞬間制止后來精子進入透明帶生理反應[它是防止多精子入卵受精第一道屏障];c卵黃膜封閉作用:精子外膜和卵黃膜融合,精子入卵后,卵黃膜會拒絕其她精子再進入卵內過程[它是防止多精子入卵受精第二道屏障];精子尾部脫落,原有核膜破裂形成雄原核,同步卵子完畢減二分裂,形成雌原核[注意:受精標志是第二極體形成;受精完畢標志是雌雄原核融合成合子]。(4)胚胎發育:a卵裂期:細胞進行有絲分裂,數量增長,胚胎總體積不增長;b桑椹胚:32個細胞左右胚胎[之前所有細胞都能發育成完整胚胎潛能屬全能細胞];c囊胚:細胞開始分化,其中個體較大細胞叫內細胞團未來發育成胎兒多種組織;而滋養層細胞未來發育成胎膜和胎盤;胚胎內部逐漸出現囊胚腔[注:囊胚擴大會導致透明帶破裂,胚胎伸展出來,這一過程叫孵化];d原腸胚:內細胞團表層形成外胚層,下方細胞形成內胚層,由內胚層包圍囊腔叫原腸腔。[細胞分化在胚胎期到達最大程度]9胚胎工程理論基本(識記)(1)胚胎工程概念及技術手段:對動物初期胚胎或配子所進行多種顯微操作和處理技術,如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養等技術。(2)體外受精[屬有性生殖過程]:a卵母細胞采集和培養對體型小動物用促性腺激素處理,從輸卵管沖取卵子(可直接受精);對體型大動物從卵巢中采集卵母細胞(要在體外培養成熟)b精子采集假陰道法、手握法和電刺激法;獲能對嚙齒動物、兔、豬等精子用培養法(放入人工配制獲能液中);對牛、羊等精子用化學法(放在肝素或鈣離子載體溶液中)(3)胚胎初期培養:a培養液成分:無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等[注意與動物細胞培養液成分比較];b當胚胎發育到合適階段時,可將其取出向受體移植或冷凍保留。(4)胚胎移植:a概念:將雌性動物初期胚胎移植到同種、生理狀態相似其她雌性動物體內,使之繼續發育為新個體技術。是生產胚胎供體和孕育胚胎受體共同繁殖后裔過程,通過轉基因、核移植、體外受精獲得胚胎必要移植給受體才能獲得后裔。b優勢:可以充足發揮雌性優良個體繁殖潛力,縮短供體自身繁殖周期。c胚胎移植生理學基本:同種動物供、受體生殖器官生理變化是相似[對供體和受體進行同期發情處理];初期胚胎形成后處在游離狀態,為胚胎搜集提供也許;受體對移入子宮外來胚胎基本不發生免疫排斥反應;移入受體供體胚胎遺傳特性在孕育過程中不受影響。d胚胎移植程序:對供、受體母牛進行選用,用激素進行同期發情處理;對供體母牛用激素做超數排卵處理;選用同種先進公牛配種[有性生殖過程];對胚胎進行搜集[此時胚胎處在游離狀態];對胚胎進行質量檢查[此時胚胎應發育到桑椹胚或囊胚];胚胎移植[或冷凍保留];檢查受體母牛與否受孕;產下胚胎移植犢牛。(5)胚胎分割:a概念:用機械措施將初期胚胎切割成2、4、8等分等,經移植獲得同卵雙胎或多胎技術[可看作是動物無性繁殖或克隆]b基本過程:選用良好桑椹胚或囊胚移入培養皿中,用分割針或分割刀片將其切開,吸出其中半個胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。[注意:內細胞團要均等分割,否則會影響胚胎恢復和深入發育]10胚胎干細胞移植(識記)(1)胚胎干細胞含義:由初期胚胎[囊胚]或原始性腺[胎兒]中分離出來一類細胞,又叫ES或EK細胞。(2)特性:形態上體積小、細胞核大、核仁明顯;功能上具有發育全能性,即可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。[體外培養下,ES細胞可以只增殖不分化](3)應用:用于治療人類疾病,如運用ES細胞誘導其分化成新組織細胞特性,移植ES細胞可使壞死或退化部位得以修復。1、胚胎工程是指對動物初期胚胎或配子所進行多種顯微操作和處理技術,如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養等技術。通過處理后獲得胚胎,還需移植到雌性動物體內生產后裔,以滿足人類多種需求。2、動物胚胎發育基本過程(1)受精場所是母體輸卵管。(2)卵裂期:特點:細胞有絲分裂,細胞數量不停增長,但胚胎總體體積并不增長,或略有減小。(3)桑椹胚:特點:胚胎細胞數目到達32個左右時,胚胎形成致密細胞團,形似桑椹。是全能細胞。(4)囊胚:特點:細胞開始出現分化(該時期細胞全能性仍比較高)。匯集在胚胎一端個體較大細胞稱為內細胞團,未來發育成胎兒多種組織。中間空腔稱為囊胚腔。(5)原腸胚:特點:有了三胚層分化,具有囊胚腔和原腸腔。(二)胚胎干細胞1、哺乳動物胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞,來源于初期胚胎或從原始性腺中分離出來。2、具有胚胎細胞特性,在形態上體現為體積小,細胞核大,核仁明顯;在功能上,具有發育全能性,可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。此外,在體外培養條件下,可以增殖而不發生分化,可進行冷凍保留,也可進行遺傳改造。3、胚胎干細胞重要用途是:①可用于研究哺乳動物個體發生和發育規律;②是在體外條件下研究細胞分化理想材料,在培養液中加入分化誘導因子,如牛黃酸等化學物質時,就可以誘導ES細胞向不一樣類型組織細胞分化,這為揭示細胞分化和細胞凋亡機理提供了有效手段;③可以用于治療人類某些頑疾,如帕金森綜合癥、少年糖尿病等;④運用可以被誘導分化形成新組織細胞特性,移植ES細胞可使壞死或退化部位得以修復并恢復正常功能;⑤伴隨組織工程技術發展,通過ES細胞體外誘導分化,定向培育出人造組織器官,用于器官移植,處理供體器官局限性和器官移植后免疫排斥問題。(三)胚胎工程應用1.體外受精和胚胎初期培養(1)卵母細胞采集和培養:重要措施:用促性腺激素處理,使其排出更多卵子,然后,從輸卵管中沖取卵子,直接與獲能精子在體外受精。第二種措施:從剛屠宰母畜卵巢中采集卵母細胞;第三種措施是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物卵巢中吸取卵母細胞。采集卵母細胞,都要在體外經人工培養成熟后,才能與獲能精子受精。(2)精子采集和獲能:在體外受精前,要對精子進行獲能處理。(3)受精:獲能精子和培養成熟卵細胞在獲能溶液或專用受精溶液中完畢受精過程。(4)胚胎初期培養:精子與卵子在體外受精后,應將受精卵移入發育培養液中繼續培養,以檢查受精狀況和受精卵發育能力。培養液成分較復雜,除某些無機鹽和有機鹽外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養成分,以及血清等物質。當胚胎發育到合適階段時,可將其取出向受體移植或冷凍保留。不一樣動物胚胎移植時間不一樣。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植,小鼠、家兔等試驗動物可在更早階段移植,人體外受精胚胎可在4個細胞階段移植。)2.胚胎移植(1)胚胎移植是指將雌性動物初期胚胎,或者通過體外受精及其他方式得到胚胎,移植到同種、生理狀態相似其他雌性動物體內,使之繼續發育為新個體技術。其中提供胚胎個體稱為“供體”,接受胚胎個體稱為“受體”。(供體為優良品種,作為受體雌性動物應為常用或存量大品種。)地位:如轉基因、核移植,或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產胚胎,都必要通過胚胎移植技術才能獲得后裔,是胚胎工程最終一道“工序”。(2)胚胎移植意義:大大縮短了供體自身繁殖周期,充足發揮雌性優良個體繁殖能力。(3)生理學基本:①動物發情排卵后,同種動物供、受體生殖器官生理變化是相似。這就為供體胚胎移入受體提供了相似生理環境。②初期胚胎在一定期間內處在游離狀態。這就為胚胎搜集提供了也許。③受體對移入子宮外來胚胎不發生免疫排斥反應。這為胚胎在受體存活提供了也許。④供體胚胎可與受體子宮建立正常生理和組織聯絡,但供體胚胎遺傳特性在孕育過程中不受影響。(4)基本程序重要波及:①對供、受體選用和處理。選用遺傳特性和生產性能先進供體,有健康體質和正常繁殖能力受體,供體和受體是同一物種。并用激素進行同期發情處理,用促性腺激素對供體母牛做超數排卵處理。②配種或人工授精。③對胚胎搜集、檢查、培養或保留。配種或輸精后第7天,用特制沖卵裝置,把供體母牛子宮內胚胎沖
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