基础生物工程大实验(第一部分2)
高中生物 第一单元 生物技术与生物工程 第2章 第4节 干细胞工程教案 中图版选修3-中图版高中选修
第四节干细胞工程1．描述干细胞分类。
(重点)2．举例说出胚胎干细胞的移植。
(难点)干细胞的概念及其分类1．干细胞具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。
2．干细胞分类(依据分化潜能的大小)(1)全能干细胞：具有形成机体的任何组织或器官直至形成完整个体的潜能，如受精卵。
(2)多能干细胞：具有分化成多种组织的潜能，但不能发育成完整的个体，如骨髓造血干细胞。
(3)专能干细胞：只能分化成某一类型的细胞，如神经干细胞。
[合作探讨]探讨1：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞全能性的大小顺序为？提示：全能干细胞＞多能干细胞＞专能干细胞。
探讨2：各类干细胞都能形成一个完整个体吗？提示：各类功能干细胞都具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞，但只有全能干细胞才具有发育成完整个体的潜能。
探讨3：胚胎发育过程中不同干细胞之间存在怎样的关系？提示：受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞。
[思维升华]1．对干细胞的理解(1)干细胞是机体内未分化或未完全分化的细胞，它们的增殖和分化，可以实现机体组织细胞的更新，也可以发育成某一组织、器官。
(2)机体内的一般体细胞已经发生了分化，而这种分化一般是不可逆的，所以分化了的体细胞一般失去了分裂增殖能力，即细胞的自我更新能力。
2．干细胞类型比较名称全能干细胞多能干细胞专能干细胞特点具有形成机体的任何组织或器官直至形成完整个体的潜能具有分化成多种细胞或组织的潜能，但不能发育成完整的个体只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞举例受精卵、胚胎干细胞造血干细胞神经干细胞应用用于病人的器官移植等造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段通过神经干细胞移植治疗脑瘫、头颅外伤等病症1．下列关于胚胎干细胞的叙述，哪项是不正确的( )A．动物胚胎的每一个细胞都是胚胎干细胞B．胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能C．胚胎干细胞的遗传物质在质和量上与受精卵相同D．胚胎干细胞在体外可被诱导分化为不同的组织类型【解析】胚胎干细胞主要来源于囊胚期的内细胞团；由于其分化的全能性，也可在体外培养时诱导为不同的机体组织；细胞分化是基因选择性表达的过程，细胞中的遗传物质并不发生改变。
植物生物工程学实验一(植物愈伤组织培养)
缺氮时某些植物的愈伤组织会出现一种很引人注目的 花色素苷的颜色，愈伤组织内部不能形成导管。
培养基的成分—— 大量元素
(2)
P
是磷脂的主要成分。而磷脂又是原生质、细胞核的重要
组成部分。磷也是ATP、ADP等的组成成分。 在植物组织培养过程中，向培养基内添加磷，不仅增加 养分、提供能量，而且也促进对N的吸收，增加蛋白质在植 物体中的积累。 常用的物质有KH2P04或NaH2P04等。 缺磷或钾时细胞会过度生长，愈伤组织表现出极其蓬松 状态。
(4) Mg、S和Ca
Mg 是叶绿素的组成成分，又是激酶的活化剂；S是含S 氨基酸和蛋白质的组成成分。 常以MgSO4·7H2O提供。 用量为1-3mg／L较为适宜； Ca是构成细胞壁的一种成分，Ca对细胞分裂、保护质膜 不受破坏有显著作用， 常以CaCl2·2H2O提供。 缺硫时培养的植物组织会明显的退绿；
培养基的成分—— 大量元素
(3) K 对碳水化合物合成、转移、以及氮素代谢等有 密切关系。 K 增加时，蛋白质合成增加，维管束、纤维 组织发达，对胚的分化有促进作用。但浓度不易 过大，一般为1-3mg／L为好。 制备培养基时，常以KCl、KNO3等盐类形式提 供。
培养基的成分—— 大量元素
培养基的成分——微量元素
z B ， Mn ， Zn ， Cu ， Mo ， Co 等，也是植物组织培养中不可 缺少的元素，缺少这些物质会导致生长，发育异常现象。 z Mn 对糖酵解中的某些酶有活化作用，是三羧酸循环中某些 酶和硝酸还原酶的活化剂。 zB 能促进糖的过膜运输，影响植物的有性生殖如花器官的
培养基的成分
z 元素名称 z N z 大量 P z 元素 K (≥0.5mmol/L) Ca z Mg z S z Fe z 微量 B z 元素 Mn (≤ 0.5mmol/L) Cu z Mo z Cl 添加形式 KNO3, NH4NO3 KH2PO4 NaH2PO4 KCl KNO3 CaCl2 ·2H2O Mg2SO4 · 7H2O Mg2SO4 · 7H2O FeNa2-EDTA H3BO3 MnSO4 CuSO4 Na2MoO4 · 2H2O CaCl2 ·2H2O
生物技术大实验完整版
生命的基本特征：①细胞是生物的基本组成单位（病毒除外）②新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能③生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质④生物对外界可产生应激反应和自我调节，对环境具有适应性生物学经历的三个阶段：描述生物学阶段、实验~、创造~生物技术：也称生物工程，是以现代化生命科学为基础，运用先进科学原理和工程技术手段按预先的设计来加工或改造生物材料，从而产生出人类需要的产品或达到某种目的生物技术发展三个阶段：作坊式生物技术、工业化~、现代~生物技术内容：基因工程技术、细胞~、酶~、发酵~、蛋白质~细胞工程：指以细胞为对象，应用生命科学理论，借助工程学原理与技术，有目的地利用或改造生物遗传特性，以获得特定的细胞、组织产品或新型物种的一门综合性科学技术蛋白质工程：是以蛋白质结构功能关系的知识为基础，通过周密的分子设计，把蛋白质改造为合乎人类需要的新的突变蛋白质。
蛋白质工程也成为“第二代基因工程”生物技术基本特征：①高效益②高智力③高投入④高竞争⑤高风险⑥高势能透光度t：某一波长的光透过某一物质的溶液时，其入射的角度I0与透过溶液后的强度I相比发生了变化：I与I0的比值（I /I 0)称为透光度实验室常用水的制备：①利息交换法②蒸馏法③反浸法④超纯法消毒灭菌方法：①高压高温灭菌②干热灭菌③滤膜灭菌④化学消毒法⑤紫外线灭菌⑥抗生素灭菌消毒核酸的一级结构：线性结构，核苷酸的排列顺序，也称碱基序列二级结构：双螺旋结构三级结构：超螺旋结构DNA的变形：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程增色效应：核酸变性后，在260nm处吸收值上升DNA的复性：在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象减色效应：DNA复性时，OD260值下降影响复性速度的因素：①溶液温度的高低②单链片段的大小③单链片段浓度④溶液离子强度的大小⑤片段内重复序列的多少OD260的应用：OD260=1.0 相当于①50ug/ml 双链DNA ②40ug/ml 单链DNA或RNA③20 ug/ml 寡核苷酸基因（分子生物学概念）：基因是DNA双螺旋分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列管家基因：某些基因是维持细胞基本代谢所必须的基因，其在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达阅读框架：在DNA链上，由蛋白质合成的起始密码开始，到终止密码子为止的一个连续编码序列基因的结构：外显子、内含子、前导区、尾部区、调控区三个关键因素：①自由复制的DNA序列②着丝粒DNA序列③端粒DNA序列原核生物和真核生物染色体的区别：①原核生物的染色体实质上是一个裸露的DNA双螺旋结构，DNA通常呈环状，且与相对少量的蛋白质结合，长度可打达几厘米，DNA复制从单一复制起点开始②真核生物都有许多线状的染色体，且染色体存在于细胞核内，真核生物染色体由DNA、组蛋白、RNA、非组蛋白等成分组成。
生物工程综合大实验
种曲
28 ℃培养70h 接种温度：28 ℃ （期间注意观察、 扣瓶）
趁热打散
3、种曲（盘曲）制备
200g
（湿）纱布
300g
瓷盘
润拌 500mL80 ℃ 料 匀
铝盒 121℃30min
空瓷盘
消毒
消毒磁盘
菌种
种曲
27-30 ℃培养30-40h （期间注意观察、16h、 20h、温度34-36℃各
接种温度：40 接 种 量：5g
第四天：腌制腐乳（上）、酸奶；4班1组啤酒糖化、4班2组 啤酒卡氏罐接种。
第五天：测酒精度、泡油；4班1组接种前酵、4班2组啤酒糖 化。
第六天：淋油、仪器归位。4班1组观察啤酒发酵、2组接种 前酵。
第七天：1-3班结束实验；4班继续观察至啤酒后酵结束实验
实验内容
• 酱油酿造技术 • 酒精发酵技术 • 果酒酿造技术 • 腐乳制作技术 • 酸奶制作技术 • 啤酒发酵技术
实验器皿
一、每个台面发放实验器皿：
大蒸锅 1个 不锈钢锅 2个 铝 盒 8个 瓷 盘 4个 分 装 杯 2个 小红桶 4个 温度计 1支 玻 棒 2支 刷 子 2个 纱 布 2块 大 漏 斗 2个
二、共用器皿：
电 炉 2个 打 浆 机 2台 容量瓶100ml 1个 量筒100ml1个 量筒500ml 1个 量筒1000ml 1个 电炉架 1个 滴定架 1套 酒精蒸馏器 1套 棉 花 若干
生物工程综合大实验（一）
实验指导教师：梁运祥 田焕章 葛向阳 胡咏梅
2019.7
时间安排
第一天：酱油大曲、三角瓶种子（2瓶/组）；4班1组啤酒液 体试管接种。
第二天：酒精发酵（上）、果酒发酵（下）；4班1组啤酒三 角瓶接种、 4班2组啤酒液体试管接种。
实验报告——精选推荐
实验报告⽣物⼯程综合实验教程实验1 ⼟霉素摇瓶发酵实验（设计型实验）⼀、实验⽬的冯惠勇周晓辉1、熟悉放线菌的微⽣物学特性及培养⽅法2、了解和掌握种⼦制备和摇瓶发酵技术和⽅法3、了解抗⽣素发酵的⼀般规律和代谢调控理论4、熟悉和掌握常⽤的⽐⾊分析⽅法的操作技术⼆、实验原理⼟霉素是四环类抗⽣素，其在结构上含有四并苯的基本母核，随环上取代基的不同或位置的不同⽽构成不同种类的四环素类抗⽣素。
其结构和命名如图。
R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 ⼟霉素 H OH CH 3 OH H 四环素 H OH CH 3 H H ⾦霉素 Cl OH CH 3 H H 去甲基⾦霉素 Cl OH H H H 多西环素 H H CH 3 OH H ⽶诺环素 N(CH 3)2 H H H H美他环素H=CH 2OHCH 2(NH)CH(COOH)(CH 2)4NH 2⼟霉素具有⼴谱抗菌性，能抑制多种细菌、较⼤的病毒及⼀部分原⾍。
⼟霉素能抑制细菌的⽣长，在浓度⾼的时候也具有杀菌的作⽤。
它的作⽤机制是⼲扰蛋⽩质的合成。
由于它的毒副作⽤⼩，所以其在医疗上⽤途⼴泛，主要是应⽤于呼吸道和肠道感染。
⼟霉素是由龟裂链丝菌产⽣的，属于放线菌中的链霉菌属，它们具有发育良好的菌丝体，菌丝体分⽀，⽆隔膜，直径约0.4～1.0⽶，长短不⼀，多核。
菌丝体有营养菌丝、⽓⽣菌丝和孢⼦丝之分，孢⼦丝再形成分⽣孢⼦。
⽽龟裂链丝菌的菌落灰⽩⾊，后期⽣褶皱，成龟裂状。
菌丝成树枝分⽀，⽩⾊，孢⼦灰⽩⾊，柱形。
3N2H R 5C H 3 41龟裂链丝菌的菌落形态显微镜观察的菌丝特征⼟霉素是典型的次级代谢产物，其发酵的特点之⼀就是分批过程分为菌体的⽣长期、产物期和菌体期三个阶段。
龟裂链丝菌的⽣长和⼟霉素的⽣物合成受到许多发酵条件的影响：温度、发酵pH值、溶氧、接种量、泡沫等。
同时还受到⼀些代谢调控机制的控制：磷酸盐的调节作⽤、ATP的调节和产⽣菌⽣长速率的调节等。
三、仪器与材料（⼀）培养基1、斜⾯⾼⽒⼀号培养基可溶性淀粉2% 氯化钠0.05% 硝酸钾0.1% 三⽔磷酸氢⼆钾0.05%七⽔硫酸镁0.05% 七⽔硫酸亚铁0.001% 琼脂1.5%-2.0% pH：7.4-7.62、母瓶培养基淀粉3% 黄⾖饼粉0.3% 硫酸铵0.4% 碳酸钙0.5% ⽟⽶浆0.4% 氯化钠0.5% 磷酸⼆氢钾0.015% pH：7.0-7.23、发酵培养基淀粉15% 黄⾖饼粉2% 硫酸铵1.4% 碳酸钙1.4% 氯化钠0.4% ⽟⽶浆0.4% 磷酸⼆氢钾0.01% 氯化钴10µg/ml 消沫剂0.01% 淀粉酶0.1%-0.2% pH：7.0-7.2（⼆）实验菌种：龟裂链丝菌，微⽣物实验室保藏（三）仪器：玻璃试管、试管架、吸管（1ml，2ml，10ml）、吸⽿球、离⼼管、容量瓶、烧杯、三⾓瓶（250 ml，500ml）、量筒（250ml，500ml，1000ml）、玻璃棒、试纸、塑料漏⽃、电炉、接种铲（针）、振荡培养箱、恒温箱、台秤等四、实验题⽬1、溶氧对⼟霉素发酵的影响2、培养基中磷量对⼟霉素发酵的影响3、接种量对⼟霉素发酵的影响4、碳源、氮源浓度对⼟霉素发酵的影响五、实验步骤1．斜⾯孢⼦的制备⽆菌条件下，从冷藏的产⽣菌的斜⾯孢⼦中，刮取适量孢⼦涂在⾼⽒斜⾯上，然后置36.5～37℃的恒温箱培养3天，再置30℃的恒温室培养1天。
生物化学实验
生物化学实验第一节基本要求一、内容提要基础生物化学实验内容，主要以植物材料为研究对象。
实验项目包括糖类、脂类、蛋白质和氨基酸、核酸、酶、维生素的测定，既有定性又有定量。
实验内容编排不求齐全，而力求原理阐述简明扼要，通俗易懂，方法可靠，操作具体详尽，重复性好，灵敏度高。
实验方法涉及传统的滴定法以及分光光度法、层析法和电泳等现代生物化学实验技术。
本实验指导可供高等农业院校农学类、生物技术以及相关专业的本、专科学生使用，也可供从事与生物科学有关的科研工作者阅读与参考。
在以惊人速度发展的生物科学中，生物化学是其中最活跃的分支学科之一，它已成为发展生命科学各分支学科和生物工程技术的重要基础。
作为一门研究生命活动基本规律的科学，它又是一门实验科学。
工业、农业、医药、食品、能源、环境科学等越来越多的研究领域都以生物化学理论为依据，以其实验技术为手段，生物化学已成为高等院校许多相关专业学生必修的专业基础课程。
根据高等农业院校农学类专业教学计划，基础生物化学课程是一门重要的专业基础课；并且又是实践性极强的应用学科。
只有掌握扎实而广泛的基础知识和熟练的操作技能才算真正掌握好这门应用科学。
因此，我们组织编写这本基础生物化学实验指导。
本实验指导主要是配合基础生物化学教材，供高等农业院校农学类、生物技术以及相关专业的学生使用。
实验多以植物材料为主要研究对象；以生物大分子——碳水化合物、核酸、蛋白质和酶等为主要研究内容。
实验方法涉及到分光光度法、层析、电泳等现代生物化学实验技术。
在实验内容编排上，既有定性的又有定量的；实验教材由基础生物化学实验和附录两部分组成。
实验部分列出的实验项目包括糖类、脂类、蛋白质和氨基酸、核酸、酶、维生素的测定，有些项目包括几种不同方法，每一实验方法分为目的、原理、实验材料、仪器和试剂、操作步骤、结果计算、注意事项、思考题及参考答案。
本实验指导从一定角度反映了我国生物化学研究技术目前的水平和状况，内容不求全，而力求其可靠性和方法性。
分子生物学实验报告全解(有图有真相)
分子生物学实验报告慕蓝有志班梦想学院目录实验一细菌的培养 (2)实验二质粒DNA的提取 (4)实验三琼脂糖凝胶电泳法检测DNA (7)实验四质粒DNA酶切及琼脂糖电泳分析鉴定 (9)实验五聚合酶链反应（PCR）技术体外扩增DNA (11)实验六植物基因组DNA提取、酶切及电泳分析 (14)实验七RNA分离与纯化 (17)实验八RT-PCR扩增目的基因cDNA (19)实验九质粒载体和外源DNA的连接反应 (21)实验十感受态细胞的制备及转化 (23)实验十一克隆的筛选和快速鉴定 (25)实验十二地高辛标记的Southern杂交 (27)实验十三阿拉伯糖诱导绿色荧光蛋白的表达 (31)思考题 (32)分子实验心得总结 (33)实验一细菌的培养一、目的学习细菌的培养方法及培养基的配置。
二、原理在基因工程实验和分子生物学实验中，细菌是不可缺少的实验材料。
质粒的保存、增殖和转化；基因文库的建立等都离不开细菌。
特别是常用的大肠杆菌。
大肠杆菌是含有长约3000kb的环状染色体的棒状细胞。
它能在仅含碳水化合物和提供氮、磷和微量元素的无机盐的培养基上快速生长。
当大肠杆菌在培养基中培养时，其开始裂殖前，先进入一个滞后期。
然后进入对数生长期，以20~30min复制一代的速度增殖。
最后，当培养基中的营养成分和氧耗尽或当培养基中废物的含量达到抑制细菌的快速生长的浓度时，菌体密度就达到一个比较恒定的值，这一时期叫做细菌生长的饱和期。
此时菌体密度可达到1×109~2×109/mL。
培养基可以是固体的培养基，也可以是液体培养基。
实验室中最常用的是LB培养基。
三、实验材料、试剂与主要仪器（一）实验材料大肠杆菌（二）试剂1. 胰蛋白胨2. 酵母提取物3. 氯化钠4. 1mol/L NaOH5. 琼脂粉6. 抗生素（氨苄青霉素、卡那霉素等）（三）仪器1. 培养皿2. 带帽试管3. 涂布器4. 灭菌锅5. 无菌操作台（含酒精灯、接种环、灭菌牙签等）6. 恒温摇床四、操作步骤（一）LB培养基的配制配制每升培养基，应在950m1去离子水中加入：细菌培养用胰蛋白胨10g细菌培养用酵母提取物5gNaCl 10g摇动容器直至溶质完全溶解，用1mol/L NaOH调节pH位至7.0。
生物化学实验3篇
生物化学实验第一篇：分离和纯化酶酶是一种具有催化作用的蛋白质，在生物化学研究中具有重要意义。
为了研究酶的性质和机制，需要对酶进行分离和纯化。
一、酶的分离方法1.分离基于酶的物理性质的方法，包括沉淀法、沉降法、过滤法和电泳法等。
2.基于酶的化学性质进行分离的方法，包括离子交换色谱法、凝胶过滤法、亲和层析法和扩散法等。
二、酶的纯化方法酶纯化的目的是通过不同的技术方法消除干扰因素，获得特异性高和纯度高的酶。
酶纯化一般通过以下步骤完成：1.初步分离：选择一种合适的分离方法（如沉淀法、凝胶过滤法或离子交换色谱法等），使酶从细胞或组织中分离出来。
2.活性测定：确定所分离出的物质是否为酶。
3.酶的纯化：经过不断的纯化步骤（如扩散法、凝胶层析法、电泳法、亲和层析法等），获得特异性高和纯度高的酶。
4.酶的结构与功能分析：对纯化后的酶进行结构与功能分析，探索其催化机理和调控机制。
三、酶的应用酶在生命科学和工业生产中应用广泛，主要应用包括：1.生命科学领域：用于疾病诊断、药物设计、基因工程、蛋白质工程和代谢组学等研究。
2.工业生产领域：用于食品加工、医药生产、纺织印染、制浆造纸、环境治理和能源生产等领域。
总之，酶的分离和纯化为酶的结构与功能分析和应用提供了基础。
随着生命科学和工业生产的不断发展，酶的应用前景日益广阔。
第二篇：酶催化反应酶是一种生物催化剂，能够加速生物化学反应，提高反应速率和效率。
酶催化反应的基本原理是：酶与底物结合，形成酶底物复合物，通过降低反应的活化能，促进反应速率，使底物转化成产物，最终释放出酶和产物。
具体而言，酶催化反应通常包括以下步骤：1.酶与底物的结合：酶与底物之间形成酶底物复合物，通常通过酶和底物之间的亲和性实现。
2.转化过渡态形成：酶催化的反应需要一定的能量（活化能）才能进行。
酶通过与底物结合，改变底物的构象，使底物转化成具有更高自由能的过渡态。
3.过渡态降解：在过渡态中，酶通过结构变化（催化中心的变化）降低了催化反应的活化能，促进了底物的转化，并释放出产物和酶。
生物工程大一知识点
生物工程大一知识点生物工程是一门综合性学科，涉及生物学、化学、工程学等多个领域的交叉学科。
作为生物工程大一学生，了解并熟悉一些基础的生物工程知识点是非常重要的。
本文将介绍一些生物工程大一知识点，以帮助您更好地理解和学习这门学科。
1. 基因工程基因工程是生物工程领域的重要分支，主要研究如何通过改变生物体的遗传信息来创造新的生物体或改造已有的生物体。
基因工程的核心技术包括DNA重组技术、基因克隆、基因转导等。
通过这些技术，可以将外源基因导入到目标生物体中，实现对其性状的改变或者增强。
2. 细胞培养技术细胞培养技术是生物工程研究中的重要手段，主要用于培养和繁殖细胞。
细胞培养技术可以应用于生物制药、组织工程、疾病模型建立等领域。
从简单的细胞培养到复杂的三维组织工程，细胞培养技术对于生物工程的发展起到了重要的推动作用。
3. 酶工程酶工程是利用酶的特殊催化性质，通过改变酶的结构和功能，开发新的酶或者改造已有的酶，以满足工业和生物医学领域对酶的需求。
酶工程可以提高酶的催化效率和特异性，拓宽了酶的应用领域。
在生物工程中，酶工程被广泛应用于生产和制造过程中。
4. 生物传感技术生物传感技术是将生物识别元件与传感器技术相结合，用于检测和测量生物系统中的特定分子、细胞或生物反应。
这些传感技术可以用于疾病的早期诊断、环境监测以及食品安全等方面。
生物传感技术的发展为生物工程学科的应用提供了更多可能性。
5. 生物信息学生物信息学是将信息技术与生物学相结合的交叉学科。
它主要研究生物学数据的获取、处理和分析方法。
生物信息学在基因组学、蛋白质组学、生物网络分析等领域发挥着重要作用。
通过生物信息学的手段，可以更好地理解和研究生物系统的结构和功能。
6. 生物安全与伦理生物工程的应用不仅带来了巨大的潜力和发展机遇，同时也引发了一系列的安全和伦理问题。
生物工程大一学生需要了解合规和规范的原则，遵守相关的生物安全标准和伦理规范，以确保生物工程的研究和应用过程安全、合法和可持续发展。
生物分离工程第二章
此，将式(1)中的g用Zg代替，可得离心沉降速度Vs
为
s
2
2
d
2 P
(
S
9 L
L)N 2r
或
s
dr dt
Sr
2.N
12
即：
vs dP 2 (S L ) r 2 18 L
13
提高离心沉降速度的主要措施
vs dP 2 (S L ) r 2 18 L
d － 颗粒直径； ρS － 固体颗粒密度； ρL －液体介质密度； µL－ 液体介质粘度； ω －旋转角速度； r －转轴中心到颗粒中心距离
第二章 细胞分离与破碎
1
总体学习目的和要求
通过本章学习，要求掌握细胞分离 和目标产物释放的原理和方法，熟知各 种方法的优缺点和应用范围。
2
固液分离的目的
• 收集含生化物质的液相，分离除去固体悬浮物 （细胞、菌体、细胞碎片、蛋白质的沉淀物和 它们的絮凝体等）。
• 收集胞内产物的细胞或菌体，分离除去液相。
7
子絮凝剂：架桥作用形成大絮凝团 – 引入外力
8
离心沉降
• 离心沉降是利用沉降设备使流体和颗粒旋转， 在离心力的作用下，由于颗粒和流体间存在密度 差，所以颗粒沿径向与流体产生相对运动，从而 使颗粒和流体分离。
9
应用
• 1878年 瑞典 牛奶——奶油 • 1896年 用于回收酵母 • 离心分离技术在生工方面主要用于：分
干燥 处理
珠磨法 撞压击榨法 高
压 匀 浆
超 酶溶法 声 破 碎
溶胞 作用 化学法 物理法
44
四、细胞破碎方法及其原理
机械破碎 物理破碎
通过机械运动产生的剪切 力，使组织、细胞破碎。
《生物分离工程实验》课程教学大纲
《生物分离工程实验》课程教学大纲总学时：24 学 分：1.5理论学时：0 实验学时：24面向专业：生物工程 课程代码：B4100112先开课程：物理化学、化工原理等 课程性质：必修课执笔人：谭海刚 审定人：宫春波 孙庆杰第一部分：实验教学部分一、说明1、本门课程实验的性质任务、目的与要求本实验课程是对理论教学课程的验证，训练学生掌握生物分离工程最基本的操作技能， 了解生物分离的基本知识，加深理解课堂讲授的某些生物分离理论，同时，通过实验培养学 生观察思考、分析问题和解决问题的能力，培养学生实事求是、严肃认真的科学态度以及勤 俭节约、爱护公物的良好作风，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
2、本门课程实验项目设置情况实验类型序号 实验名称学时必开选开验证基本操作综合性、设计性内容提要1 微生物细胞的破碎及分离4 √ √啤酒酵母的培养；超声波破壁（高压匀浆破壁或酶法破壁）；计算细胞破碎率。
2 牛奶中酪蛋白的制备及其等电点的测定4 √ √牛奶中酪蛋白的制备——离心去脂法和加热法；酪蛋白等电点的测定。
3 用 PEG/ （NH4） 2SO4双水相体系萃取糖化酶6 √ √不同比例双水相体系提取糖化酶；次碘酸盐法测定糖化酶活力。
4 糖化酶的分离纯化——分子筛层析脱盐6 √ √糖化酶的浸出； 硫酸铵盐析；分子筛层析脱盐；测定糖化酶活力。
5 离子交换树脂总交换容量的测定6 √ √用静态法和动态法测定阴、阳离子交换树脂的总交换容量。
6 氨基酸的分离鉴定——纸层析法4 √ √配制扩展剂和显色剂； 点样；展开；显色；计算 R f 值。
7 酵母 RNA的提取及 4 √ √ 浓盐法、稀碱法提取酵母定性和定量鉴定 ——浓盐法和稀碱 法 RNA；紫外分光光度计测定 酵母 RNA的含量。
8 薄层层析法分离鉴定糖分4 √ √配制扩展剂和显色剂； 制板；点样；展开；显色；计算 Rf值9用超滤技术分离和浓缩碱性蛋白酶 （糖化酶）8 √ √以碱性蛋白酶（糖化酶）粗品为料液超滤，同时进行超滤性能各项指标的研究，包括膜的水通量、截留率、超滤速度随透出液体积而变化的规律。
生物工程(新)-第一章绪论
传统的酶工程主要是指天然酶制剂在工业上的大规 模生产与应用。随着科学的发展，尤其是基因工程 技术的日趋完善，为酶工程赋予了新的内容，特别 是利用DNA操作技术，修饰改造酶分子的结构或活 性位点、酶与底物作用位点，重组酶的生产，模拟 酶的人工设计与合成等成为新的内容。
4 细胞工程
利用工程学原理进行细胞生物学的基础研究和制 造使用活细胞的产品，如组织工程和生物加工工程。 前者是利用移植的细胞、骨架、DNA、蛋白质或蛋 白质片段替代或修复已受伤或损坏的组织和器官； 后者是 利用活细胞生产生物医药产品。 细胞工程的核心技术：细胞培养与繁殖 目的：获得新性状、新个体、新物质
生物技术是指，人们运用现代生物科学、工程 学和其他基础学科的知识，按照预先的设计，对生 物进行控制和改造或模拟生物及其功能，用来发展 商业性加工、产品生产和社会服务的新兴技术领域。
特征： 21世纪最具潜力的高新技术 多学科、交叉、综合的技术 影响最为深远最广泛的技术
2 生物技术与生物工程的关系
生物化学 微生物学
四 分类
传统生物技术：酿酒、制醋、做酱
工业生物发酵技术：抗生素发酵、氨 基酸发酵等 现代生物技术：基因工程
生物工程的上中下游
上游：菌种，基因工程，分子生物学，遗传学
中游：微生物发酵工程，动植物细胞、 海洋生物培养
下游：生化分离工程
五 生物技术的应用领域
医药：
生物制药；基因治疗；人工器官
5
发酵工程
现代发酵工程主要指利用微 生物、包括利用DNA重组技术 改造的微生物在全自动发酵 罐或生物反应器中生产某种 商品的技术。 现代发酵工程是生物代谢、 微生物生长动力学、大型发 酵罐或生物反应器研制、化 工原理等密切结合和应用的 结果。
高中生物第2章细胞工程第2节动物细胞工程第1课时动物细胞培养新人教版选择性必修3
3. ［教材P45思考·讨论］幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细
胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？
提示 细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂
___________________________________________________________________________
7.2～7.4
温度多以__________
松盖培养瓶
④适宜的气体环境：通常采用培养皿或____________，并将它们置于含有
95% 空气和
CO2 培养箱
5%CO2 的混合气体的___________中进行培养。
O2 是细胞代谢所必需的, CO2 的主要作
维持培养液的 pH
用是________________。
D.无论是原代培养还是传代培养，都需将培养瓶放在 CO2 培养箱中培养
[解析] 取样的细胞还可采用机械的方法将组织分散成单个细胞，A项错误；培养取样
细胞时，需要为这些细胞提供充足的营养条件、稳定的外部环境如适宜的温度和
等，B项正确；若取样细胞被 感染成为癌细胞，则不会出现接触抑制现象，若出
01
基础落实·必备知识全过关
02
重难探究·能力素养全提升
01
基础落实·必备知识全过关
知识点一 动物细胞工程的概念和动物细胞培养的条件
1. 动物细胞工程
动物细胞核移植
（1） 常用技术：动物细胞培养、动物细胞融合和________________等。
动物细胞培养
（2） 基础：______________。
比较项目
取材
培养对象
过程
生物工程大学实验方案
生物工程大学实验方案实验题目：利用基因工程技术改良作物的抗病性一、实验背景及意义在农业生产中，植物病害是一个常见的问题，严重影响了作物的产量和质量。
为了解决这一问题，利用基因工程技术对作物进行抗病性改良是一种有效的途径。
本实验旨在利用基因工程技术，通过转入相应的抗病基因，改良目标作物的抗病性，从而提高作物的产量和减少化学农药的使用。
二、实验材料和设备1. 实验材料目标作物（如水稻、小麦等）、目标抗病基因、表达载体（例如质粒）、细菌培养基、抗生素筛选培养基、PCR试剂盒、酶切酶、连接酶、T4连接酶、肌醇、脲、果糖、乙酸、蛋白酶K、高温杀菌设备等。
2. 实验设备PCR仪、电泳仪、转基因系统（如农杆菌介导转化系统）、细菌培养箱、显微镜、超声波细胞粉碎机、离心机、冰箱、振荡器等。
三、实验步骤1. 抗病基因的克隆首先选择适合的抗病基因进行克隆。
根据目标作物的具体情况，选择适合的抗病基因，如病毒抗性基因、真菌抗性基因等。
利用PCR方法从相应的植物组织中扩增目标基因片段，然后将其克隆到表达载体中，构建目标基因的表达载体。
2. 表达载体的转化将构建好的表达载体转化到适当的转基因系统中。
可以采用农杆菌介导转化系统或基因枪等方法，将表达载体导入目标作物的体细胞中。
3. 转基因植物的筛选转化后的植物体细胞幼苗进行抗生素筛选。
在含有相应抗生素的培养基上培养转化后的植物细胞，利用抗生素的抗菌性，筛选出带有抗病基因的转基因植物组织。
4. 转基因植物的培育培养筛选出的转基因植物组织，将其进行体外培养和育苗，培育出转基因植物。
5. 转基因植物的鉴定通过PCR、Southern blot或Western blot等分子生物学方法，对培育出的植物进行基因插入的鉴定。
6. 转基因植物的抗病性测试利用相应的病原菌，对转基因植物进行抗病性测试。
观察转基因植物的抗病性能力，评价其抗病性能力是否显著提高。
四、实验预期结果通过本实验，预期可以获得抗病性显著提高的转基因作物。
生物工程-专业专题实验
2012级生物工程《专业专题实验报告》学生姓名：覃祚树学号： 1201420122指导教师：韩国成成绩：2015年7 月17 日实验一木瓜蛋白酶的提取及定量测定（8学时）一、实验内容目的：通过对木瓜蛋白酶进行提取分离，掌握酶蛋白的一般提取方法和手段，并测定酶的得率。
原理：对木瓜进行组织破碎，过滤得粗酶液，利用酶与细胞碎片等杂质在溶剂中溶解度不同，然后通过有机溶剂法、盐析法等方法使酶蛋白聚集沉淀，然后离心过滤，进行提取分离。
二、仪器和试剂小刀、1L烧杯、组织捣碎机、抽滤机、离心机、冰箱试剂：无水乙醇、盐酸、氢氧化钠、木瓜三、实验步骤细胞破碎：选取较生的木瓜，称取一定量的木瓜，切成小块，放入研浆机中加入200ml水，研匀，3层纱布过滤，弃去滤渣，抽滤，得澄清滤液即木瓜乳汁。
木瓜蛋白酶的提取纯化：木瓜乳225ml,用0.1M NaOH调pH至9.0，搅拌1h，抽滤取滤液，取50ml滤液加入75ml 无水乙醇使其乙醇浓度为60%，搅拌均匀，冰箱4℃放30min，2500r/min离心15min取沉淀，干燥得提纯品0.13g。
四、结果讨论木瓜总重=756.5g 样品木瓜重=246.2g 加水200ml 木瓜乳汁225ml木瓜中蛋白酶的总量=13.0502252.2465.756⨯⨯=1.7975g得率（%）=%100⨯木瓜总重木瓜中蛋白酶的总量=%1005.7567975.1⨯=0.238%五、总结第一天我们来到实验室，有点手忙脚乱，又说要配制试剂、配溶液，后来我们用自己的方法来提取。
我们用的是细胞捣碎，有机溶剂提取的方法，方法可行而且操作性强。
由于选的木瓜过熟，所以得量略显偏低。
实验二木瓜蛋白酶的纯化及比活力测定（8学时）实验内容一、目的：1、掌握利用酶与其他杂质在有机溶剂中的溶解度不同，通过添加一定的某种有机溶剂使酶或其他杂质进行沉淀分离析出，使酶与杂质分离。
2、掌握用乙醇进行分离提纯。
3、掌握酶活测定，比活力测定。
生物工程实验报告
一、实验目的1. 掌握生物工程实验的基本操作技能。
2. 学习并理解生物工程实验的设计原理和方法。
3. 通过实验验证生物工程理论，提高实际操作能力。
二、实验时间2023年4月10日三、实验地点生物工程实验室四、实验材料1. 实验试剂：LB培养基、酵母提取物、氯化钠、葡萄糖、琼脂等。
2. 实验仪器：恒温培养箱、高压蒸汽灭菌器、移液器、显微镜、离心机等。
3. 实验材料：大肠杆菌、酵母、菌种平板等。
五、实验方法1. 菌种培养- 将LB培养基分装于试管中，加入葡萄糖作为碳源。
- 高压蒸汽灭菌后，待培养基冷却至50℃时，加入适量酵母提取物和氯化钠。
- 用无菌移液器吸取菌液，涂布于平板上。
- 将平板置于恒温培养箱中，37℃培养24小时。
2. 显微镜观察- 将培养好的菌落挑取少量，滴加在载玻片上。
- 用盖玻片覆盖，置于显微镜下观察菌体形态。
3. 离心实验- 将培养好的菌液用无菌移液器吸取，置于离心管中。
- 3000 rpm离心10分钟，取上清液进行后续实验。
4. 酶活性检测- 将离心后的上清液加入酶反应体系中，检测酶活性。
- 通过比色法检测酶活性变化。
六、实验结果与分析1. 菌种培养- 在平板上观察到均匀分布的菌落，菌落呈圆形，表面光滑，边缘整齐。
2. 显微镜观察- 在显微镜下观察到菌体呈杆状，大小约为0.5μm×1.5μm。
3. 离心实验- 离心后，上清液清澈，无沉淀。
4. 酶活性检测- 酶活性检测结果呈阳性，酶活性较高。
七、实验讨论1. 本实验通过培养大肠杆菌和酵母，观察菌体形态，验证了生物工程实验的基本操作技能。
2. 在实验过程中，严格遵守无菌操作规程，确保实验结果的准确性。
3. 通过离心实验，进一步验证了菌液的纯净度。
4. 酶活性检测结果表明，实验菌株具有较强的酶活性，为后续研究提供了有力支持。
八、实验总结本次实验成功培养了大肠杆菌和酵母，通过观察菌体形态、离心实验和酶活性检测，验证了生物工程实验的基本操作技能。
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5.2 实验原理
酒精度是指在20 酒精度是指在20℃时，酒精水溶液中所含乙醇 是指在20℃ 的体积分数， 体积分数）表示。 的体积分数 ， 以 ％ （ 体积分数 ） 表示 。 酒精度利 用酒精计进行测定，同时校正为20 20℃ 用酒精计进行测定 ， 同时校正为 20℃ 时的酒精体 积分数。 积分数。
5.3 实验材料与设备
NaOH标准溶液 1％酚酞指示剂，0.1mol/L NaOH标准溶液 酚酞指示剂， 电炉， 蒸馏装置， 量筒， 50mL三角瓶 50mL 三角瓶， 电炉 ， 蒸馏装置 ， 100mL量筒 ， 150mL 三角瓶 ， 量筒 铁架台， 酒精比重 比重计 碱式滴定管， 铁架台 ， 酒精 比重 计 ,10mL碱式滴定管 ， 滴定管 碱式滴定管 架，铁架台等
5.2 实验原理
酒精比重计的测定原理： 酒精比重计的测定原理： 比重是指一种物质的质量与同体积、 比重是指一种物质的质量与同体积 、 同温度纯 水质量的比值，一般比重是指20 时的比重。 20℃ 水质量的比值，一般比重是指20℃时的比重。 比重计是根据阿基米德原理制成的一种玻璃仪 它的下部呈球形或圆锥形， 里面灌有铅珠， 器 ， 它的下部呈球形或圆锥形 ， 里面灌有铅珠 ， 使其能立于溶液中， 中部是胖肚空腔， 使其能立于溶液中 ， 中部是胖肚空腔 ， 内有空 故能浮起， 上部是一细长管， 气 ， 故能浮起 ， 上部是一细长管 ， 内附有刻度 标记，表示比重读数。 标记，表示比重读数。 用于测量酒精的比重计叫酒精计。 用于测量酒精的比重计叫酒精计。
5.4 实验步骤
掀开三角瓶纱布后， 嗅闻有无酒精气味。 1 、 掀开三角瓶纱布后 ， 嗅闻有无酒精气味 。 用量筒测量发酵醪的总体积V mL） 用量筒测量发酵醪的总体积V发总（mL）。 2、酸度的测量 3、蒸馏仪器的安装 4、发酵醪液酒精蒸馏 5、酒精含量测定 6、计算酒精对糖和淀粉的转化率 C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量 能量
实验六 小型发酵罐的结构与使用
5 酒精发酵醪液蒸馏和产物分析
5.1 实验目的
1．掌握蒸馏的实验原理和操作方法。 掌握蒸馏的实验原理和操作方法。 蒸馏的实验原理和操作方法 2．学习和掌握酒精发酵液产物分析和质量控 学习和掌握酒精发酵液产物分析和质量控 酒精发酵液产物分析 的方法，分析影响糖醇转化率的因素 影响糖醇转化率的因素并能从原 制的方法，分析影响糖醇转化率的因素并能从原 理上理解分析转化率的变化。 理上理解分析转化率的变化。
实际发酵所得酒精量 × 100% 糖化液中还原糖理论上发酵应得酒精量
∴
酒精度 × V发总 × ρ乙醇 ×100% 糖发酵率 = 46 × 2 C还 ×120 × 180
ρ乙醇
=0.7893
淀粉出酒率计算
发酵生产出的酒精总量 淀粉出酒率精度 × V发总 × ρ乙醇 淀粉出酒率 = ×100% 120 100 × × 81.12% V糖总
基础生物工程大实验
阎欲晓 粟桂娇
广西大学生命科学与技术学院 2011.01
第一部分： 第一部分：酒精发酵大实验
实验一 双酶法制备淀粉水解糖 实验二 淀粉水解糖含量定量分析 实验三 酵母活化和游离酵母细胞发酵生产酒精 实验四 固定化酵母细胞发酵生产酒精 实验五 酒精蒸馏与酒精发酵液产物分析
第二部分： 第二部分：生物工程基本设备
糖醇转化率， 糖醇转化率，淀粉出酒率和淀粉利用率计算
(C6H10O5)n + nH2O 水解 n C6H12O6
C6H12O6
发酵
2 C2H5OH + 2CO2
糖醇转化率（糖发酵率） 糖醇转化率（糖发酵率）计算
C6H12O6 180 C还 ×120 糖发酵率 = 发酵 2 C2H5OH + 2CO2 46×2 x（理论发酵应得酒精量） 理论发酵应得酒精量）
5.2 实验原理
发酵成熟醪进入蒸馏之前， 酸度、 发酵成熟醪进入蒸馏之前，对酸度、外观糖 度、残余还原糖、残余总糖、酒精含量、挥发酸 残余还原糖、残余总糖、酒精含量、 等项目进行分析，这些项目是反映发酵成熟醪质 等项目进行分析，这些项目是反映发酵成熟醪质 量水平的主要指标，能够正确反映生产的实际情 量水平的主要指标， 对加强工艺管理、 况，对加强工艺管理、提高生产效率起着极其重 要的作用。 要的作用。 酸度的定义是指 发酵醪消耗0.1mol/L 酸度的定义是指10mL发酵醪消耗0.1mol/L 的定义是指 发酵醪消耗 NaOH溶液的毫升数 酸度利用酸碱中和法测定。 溶液的毫升数。 NaOH溶液的毫升数。酸度利用酸碱中和法测定。
46 × 2 × 100 × 81.12% ≈ 46 x= 162
∴
酒精度 × V发总 × ρ乙醇 淀粉利用率 = × 100% 120 46 100 × × V糖总 100
理论上的淀粉出酒率为56.7%。
淀粉利用率计算
淀粉利用率 = 发酵生产出的酒精总量 × 100% 商品淀粉出发理论上应得到的酒精量
（C6H10O5）n 162 100 ×81.12%
发酵
2 nC2H5OH 46×2 x（淀粉出发理论发酵应得酒精量） 淀粉出发理论发酵应得酒精量） 即100g商品淀粉出发 100g商品淀粉出发 理论应得到46g乙醇 理论应得到46g乙醇 46g
5.2 实验原理
蒸馏原理： 蒸馏原理：
• 液体化合物受热时蒸气压随温度升高而不断加大，当蒸气 液体化合物受热时蒸气压随温度升高而不断加大， 压与外界大气压相等时， 压与外界大气压相等时，就会有大量气泡不断从液体内部 逸出，液体开始沸腾， 逸出，液体开始沸腾，这时液体的温度就是该化合物的沸 蒸馏就是将液体混合物加热至沸腾 使其气化， 将液体混合物加热至沸腾， 点。蒸馏就是将液体混合物加热至沸腾，使其气化，然后 将其蒸汽冷凝为液体的过程。 将其蒸汽冷凝为液体的过程。 • 蒸馏是一种用来分离沸点相差较大的液体混合物的常用方 蒸馏是一种用来分离沸点相差较大的液体混合物的常用方 沸点相差较大的液体混合物 酒精发酵醪中有大量的水及10度左右的乙醇， 10度左右的乙醇 法。酒精发酵醪中有大量的水及10度左右的乙醇，将其进 行蒸馏时，沸点较低的乙醇会先汽化而蒸馏出来。 行蒸馏时，沸点较低的乙醇会先汽化而蒸馏出来。
5.4
实验步骤
蒸馏仪器的安装
注意事项
1、加入玻璃珠的作用是为了防止液体暴沸。 加入玻璃珠的作用是为了防止液体暴沸。 2、安装蒸馏装置时，请注意进出水流的方向， 安装蒸馏装置时，请注意进出水流的方向， 以免出现冷凝管装不满水的情况。 以免出现冷凝管装不满水的情况。 3、酒精计不得与容器壁、底接触，以免测量误 酒精计不得与容器壁、底接触， 若出现酒精计沉底的情况，是酒精度太高、 差 。 若出现酒精计沉底的情况 ， 是酒精度太高 、 超出酒精计量程所致， 超出酒精计量程所致 ， 此时应该将蒸馏所得的酒 精定量稀释后再测定酒度。 精定量稀释后再测定酒度。
5.5 实验结果与讨论
1、根据DNS法测量的淀粉还原糖浓度和发酵液酒精 根据DNS法测量的淀粉还原糖浓度和发酵液酒精 DNS 浓度计算以木薯淀粉为原料进行酒精发酵的糖醇转 计算以木薯淀粉为原料进行酒精发酵的 浓度计算以木薯淀粉为原料进行酒精发酵的糖醇转 化率（即糖发酵率），淀粉出酒率和淀粉利用率。 ），淀粉出酒率和淀粉利用率 化率（即糖发酵率），淀粉出酒率和淀粉利用率。 2、什么是巴斯德效应？如何利用其指导酒精发酵？ 什么是巴斯德效应？如何利用其指导酒精发酵？ 3、酒精发酵液产物分析后，对比游离酵母细胞和固 酒精发酵液产物分析后，对比游离酵母细胞和 游离酵母细胞 定化酵母细胞发酵生产酒精的实验结果 发酵生产酒精的实验结果， 定化酵母细胞发酵生产酒精的实验结果，并对结果 进行分析讨论。 进行分析讨论。