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生物工程综合性与设计性实验

作者：刘志伟，韩春艳主编

出版社：科学出版社出版时间：2015-05-01

开本： 26cm 页数： 200页

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生物工程综合性与设计性实验版权信息

ISBN：9787030443311
条形码：9787030443311 ; 978-7-03-044331-1
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
自然科学
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生物工程综合性与设计性实验内容简介

本书分为基础知识与研究方法、生物活性物质提取和分离、分子生物学与基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程六部分, 主要包括: 实验基础知识 ; 综合性与设计性实验研究思路与方法 ; 综合性实验等。

生物工程综合性与设计性实验目录

目录
前言
**部分基础知识与研究方法
第1章实验基础知识
1 实验室基础知识 1
1.1 实验室守则
1.2 实验室安全知识 1
1.3 实验室事故的预防 2
1.4 实验事故的处理方法 3
2 实验方案设计基础知识 3
2.1 实验设计的意义 3
2.2 实验设计的要素 4
2.3 实验设计的原则 5
2.4 实验设计的常用方法 5
2.5 实验设计的程序 6
3 实验记录的基础知识 7
3.1 实验记录的书写要求 7
3.2 实验记录书写的基本要求 8
3.3 实验记录的基本内容 8
3.4 实验记录需注意的问题 9
4 实验数据基础知识 10
4.1 实验数据的获取 10
4.2 实验数据处理与分析 10
第2章综合性与设计性实验研究思路与方法 13
1 综合性实验、设计性实验的概述 13
1.1 实验的分类及基本内涵 13
1.2 综合性实验的内涵 13
1.3 设计性实验的内涵 13
1.4 综合性与设计性实验在人才培养中的地位及作用 14
2 综合性与设计性实验的开设原则及基本要求 14
2.1 综合性与设计性实验开设的原则 14
2.2 综合性与设计性实验开设的基本要求 15
3 综合性与设计性实验的基本步骤 15
3.1 选题 15
3.2 方案设计 15
3.3 实验准备 16
3.4 预备实验 16
3.5 正式实验 16
3.6 数据处理与结果分析 16
3.7 撰写研究报告 16
第二部分生物活性物质提取和分离
第3章综合性实验 17
实验1 纤维素酶辅助法提取桐花树中没食子酸的工艺研究 17
实验2 槐米中芸香苷的提取、分离与鉴定 19
实验3 汉防己生物碱的提取、分离与鉴定 22
实验4 大黄中蒽醌类成分的提取、分离与鉴定 24
实验5 茶叶中咖啡因的提取、分离与鉴定 26
实验6 茶叶中茶多酚类物质的提取与含量测定 28
实验7 植物组织中天然色素的提取、分离与含量测定 30
实验8 阴香果实花色普粗提物大孔吸附树脂纯化技术研究 31
实验9 植物组织中总黄酮的超声波提取优化 34
实验10 全柚皮中总黄酮的提取与含量测定 36
实验11 柚皮香精的提取与鉴定 38
实验12 酪蛋白磷酸肽的制备及纯化 40
实验13 番木瓜中鞣制的超声波提取优化 42
实验14 大豆分离蛋白的制备及性质分析 45
第4章设计性实验 48
实验15 柚皮提取分离果胶 48
实验16 植物性多糖的制备及效果研究 49
实验17 微波辅助法对番木瓜果胶的提取优化 50
实挂18 穗花杉树皮中紫杉醇的提取、分离与含量测定 51
实验19 苦丁茶中熊果酸的提取、分离与含量测定 52
实验20 植物挥发油的提取与含量测定 53
实验21 原花青素的提取与精制 54
实验22 阴香呆实花色苦体外抗氧化活性研究 55
实验23 不同药食两用植物抗氧化能力的比较 57
实验24 玉米蛋白粉制备抗氧化肤及其抗氧化特性的分析 57
实验25 天然植物色素提取及其稳定性研究 59
实验26 植物色素的提取及抑菌作用研究 60
实验27 蛋白质不同测定方法的对比 61
实验28 植物组织中维生素C含量测定方法的比较研究 62
第三部分分子生物学与基因工程
第5章综合性实验 64
实验29 植物总DNA的提取(CATB法)、纯化和检测 64
实验30 碱裂解法提取质粒DNA 66
实验31 动物肝脏组织总RNA(Trizol法)提取与鉴定 69
实验32 RT-PCR及电泳检测 71
实验33 大肠杆菌感受态的制备、质拉DNA的转化及阳性克隆的筛选 72
实验34 根癌农杆菌介导的拟南芥花序浸润转基因 75
实验35 水稻磷酸酯酶2A基因的原核表达及鉴定 77
实验36 罗非鱼体内不同组织器官脂蛋白醋酶(LPL)基因表达分析 79
实验37 限制性内切核酸酶消化及产物鉴定 81
实验38 rDNA-ITS序列分析及物种鉴定 83
第6章设计性实验 87
实验39 不同实验方法提取植物组织中基因组DNA效果的比较 87
实验40 PCR技术检测火腿肠中肉类的种属来源 88
实段41 地方土猪氟烷基因发生率的调查 89
实验42 PCR技术在食品转基因检测中的应用 90
实验43 基于线拉体COⅠ的DNA条形码技术对家禽的种类进行鉴定 91
实验44 猪瘟病毒Southern印迹杂交技术的诊断 92
实验45 采用PCR法对目的基因进行定点突变 93
实验46 人胰岛素基因的原核表达 94
实验47 罗非鱼溶菌酶基因在大肠杆菌中的诱导表达及产物鉴定 96
实验48 β-地中海贫血的基因诊断——PCR-RFLP分析 97
第四部分细胞工程
第7章综合性实验 99
实验49 大鼠骨髓间充质干细胞的体外分离培养 99
实验50 动物细胞生长曲线的测定 101
实验51 动物细胞的冻存与复苏 102
实验52 大鼠骨髓间充质干细胞表面标志的检测和成骨诱导分化 104
实验53 利用脂质体转染技术对HeLa细胞中重组GFP进行观察 106
实验54 鸡红细胞与HeLa细胞的融合实验 108
实验55 小鼠精子的采集、运动能力检测及体外获能 109
实验56 鸡蛋的人工孵化和胚胎发育过程观察 111
实验57 植物细胞原生质体化与细胞壁再生 113
实验58 植物愈伤组织的诱导与分化 115
第8章设计性实验 117
实验59 小鼠胚胎干细胞的体外培养与鉴定 117
实验60 小鼠胚胎干细胞向心肌细胞的体外诱导分化 118
实验61 细胞凋亡的诱导及其检测 118
实验62 小鼠卵母细胞体外受精及受精卵的体外培养 119
实验63 聚乙二醇诱导细胞融合*适条件的探究 120
实验64 红豆杉细胞悬浮培养与次生代谢产物诱导 121
实验65 人工种子的设计与构建 123
实验66 离体植物细胞对外界剌激的响应 124
实验67 植物快速无性繁殖方案探索 125
实验68 水稻单倍体培养 126
第五部分酶工程
第9章综合性实验 128
实验69 影响酶活力的因素——正支试验法 128
实验70 膜蛋白酶米氏常数的制定 131
实验71 原糖酶的制备、各级分活性及蛋白质含量的测定 133
实验72 糖化酶反应动力学性质的测定 137
实验73 猪胰蛋白酶的制备及活力测定 139
实验74 植物体内α-淀粉酶与？-淀粉酶活力的测定 143
实验75 血液中乙酰胆碱酯酶的分离纯化及活力的测定 145
实验76 壳聚糖凝胶颗粒固定化淀粉酶 146
实验77 固定化谷氨酸脱羧酶的制备与酶学性质研究 148
实验78 低分子肝素修饰超氧化物歧化酶及稳定性检验 151
第10章设计性实验 153
实验79 不同植物SOD提取及抗氧化活力测定 153
实挂80 木瓜蛋白酶的提取和制备 154
实验81 植物细胞应激过程中有关酶活力变化 155
实验82 产蛋白酶和淀粉酶芽孢杆菌的分离及产酶条件的优化 156
实验83 枯草杆菌碱性磷酸酶生物合成的诱导与阻遏作用 157
实验84 微生物多酚氧化酶源筛选及其在茶黄素合成中的应用 158
实验85 酶法辅助制备柚果汁 159
实验86 酶法辅助提取植物中黄酮类物质 160
实验87 酶法改善糙米食用品质 161
实验88 酶法制备大豆多肽及其抗氧化特性的研究 162
第六部分发酵工程
第11章综合性实验 164
实验89 高产抗菌活性物质菌株的紫外线诱变育种 164
实验90 小型发酵罐好氧发酵与过程控制 168
实验91 抗霉菌拮抗菌株发酵液中抗菌物质的提取与精制 173
实验92 产乳酸芽孢杆菌的培养 177
第12章设计性实验 180
实验93 发酵食品的制备 180
实验94 产酶菌株的分离筛选及其生物学初步实验 181
实挂95 抗真菌拮抗菌株的分离筛选及生物学初步实验 183
实验96 产清除自由基活性物质菌株的分离筛选及生物学初步实验 185
主要参考文献 188
附录 190

展开全部

生物工程综合性与设计性实验节选

**部分基础知识与研究方法第1章实验基础知识 1 实验室基础知识实验，是科学研究的基本方法之一。根据科学研究目的，尽可能排除外界影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，人为地变革、控制或模拟研究对象，使某些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象、自然性质、自然规律。而实验室即进行实验的场所，是科技的产出地。进人实验室，是教师职业发展、学生知识探索的开始。在进人实验室之前，了解关于实验室的基础知识，有利于增强师生的安全意识和安全责任感，一些良好的小习惯能够使实验室安全、稳定与和谐地发展。 1.1 实验室守则实验室是进行教学和科研的重要场所，为保证实验能正常、有序地进行，培养学生严谨、细致的科学作风，学生必须严格遵守实验室的相关守则。 (1)切实做好实验前的准备工作。上实验课前必须充分预习，明确实验目的和要求，了解实验基本原理、实验方法和操作步骤，准备好实验所需要器材。 (2)进人实验室时，应熟悉灭火器材、急救药箱等的放置地点和使用方法。进人实验室应穿实验服，同时注意局部防护，必要时佩戴安全防护眼镜、防护手套、防护面罩、防毒面具、呼吸器等个人防护用具。严格遵守实验室的安全守则和每个具体实验操作中的安全注意事项。若发生意外事故应及时处理并报请老师进一步处理。 (3)要讲文明、讲卫生，不得穿背心、拖鞋进人实验室。实验室内不能吐痰，不能乱丢废纸，不准高声喧哗，不准抽烟，不能迟到、早退、旷课，实验过程中不得擅自离开。 (4)要服从指导老师和实验技术人员的指导，按实验教材规定的步骤、仪器及试剂的规格和用量进行实验，认真观察和分析实验现象，如实记录实验数据，不得抄袭他人实验结果。 (5)要爱护公物，凡属违章操作损坏仪器设备的，要按规定赔偿损失。未经许可，不得将实验室仪器设备、实验材料等带出实验室。要节约用水、电和药品等。 (6)保持实验室的整洁，暂时不用的器材，不要放在台面。污水、污物、残渣、废纸盒、玻璃碎片等应按要求放在指定地点，不得乱丢乱放，更不得丢人水槽;废酸、废碱、废溶液应分别倒人指定容器进行处理。 (7)实验结束后，要按要求整理好仪器设备、实验工具和实验材料等，要认真清理好实验室卫生，把水、电开关关闭，经指导老师或实验室工作人员检查同意后，才可以离开。 1.2 实验室安全知识在生物相关的实验室中，会经常与毒性很强、有腐蚀性、易燃烧和具有爆炸性的化学药品直接接触，常使用易碎的玻璃和瓷质器皿，以及在水、电等高温电热设备的环境下进行紧张而细致的工作，因此，必须十分重视安全工作。实验室的安全守则： (1)进人实验室开始工作前应了解气体总阀门、水阀门及电闸所在处。离开实验室时，一定要将室内检査一遍，将水、电、气的开关关好，门窗锁好。 (2)严禁在实验室内吃东西、吸烟或把食具带进实验室。实验完毕，必须洗净双手后才能离开实验室。 (3)进实验室后，在老师讲解有关操作要求前，不得随意搬弄仪器、器材。学生必须在教师指导或提示下，按正确的操作步骤和安全须知进行规定的有关实验，不得随意更改实验内容。严禁单凭兴趣，任意乱做实验，防止发生事故。 (4)实验中，必须严格按照老师的要求、步骤操作。对独立构思和试验性的实验，应事先征得老师同意后方可进行。当进行有可能发生危险的实验时，要根据实验情况采取必要的安全措施，如戴面罩或橡皮手套等，但不能戴隐形眼镜。实验进行中，操作者不得擅自离开。 (5)使用电器设备(如烘箱、恒温水浴锅、离心机、电炉等）时，严防触电，绝不可用湿手或在眼睛旁视时开关电闸和电器开关。凡是漏电的仪器，一律不能使用。 (6)实验操作时，要注意安全，防止化学药品损伤自己或他人的眼睛、皮肤和衣物。各小组应独立操作，不得相互戏耍，尤其要防止尖刺状物体靠近脸部(头部）。 (7)熟悉安全用具如灭火器、急救箱的放置地点和使用方法。安全用具和急救箱不得移作他用。 1.3 实验室事故的预防 1.3.1 火灾的预防 (1)在操作易燃的溶剂时要特别注意:应远离火源;勿将易燃液体放在敞口容器中（如烧杯)直火加热;加热必须在水浴中加热，切勿容器密闭。 (2)在进行易燃物质实验时，应先将乙醇一类易燃的物质搬开。 (3)当使用大量的可燃性液体时，应在通风橱中或在指定地点进行，室内应无火源。 (4)不得把燃烧着或带有火星的物品乱抛乱扔。 1.3.2 中毒的预防 (1)有毒、剧毒药品应妥善保管，不许乱放，实验后的有毒残渣必须做妥善而有效的处理，不准乱丟。 (2)接触有毒、剧毒药品时必须戴好手套，如具有挥发性，还需在通风柜中或通风良好的环境中操作，并做好防护措施，如戴口罩等。在使用通风柜时，头部不要伸人柜内。 1.3.3 触电的预防使用电器时，应防止人体与电器导电部分直接接触，绝不可用湿手或在眼睛旁视时开关电闸和电器开关。实验结束后应切断电源。 1.4 实验事故的处理方法 1.4.1 火灾的处理起火后，要立即一面灭火，一面防止火势蔓延（如采取切断电源、移走易燃药品等措施）。灭火的方法要针对起因选用合适的方法。一般的小火可用湿布、石棉布或砂子覆盖燃烧物，即可灭火，火势大时可用泡沫灭火器。但电器设备所引起的火灾，只能使用二氧化碳或四氯化碳灭火器灭火，不能使用泡沫灭火器，以免触电。实验人员衣服着火时，切勿惊慌乱跑，赶快脱下衣服或用石棉布覆盖着火处。 1.4.2 外伤的处理在实验室的外伤，主要是由玻璃仪器等的破碎引发的。伤处不能用手抚摸，也不能用水洗涤。作为紧急处理，首先应止血。若是玻璃创伤，应先把碎玻璃从伤处挑出，防止当压迫止血时，将碎玻璃压深。轻伤可涂以甲紫（或红汞、碘酒），必要时撒些消炎粉或敷些消炎膏，用绷带包扎。伤口严重者，止血后应立即送医院治疗。 1.4.3 烫伤的处理发生烫伤不要用冷水洗涤伤处。伤处皮肤未破时，可涂擦饱和碳酸氢钠溶液或用碳酸氢钠粉调成糊状敷于伤处，也可抹獾油或烫伤膏;如果伤处皮肤巳破，可涂些甲紫或1%高锰酸钾溶液。重伤者涂以烫伤药膏后立即送医院治疗。 1.4.4 酸碱腐蚀致伤的处理受酸腐蚀时，先用大量水冲洗，再用饱和碳酸氢钠溶液(或稀氨水、肥皂水)洗，*后再用水冲洗。如果酸液濺入眼内，用大量水冲洗后，送医院诊治。受碱腐蚀，先用大量水冲洗，再用2%乙酸溶液或饱和硼酸溶液洗，*后再用水冲洗。如果碱溅人眼中，用硼酸溶液洗。伤势较重者，在急救之后，应速送医院诊治。 1.4.5 中毒的处理毒物濺人口内并未吞下时，应立即吐出，并用大量的清水冲洗口腔;毒物吞人体内时，应根据毒物的性质服用解毒剂（如酸或碱中毒，可灌注牛奶），然后立即送医院；吸人刺激性或有毒气体时，将中毒者移至室外，呼吸新鲜空气（但应注意氯气、溴中毒不可进行人工呼吸，一氧化碳中毒不可施用兴奋剂）。 1.4.6 触电的处理触电时可按下述方法之一切断电路:①关闭电源;②用干木棍使导线与被害者分开;③使被害者和土地分离，急救时急救者必须做好防止触电的安全措施，手或脚必须绝缘。 2 实验方案设计基础知识 2.1 实验设计的意义实验设计是以概率论和数理统计为理论基础，经济地、科学地安排实验的一项技术。实验设计是科学研究计划内关于研究方法与步骤的一项内容。在生物工程类的科研工作中，无论实验室研究或现场调査，在制订研究计划时，都应根据实验的目的和条例，结合统计学的要求，针对实验的全过程，认真考虑实验设计问题。一个周密而完善的实验设计，能合理地安排各种实验因素，严格地控制实验误差，从而用*少的人力、物力和时间，*大限度地获得丰富而可靠的资料。反之，如果实验设计存在缺点，就可能造成不应有的浪费，且足以减损研究结果的价值。总之，实验设计是实验过程的依据，是实验数据处理的前提，也是提高科研成果质量的一个重要保证。 2.2 实验设计的要素实验设计包括3个要素:实验因素、实验单位、实验效应。在实验中，三要素缺一不可，在实验设计时必须予以认真考虑。 2.2.1 实验因素所有影响实验结果的条件都称为影响因素，并有客观与主观、主要与次要之分。而实验研究的目的不同，对实验的要求也不同。研究者希望通过研究设计进行有计划的安排，从而能科学地考察其作用大小的因素称为实验因素（如试剂的种类、用量、浓度等）；对评价实验因素作用大小有一定干扰性且研究者并不想考察的因素称为区组因素或称重要的非实验因素（如动物的窝别、体重等）；其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。*好通过一些预实验，初步筛选实验因素并确定哪些水平较合适，以免实验设计过于复杂，实验难以完成。 2.2.2 实验单位实验因素所作用的对象称为实验单位。例如，用菠菜做实验，菠菜就是本次实验的实验单位或称为受试对象；若用小鼠肝细胞做实验，其表现形式称为样品（有时一个样品由若干只小鼠的肝细胞混合而成）。此时，一个样品就是一个实验单位。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验单位，一个完整的实验设计中所需实验单位的总数称为样本含量。实验单位选择是否合适直接关系到实验实施的难度，以及别人对实验新颖性和创新性的评价。*好根据特定的设计类型估计出较合适的样本含量。在实验设计中，要根据实验观察的目的与内容，明确规定采用什么样的实验对象、实验对象中的每个实验单位必须具备的条件与要求，以保证受试对象的一致性。实验单位需要有一定的数量，例数不能太少，也不宜过多。 2.2.3 实验效应实验因素取不同水平时在实验单位上所产生的反应称为实验效应。实验效应是反映实验因素作用强弱的标志，它一般通过某些观测指标数值的大小来体现。因此，在实验设计过程中，要结合专业知识，尽可能多地选择客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能选用具有特异性强、灵敏度高、准确可靠等特点的客观指标。对一些半客观(如读取PH试纸上的数值)或主观指标(如对一些定性指标的判断），一定要事先规定读取数值的严格标准，只有这样方能准确地分析实验结果，从而大大提高实验结果的可信度。总之，研究者应当对欲研究的问题有较为全面的了解，在实验设计中千万不要遗漏了某些重要的实验因素和观测指标，以免实验研究的结果对事先提出的问题给出错误的回答。 2.3 实验设计的原则实验设计有属于专业方面的，有属于统计方面的。从统计方面说，主要应当考虑对照、重复、随机化等问题，这就是所谓实验设计的三原则。从生物工程专业方面说，实验设计要具备以下条件：原理正确、操作简便、现象明显、药品经济、结论可信。因此，实验设计的原则应包括:对照原则、随机原则、重复原则、经济原则o 2.3.1 对照原则空白对照组的设立——通过对照的设立才能清楚地看出实验因素在其中所起的作用。当某些处理本身夹杂着重要的非处理因素时，还需设立仅含该非处理因素的实验组为实验对照组;多种对照形式同时并存。 2.3.2 随机原则随机原则是指实验材料的分配和各个实验进行的次序，都是随机确定的。统计方面而言，要求观察值(或误差)是独立分布的随机变量，随机化通常能使这一假定有效。把实验进行适当的随机化也有助于“均匀”可能出现的外来因素的效应，即运用“随机数字表”实现随机化;运用“随机排列表”实现随机化;运用计算机产生“伪随机数”实现随机化。尽量运用统计学知识来设计实验，减少外在因素和人为因素的干扰。 2.3.3 重复原则所谓重复原则，就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验。一般认为重复3次以上的实验才具

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