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生物技術綜合實驗 版權信息
- ISBN:9787030389367
- 條形碼:9787030389367 ; 978-7-03-038936-7
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
生物技術綜合實驗 內容簡介
本書包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、發酵工程、免疫學方面的近期新、應用*廣泛的實驗技術,共包括了65個相關實驗。各實驗的組織結構均包括實驗目的、實驗原理、器材、操作步驟、結果以及思考題等幾個部分,并加強了各實驗的安全提示。本教材力求能夠體現目前近期新的技術方法,并且要求寫作語言簡潔、流暢,條理性和可操作性要強。本書適合于微生物學、微生物工程、生物工程、生物技術、發酵工程、食品發酵工程、生物醫學工程等相關的生物技術綜合實驗教學用書,也可用于生物、醫學和農學類應用性學科的相關專業實驗課程教學。
生物技術綜合實驗 目錄
前言
第1篇 基因工程
第1章 基因工程常用技術 2
實驗1染色體DNA的制備——植物總DNA的提取 3
實驗2細菌總DNA的提取 5
實驗3動物組織DNA的提取 7
實驗4質粒DNA的提取 8
實驗5瓊脂糖凝膠電泳分離檢測DNA 12
實驗6 PCR擴增目的基兇 15
實驗7瓊脂糖凝膠中I)NA片段的回收 19
實驗8 D}JA的酶切 22
實驗9感受態細胞的制備 26
實驗10在質粒載體巾進行外源DNA的克隆 29
實驗11質粒DNA的轉化 31
實驗12基兇定位 34
實驗13基岡的定點突變 37
實驗14 DNA的隨機突變 40
第2章 原核表達體系的應用 43
實驗15原核生物巾外源基兇的表達和純化 43
實驗16宏基岡組文庫構建 47
實驗17 cDNA文庫的構建 52
第3章 真核表達體系的應用 66
實驗18小鼠p actin基兇的克隆與表達 66
實驗19酵母表達體系及酵母雙雜交技術 76
實驗20植物表達體系 84
第2篇 蛋白質工程
第4章 蛋白質工程常用技術 95
實驗21蛋白質末端分析 95
賓驗22 SDS_PA(;E電泳分離檢測蛋白質 100
實驗23離子交換層析純化牛奶巾的酪蛋白 106
實驗24凝膠過濾 115
實驗25親和層析 124
實驗26高效液相色譜法測定牛乳中乳白蛋白 127
實驗27氣相色譜法測定人白蛋白制品巾辛酸鈉含量 135
實驗28蛋白質二維凝膠電泳技術 139
實驗29免疫印跡 149
第3篇 細胞工程
第5章 細胞工程技術 156
實驗30菊花的愈傷組織誘導培養 156
實驗31菊花愈傷組織的分化培養 165
實驗32菊化苗的生根培養 168
實驗33植物原生質體分離與融合 169
實驗34動物細胞的原代培養 176
實驗35動物細胞的傳代培養 182
實驗36培養細胞的增殖及活力檢測 183
實驗37流式細胞儀檢測技術 187
第4篇 發酵工程
第6章 固體培養技術 192
實驗38平菇的同體培養技術 192
第7章 厭氧發酵技術 197
實驗39啤酒發酵技術 197
實驗40酸奶發酵 205
第8章 好氧分批發酵技術 213
實驗41單細胞蛋白好氧分批發酵技術 213
第9章 連續發酵技術 222
實驗42酵母的連續發酵技術 222
第10章 動植物細胞懸浮培養技術 229
實驗43動物細胞懸浮培養 229
實驗44植物細胞懸浮培養 237
實驗45共聚焦顯微技術 239
第5篇 免 瘦 學
第11章 免疫學技術 246
實驗46環狀沉淀反應 246
實驗47單向瓊脂擴散實驗 247
實驗48雙向瓊脂擴散實驗 249
實驗49對流免疫電泳實驗 250
實驗50火箭電泳實驗 252
實驗51酶聯免疫吸附測定(EI ISA) 253
實驗52 BA_ELISA 255
實驗53抗原和免疫血清的制備 257
實驗54動物細胞免疫熒光技術 259
實驗55淋巴細胞雜交瘤單克隆抗體技術 261
實驗56鹽析法純化免疫球蛋白 265
實驗57 DEAE_Sephadex A_50柱層析純化免疫球蛋白 268
實驗58 Sepharose CL 4B親和柱層析純化IgG及IgG亞類 270
實驗59高效液相色譜法純化小鼠腹水中單克隆抗體 272
實驗60單克隆抗體親和層析柱純化重組人a2a干擾素 273
實驗61免疫球蛋白酶標記抗體技術 274
實驗62熒光素標記抗體技術 276
實驗63免疫斑點實驗 279
實驗64免疫組化染色技術檢測淋巴細胞表面標記 281
實驗65免疫共沉淀實驗 285
參考文獻 289
附錄1常用緩沖溶液的配制 291
附錄2常用培養基的配制 297
附錄3不同溫度下硫酸銨飽和度計算表 305
生物技術綜合實驗 節選
第1篇 基因工程 20 世紀70 年代以來,現代生物技術飛速發展。隨著一系列新技術、新方法的不斷出現,廣大生物學家通過不懈的努力,開拓了許多新的研究領域,對生物科學的研究現狀有了質的提升。其中,*引人注目并被公認的是以DNA 重組為中心的基因工程技術。 基因工程C gene engineering) ,又稱基因操作C gene manipulation) 或重組DNA Crecombinant DNA) ,是一門以分子遺傳學和分子生物學理論為基礎,以生物化學和微生物學的現代方法為手段,將來源不同的遺傳物質(基因)即DNA 分子,按照預先設計的藍圖, 在體外構建所需的DNA 片段,然后通過載體導入受體細胞,以改變生物原有的遺傳特性,獲得新物種(品種) ,或研究基因結構與功能的現代生物技術。 從定義可以看出,基因工程的一個重要特征,就是強調了外源DNA 分子的新組合被引入一種新的寄主生物中進行繁殖。這種DNA 分子的新組合是按照工程學的方法進行設計和操作的。這就賦予了基因工程跨越天然物種屏障的能力,克服了固有的生物物種間的限制,帶來和擴大了定向創造新生物的可能性。這是基因工程的*大特點。 而基因工程*大的優點是打破了常規育種難以突破的物種之間的界限,可以使原核生物與真核生物之間、動物與植物之間,甚至人與其他生物之間的遺傳信息進行重組和轉移。 自DNA 重組技術于1972 年誕生以來,作為現代生物技術核心的基因工程技術得到了飛速的發展,并廣泛應用于醫學、農業、工業、水產、環保等行業。本篇實驗在方法上,力求具有可行性、實用性,內容涵蓋基因工程操作的基本過程,整個實驗基本上是一個連續的過程,通過學習,要求學生能在原有的相關理論知識基礎上, 較全面和深入理解基因工程原理,掌握基本的基因工程常用實驗方法。 第1章 基因工程常用技術 基因工程技術的可行性基于以下方面的原理。 1.不同基因具有相同的遺傳物質基礎 地球上的一切生物,從細菌到高等動物和植物,直至人類,其基因都是一個具有遺傳功能的含特定核背酸序列的DNA 片段。而所有生物的DNA 的組成和基本結構都是一樣的。因此,不同生物的基因(DNA 片段〉原則上是可以重組互換的。雖然某些病毒的基因定位在RNA 上,但是這些病毒的RNA 仍可以通過反轉錄產生DNA ,并不影響不同基因的重組或互換。 2. 基因是可以切割的 基因是以直線排列在DNA 分子上。除少數基因重疊排列外,大多數基因彼此之間存在著間隔序列。因此,作為DNA 分子上一個特定核昔酸序列的基因,可以從DNA 分子上一個一個完整地切割下來。即使是重疊序列的基因,也可以把其中需要的基因切割下來,但是破壞了其他的基因. 3. 基因是可以轉移的 基因不僅是可以切割下來的,而且發現攜帶基因的DNA 分子可以在不同生物體之間轉移,或者在生物體內的染色體DNA 上移動,甚至可以在不同染色體之間進行跳躍,插入靶DNA 分子之中。由此表明基因是可以轉移的。 4. 多肽與基因之間存在著對應關系 普遍認為,一種多膚就有一種相對應的基因。因此,基因的轉移或重組*終可以根據其表達產物多膚的性質來考察。 5. 遺傳密碼是通用的 一系列三聯密碼子(除極少數幾個外〉同氨基酸之間的對應關系,在所有生物中都是相同的。也就是說遺傳密碼是通用的,重組的DNA 分子不管導人什么樣的生物細胞中,只要具備轉錄翻譯的條件,均能轉錄翻譯出同樣的氨基酸。即使人工合成的DNA 分子(基因)同樣可以轉錄翻譯出相應的氨基酸。 6. 基因可以通過復制把遺傳信息傳遞給下一代 經重組的基因一般來說是能傳代的,可以獲得相對穩定的轉基因生物。 基因工程部分的實驗內容總體分為基因工程常用技術、目的基因的原核表達體系及目的基因的真核表達體系三個方面,基本流程如圖1 所示。 主要包括以下實驗內容。 (1)從生物有機體復雜的基因組中,分離出帶有目的基因的DNA 片段或RNA 片段,同時對提取的目的基因進行瓊脂糖凝膠電泳分離檢測. (2) 載體的獲得z 提取質粒等載體;通過PCR 技術獲得大量的目的基因;在體外將帶有目的基因的DNA 片段連接到具有選擇標記的質粒載體上,形成重組DNA 分子。將目的基因與載體結合的過程,實際上是不同來源的DNA 重新組合的過程。 (3) 將目的基因導人受體細胞:用人工的方法使體外重組的DNA 分子轉移到受體細胞,主要是借鑒細菌(轉化)或病毒(轉導)侵染細胞的途徑。 (4) 擴增帶有重組體的細胞,獲得大量的細胞繁殖群體(菌落) 。 (5) 從大量的細胞繁殖菌落中,篩選出具有重組DNA 分子的陽性克隆。 (6) 進一步研究分析篩選出的細胞克隆的目的基因。 (7) 將目的基因克隆到表達載體上,導人寄主細胞,使之在新的遺傳背景下實現功能表達,產生出人類所需要的各種物質。 實驗1 染色體DNA 的制備一一植物總DNA 的提取 【實驗目的】 (1)學習和掌握CTAB 法提取植物總DNA 的基本原理和實驗技術。 (2) 學習和掌握紫外吸收法測定DNA 的純度和濃度。 【實驗原理】 在液氮冷凍下研磨植物葉片,可使細胞壁破裂,加人十六燒基三甲基澳化鍍(CTAB) 和青疏基乙醇,可使核蛋白體解聚,然后使蛋白質和多糖雜質沉淀, DNA 進入水相,再用盼、氯仿抽提純化。 本實驗采用CTAB 法,其主要作用是破膜。CTAB 能溶解膜蛋白與脂肪,解聚核蛋白。植物材料在CTAB 的處理下,結合65 'c水浴使細胞裂解、蛋白質變性、DNA 被釋放出來。CTAB 與核酸形成復合物,此復合物在高鹽(>0. 7 mol/L)濃度條件下可溶于溶液中,并穩定存在,但在低鹽濃度(0. 1~0. 5 mmol/L NaCl)條件下CTAB-核酸復合物就因溶解度降低而沉淀,而大部分的蛋白質及多糖等仍溶解于溶液中。經過氯仿/異戊醇(24 : 1)抽提,去除蛋白質、多糖、色素等雜質,獲得純化的DNA ,*后經乙薛沉淀將DNA 分子沉淀分離出來。 核酸、蛋白質、多糖在特定的紫外波長下都有特征吸收。核酸及其衍生物的紫外吸收高峰在260 nmo 純的DNA 樣品吸光度A260 /A,80 句1. 8 ,純的RNA 樣品吸光度A260/A陽電2.0 ,1μg/mLDNA溶液的A260 =0.020 。 【器材】 1.試劑 (1) 3XCTAB 緩沖液(pH8. 0): Tris ? HC1(pH8. 0) EDTA(pH8.0) NaCl CTAB 使用前加入2%(V/V)薩疏基乙醇. (2) TE 緩沖液(pH8. 0): 100 mmol/L 25 mmol/L 1. 5 mol/L 3% Tris ? HCl 10 mmol/L EDTA 1 mmol/L (3) 其他試弗U: 氯仿/異戊醇混合液(24: l , V廳〕、95% 乙醇、液氮、新鮮的植物葉片(根據實驗目的自行選擇,如小白菜葉) 2. 儀器 高壓滅菌鍋,恒溫水浴鍋,高速冷凍離心機,紫外分光光度計等。 【操作步驟】 (1)稱取2g 新鮮的植物葉片,用蒸館水沖洗葉面,濾紙吸干水分。 (2) 將葉片剪成約1 cm 長,置預冷的研缽中,倒入液氮,盡快研磨成粉未。 (3) 待液氮蒸發完后,加入15 mL預熱(60 'C)的CTAB 提取緩沖液,轉入一磨口錐形瓶中,置于65 'c水浴保溫1 h ,不時地輕輕搖動混勻。 注:CfAB 緩沖渡放在65 'c水浴中預熱90 min ,加入2% (V!V) 仕琉基Z醇。如果量少,可以在1.5 此的離心管中進行。注意液氮研磨時,小.t,操作,*好戴上棉布手套,以免凍傷。 (4) 加等體積的氯仿/異戊醇,蓋上瓶塞,溫和搖動,使成乳狀液, (5) 將錐形瓶中的液體倒入50 mL離心管中, 4 'C, 8000 r/min 離心10 mino (6) 離心管中會出現3 層,用滴管小心地將上層清液吸人另一干凈的離心管中,棄去中間層的細胞碎片和變性蛋白及下層的氯仿(根據需要,上清可用氯仿/異戊醇反復提取多次) 。 (7) 收集上層清液,并將其倒人小燒杯.沿燒杯壁慢慢加人2 倍體積預冷的95 % 乙醇。邊加邊用細玻棒沿同一方向攪動,可看到纖維狀的沉淀(主要為DNA)迅速纏繞在玻棒上。 注:玻璃棒要韁慢沿著同-方向攪動,避免將DNA 鏈打斷。 (8) 小心取下這些纖維狀沉淀,加1~2 mL 70% 乙醇沖洗沉淀,沖洗2 次,輕搖幾分鐘,除去乙醇,即為DNA 粗制品。 (9) 將粗制品溶于70%乙醇,緩和顛倒數次,4 "c ,8000 r/min 離心10 min。棄上清。 (10) 將DNA 沉淀風干,并用雙蒸水溶解。 (11) 在紫外分光光度計上分別測定該榕液在260 nm 和280 nm 波長下的吸光度。 (12) PCR 操作時,吸取樣品溶液1μL. 剩余樣品放人-20 "c保存。 【結果】 根據測得的260 nm 和280 nm 波長下的吸光度判斷提取DNA 的純度,并估算DNA 的濃度及含量。 【思考題】 (1)自疏基乙醇和CTAB 的作用分別是什么? (2) 液氮研磨的原理是什么? (3) 分析實驗結果,并討論實驗材料中的哪些物質對結果有影響。
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