高中生物 實(shí)驗(yàn)室守則 生物技術(shù)概述教案 浙科版選修1

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課　標(biāo)　解　讀 重　點(diǎn)　難　點(diǎn) 1.知道實(shí)驗(yàn)室安全和微生物安全使用的有關(guān)問題。 2.了解生物技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景。 1.微生物安全使用的有關(guān)問題。 2.五類生物技術(shù)及應(yīng)用。 一、實(shí)驗(yàn)室守則 1．實(shí)驗(yàn)室安全須知 (1)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，只進(jìn)行教師允許的工作。 (2)上課前預(yù)習(xí)好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，并提出具體的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。 (3)在使用易燃物(如酒精)時(shí)，小心檢查旁邊有無火源。 (4)應(yīng)將碎玻璃或其他廢物分別放在指定容器中。 (5)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嚴(yán)禁飲食，未經(jīng)教師允許，決不能嘗、觸摸或聞任何東西。 (6)用試管加熱任何東西時(shí)，試管口不能朝向任何人，也不能朝向自己。 (7)用適當(dāng)?shù)墓ぞ呷ツ脽岬牟Ａ髅蟆? (8)做實(shí)驗(yàn)時(shí)穿的衣服要合身，不能過分寬松，袖子不能太肥大，女生要將長發(fā)盤起。 (9)遇到任何意外事件，立即報(bào)告教師，以便及時(shí)處理。 2．微生物安全使用須知 (1)任何致病的微生物均不得在本課程中用作實(shí)驗(yàn)材料。 (2)必須正確進(jìn)行無菌操作。 (3)要把所有的微生物當(dāng)作致病菌處理，用過的培養(yǎng)物都必須進(jìn)行高壓滅菌(121 ℃，15 min)后，再作處理。 (4)不要試圖培養(yǎng)來自人體或動物的微生物。 (5)若有細(xì)菌培養(yǎng)物潑灑出來，不能隨意擦拭，應(yīng)該先用紙巾蓋起，再用漂白粉溶液使紙巾濕透，放置15～20 min，然后用適當(dāng)方法清除(應(yīng)報(bào)告教師)。 (6)有割傷、擦傷或外部有潰瘍時(shí)，不能進(jìn)行用微生物做的實(shí)驗(yàn)。 為什么有割傷、擦傷或外部有潰瘍時(shí)，不能進(jìn)行用微生物做的實(shí)驗(yàn)？ 【提示】　在有割傷、擦傷或外部有潰瘍時(shí)，人體的第一道防線被破壞，微生物易浸入人體。 二、生物技術(shù)概述 1．生物技術(shù)的概念和內(nèi)涵 (1)生物技術(shù)的概念 生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理，以微生物、動物、植物作為反應(yīng)器，將物料進(jìn)行加工，以提供產(chǎn)品為社會服務(wù)的技術(shù)。 (2)生物技術(shù)的內(nèi)涵 生物工程包括細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程和基因工程5種。 2．生物技術(shù)的應(yīng)用 (1)酶工程產(chǎn)品的應(yīng)用，如酶制劑的應(yīng)用。 多酶片中添加有胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶。多酶片是一種雙層片，它的外層添加的是哪一種酶？ 【提示】　胃蛋白酶，因?yàn)槲傅鞍酌敢柔尫懦鰜怼? (2)發(fā)酵技術(shù)的改進(jìn)：目前發(fā)酵都需經(jīng)過“培養(yǎng)基滅菌→接種→發(fā)酵→提取”這一周而復(fù)始的流程，能否連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)生產(chǎn)、連續(xù)提取是今后發(fā)展的方向。 (3)現(xiàn)代生物技術(shù)的商業(yè)化。生物技術(shù)不斷改進(jìn)的目的是為了生產(chǎn)低成本的優(yōu)質(zhì)商品，現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展與經(jīng)濟(jì)利益推動是分不開的。 3．現(xiàn)代生物技術(shù)的前景 (1)現(xiàn)代生物技術(shù)貼近人們的生活 現(xiàn)代生物技術(shù)將原來以動物、植物和微生物為原料進(jìn)行生化提取的方法轉(zhuǎn)變成使用單基因，不僅大大增加了反應(yīng)器中目的產(chǎn)物的含量，而且簡化了生產(chǎn)工藝，拓寬了產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。 (2)現(xiàn)代生物技術(shù)能改善社會環(huán)境 現(xiàn)代生物技術(shù)和傳統(tǒng)生物技術(shù)一樣可造福人類，而且補(bǔ)充了傳統(tǒng)生物技術(shù)的不足，在更多方面發(fā)揮著更大作用。 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的基本安全規(guī)則 1.實(shí)驗(yàn)室安全須知 (1)嚴(yán)禁在實(shí)驗(yàn)室吃喝任何東西，以免誤食和吸入有毒物質(zhì)。 (2)不要穿拖鞋進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，以避免濺落的腐蝕性藥物等對皮膚造成傷害。 (3)使用實(shí)驗(yàn)室里的儀器時(shí)應(yīng)先掌握正確的操作方法，不知道時(shí)，先閱讀說明書或請教老師，掌握使用方法后再使用，否則很可能損壞儀器設(shè)備或引發(fā)安全事故。 (4)在進(jìn)行有潛在安全隱患的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，必須穿上實(shí)驗(yàn)服，戴上防護(hù)手套，有時(shí)還需要戴上口罩和防護(hù)鏡。使用危險(xiǎn)化學(xué)藥品一般要在通風(fēng)櫥中操作。操作時(shí)要考慮周密，操作要細(xì)致認(rèn)真，盡可能避免事故發(fā)生。 (5)在處理生物材料時(shí)，如發(fā)生皮膚破損等事故，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行消毒處理，并盡快到醫(yī)院就診，以防止發(fā)生嚴(yán)重的感染。 (6)注意用火安全 使用易燃物(如酒精時(shí))，小心檢查旁邊有無火源(明火、電熱絲等)，不要用燃著的酒精燈去點(diǎn)燃另一只酒精燈，掌握火災(zāi)應(yīng)急處理常識，了解安全出口的位置，知道如何關(guān)閉電閘和報(bào)警。 (7)用試管加熱任何東西時(shí)，管口不能朝向任何人，也不可朝向自己。 2．微生物安全使用須知 (1)進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)不得使用任何致病微生物作實(shí)驗(yàn)材料。 (2)處理微生物材料時(shí)，要嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作的規(guī)程。微生物樣品要在火焰附近操作，與操作者保持一定距離。實(shí)驗(yàn)后一定要洗手，微生物實(shí)驗(yàn)材料在丟棄前一定要進(jìn)行滅菌處理，以免污染環(huán)境。 (3)不要試圖培養(yǎng)來自人體或動物的微生物。 (4)萬一有微生物培養(yǎng)物潑灑出來，不可隨意擦試，應(yīng)先用紙巾蓋起，再用漂白粉溶液(5%的次氯酸鈉)使紙巾濕透，然后用適當(dāng)?shù)姆椒ㄇ宄? 幾種危險(xiǎn)化學(xué)藥品警示標(biāo)志 　關(guān)于實(shí)驗(yàn)室日常守則，下列敘述不正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嚴(yán)禁飲食 B．做實(shí)驗(yàn)時(shí)穿的衣服越寬松越好，袖子也宜肥大些，女生要將長發(fā)盤起 C．進(jìn)行微生物實(shí)驗(yàn)時(shí)，要把所有的微生物均當(dāng)作致病微生物處理 D．不要試圖培養(yǎng)來自人體或動物的微生物 【思路點(diǎn)撥】　此題考查生物實(shí)驗(yàn)室的基本完全規(guī)則，具體分析如下： 選項(xiàng) 思路分析 A項(xiàng) 為避免誤食和吸入有毒物質(zhì)，嚴(yán)禁在實(shí)驗(yàn)室中吃喝任何東西。A項(xiàng)正確。 B項(xiàng) 做實(shí)驗(yàn)時(shí)穿的衣服要合身，不能過分寬松，袖子不能太肥大，女生要將長發(fā)盤起。B項(xiàng)說法不正確。 C項(xiàng) 微生物實(shí)驗(yàn)不得使用任何致病微生物作實(shí)驗(yàn)材料，但要把所有微生物當(dāng)作致病微生物來處理，以確保實(shí)驗(yàn)安全。C項(xiàng)說法正確。 D項(xiàng) 不要試圖培養(yǎng)來自人體或動物的微生物，以免造成微生物在人和動物間的傳播。D項(xiàng)說法正確。 【答案】　B 1．下列做法符合實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)則的是(　　) A．用酒精燈時(shí)，小組間可用一只燃著的酒精燈點(diǎn)燃另一只酒精燈 B．輕拿輕放化學(xué)藥品，取出藥品時(shí)不要多拿，剩余的應(yīng)放回原瓶 C．有割傷、擦傷或外部有潰瘍時(shí)，不能進(jìn)行微生物實(shí)驗(yàn) D．用試管加熱任何東西時(shí)，管口應(yīng)朝向?qū)嶒?yàn)者自己，不能朝向他人 【解析】　此題考查實(shí)驗(yàn)室的安全問題，具體分析如下：酒精燈只能用火柴點(diǎn)燃，不能用一只燃著的酒精燈點(diǎn)燃另一只酒精燈，以免造成酒精溢出引起安全問題。剩余的化學(xué)藥品不能放回原瓶，以免引起藥品的污染。有割傷、擦傷或外部有潰瘍時(shí)，為防止微生物侵入實(shí)驗(yàn)者體內(nèi)，不能進(jìn)行微生物實(shí)驗(yàn)。用試管加熱任何東西時(shí)，管口不能朝向他人，也不能朝向自己。 【答案】　C 生物技術(shù)及應(yīng)用 生物技術(shù)也叫生物工程，它是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)原理以微生物、動物、植物作為反應(yīng)器，將物料進(jìn)行加工，以提供產(chǎn)品為社會服務(wù)的技術(shù)，如以酵母為反應(yīng)器制酒。 生物技術(shù)主要包括細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程和基因工程5種?，F(xiàn)將五大生物工程比較如下： 工程名稱 主要技術(shù) 基本原理 應(yīng)用 細(xì)胞工程 ①植物組織培養(yǎng) ②細(xì)胞融合 ③胚胎移植 ④單克隆抗體制備(雜交瘤技術(shù)) 在細(xì)胞或細(xì)胞器水平上改造細(xì)胞遺傳結(jié)構(gòu)，從而改變生物遺傳特性 ①人工種子(植物組織培養(yǎng)方法獲得) ②番茄——馬鈴薯(植物體細(xì)胞雜交培育形成) ③試管牛(胚胎移植技術(shù)) ④單克隆抗體(雜交瘤細(xì)胞技術(shù)獲得) ⑤克隆動物(核移植技術(shù)獲得)，如克隆牛、克隆羊等 發(fā)酵工程 ①菌種選育 ②細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng) ③生產(chǎn)有活性的誘導(dǎo)菌體及產(chǎn)物 利用活細(xì)胞(微生物)特別是用經(jīng)DNA重組技術(shù)改造過的微生物，完成生化反應(yīng)，使其生產(chǎn)出更多的產(chǎn)物(需氧發(fā)酵或厭氧發(fā)酵) ①生產(chǎn)藥品，如抗生素、維生素、動物激素、藥用氨基酸(肌苷)等 ②生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如啤酒、果酒、食醋等 ③生產(chǎn)食品添加劑，如酸味劑、鮮味劑(谷氨酸)、色素、甜味劑 ④單細(xì)胞蛋白——通過發(fā)酵獲得的大量微生物菌體 蛋白質(zhì)工程 以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造出一種新的蛋白質(zhì)以滿足人類生產(chǎn)、生活需求 通過改變個(gè)別的氨基酸，對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，從而改變蛋白質(zhì)性質(zhì) ①科學(xué)家通過對胰島素的改造，使其成為速效型藥品 ②將干擾素分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸使之變得耐體外保存 酶工程 與蛋白質(zhì)工程一樣，利用基因工程手段改變酶 通過改變酶的折疊方式、空間結(jié)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)對酶活性、穩(wěn)定性等的改變進(jìn)而改變生化反應(yīng)狀況 許多工業(yè)用酶是在改變天然酶的特性后，使之適應(yīng)生產(chǎn)和使用的需要 基因工程 基因拼接或DNA重組技術(shù) 應(yīng)用分子遺傳學(xué)原理在分子水平上定向改造生物遺傳特性 ①工程菌——生產(chǎn)高質(zhì)量、低成本的藥品(如胰島素、干擾素) ②轉(zhuǎn)基因動物：如超級小鼠、超級魚等 ③轉(zhuǎn)基因植物：如抗蟲棉 ④超級細(xì)菌——分解石油，凈化環(huán)境 五大生物工程間的內(nèi)在聯(lián)系： ①各種生物工程間相互關(guān)聯(lián)通常需彼此合作實(shí)現(xiàn)。 ②改造物種：常需通過基因工程或細(xì)胞工程實(shí)現(xiàn)。 基因工程和細(xì)胞工程的研究成果大多需通過發(fā)酵工程和酶工程實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 ③基因工程、細(xì)胞工程和發(fā)酵工程中所需的酶往往通過酶工程獲得。 ④酶工程中酶的生產(chǎn)，一般要通過微生物發(fā)酵的方法來進(jìn)行。 　下列與生物工程相關(guān)的敘述不正確的是(　　) A．各個(gè)工程都有各自的特點(diǎn)，但各種生物工程在實(shí)施上大多離不開基因工程手段 B．植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交均屬植物細(xì)胞工程 C．多莉克隆羊是核移植的成果，它應(yīng)屬于基因工程范疇 D．青霉素的大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)屬于發(fā)酵工程 【思路點(diǎn)撥】　此題考查生物工程及應(yīng)用，具體分析如下： 選項(xiàng) 思路分析 A項(xiàng) 各種生物工程的實(shí)施上大多離不開基因工程手段。A項(xiàng)正確。 B項(xiàng) 植物細(xì)胞工程主要包括植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交。B項(xiàng)正確。 C項(xiàng) 多莉克隆羊是核移植成果，屬于細(xì)胞工程。C項(xiàng)錯誤。 D項(xiàng) 青霉素是利用青霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的。D項(xiàng)正確。 【答案】　C 2．下列關(guān)于生物工程的敘述中不正確的是(　　) A．人工誘變、細(xì)胞工程、基因工程等都能對微生物進(jìn)行定向改造 B．環(huán)境條件的變化不僅會影響微生物的生長繁殖，也會影響微生物的代謝途徑 C．通氣狀況可能影響發(fā)酵產(chǎn)物 D．生物工程技術(shù)各領(lǐng)域間可存在交叉滲透現(xiàn)象 【解析】　人工誘變、細(xì)胞工程、基因工程等均可實(shí)現(xiàn)對微生物菌種的改造，但人工誘變對物種的改造并非“定向”，而是較盲目的，有利變異往往不多，故A選項(xiàng)不正確，其余選項(xiàng)所述均正確。 【答案】　A 1．下列與實(shí)驗(yàn)室安全或微生物安全使用相關(guān)的敘述，不正確的是(　　) A．對化學(xué)藥品應(yīng)輕拿輕放，且需核實(shí)瓶上的標(biāo)簽后再取出其中的藥品 B．任何病原微生物都不得在本課程中用作實(shí)驗(yàn)材料 C．進(jìn)行微生物培養(yǎng)時(shí)須正確進(jìn)行無菌操作 D．若有細(xì)菌培養(yǎng)物潑灑出來，應(yīng)立即用抹布擦拭干凈 【解析】　進(jìn)行微生物培養(yǎng)時(shí)，若有細(xì)菌培養(yǎng)物潑灑出來，決不能隨意擦拭，應(yīng)先用紙巾蓋起，再用漂白粉溶液使紙巾浸透，放置15～20 min，然后用適當(dāng)?shù)姆椒ㄇ宄?應(yīng)報(bào)告教師)。 【答案】　D 2．關(guān)于現(xiàn)代生物技術(shù)下列說法正確的有(　　) ①生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)原理，以微生物、動物、植物作為反應(yīng)器將物料加工，提供給人類所需產(chǎn)品的技術(shù)　②生物工程包括細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程和基因工程五大工程?、刍蚬こ绦杈邆涔ぞ呙浮⒒蚍蛛x、基因載體、受體四項(xiàng)基本條件?、芪覈趥鹘y(tǒng)生物技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)方面均居發(fā)達(dá)國家地位 A．①② B．②③④ C．①②③ D．①②③④ 【解析】　我國是傳統(tǒng)生物技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，國際上將許多傳統(tǒng)的生物技術(shù)產(chǎn)品稱為“東方食品”，但就現(xiàn)代生物技術(shù)而言，我們還相對落后，還有很長的路要走。 【答案】　C 3．利用生物工程改造生物特性，從而生產(chǎn)人類所需的產(chǎn)品。下列有關(guān)措施的敘述中不正確的是(　　) A．利用基因突變原理培育成青霉素高產(chǎn)菌株 B．利用基因突變原理培育成生產(chǎn)人干擾素的酵母菌 C．利用基因工程手段培育成生產(chǎn)人胰島素的大腸桿菌 D．利用細(xì)胞工程技術(shù)培育成生產(chǎn)單克隆抗體的細(xì)胞系 【解析】　用酵母菌生產(chǎn)人的干擾素是利用基因工程將人的干擾素有關(guān)基因?qū)虢湍妇磺嗝顾馗弋a(chǎn)菌株是利用基因突變獲得的；將人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌可獲得生產(chǎn)人胰島素的大腸桿菌；用細(xì)胞工程生產(chǎn)單克隆抗體的細(xì)胞系是用骨髓瘤細(xì)胞和經(jīng)過免疫的B淋巴細(xì)胞融合后經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)而獲得的。 【答案】　B 4．下列與現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的敘述正確的是(　　) A．在制革工業(yè)上，用脂肪酶對皮革的軟化、脫毛 B．水產(chǎn)品的腥味主要來源于脂肪的水解產(chǎn)物，可用相應(yīng)的酶進(jìn)行水產(chǎn)品脫腥 C．在發(fā)酵技術(shù)改進(jìn)方面，今后發(fā)展的一個(gè)方向是由連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)生產(chǎn)、連續(xù)提取向一次性發(fā)酵發(fā)展 D．生物技術(shù)不斷改進(jìn)的目的是為了生產(chǎn)低成本的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，從某種意義上說，經(jīng)濟(jì)利益可推動現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展 【解析】　皮革的酶法軟化、酶法脫毛是利用的蛋白酶；水產(chǎn)品的腥味主要來源于蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的三甲基胺，可用相應(yīng)的酶進(jìn)行水產(chǎn)品脫腥；發(fā)酵技術(shù)改進(jìn)應(yīng)是由一次性發(fā)酵向連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)生產(chǎn)、連續(xù)提取發(fā)展。 【答案】　D 5．請回答下面一組問題： (1)實(shí)施基因工程應(yīng)具備哪些條件？ (2)作為目的基因載體應(yīng)具備哪些條件？ (3)用于基因工程的工具酶的化學(xué)本質(zhì)是________，其合成場所為________，合成所用原料的結(jié)構(gòu)通式可表示為________，直接模板為________。 【解析】　實(shí)施基因工程需具備“工具酶、基因分離、基因載體及受體”4個(gè)條件?；蚬こ痰乃泄ぞ呙妇鶎俚鞍踪|(zhì)，其合成場所均位于核糖體，原料為氨基酸，合成所用的直接模板是mRNA。 【答案】　(1)實(shí)施基因工程應(yīng)具備4個(gè)條件：①工具酶，如限制性內(nèi)切酶、連接酶、聚合酶等；②基因的分離；③基因載體；④受體。 (2)作為目的基因載體應(yīng)具備的條件：①能自我復(fù)制；②含有限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)；③含有篩選標(biāo)記(一般為抗性基因)；④能啟動外源目的基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯；⑤在細(xì)菌中此質(zhì)粒有高的拷貝數(shù)和穩(wěn)定性。 (3)蛋白質(zhì)　核糖體　　mRNA