高中生物 實驗室守則 生物技術概述教案 浙科版選修1

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課　標　解　讀 重　點　難　點 1.知道實驗室安全和微生物安全使用的有關問題。 2.了解生物技術的應用及發(fā)展前景。 1.微生物安全使用的有關問題。 2.五類生物技術及應用。 一、實驗室守則 1．實驗室安全須知 (1)在實驗室內，只進行教師允許的工作。 (2)上課前預習好實驗指導，并提出具體的實驗計劃。 (3)在使用易燃物(如酒精)時，小心檢查旁邊有無火源。 (4)應將碎玻璃或其他廢物分別放在指定容器中。 (5)實驗室內嚴禁飲食，未經教師允許，決不能嘗、觸摸或聞任何東西。 (6)用試管加熱任何東西時，試管口不能朝向任何人，也不能朝向自己。 (7)用適當的工具去拿熱的玻璃器皿。 (8)做實驗時穿的衣服要合身，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，立即報告教師，以便及時處理。 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驗材料。 (2)必須正確進行無菌操作。 (3)要把所有的微生物當作致病菌處理，用過的培養(yǎng)物都必須進行高壓滅菌(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)若有細菌培養(yǎng)物潑灑出來，不能隨意擦拭，應該先用紙巾蓋起，再用漂白粉溶液使紙巾濕透，放置15～20 min，然后用適當方法清除(應報告教師)。 (6)有割傷、擦傷或外部有潰瘍時，不能進行用微生物做的實驗。 為什么有割傷、擦傷或外部有潰瘍時，不能進行用微生物做的實驗？ 【提示】　在有割傷、擦傷或外部有潰瘍時，人體的第一道防線被破壞，微生物易浸入人體。 二、生物技術概述 1．生物技術的概念和內涵 (1)生物技術的概念 生物技術是應用自然科學及工程學的原理，以微生物、動物、植物作為反應器，將物料進行加工，以提供產品為社會服務的技術。 (2)生物技術的內涵 生物工程包括細胞工程、發(fā)酵工程、蛋白質工程、酶工程和基因工程5種。 2．生物技術的應用 (1)酶工程產品的應用，如酶制劑的應用。 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，因為胃蛋白酶要先釋放出來。 (2)發(fā)酵技術的改進：目前發(fā)酵都需經過“培養(yǎng)基滅菌→接種→發(fā)酵→提取”這一周而復始的流程，能否連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)生產、連續(xù)提取是今后發(fā)展的方向。 (3)現代生物技術的商業(yè)化。生物技術不斷改進的目的是為了生產低成本的優(yōu)質商品，現代生物技術的迅速發(fā)展與經濟利益推動是分不開的。 3．現代生物技術的前景 (1)現代生物技術貼近人們的生活 現代生物技術將原來以動物、植物和微生物為原料進行生化提取的方法轉變成使用單基因，不僅大大增加了反應器中目的產物的含量，而且簡化了生產工藝，拓寬了產品應用領域。 (2)現代生物技術能改善社會環(huán)境 現代生物技術和傳統(tǒng)生物技術一樣可造福人類，而且補充了傳統(tǒng)生物技術的不足，在更多方面發(fā)揮著更大作用。 生物學實驗室的基本安全規(guī)則 1.實驗室安全須知 (1)嚴禁在實驗室吃喝任何東西，以免誤食和吸入有毒物質。 (2)不要穿拖鞋進實驗室，以避免濺落的腐蝕性藥物等對皮膚造成傷害。 (3)使用實驗室里的儀器時應先掌握正確的操作方法，不知道時，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備或引發(fā)安全事故。 (4)在進行有潛在安全隱患的實驗操作時，必須穿上實驗服，戴上防護手套，有時還需要戴上口罩和防護鏡。使用危險化學藥品一般要在通風櫥中操作。操作時要考慮周密，操作要細致認真，盡可能避免事故發(fā)生。 (5)在處理生物材料時，如發(fā)生皮膚破損等事故，應及時進行消毒處理，并盡快到醫(yī)院就診，以防止發(fā)生嚴重的感染。 (6)注意用火安全 使用易燃物(如酒精時)，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燃另一只酒精燈，掌握火災應急處理常識，了解安全出口的位置，知道如何關閉電閘和報警。 (7)用試管加熱任何東西時，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)進行學生實驗不得使用任何致病微生物作實驗材料。 (2)處理微生物材料時，要嚴格遵守無菌操作的規(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。實驗后一定要洗手，微生物實驗材料在丟棄前一定要進行滅菌處理，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，然后用適當的方法清除。 幾種危險化學藥品警示標志 　關于實驗室日常守則，下列敘述不正確的是(　　) A．實驗室內嚴禁飲食 B．做實驗時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．進行微生物實驗時，要把所有的微生物均當作致病微生物處理 D．不要試圖培養(yǎng)來自人體或動物的微生物 【思路點撥】　此題考查生物實驗室的基本完全規(guī)則，具體分析如下： 選項 思路分析 A項 為避免誤食和吸入有毒物質，嚴禁在實驗室中吃喝任何東西。A項正確。 B項 做實驗時穿的衣服要合身，不能過分寬松，袖子不能太肥大，女生要將長發(fā)盤起。B項說法不正確。 C項 微生物實驗不得使用任何致病微生物作實驗材料，但要把所有微生物當作致病微生物來處理，以確保實驗安全。C項說法正確。 D項 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項說法正確。 【答案】　B 1．下列做法符合實驗室安全規(guī)則的是(　　) A．用酒精燈時，小組間可用一只燃著的酒精燈點燃另一只酒精燈 B．輕拿輕放化學藥品，取出藥品時不要多拿，剩余的應放回原瓶 C．有割傷、擦傷或外部有潰瘍時，不能進行微生物實驗 D．用試管加熱任何東西時，管口應朝向實驗者自己，不能朝向他人 【解析】　此題考查實驗室的安全問題，具體分析如下：酒精燈只能用火柴點燃，不能用一只燃著的酒精燈點燃另一只酒精燈，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，為防止微生物侵入實驗者體內，不能進行微生物實驗。用試管加熱任何東西時，管口不能朝向他人，也不能朝向自己。 【答案】　C 生物技術及應用 生物技術也叫生物工程，它是應用自然科學及工程學原理以微生物、動物、植物作為反應器，將物料進行加工，以提供產品為社會服務的技術，如以酵母為反應器制酒。 生物技術主要包括細胞工程、發(fā)酵工程、蛋白質工程、酶工程和基因工程5種?，F將五大生物工程比較如下： 工程名稱 主要技術 基本原理 應用 細胞工程 ①植物組織培養(yǎng) ②細胞融合 ③胚胎移植 ④單克隆抗體制備(雜交瘤技術) 在細胞或細胞器水平上改造細胞遺傳結構，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(植物體細胞雜交培育形成) ③試管牛(胚胎移植技術) ④單克隆抗體(雜交瘤細胞技術獲得) ⑤克隆動物(核移植技術獲得)，如克隆牛、克隆羊等 發(fā)酵工程 ①菌種選育 ②細胞大規(guī)模培養(yǎng) ③生產有活性的誘導菌體及產物 利用活細胞(微生物)特別是用經DNA重組技術改造過的微生物，完成生化反應，使其生產出更多的產物(需氧發(fā)酵或厭氧發(fā)酵) ①生產藥品，如抗生素、維生素、動物激素、藥用氨基酸(肌苷)等 ②生產傳統(tǒng)的發(fā)酵產品，如啤酒、果酒、食醋等 ③生產食品添加劑，如酸味劑、鮮味劑(谷氨酸)、色素、甜味劑 ④單細胞蛋白——通過發(fā)酵獲得的大量微生物菌體 蛋白質工程 以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成對現有蛋白質進行改造或制造出一種新的蛋白質以滿足人類生產、生活需求 通過改變個別的氨基酸，對蛋白質進行改造，從而改變蛋白質性質 ①科學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、空間結構等實現對酶活性、穩(wěn)定性等的改變進而改變生化反應狀況 許多工業(yè)用酶是在改變天然酶的特性后，使之適應生產和使用的需要 基因工程 基因拼接或DNA重組技術 應用分子遺傳學原理在分子水平上定向改造生物遺傳特性 ①工程菌——生產高質量、低成本的藥品(如胰島素、干擾素) ②轉基因動物：如超級小鼠、超級魚等 ③轉基因植物：如抗蟲棉 ④超級細菌——分解石油，凈化環(huán)境 五大生物工程間的內在聯(lián)系： ①各種生物工程間相互關聯(lián)通常需彼此合作實現。 ②改造物種：常需通過基因工程或細胞工程實現。 基因工程和細胞工程的研究成果大多需通過發(fā)酵工程和酶工程實現產業(yè)化。 ③基因工程、細胞工程和發(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，一般要通過微生物發(fā)酵的方法來進行。 　下列與生物工程相關的敘述不正確的是(　　) A．各個工程都有各自的特點，但各種生物工程在實施上大多離不開基因工程手段 B．植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交均屬植物細胞工程 C．多莉克隆羊是核移植的成果，它應屬于基因工程范疇 D．青霉素的大規(guī)模生產應屬于發(fā)酵工程 【思路點撥】　此題考查生物工程及應用，具體分析如下： 選項 思路分析 A項 各種生物工程的實施上大多離不開基因工程手段。A項正確。 B項 植物細胞工程主要包括植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交。B項正確。 C項 多莉克隆羊是核移植成果，屬于細胞工程。C項錯誤。 D項 青霉素是利用青霉菌發(fā)酵生產的。D項正確。 【答案】　C 2．下列關于生物工程的敘述中不正確的是(　　) A．人工誘變、細胞工程、基因工程等都能對微生物進行定向改造 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)酵產物 D．生物工程技術各領域間可存在交叉滲透現象 【解析】　人工誘變、細胞工程、基因工程等均可實現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選項不正確，其余選項所述均正確。 【答案】　A 1．下列與實驗室安全或微生物安全使用相關的敘述，不正確的是(　　) A．對化學藥品應輕拿輕放，且需核實瓶上的標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驗材料 C．進行微生物培養(yǎng)時須正確進行無菌操作 D．若有細菌培養(yǎng)物潑灑出來，應立即用抹布擦拭干凈 【解析】　進行微生物培養(yǎng)時，若有細菌培養(yǎng)物潑灑出來，決不能隨意擦拭，應先用紙巾蓋起，再用漂白粉溶液使紙巾浸透，放置15～20 min，然后用適當的方法清除(應報告教師)。 【答案】　D 2．關于現代生物技術下列說法正確的有(　　) ①生物技術是應用自然科學及工程學原理，以微生物、動物、植物作為反應器將物料加工，提供給人類所需產品的技術?、谏锕こ贪毎こ獭l(fā)酵工程、蛋白質工程、酶工程和基因工程五大工程?、刍蚬こ绦杈邆涔ぞ呙?、基因分離、基因載體、受體四項基本條件?、芪覈趥鹘y(tǒng)生物技術和現代生物技術方面均居發(fā)達國家地位 A．①② B．②③④ C．①②③ D．①②③④ 【解析】　我國是傳統(tǒng)生物技術發(fā)達的國家，國際上將許多傳統(tǒng)的生物技術產品稱為“東方食品”，但就現代生物技術而言，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，從而生產人類所需的產品。下列有關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菌株 B．利用基因突變原理培育成生產人干擾素的酵母菌 C．利用基因工程手段培育成生產人胰島素的大腸桿菌 D．利用細胞工程技術培育成生產單克隆抗體的細胞系 【解析】　用酵母菌生產人的干擾素是利用基因工程將人的干擾素有關基因導入酵母菌；青霉素高產菌株是利用基因突變獲得的；將人的胰島素基因導入大腸桿菌可獲得生產人胰島素的大腸桿菌；用細胞工程生產單克隆抗體的細胞系是用骨髓瘤細胞和經過免疫的B淋巴細胞融合后經細胞培養(yǎng)而獲得的。 【答案】　B 4．下列與現代生物技術應用相關的敘述正確的是(　　) A．在制革工業(yè)上，用脂肪酶對皮革的軟化、脫毛 B．水產品的腥味主要來源于脂肪的水解產物，可用相應的酶進行水產品脫腥 C．在發(fā)酵技術改進方面，今后發(fā)展的一個方向是由連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)生產、連續(xù)提取向一次性發(fā)酵發(fā)展 D．生物技術不斷改進的目的是為了生產低成本的優(yōu)質產品，從某種意義上說，經濟利益可推動現代生物技術的迅速發(fā)展 【解析】　皮革的酶法軟化、酶法脫毛是利用的蛋白酶；水產品的腥味主要來源于蛋白質水解產生的三甲基胺，可用相應的酶進行水產品脫腥；發(fā)酵技術改進應是由一次性發(fā)酵向連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)生產、連續(xù)提取發(fā)展。 【答案】　D 5．請回答下面一組問題： (1)實施基因工程應具備哪些條件？ (2)作為目的基因載體應具備哪些條件？ (3)用于基因工程的工具酶的化學本質是________，其合成場所為________，合成所用原料的結構通式可表示為________，直接模板為________。 【解析】　實施基因工程需具備“工具酶、基因分離、基因載體及受體”4個條件?；蚬こ痰乃泄ぞ呙妇鶎俚鞍踪|，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)實施基因工程應具備4個條件：①工具酶，如限制性內切酶、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具備的條件：①能自我復制；②含有限制性內切酶位點；③含有篩選標記(一般為抗性基因)；④能啟動外源目的基因的轉錄和翻譯；⑤在細菌中此質粒有高的拷貝數和穩(wěn)定性。 (3)蛋白質　核糖體　　mRNA