生物工程基础实验

生物工程基础实验是生物科学研究中一种重要的实践活动。生物工程基础研究方法和手段及研究的仪器设备等物质技术条件直接影响着生物学的发展水平。本书将生物工程相关专业的基础实验以及专业实验进行了有机整合，是从事生物工程专业教学与科研一线的教师在其长期使用的实验讲义的基础上加以适当修改和充实而成。本书主要分为常用仪器设备、实验操作和附录三部分内容，介绍了11 种常用仪器设备及其使用规范，涵盖了生物化学、分子生物学、基因工程、酶与蛋白质工程、发酵工程、生物分离工程的53 个实验项目的基本原理及具体操作步骤，同时将生物工程实验中常用的缓冲液和试剂的配制等相关资料一并整理在附录中供读者参阅。 
本书具有两个主要特点：其一是，在选择实验内容上，将生物工程相关专业的基础实验以及专业实验进行了整合、精简，合理安排必要的基本内容，同时根据本学科发展的特点，将相关知识和技术应用到实验教学中，使实验内容的顺序更加合理连贯，系统性更强。其二是，实验结果部分设计了规范的数据记录格式，有利于培养学生在实验过程中的严谨性和规范性；同时强调了对实验结果进行分析与讨论，引导学生通过查阅文献资料来对比和验证实验结果，通过对既有的实验方案和思路进行反思和分析，以充分激发和培养学生的独立思考能力和创新能力，不断提升学习兴趣。 
本书由湖南工业大学生命科学与化学学院的李广利、陈莎、荣朵艳主编。杜次、张邦跃编写章，李广利编写第二章，荣朵艳、刘洁编写第三章，马靓、曾晓希编写第四章，陈莎编写第五章，荣朵艳、余礼编写第六章，刘学英、刘习文编写第七章，邓燕编写附录。全书由李广利副教授统稿和定稿。编写过程中得到了湖南工业大学校、院各级领导的大力支持。本书也参考和引用了若干国内外相关书籍和文献资料（列于本书后），在此对相关的作者表示衷心感谢！ 
本书内容较为全面，基本涵盖了生物工程相关专业从基础到专业课程学生应掌握的实验内容，可作为高等学校生物技术、生物工程及其他生物相关专业本科生基础实验教材，亦可供研究生、教职人员以及生物学领域的工程技术人员参考使用。希望不同层次的人员通过参阅本书，各取所需，各有所获。本书虽然经过仔细修改，但限于编者学识和水平，书中不足之处在所难免，欢迎同行和其他读者朋友提出批评和建议。 

编者 
2022 年10 月 

《生物工程基础实验指导》主要介绍生物工程主要专业实验课程的基本操作技术与实验手段，包括生物化学实验、分子生物学实验、基因工程实验、酶与蛋白质工程实验、发酵工程实验、生物分离工程实验等。该书将各相关实验与其对应的理论课程有机结合起来，形成既具有一定理论体系又具有一定通用性和指导性的教学实验用书，强调对实验结果的分析与讨论，引导学生通过查阅文献资料来对比和验证实验结果，及时反思和分析既有的实验方案和思路，有利于培养学生在实验中的严谨性和规范性，充分激发和培养学生的独立思考能力、创新能力以及“存疑”和“求异”精神。

《生物工程基础实验指导》主要介绍生物工程主要专业实验课程的基本操作技术与实验手段，包括生物化学实验、分子生物学实验、基因工程实验、酶与蛋白质工程实验、发酵工程实验、生物分离工程实验等。该书将各相关实验与其对应的理论课程有机结合起来，形成既具有一定理论体系又具有一定通用性和指导性的教学实验用书，强调对实验结果的分析与讨论，引导学生通过查阅文献资料来对比和验证实验结果，及时反思和分析既有的实验方案和思路，有利于培养学生在实验中的严谨性和规范性，充分激发和培养学生的独立思考能力、创新能力以及“存疑”和“求异”精神。

无

章 常用仪器设备及使用  001 
一、PCR 仪的原理及使用方法  001 
二、台式离心机的使用  003 
三、分光光度计原理及使用  005 
四、自动核酸蛋白分离色谱仪  008 
五、电泳仪的使用  011 
六、凝胶成像系统的使用  017 
七、旋转蒸发器的使用  018 
八、索氏提取器  020 
九、微波-超声波合成萃取仪  021 
十、气相色谱-质谱联用仪  023 
十一、BT 系列蠕动泵  025 

第二章 生物化学实验  028 
实验一 甲醛滴定法  028 
实验二 糖的定量：3,5-二硝基水杨酸比色法  030 
实验三 植物组织中可溶性总糖的测定  033 
实验四 血清蛋白的醋酸纤维薄膜电泳  035 
实验五 蛋白质的沉淀反应  037 
实验六 肝脏谷丙转氨酶活力测定  038 
实验七 维生素C 的定量测定（2,6-二氯酚靛酚滴定法）  041 
实验八 粗脂肪提取和含量测定  043 
实验九 动物组织中脱氧核糖核酸的制备及测定  045 

第三章 分子生物学实验  048 
实验一 DNA 的琼脂糖凝胶电泳  048 
实验二 紫外分光光度法分析DNA 浓度与纯度  050 
实验三 CTAB 法提取植物基因组DNA  052 
实验四 SDS 法提取植物基因组 DNA  053 
实验五 大肠杆菌基因组DNA 的提取  055 
实验六 绿色荧光蛋白基因的PCR 扩增  057 
实验七 硅胶膜吸附法纯化DNA 片段  060 

第四章 基因工程实验  062 
实验一 质粒DNA 的提取与检测  062 
实验二 质粒DNA 的酶切反应  067 
实验三 琼脂糖凝胶电泳回收DNA 片段  070 
实验四 目的DNA 片段与载体的连接反应  072 
实验五 大肠杆菌感受态细胞的制备  076 
实验六 大肠杆菌感受态细胞的转化  079 
实验七 阳性克隆的筛选和鉴定  082 
实验八 外源基因在大肠杆菌中的诱导表达  085 
实验九 SDS-PAGE 检测表达蛋白  089 

第五章 酶与蛋白质工程实验  094 
实验一 过氧化氢酶活性的测定  094 
实验二 淀粉酶的提取和活性测定  096 
实验三 胆绿素还原酶的修饰与活性基团鉴定  099 
实验四 壳聚糖微球固定化木瓜蛋白酶  100 
实验五 溶菌酶的制备及活力测定  103 
实验六 酶法澄清苹果汁加工工艺优化  105 
实验七 酵母细胞固定化  106 
实验八 pH 对酶活力的影响——适pH 的测定  108 
实验九 温度对酶活力的影响——适温度的测定  110 
实验十 酵母中蔗糖酶的提取及活性测定  112 

第六章 发酵工程实验  115 
实验一 自然界中发酵菌株的分离  115 
实验二 淀粉酶发酵菌种的初筛  117 
实验三 液化型淀粉酶活力的测定  118 
实验四 液化型淀粉酶发酵菌种的紫外诱变育种  121 
实验五 发酵菌种的复壮和保藏  122 
实验六 正交实验法优化生产菌株发酵培养基的配方  124 
实验七 生长曲线和产物形成曲线的测定  126 

第七章 生物分离工程实验  129 
实验一 牛乳中酪蛋白的提取及含量测定  129 
实验二 维生素A 的提取及含量测定  132 
实验三 大蒜细胞SOD 酶的提取与分离  136 
实验四 香菇多糖的提取、纯化及含量测定  141 
实验五 离子交换树脂总交换容量的测定  143 
实验六 离子交换柱色谱分离混合氨基酸  148 
实验七 PEG/硫酸盐双水相系统相图制作  152 
实验八 PEG/(NH4)2SO4 系统中蛋白质分配系数测定  154 
实验九 胰蛋白酶的提取与激活  158 
实验十 胰蛋白酶的酶活和比活测定  161 
实验十一 反胶束萃取技术提取胰蛋白酶  164 

附录一 常用碱基符号  168 
附录二 常用氨基酸符号  169 
附录三 常用缓冲液的配制  170 
附录四 常用上样缓冲液配制  173 
附录五 常用电泳缓冲液的配制  174 
附录六 常用试剂的配制  175 
附录七 常用缓冲液母液或储存液  178 
附录八 常用抗生素  179 
附录九 硫酸铵饱和度计算及加入方式  180 

参考文献  182

《生物工程基础实验指导》主要介绍生物工程主要专业实验课程的基本操作技术与实验手段，包括生物化学实验、分子生物学实验、基因工程实验、酶与蛋白质工程实验、发酵工程实验、生物分离工程实验等。该书将各相关实验与其对应的理论课程有机结合起来，形成既具有一定理论体系又具有一定通用性和指导性的教学实验用书，强调对实验结果的分析与讨论，引导学生通过查阅文献资料来对比和验证实验结果，及时反思和分析既有的实验方案和思路，有利于培养学生在实验中的严谨性和规范性，充分激发和培养学生的独立思考能力、创新能力以及“存疑”和“求异”精神。

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