- •Миколаївський національний аграрний університет
- •Факультет технології виробництва і переробки продукції тваринництва, сертифікації та біотехнології
- •Кафедра генетики, годівлі тварин та біотехнології
- •Загальна біотехнологія
- •Методичні рекомендації для самостійного вивчення дисципліни
- •І виконання лабораторних робіт студентами денної форми навчання спеціальності 6.051401-"Біотехнологія"
- •1. Загальні правила техніки безпеки в лабораторії на заняттях з біотехнології
- •Правила техніки безпеки в лабораторії при роботі з кислотами і лугами
- •Правила техніки безпеки в лабораторії з легкозаймистими і горючими рідинами (лзр та гр)
- •Правила техніки безпеки в лабораторії з побутовим газом, спиртівкою і сухим пальним
- •Правила техніки безпеки в лабораторії з хімічної посудом
- •Правила техніки безпеки в лабораторії з електрообладнанням та електроприладами
- •Правила техніки безпеки в лабораторії при роботі з реактивами
- •Правила техніки безпеки в лабораторії при роботі з біооб'єктами
- •Заходи першої допомоги при отруєннях неорганічними та органічними речовинами:
- •2. Підготовка посуду і обладнання до роботи з живими об'єктами
- •3. Техніка підготовки і методи стерилізації поживних середовищ
- •3.1. Вимоги, що надаються до поживних середовищ
- •3.2. Склад і спосіб приготування поживних середовищ
- •3.3. Характеристика компонентів поживних середовищ
- •Склад кукурудзяного екстракту
- •Хімічний склад продуктів переробки зерна
- •Склад деревної сировини
- •3.4. Стерилізація поживних середовищ
- •Способи та режими стерилізації
- •Питання для самоперевірки
- •4. Методи генетичної інженерії
- •4.1. Методи отримання генів
- •4.2. Введення гена у вектор і клонування
- •4.3. Методи трансформації клітин рослин і тварин
- •4.4. Скринінг
- •4.5. Експресія (функціонування) чужорідних генів в геномі бактерій, рослин і тварин
- •4.6. Вилучення генних продуктів у «брудній» суміші
- •Питання для самоперевірки
- •5. Методи виділення чистих культур мікроорганізмів
- •5.1. Допоміжні операції
- •5.1.1. Пересівання мікроорганізмів
- •5.1.2. Розлив агарізованих середовищ в чашки Петрі
- •5.2. Виділення чистої культури мікроорганізму
- •5.2.1. Крапельний метод
- •5.2.2. Методи поверхневого посіву на щільні середовища
- •Питання для самоперевірки
- •6. Морфологія мікроорганізмів
- •6.1. Макроморфологічні характеристики
- •6.1.1. Зростання у рідких середовищах
- •6.1.2. Зростання на щільних середовищах
- •6.2. Мікроморфологічні характеристики
- •6.2.1. Приготування препаратів живих культур
- •6.2.2. Приготування постійних (фіксованих) препаратів
- •6.2.3. Фарбування препаратів
- •6.2.4. Приготування розчинів барвників
- •6.2.5. Оцінка фізіологічного стану дріжджів за мікроморфологічними характеристикам.
- •6.2.6. Робота з оптичним мікроскопом
- •6.2.7. Вимірювання дріжджових клітин
- •Питання для самоперевірки
- •7. Біотехнологія і харчова промисловість
- •Найважливіші ферменти та галузі їх використання
- •7.1. Наявність каталази у продуктах рослинного та тваринного походження
- •Результати наявності ферменту
- •7.2. Використання мікроорганізмів у хлібопеченні
- •Питання для теоретичної підготовки
- •7.3. Мікроорганізми і виробництво молока і молочних продуктів
- •Показники якості кисломолочних продуктів
- •Класифікація молока по редуктазної пробі з використанням резазурину
- •Питання для теоретичної підготовки
- •8. Сучасні біотехнологічні методи та виробництва
- •8.1. Розрахунок компонентів цукрового сиропу і кольору та компонентів купажного сиропу
- •8.1.1. Розрахунок компонентів цукрового сиропу і кольору
- •Приклади
- •8.1.2. Розрахунок компонентів купажного сиропу
- •Приклади
- •Індивідуальні завдання до практичних занять
- •8.2. Полісахариди. Крохмаль та клітковина
- •8.2.1. Крохмаль.
- •8.2.2. Клітковина
- •Хід роботи
- •Хід роботи
- •Питання для самоперевірки
- •9. Застосування іммобілізованих ферментів і клітин в біотехнології
- •9.1. Іммобілізація клітин Рseudomonas fluorescens в гелі альгінат кальцію
- •Питання для теоретичної підготовки
- •10. Клітинна інженерія рослин
- •10.1. Метод вегетативного клонування рослин (клонального мікророзмноження)
- •10.2. Культивування калюсних тканин
- •10.3. Приготування поживних середовищ для культивування ізольованих клітин і тканин рослин
- •10.4. Приготування поживного середовища Мурасіге-Скуга (м-с)
- •Склад поживних середовищ, що використовують
- •Питання для самоперевірки
- •10.5. Отримання і культивування калюсної тканини з коренеплодів моркви
- •Питання для самоперевірки
- •11. Екологічна біотехнологія
- •11.1 Очищення стічних вод
- •11.2. Біохімічні методи очищення стічних вод
- •11.3. Розрахунок можливості сумісного очищення виробничих та
- •11.4. Розрахунок витрати стічних вод в аеротенках
- •Питання для самоперевірки
- •12. Сільськогосподарська біотехнологія
- •Питання для самоперевірки
- •Перелік навчальної літератури
- •Додаток Відповіді на завдання
- •Методичні рекомендації
- •54029, М.Миколаїв, вул. Паризької комуни, 9
7.1. Наявність каталази у продуктах рослинного та тваринного походження
Матеріали: шматочки м’яса свіжі і варені, шматочки картоплі сирі та варені.
Реактиви: штатив лабораторний з пробірками, піпетки на 1 мл; пероксид водню 3% розчин; лучинка; сірники.
Хід роботи
В одну пробірку поміщають скибочки сирої картоплі, в іншу – вареного, в третю і четверту пробірки покласти шматочки сирого і вареного м'яса. У кожну пробірку за допомогою піпетки доливають 0,5 мл 3%-ного розчину пероксиду водню (Н2О2).
При виділенні бульбашок опустити в кожну з цих пробірок тліючу лучину. Отримані результати занести у табл. 6.
Таблиця 6
Результати наявності ферменту
-
№ пробірки
Вміст пробірки
Отриманий результат
Висновки
І
Сира картопля
ІІ
Варена картопля
ІІІ
Сире м’ясо
ІV
Варене м’ясо
У пробірках з сирою картоплею (або м'ясом) буде спостерігатися бурхливе утворення пухирців («закипання»). Тліюча лучинка, поміщена в пробірку, спалахує.
У пробірках з вареною картоплею і вареним м'ясом пероксид водню не розщеплюється, бульбашки не виділяються.
Обговорення результатів. Утворення бульбашок в пробірках з сирою картоплею або м'ясом пояснюється присутністю в клітинах ферменту пероксидази – у рослин (або каталази – у м'язах), які розщеплюють перекис водню до води і кисню. Молекулярний кисень виділяється у вигляді бульбашок. Наявність кисню можна визначити за допомогою тліючої скіпки, яка спалахує, якщо її внести в пробірку де виділяються бульбашки. У пробірках з вареною картоплею і вареним м'ясом пероксид водню не розщеплюється, тому при варінні ферменти денатурують – відбувається порушення третинної структури ферменту і втрата його каталітичної активності.
Токсичний пероксид водню утворюється в деяких рослинних і тваринних клітинах в якості побічного продукту метаболізму (при біологічному окисленні). Ця сполука токсична для клітин і пероксидаза (або каталаза), що містяться в пероксисомах, забезпечують ефективне її видалення. Під дією ферментів каталази (м'язів, крові) або пероксидази (картопля) пероксид водню негайно розщеплюється до молекулярного кисню і води, згідно з рівнянням:
Каталаза (пероксидаза)
2Н2О2 = 2Н2О + О2 ↑
Каталаза – один з найбільш швидко працюючих ферментів. При 0°С одна молекула каталази розкладає за 1 с до 40000 молекул пероксиду водню. Одна молекула ферменту за 1 хвилину розщеплює до 5 мільйонів молекул пероксиду водню, захищаючи клітину від отруєння. Локалізується каталаза в мікротільцях і пероксисомах. Пероксидаза і каталаза відносяться до класу оксидоредуктаз, тому реакція розщеплення пероксиду водню є окислювально-відновної.
Висновки. У живих клітинах містяться ферменти – речовини білкової природи, що прискорюють перебіг біохімічних реакцій за рахунок зниження енергії активації. У цьому досвіді можна визначити наявність в сирих продуктах ферменту каталази – в клітинах тварин (або пероксидази – в клітинах рослин). При термічній денатурації відбувається необоротна денатурація ферменту (руйнування його третинної структури і втрата каталітичної активності). Втрата каталітичної активності каталази (пероксидази) після кип'ятіння продуктів підтверджує білкову природу ферментів.