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4、比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同 相同点 不同点 普通洗衣粉 散污垢,等 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易溶于水,从而与纤维分开

专题五 DNA和蛋白质技术 课题一 DNA的粗提取与鉴定

·提取DNA的溶解性原理包括哪些方面?

DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精。

·DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度有何特点?要使DNA溶解,需要使用什么浓度?要使DNA析出,又需要使用什么浓度?

在0.14mol/L时溶解度最小;较高浓度可使DNA溶解;0.14mol/L可使DNA析出。

·在溶解细胞中的DNA时,人们通常选用2mol/LNaCl溶液;将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水,以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂,但DNA却不能溶于酒精(特别是95%冷却酒精),但细胞中蛋白质可溶于酒精。

从理论上分析,预冷的乙醇溶液具有以下优点。一是抑制核酸水解酶活性,防止DNA降解;二是降低分子运动,易于形成沉淀析出;三是低温有利于增加DNA分子柔韧性,减少断裂。 ·采用DNA不溶于酒精的原理,可以达到什么目的?

将DNA和蛋白质进一步分离。

·提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。利用该原理时,应选用怎样的酶和怎样的温度值?

蛋白酶,因为酶具有专一性,蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。温度值为60~75℃,因为该温度值蛋白质变性沉淀,而DNA不会变性。

补充:DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋,其温度在80℃以上,如在PCR技术中DNA变性温度在95℃。

·洗涤剂在提取DNA中有何作用?

洗涤剂瓦解细胞膜。

·当鉴定提取出的物质是否是DNA时,需要使用什么指示剂进行鉴定?

在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺呈现蓝色。

原理总结:通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA,可以从细胞中提取和提纯DNA;再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来,达到提纯的目的;最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA。 实验材料的选取

加酶洗衣粉 表面活性剂可以产生泡沫,将油脂分子分散开,水软化剂可以分 9

不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时,应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。

本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因。一是因为鸡血细胞核的DNA含量丰富,材料易得;二是鸡血细胞极易吸水胀破,而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心,对设备要求较高,操作繁琐,历时较长。

鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,所以在提取过程中为了减少DNA的损失,最好使用塑料的烧杯和试管盛放鸡血细胞液。 破碎细胞,获取含DNA的滤液

·若选用鸡血和洋葱作实验材料,则怎样获取含DNA的滤液?

在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻棒搅拌,过滤后收集滤液;切碎洋葱,加入一定量洗涤剂和食盐,搅拌研磨,过滤后收集滤液。 ·为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?

答:蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂,再加上搅拌的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂),从而释放出DNA。 ·在以上实验中,加入蒸馏水、洗涤剂和食盐的作用分别是什么?过滤时应当选用(滤纸、尼龙布)。血细胞在蒸馏水中大量吸水而张裂;洗涤剂瓦解细胞膜;食盐溶解DNA物质;选用尼龙布进行过滤。

·在处理植物组织时需要进行研磨,其目的是什么?研磨不充分产生什么结果?

破碎细胞壁,使核物质容易溶解在NaCl溶液中;研磨不充分会使DNA的提取量减少,影响实验结果,导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。

。具体做法。10mL鸡血+20mL蒸馏水→同方向搅拌→3层尼龙布过滤→滤液 去除滤液中的杂质

为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?

用 高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此,通过反复溶解与析出DNA,就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。

最初获得的DNA滤液含有蛋白质、脂质等杂质,需要进一步提纯DNA。

方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质,不分解DNA;方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。 方案二与方案三的原理有什么不同?

答:方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开;方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离。 析出与鉴定

·在滤液中仍然含有一些杂质,怎样除去这些杂质呢?得到的DNA呈何颜色?

滤液与等体积的冷却酒精混合均匀,静置2~3分钟,析出的白色丝状物就是DNA。DNA呈白色。

·怎样鉴定析出的白色丝状物就是DNA呢?

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具体做法。试管2支,编号甲乙→各加等量5mLNaCl溶液→甲中放入少量白色丝状物,使之溶解→各加4mL二苯胺,混合均匀→沸水浴5min→观察颜色变化 实验操作

制备鸡血细胞液…………加柠檬酸钠,静置或离心 ↓

破碎细胞,释放DNA… 加蒸馏水,同一方向快速通方向搅拌 ↓→过滤,除去细胞壁、细胞膜等。

溶解核内DNA………… 加入NaCl至2mol/L,同一方向缓慢搅拌 ↓

DNA析出……………… 加蒸馏水至0.14mol/L,过滤,在溶解到2mol/L溶液中 ↓→除去细胞质中的大部分物质。

DNA初步纯化………… 与等体积95%冷却酒精混合,析出白色丝状物 ↓→除去核蛋白、RNA、多糖等。

DNA鉴定……………… 二苯胺,沸水浴,呈现蓝色

注意事项:在鸡血中加入柠檬酸钠防止凝固;鸡血静置或离心以提高细胞悬液浓度;使用塑料烧杯;使用尼龙布过滤;玻棒沿同一方向搅拌;玻棒搅拌要缓慢(细胞破裂快速搅拌);玻棒不要碰到烧杯壁;二苯胺试剂要现用现配等。

专题六 植物有效成分的提取 课题一 植物芳香油的提取

天然香料的来源:植物、动物

不同植物的根、茎、叶、花、果实、种子都可以提取芳香油。 芳香油的提取方法:蒸馏、压榨、萃取等。

芳香油的性质:挥发性强,成分复杂,以萜类化合物及其衍生物为主。 水蒸气蒸馏法:

原理:水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物,冷却后水油分层。 方法:水中蒸馏:原料放在沸水中加热蒸馏。

水上蒸馏:原料隔放在沸水上加热蒸馏。 水汽蒸馏:利用外来高温水蒸气加热蒸馏。

不足:有些原料不适宜于水中蒸馏,如柑橘、柠檬等易焦糊,有效成分容易水解。通常用压榨法(通过机械压缩力将液相物从液固两相混合物中分离出来的一种简单操作) 萃取法:

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原理:芳香油易溶于有机溶剂,溶剂挥发后得到芳香油。如石油醚、酒精、乙醚等。 方法:原料浸泡在溶剂中→得到浸泡液→有机溶剂挥发→芳香油。 不足:有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质

蒸馏装置包括:铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶,以及连接进水口和出水口的橡皮管。所有仪器必须事先干燥,保证无水。整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分,其中左边的部分通过加热进行蒸馏,中部将蒸馏物冷凝,右边的部分用来接收。安装仪器一般都按照自下而上、从左到右的顺序。拆卸仪器的顺序与安装时相反。具体安装顺序和方法如下。

(1)固定热源──酒精灯。 (2)固定蒸馏瓶,使其离热源的距离如教科书中图6-2所示,并且保持蒸馏瓶轴心与铁架台的水平面垂直。

(3)安装蒸馏头,使蒸馏头的横截面与铁架台平行。

(4)连接冷凝管。保证上端出水口向上,通过橡皮管与水池相连;下端进水口向下,通过橡皮管与水龙头相连。

(5)连接接液管(或称尾接管)。

(6)将接收瓶瓶口对准尾接管的出口。常压蒸馏一般用锥形瓶而不用烧杯作接受器,接收瓶应在实验前称重,并做好记录。

(7)将温度计固定在蒸馏头上,使温度计水银球的上限与蒸馏头侧管的下限处在同一水平线上。

蒸馏装置安装完毕后,可以在蒸馏瓶中加几粒沸石,防止液体过度沸腾。打开水龙头,缓缓通入冷水,然后开始加热。加热时可以观察到,蒸馏瓶中的液体逐渐沸腾,蒸气逐渐上升,温度计读数也略有上升。当蒸气的顶端达到温度计水银球部位时,温度计读数急剧上升。在整个蒸馏过程中,应保证温度计的水银球上常有因冷凝作用而形成的液滴。控制蒸馏的时间和速度,通常以每秒1~2滴为宜。 分液漏斗的使用方法如下。

(1)首先把活塞擦干,为活塞均匀涂上一层润滑脂,注意切勿将润滑脂涂得太厚或使润滑脂进入活塞孔中,以免污染萃取液。

(2)塞好活塞后,把活塞旋转几圈,使润滑脂分布均匀。并用水检查分液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏,确认不漏水后再使用。

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