第四章生化与分子生物学实践

1、第一节 生物成分的分离与测定技术,昌吉州回民中学 谢代鹏,生命活动的主要承担者，一 切性状的体现者是什么？,蛋白质,蛋白质存在于生物体的组织中， 不同的生物体组织细胞所含的 蛋白质种类、数量也不尽相同， 所以，要研究它就必须将其分 离、纯化出来。因此，蛋白质 的分离与纯化技术是蛋白质研 究的重要技术。,1.原理： 依据蛋白质的各种特性将不同种类的蛋白质分离，再依据蛋白质之间以及蛋白质与其他物质之间的差异进行纯化。 2.步骤：,一、蛋白质的分离与纯化,（1）样品处理（释放蛋白质）：先将生物组织进行机械破碎，再根据细胞的特点选择不同的细胞破碎方法（常用的有、等？）破碎细胞，待细胞破碎后，各种蛋白质

2、被释放出来。 （2）粗分离（抽提蛋白质）：根据蛋白质的不同性质，选择不同的溶剂进行抽提。例如，酸性蛋白质可用抽提，水溶性蛋白质可用抽提，脂溶性蛋白质可用抽提。 （3）纯化： a.原理：根据蛋白质之间以及蛋白质与其他物质之间在分子大小、溶解度、所带电荷的多少、吸附性等方面存在的差异进行的。 b.方法：有、等。 （4）纯度鉴定,3.电泳： （1）概念： （2）原理：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、性状的不同使带电分子产生不同的泳动方向和速度，从而实现样品中各种分子的分离。 （3）泳动的特点：带电颗粒直径越小，越接近于球形，所带净电荷越多，速度就越快，反之越慢。,1.芳香油

3、的来源：芳香植物的花、茎、叶、果实等。 2.芳香油的特点：挥发性强；易溶于有机溶剂。 3.提取方法： （1）蒸馏法（水蒸气蒸馏法） 原理：利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来。 步骤：a、水蒸气蒸馏；b、分离油层；c、除水过滤。 使用范围：提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油。 （2）萃取 原理：使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可以得到芳香油。,二、从生物材料中提取某些特定成分 植物芳香油的提取,课题目标： 1、了解植物芳香油的来源，针对原料的不同特点，采用适宜的提取方法； 2、结合橘皮精油的提取，正确选择提取方法，弄清植物芳香油提取的具体操作步骤。,3、使用水蒸气蒸馏装置的注意事项有

4、哪些？,1）安装仪器时一般按自下而上，从左到右的顺序，拆卸仪器的顺序与安装时相反。保证冷凝管下进上出。 2）蒸馏开始时，先通冷水后加热；蒸馏完毕时，先撤热源后停止通水。,4、橘皮精油的主要成分是什么？为什么用压榨法提取？,柠檬烯。用水蒸气蒸馏法产生原料焦糊问题。,植物芳香油的提取方法,1、水蒸气蒸馏法 原理：利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后混合物又重新分出油层和水层。 分类：水上蒸馏、水中蒸馏和水气蒸馏 应用：普遍原料适用,2、压榨法 原理：通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油 应用：适用于易焦糊原料的提取 3、有机溶剂萃取法 原理：使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶

5、剂后就可获得芳香油 应用：适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中。,二、实验材料及用品,1、精油蒸馏装置,精油提取器,精油提取器剖面图,精油提取器正面图,2、实验材料 橘子皮,三、实验步骤,1、安装仪器，加蒸馏水没过浮漂。 2、将物料（橘子皮）尽量剪碎，放入铺有一层纱布的物料篮中。将物料篮放入仪器内，将仪器盖螺栓逐对拧紧。 3、在油水出口放置一个三角瓶接收油水混合物。,4、向冷凝器中通入自来水，保持较小流速即可。 5、 打开电源开关，将功率调节旋钮调节到最大，仪器进入加热状态。 6、当油水出口有油水混合物流出时，可调节功率控制油水混合物的蒸馏速度。 7、用分液漏斗对精油

6、进行分离。,课外小知识,植物芳香油散发出的芬芳气味，使人身心爽快，有助于消除疲劳，恢复精力，还可以不同程度地提高人体神经系统、内分泌系统的功能，帮助人体提高免疫力，具有保健、美容、治疗的作用。,如从玫瑰花中提取出的玫瑰油称为“液体黄金”，多用于制造高级香水等化妆品，是纯天然的护肤品。 功效：具有极好的抗衰老和止痒作用，能够促进细胞再生、防止肌肤老化、平抚肌肤细纹，还具有使人放松、愉悦心情的功效 。,1、蒸馏时要提高产品质量，应采取的措施是 A 提高蒸馏温度，延长蒸馏时间 B 提高蒸馏温度，缩短蒸馏时间 C 降低蒸馏温度，缩短蒸馏时间 D 严格控制蒸馏温度，延长蒸馏时间,练习巩固,2、用于提取植

7、物芳香油的植物器官包括 A 花、茎、叶 B 树干、树皮 C 根、果实、种子 D 以上三项都是 3、玫瑰精油被称为“液体黄金”，提取玫瑰精油的方法有 A 只用水蒸气蒸馏法 B 可用蒸馏法和压榨法 C 可用蒸馏法和萃取法 D 可用压榨法和萃取法,4、在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰乳液提纯过程中，先后使用NaCl和无水Na2SO4的作用分别是 A 分层、吸水 B 溶解、吸水 C 吸水、分层 D 分层、萃取,谢 谢！,第二节 分子生物学技术,昌吉州回民中学 谢代鹏,一、分子生物学进展,1.的建立，奠定了现代分子生物学的基础，给整个生物科学乃至整个人类社会带来了一场革命。 2.“基因克隆”一经提出，世界各国的

8、生物科学家便立刻意识到和基因克隆的重大作用和深远意义。 3.目前我国基因工程已投入生产的有。 4.在动物基因工程方面，我国已成功培育出等多种转基因动物，在动物乳汁中得以表达的物质有。,二、PCR技术（聚合酶链式反应）,聚合酶链式反应 (Polymerase Chain Reaction，PCR) 原理：利用碱基互补配对的原则，人为的将适量的DNA复制过程中所需要的组分组合在一起，经过多次变性、退火、延伸的循环，从而使目的基因在体外得到扩增，最终得到大量的目的基因。,PCR反应中的主要成份 1. 引物（两种寡核甘酸） 2. 反应物（4种脱氧核苷酸） 3. DNA聚合酶（常用Taq 聚合酶） 4.

9、 模板DNA 5. Mg 2+ （提供反应的离子条件） 6. 反应缓冲液（提供反应的溶液体系）,PCR是一种由引物介导的选择性体外扩增DNA的方法。 包括三个基本步骤: (1) 变性(Denature):目的双链DNA片段在94下解链; (2) 退火(Anneal):两种寡核苷酸引物在适当温度(40 60 )下与模板上的目的序列通过氢键配对; (3) 延伸(Extension):在Taq DNA聚合酶合成DNA的最适温度 下(72 左右)，以目的DNA为模板进行合成。 由这三个基本步骤组成一轮循环，理论上每一轮循环将使 目的DNA扩增一倍，这些经合成产生的DNA又可作为下一轮循环的模板，所以经

10、30轮循环就可使DNA扩增出230 个拷贝。,PCR 循环 第一步 变性(94),靶序列,靶序列,PCR 循环- 第二步 退火(40 -60 ),靶序列,靶序列,Primer 1,Primer 2,Biotin,Biotin,5,3,5,5,3,5,3,3,PCR 循环 - 第三步 链延伸(72 左右),靶序列,靶序列,Primer 1,Primer 2,Biotin,Biotin,5,3,5,5,3,5,3,3,Taq DNA Polymerase,第1个 PCR 循环完成后 得到两个拷贝的靶序列,靶序列,靶序列,Biotin,Biotin,30次循环后靶序列扩增的数量,No. ofNo.

11、Amplicon CyclesCopies of Target 12 24 38 416 532 664 201,048,576 301,073,741,824,1 cycle = 2 Amplicon,2 cycle = 4 Amplicon,3 cycle = 8 Amplicon,4 cycle = 16 Amplicon,5 cycle = 32 Amplicon,6 cycle = 64 Amplicon,7 cycle = 128 Amplicon,PCR 动画,1st cycle,2nd cycle,3rd cycle,过 程,变 性,退 火,链 延 伸,细胞的破碎的方法：,先要将细胞和组织破碎，使蛋白质充分释放出来,机械法,匀浆：破碎机体