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生物化学与分子生物学技术实践知识点

来源:101教育网整理 2019-01-28 字体大小: 分享到:
高三个性化提分

· 生物化学与分子生物学技术实践知识点

  提取植物芳香油的方法

  提取植物芳香油的三种基本方法:蒸馏、压榨和萃取。具体采用哪种方法要根据植物的原料特点而定。

  植物芳香油具有较强的挥发性,还能随水蒸气蒸发,因此可以利用蒸馏法提取植物芳香油。法国香水业作为一种工业生产,最初就是通过蒸馏法来获得芳香油的。玫瑰油、薄荷油、肉桂油、熏衣草油、檀香油等主要由蒸馏法获得。

  压榨法是利用机械压力榨出芳香油。橘子油、柠檬油、甜橙油等都是用压榨法制得的。超市出售的手动榨汁器,其原理与压榨法是类似的;

  萃取法的大致过程是,将新鲜的植物材料浸泡在低沸点的有机溶剂中,如乙醚、苯、石油醚等,几小时后,取出残渣,蒸去溶剂,留下蜡质的膏状物。茉莉浸膏、桂花浸膏、白兰花浸膏、玳玳花浸膏等都是用萃取法制成的。

  除了上述方法以外,植物芳香油的提取还有吸香法、浸泡法。吸香法利用的是油脂可以吸附油剂的原理。所选用的脂肪要经过特别处理,以防止变质变臭。吸香法采用的脂肪一般都含有猪油和牛油的成分。浸泡法与吸香法类似,但改用液体的油脂而不是吸香法中用到的膏状油脂。浸泡法通常用来提炼树脂、树胶及花瓣中的芳香精油。

  胡萝卜素的提取

  提取胡萝卜素的主要步骤如下。

  (1)选取500 g新鲜的胡萝卜,用清水洗净,沥干、切碎,然后在40 ℃的烘箱中烘干,时间约需2 h,将干燥后的胡萝卜进一步粉碎过筛。注意胡萝卜的粉碎一定要彻底。

  (2)将样品放入500 mL圆底烧瓶中,加入200 mL石油醚混匀,用萃取方法提取,萃取30 min,然后过滤萃取液,除去固体物质。

  (3)用蒸馏装置,对萃取的样品进行浓缩。

  (4)收集接受器中的样品,观察样品的颜色和气味,并通过纸层析进行鉴定。层析时注意选择干净的滤纸,为了防止操作时对滤纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以带手套进行操作。点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于0.5 cm),如果用吹风机吹干,温度不宜过高,否则斑点会变黄。将点好样的滤纸卷成筒状,卷纸时注意滤纸的两边不能相互接触,以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快,溶剂前沿不齐,影响结果。

  (5)确定提取胡萝卜素的最佳方案的实验设计 采用不同的有机溶剂和时间进行萃取,比较各组的实验结果,确定提取胡萝卜素的最佳方案。




  DNA的粗提取与鉴定知识

  1.DNA的粗提取与鉴定实验原理

  (1)粗提取原理:在NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时,DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而降低;在0.14mol/L时,DNA的溶解度最小;当NaCl溶液浓度继续增加时,DNA溶解度又增大。

  (2)纯化原理:DNA不溶于酒精,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。

  (3)鉴定DNA原理:在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。

  2.实验材料的选择及处理

  (1)不选择猪血等哺乳动物的血液,因为哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。

  (2)需要在鸡血中加入抗凝剂——柠檬酸钠溶液,防止血液凝固。

  (3)需除去鸡血中的血浆,因为血浆中无DNA。

  特别提醒: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。

  3.生物实验过程

  步骤:提取细胞核物质→溶解核内DNA→析出DNA粘稠物→滤取含DNA的粘稠物→DNA粘稠物的再溶解→过滤含有DNA的氯化钠溶液→提取含杂质较少的DNA→DNA的鉴定。

  操作要点:(1)2次加蒸馏水:第一次是在是为了使血细胞吸水膨胀破裂,加水后必须充分搅拌使血细胞充分破裂;第二次加蒸馏水是为了稀释氯化钠溶液。

  (2)3次加氯化钠溶液:第一次加氯化钠后,必须充分晃动烧杯,使二者混合均匀,加速染色质中DNA与蛋白质分离,使DNA充分游离并溶解在氯化钠溶液中;第二次加氯化钠溶液也是为了DNA的再溶解,这时溶液中的蛋白质含量已很少;第三次加氯化钠溶液还是为溶解DNA。

  (3)6次搅拌:除最后一次搅拌外前5次搅拌均朝一个方向:,并且在析出DNA、DNA再溶解和提取中,各步搅拌都要轻缓玻璃棒,不要直插烧杯底部防止DNA分子断裂。

  (4)3次过滤:第一次过滤,留滤液;第二次过滤,留粘稠物;第三次过滤,留滤液。注意这3次过滤都用纱布,获得沉淀物或粘稠物的通常为多层,获得滤液的纱布层数适当减少。

  特别提醒:若以植物为实验材料,步骤上大致相同,在材料的处理上有几点不同:一是增加研磨步骤,目的是破坏细胞壁;二是加入洗涤剂,目的是溶解细胞膜及核膜;三是加食盐,可加速细胞膜及核膜的破裂。

  4.DNA的粗提取与鉴定实验注意事项

  (1)用冷酒精浓缩和沉淀DNA时所用的95%酒精,必须经过充分预冷后才能使用,冷酒精与含DNA的氯化钠溶液体积比是2:1。如果用冷酒精处理后,悬浮于溶液中的丝状物较少,可将混合液放于冰箱中再冷却几分钟,然后再用玻璃棒卷起丝状物。

  (2)鸡血细胞破碎以后释放的DNA,容易被玻璃容器吸附,由于细胞内DNA的含量本来就比较少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取到的DNA就会更少。因此,实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管,这样可以减少提取过程中DNA的损失。




  血红蛋白的提取和分离知识点包括凝胶色谱法、缓冲溶液、电泳、实验操作及操作提示等几个要点知识。

  1. 凝胶色谱法:也称做分配色谱法,是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。凝胶实际上是一些由多糖类化合物构成的多孔球体,在小球体内部有许多贯穿的通道,相对分子质量不同的蛋白质分子通过凝胶时速度不同,相对分子质量较小的蛋白质比较容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速度较慢;而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。

  2. 缓冲溶液:缓冲溶液的作用是能够抵制外界的酸和碱对溶液pH的影响,维持pH基本不变。缓冲溶液通常由1-2种缓冲溶剂溶解于水中配制而成的。生物体内进行的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的,例如:血浆的pH是7.35~7.45,要在实验条件下准确模拟生物体内的过程,必须保持体外的pH与体内的基本一致。

  3.电泳:电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子,如蛋白质、核酸等都具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。电泳利用了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、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。

  两种常用的电泳方法是琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳,在测定蛋白质分子量时通常使用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速率取决于蛋白质所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。

  4. 实验操作及操作提示:蛋白质的提取和分离一般分为四步:样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。

  血红蛋白的提取和分离过程中应注意:

  (1)红细胞洗涤过程中,洗涤三次后,如上清液仍有黄色,可增加洗涤次数,否则无法除去血浆蛋白;离心时转速要低,时间要短,否则白细胞等会一同沉淀,达不到分离效果。

  (2)血红蛋白释放过程中,蒸馏水的作用是涨破红细胞,甲苯作用主要是溶解细胞膜。

  (3)为了加快干凝胶的膨胀,可将加入洗脱液的湿凝胶用沸水浴加热,通常只需1~2 h,还可除去凝胶中可能带有的微生物,排除胶粒内的空气。

  (4)在色谱柱中填凝胶的时候要尽量紧密,以降低凝胶颗粒之间的空隙。在装填凝胶柱时,不得有气泡存在,因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果。在凝胶色谱操作过程中,不能发生洗脱液流干,露出凝胶颗粒的现象。一旦发生上述两种情况,凝胶色谱柱需要重新装填。

  (5)滴加样品时,吸管管口贴着管壁环绕移动加样,不要破坏凝胶面。

  (6)根据红色区带的移动状况判断收集流出液时间。

  常见考法

  在平常测试中,该知识点多以选择题或填空题的形式出现。通常考查蛋白质的提取方法、原理、实验操作等基础知识。出题形式灵活,难度中等。从近3年高考生物试题看,只是在2013年的四川卷中有一个空涉及到了凝胶色谱法。今年可能会考查这个知识点,一定要夯实基础知识。

  误区提醒

  提取蛋白质的方法易混淆,对血红蛋白提取步骤及相关注意事项掌握不牢也是做错题的原因之一。因此,要突破本专题:首先,要掌握血红蛋白的提取原理:蛋白质各种特性的差异,如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等,可以用来分离不同种类的蛋白质。其次,要掌握相关方法:凝胶色谱法和电泳法(常用的电泳法有琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳)。最后,要掌握血红蛋白的提取和分离步骤及相关注意事项。


· 生物化学与分子生物学技术实践典型例题

题目

血红蛋白分子中不含有的化学元素是(   )

  • A. C

  • B. N

  • C. Mg

  • D. Fe

答案

C

解析:

本题考查蛋白质的元素组成。血红蛋白作为蛋白质,其基本组成元素有C、H、O、N,除此之外,还有Fe。血红蛋白分子中不含有Mg。

题目

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答案

B

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