备课素材：差速离心法和密度梯度离心法

差速离心法和密度梯度离心法 人教2019版高中生物学必修一P47介绍了“差速离心法”，必修二P54简单介绍了“密度梯度离心”： 那么，二者有什么不同？ 1、差速离心法(又称分步离心法) 采用不同的离心速度和离心时间,使沉降速度不同的颗粒分步离心的方法,称为差速离心。操作时,将含有两种不同颗粒的混悬液,以常速离心，使大的颗粒下沉，将上清液倾倒于另一离心管中，再加大离心力，离心一定时间，分离小的颗粒，反复多次分离，达到分离目的。 差速离心主要用于分离大小和密度差异较大的颗粒。 差速离心法的优点是： 操作简单，离心后用倾倒法即可将上清液与沉淀分开，并可使用容量较大的角式转子；分离时间短、重复性高；样品处理量大。 缺点是： 分辨率有限、分离效果差，沉淀系数在同一个数量级内的各种粒子不容易分开，不能一次得到纯颗粒；壁效应严重，特别是当颗粒很大或浓度很高时，在离心管一侧会出现沉淀；颗粒被挤压，离心力过大、离心时间过长会使颗粒变形、聚集而失活。 2、密度梯度离心法(又称区带离心法) 该法又分为速率区带离心法和等密度区带离心法。样品在一定惰性梯度介质中进行离心沉淀或沉降平衡，在一定离心力下把颗粒分配到梯度液中某些特定位置上，形成不同区带的分离方法。 该法的优点是： 具有很好的分辨率，分离效果好，可一次获得较纯颗粒；适用范围广，既能分离沉淀系数差的颗粒，又能分离有一定浮力密度的颗粒；颗粒不会积压变形，能保持颗粒活性，并防止已形成的区带由于对流而引起混合。 缺点是：离心时间较长；需要制备梯度液；操作严格，不宜掌握。 ①速率区带离心法： 是根据分离的粒子在离心力作用下，在梯度液中沉降速度的不同，离心后具有不同沉降速度的粒子处于不同的密度梯度层内形成几条分开的样品区带，达到彼此分离的目的。临床常使用的分离液是Ficoll、Percoll及蔗糖。把静脉血中单个核细胞分离出来，前一种分离液将血液中单个核细胞（淋巴细胞和单核细胞）分为一个层，同时提出。而Percoll分离液将血中淋巴细胞和单核细胞分为二个梯度层，分别提取。后者分离效果优于前者，但操作繁琐。 ②等密度区带离心法： 当不同颗粒存在浮力密度差时，在离心力场下，颗粒或向下沉降，或向上浮起，一直沿梯度移动到它们密度恰好相等的位置上（即等密度点）形成区带，称为等密度区带离心法。等密度区带离心的有效分离取决于颗粒的浮力密度差，密度差越大，分离效果越好，与颗粒的大小和形状无关，但后两者决定着达到平衡的速率、时间和区带的宽度。 （3)分析性超速离心法 分析型超速离心机的工作原理：分析型超速离心机主要由一个椭圆形的转子、一套真空系统和一套光学系统所组成。该转子通过一个柔性的轴连接成一个高速的驱动装置，此轴可使转子在旋转时形成自己的轴。转子在一个冷冻的真空腔中旋转，其容纳两个小室：分析室和配衡室。分析室的容量一般为1ml，呈扇形排列在转子中，其工作原理与一个普通水平转子相同。分析室有上下两个平面的石英窗，离心机中装有的光学系统可保证在整个离心期间都能观察小室中正在沉降的物质，可以通过对紫外光的吸收（如对蛋白质和DNA）或折射率的不同对沉降物进行监测。在分析室中物质沉降时重粒子和轻粒子之间形成的界面就像一个折射的透镜，结果在检测系统的照相底板上产出一个“峰”，由于沉降不断进行，界面向前推进，故“峰”也在移动，从峰移动的速度可以得到物质沉降速度的指标。 例、用差速离心法分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器，测定其中三种有机物的含量如图所示．下列有关叙述正确的是（　　） A． 甲以类囊体堆叠的方式增加膜面积 B． 乙一定与分泌蛋白的加工修饰有关 C． 丙合成的物质遇双缩脲试剂呈紫色 D． 酵母菌与该细胞共有的细胞器只有丙 解析： 分析题图：脂质和蛋白质是生物膜的重要组成成分，这说明甲和乙含有膜结构，丙没有膜结构；甲含有核酸，又为动物细胞，可能是线粒体；乙不含核酸，可能为内质网或高尔基体或溶酶体；丙含有核酸，可能是核糖体． 由题图可知，甲细胞器的成分有蛋白质、脂质和核酸，又为动物细胞，可能是线粒体，以类囊体堆叠的方式增加膜面积的是叶绿体，A错误．由题图可知，乙细胞器的成分有蛋白质、脂质，属于具膜细胞器，但不一定与分泌蛋白的加工修饰有关，如溶酶体．B错误．由题图可知，丙细胞器的成分有蛋白质、核酸，遇双缩脲试剂呈紫色，C正确．酵母菌是真核生物，与该细胞共有的细胞器包括甲、乙、丙，D错误． 故选：C． 例2、研究人员将DNA被15N完全标记的大肠杆菌转移到以14NH4C1为唯一氮源的培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA，将子代DNA热变性处理使其双链打开，后进行密度梯度超速离心，离心管中出现两个条带．下列相关叙述中的错误是（　　） A． 打开双链的难易程度与各种碱基的含量有关 B． 新合成