2.6离心技术相关的生物实验-【大鹏生物】2023年高考生物基础实验

95 2.6离心技术相关的生物实验 离心技术是借助离心机旋转所产生的离心力，使不同大小和不同密度的物质分离的技术。是现代生 物学技术中常用的一种方法，用于细胞、血清、蛋白质、核酸及细胞亚显微结构的分离、提纯或浓缩等， 根据离心原理的不同，常见离心法为差速离心法、密度梯度离心法。 （一）差速离心法 差速离心法常用于分离细胞匀浆中的各种细胞器。其工作原理是利用不同物质沉降速率的差异， 在不同离心速度产生的不同离心力下，选择合适的离心时间分离和收集不同颗粒。一般先将细胞组织 打碎，然后在低温下离心，随着离心速度的增加，越来越小的颗粒就会沉淀下来。 如在 800r/min（常速）离心 10min，得到的沉淀中主要含有细胞核和细胞碎片；在 20000r/min（高 速）下离心 15min，得到的是质膜和细胞内膜；在 150000r/min（超速）离心 3h，得到的是核糖体，此 时留在上面的上清液则是细胞溶胶。 （二）密度梯度离心法 密度梯度区带离心法是将样品加在惰性梯度介质中进行离心沉降或沉降平衡，在一定的离心力下 把颗粒分配到梯度中的某些特定位置上，形成不同区带的分离方法。实验离心前，离心管内先装入梯 度介质如蔗糖、甘油、氯化铯溶液等，形成连续的或不连续的密度梯度介质，然后加入样品进行离 心。密度梯度在离心管内的分布是管底密度最大，向上逐渐减小。当样品中的颗粒分子在具有密度梯 度的介质中离心时，到达与自身密度相等的介质梯度时，即停止不前，最后各种组分在离心管常用塑 料的)中被分离成各自独立的区带。可以在离心管底刺一小孔逐滴将分成区带的各组分收集，并对各个 组分进行小样分析以确定区带位置。 根据被分离颗粒的性质，密度梯度区带离心法分为 2 种，差速区带离心法和等密度区带离心法。 前者的原理是待分离的颗粒存在沉降速度差，在一定离心力作用下，不同颗粒在密度梯度介质的不同 区域会形成区带，常用的梯度介质一般为蔗糖、甘油、聚蔗糖等，该法可用于分离蛋白质、病毒粒子 等；后者的原理是待分离的颗粒存在一定的浮力密度差，浮力密度差即为物质的质量减去在一定介质 中所受的浮力，离心时，样品的不同颗粒向上浮起，一直移动到与它们的密度相等的介质区域中停留 并形成区带，常用的梯度介质为氯化铯，可用于分离核酸、病毒粒子等。 96 （三）离心技术的应用 离心技术主要用于细胞、大分子或高分子有机物等的分离，也可作定性检测，如离心技术与其他 分离技术，如电泳技术结合，可用于蛋白质的定性或定量分析。 高中生物学教材中有 6 处涉及离心技术： 实验名称 教材/科学家 离心方法 各种细胞器的分离 必修 1 第 44 页 差速离心法 噬菌体侵染细菌的实验 必修 2 第 44 页 1952 年，赫尔希和蔡斯 差速离心法 DNA 半保留复制的实验 必修 2 第 55 页 1958 年，梅塞尔森和斯塔尔 密度梯度离心法 制备鸡血细胞液 选修 1 第 67 页 常速离心法（2000r/min） 分离血红蛋白溶液 选修 1 第 67 页 500r/min，2min 洗涤红细胞， 2000r/min，10min 血红蛋白释放 诱导细胞融合 选修 3 第 36 页和 52 页