核酸的分离与纯化

核酸的分离与纯化练习题一、选择题1. 下列哪种方法常用于提取DNA？（）A. 酚氯仿抽提法B. 碘化钠法C. 硫酸铵沉淀法D. 超滤法2. 下列哪种方法不适合RNA的提取？（）A. 酚氯仿抽提法B. 异硫氰酸胍法C. 磷酸钙法D. 硅胶柱层析法3. 在核酸提取过程中，加入EDTA的目的是什么？（）A. 抑制酶活性B. 促进核酸溶解C. 防止核酸降解D. 去除蛋白质杂质4. 下列哪种方法常用于核酸的纯化？（）A. 酚氯仿抽提法B. 硅胶柱层析法C. 超滤法D. 离心法二、填空题1. 在核酸提取过程中，常用的细胞裂解剂有________、________和________等。

2. 核酸纯化过程中，常用的沉淀剂有________和________等。

3. 在进行PCR扩增前，需要将提取的核酸进行________处理，以提高扩增效率。

4. 核酸定量分析常用的方法有________、________和________等。

三、判断题1. DNA和RNA都可以用酚氯仿抽提法进行提取。

（）2. 在核酸提取过程中，蛋白质的去除是关键步骤。

（）3. 核酸纯化后，可以直接进行PCR扩增。

（）4. 硅胶柱层析法可以同时纯化DNA和RNA。

（）四、简答题1. 简述酚氯仿抽提法提取DNA的原理。

2. 列举三种常用的RNA提取方法。

3. 简述核酸定量分析的方法及原理。

4. 如何判断核酸提取和纯化的质量？五、实验操作题1. 设计一个实验方案，从细胞中提取总DNA。

2. 描述硅胶柱层析法纯化RNA的步骤。

3. 如何利用琼脂糖凝胶电泳检测核酸的纯度和浓度？4. 设计一个实验方案，从血液中提取总RNA。

六、案例分析题1. 某实验室从组织中提取DNA时，发现DNA产量低且降解严重，请分析可能的原因，并提出解决方案。

2. 在RNA提取过程中，电泳检测发现RNA出现严重降解，请列出可能导致这种情况的因素，并说明如何避免。

七、计算题1. 如果从1克组织中提取到了50微克的DNA，求DNA的提取率。

《核酸的分离纯化》课件课程目标：1. 理解核酸分离纯化的意义和重要性。

2. 掌握核酸分离纯化的基本原理和步骤。

3. 学习核酸分离纯化的实验操作技巧。

4. 了解核酸分离纯化在科学研究和临床诊断中的应用。

第一部分：核酸分离纯化的意义和重要性1. 核酸的定义和功能核酸是生物体内携带遗传信息的分子，包括DNA和RNA。

核酸在遗传信息的传递、基因表达调控和疾病发生中起着重要作用。

2. 核酸分离纯化的意义核酸分离纯化是研究核酸结构和功能的基础。

核酸分离纯化有助于研究基因表达调控、基因突变和基因功能。

核酸分离纯化在临床诊断和疾病治疗中具有重要意义，如病原体检测、基因突变筛查和个体化治疗。

第二部分：核酸分离纯化的基本原理和步骤1. 核酸分离纯化的基本原理根据核酸的物理化学性质，如大小、电荷、亲和性和稳定性等，进行分离纯化。

常用的分离纯化方法包括离心、电泳、亲和色谱和质谱等。

2. 核酸分离纯化的基本步骤样品处理：收集含有核酸的样品，如细胞裂解、核提取等。

核酸释放：通过机械或化学方法将核酸从样品中释放出来。

核酸沉淀：通过盐析、酒精沉淀等方法将核酸从溶液中沉淀下来。

核酸洗涤：去除沉淀中的杂质，如蛋白、RNA等。

核酸纯化：通过柱层析、亲和色谱等方法进一步纯化核酸。

核酸鉴定：通过紫外线吸收、琼脂糖凝胶电泳等方法检测核酸的质量和数量。

第三部分：核酸分离纯化的实验操作技巧1. 样品处理技巧细胞裂解：使用酶或化学方法裂解细胞，释放核酸。

核提取：使用盐水或缓冲液提取核酸。

2. 核酸沉淀技巧盐析：加入高盐浓度使核酸沉淀。

酒精沉淀：加入酒精使核酸沉淀。

3. 核酸洗涤技巧离心：使用离心机去除沉淀中的杂质。

洗涤缓冲液：选择适当的洗涤缓冲液去除杂质。

4. 核酸纯化技巧柱层析：使用固定相和流动相进行核酸纯化。

亲和色谱：利用核酸与特定配体之间的亲和力进行纯化。

5. 核酸鉴定技巧紫外线吸收：测量核酸在紫外线波段的吸光度。

琼脂糖凝胶电泳：将核酸样品在琼脂糖凝胶上进行电泳，观察核酸的迁移率和条带形状。

核酸分离纯化的原则
核酸的分离纯化原则主要包括以下几个方面：
1. 根据物理化学性质分离：包括碱基成分、大小、形态等，如使用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离DNA和RNA；利用离心、超滤和电泳等技术可分离DNA、RNA和蛋白质。

2. 根据碱基组成分离：由于不同物种、不同个体的DNA碱基组成不同，因此可以利用这一差异利用测序、杂交、PCR等方法进行分离。

3. 根据功能分离：可以根据DNA和RNA的功能和特异性进行分离。

例如，使用特异性结合染料或核酸探针选择性地富集DNA或RNA。

4. 根据生化特性分离：DNA和RNA在不同条件下的生化特性差异较大，可以利用这一特点进行分离纯化，如利用酸性或碱性溶液进行分离纯化。

5. 根据亲和性分离：根据DNA或RNA与某些物质的亲和性选择性地富集、分离纯化DNA或RNA，例如使用特异性结合蛋白质来富集特定DNA或RNA序列。

核酸分离与纯化的技术路线与原则核酸包括DNA 、RNA两类分子，在细胞内均与蛋白质结合成核蛋白。

真核生物基因组中，95%DNA 为双链线性分子，存在于细胞核中，5%为双链环状分子，存在于细胞器中；原核生物DNA 及质粒DNA 为双链或单链环状分子；RNA 为单链线性分子，主要存在于细胞质中。

DNA 与RNA 性质的不同导致对其分离与纯化的条件也不相同。

一、核酸分离与纯化的原则(1)保证核酸一级结构的完整性。

生物的遗传信息全部贮存在核酸一级结构中，而且核酸的一级结构还决定其高级结构的形式及和其他大分子结合的方式。

所以，所提取的核酸一级结构的完整性直接影响着后续实验中对其结构与功能研究的质量。

因此，在制备核酸的过程中，要做到：尽量简化操作程序，缩短提取过程；避免过酸、过碱等化学因素对核酸链中磷酸二酯键的破坏，在pH 值4～10条件下进行操作；操作时动作要轻缓，提取的样品小包装保存，以免诸多的物理因素对核酸的降解；避免细胞内及环境中核酶对核酸的生物性降解。

(2)排除其他生物大分子的污染，如蛋白质、多糖和脂类分子的污染应尽可能降低到最低程度，特别是提取DNA 分子时应除去RNA 分子，反之亦然。

(3)排除核酸样品中有机溶剂和过高浓度的金属离子。

二、分离与纯化的技术路线(一)核酸的释放通常情况下DNA 及RNA 均位于细胞内，因此核酸分离与纯化的第一步就是制备单个细胞，再破碎细胞，从而释放核酸。

破碎细胞的方法包括机械法与非机械法两大类。

机械法又可分为液体剪切法与固体剪切法；非机械法可分为干燥法与溶胞法。

由于溶胞法采用适宜的化学试剂与酶，能有效地裂解细胞，方法温和，能保证较高的核酸获得率，并能较好地保持核酸的完整性，从而得到广泛的应用。

(二)核酸的分离与纯化利用核酸与其他物质性质上的差异，可以分离与纯化核酸。

这种差异包括细胞定位与组织分布上的差异，物理、化学性质上的不同，以及各自独特的生物学特性。

操作过程中，既可以从复杂样品中抽提出核酸分子，也可以将样品中的非核酸成分(非核酸的生物大分子、非需要的核酸分子及在操作过程中加入的溶液与试剂)逐步清除。

核酸分离纯化方法
核酸分离纯化方法包括以下几种常用方法：
1. 酚酸法（Phenol-Chloroform Extraction）：通过酚酸混合液溶解蛋白质，然后进行醚抽提，可分离出核酸。

该方法通常用于大量样品的纯化。

2. 高盐法（Salt Precipitation）：通过加入高浓度盐溶液，如氯化钠，使核酸在低温下形成沉淀，然后离心分离。

3. 硅胶柱法（Silica Column）：将核酸样品通过硅胶柱，利用硅胶对核酸的亲合性，使核酸固定在柱中，通过洗脱剂洗脱纯化的核酸。

4. 钠离子交换柱法（Sodium Ion Exchange Column）：利用柱内载体对核酸的亲合性，在一定的钠离子浓度下，核酸与载体结合，通过洗脱缓冲液洗脱纯化的核酸。

5. 凝胶电泳法（Gel Electrophoresis）：利用电场作用，将核酸样品在凝胶上进行分离和纯化。

根据核酸的大小，可选择琼脂糖凝胶电泳或聚丙烯酰胺凝胶电泳。