概念由显性基因突变成隐性基因叫隐性突变,由隐性基因突变成显性基因叫显性突变。绝大多数为隐性突变。
(1)对于性细胞:
如果是显性突变,即aa →Aa ,可通过受精过程传递给后代,并立即表现出来。
如果是隐性突变,即AA →Aa ,当代不表现,只有等到第二代突变基因处于纯合状态才能表现出来。
(2)对于体细胞:
如果显性突变,当代表现,同原来性状并存,形成镶合体。突变越早,范围越大,反之越小。果树上许多“芽变”就是体细胞突变引起的,一旦发现可及时扦插、嫁接或组培加以繁殖保留。
如果是隐性突变,当代不表现。
石刁柏(嫩茎俗称芦笋)是一种名贵蔬菜,为XY 型性别决定的雌、雄异株植物。野生型石刁柏叶窄,产量低。在某野生种群中,发现生长着少数几株阔叶石刁柏(突变型),雌株、雄株均有,雄株的产量高于雌株。
(1)要大面积扩大种植突变型石刁柏,可用________来大量繁殖。有人认为阔叶突变型植株是具有杂种优势或具有多倍体特点的缘故。请设计一个简单实验来鉴定突变型的出现是基因突变还是染色体组加倍所致?
(2)若已证实阔叶为基因突变所致,有两种可能:一是显性突变、二是隐性突变,请设计一个简单实验方案加以判定。(要求写出杂交组合,杂交结果,得出结论)
(3)若已证实阔叶为显性突变所致,突变基因可能位于常染色体上,还可能位于X 染色体上。请设计一个简单实验方案加以判定(要求写出杂合组合,杂交结果,得出结论)
(4)同为突变型的阔叶石刁柏,其雄株的产量与质量都超过雌株,请你从提高经济效益的角度考虑提出两种合理的育种方案(用图解表示)。
(5)野生石刁柏种群历经百年,窄叶基因频率由98%变为10%,则石刁柏是否已发生了生物的进化,为什么?
答案:(1)植物组织培养 取根尖分生区制成装片,显微镜下观察有丝分裂中期细胞内同源染色体的数目。若观察到同源染色体增倍,则是染色体组加倍所致;否则为基因突变所致。(2)选用多株阔叶突变型石刁柏雌、雄相交。若杂交后代出现了野生型,则为显性突变所致;若杂交后代仅出现突变型,则为隐性突变所致。(3)选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型全为雄株,突变型全为雌株,则这对基因位于X 染色体上;若杂交后代野生型和突变型雌、雄均有,则这对基因位于常染色体上。 (4)方案一:可利用植物细胞的全能性进行植物组织培养(可用以下图解表示)
方案二:可利用单倍体育种获得纯合的XX 植株和YY 植株,再让其杂交产生大量的雄株
(5)已进化。生物进化的实质在于种群基因频率的定向改变。(窄叶性状不利于生存,在自然选择的作用下,具有窄叶性状的植株被淘汰,故窄叶基因频率低。没有形成新物种。因为没有生殖隔离。
例2:在一个种群中发现两种突变的性状,其中A 种性状无论繁殖几代都不变,而B 种突变性状繁殖到第三代又有37.5%的性状回复到原来的性状,以上A 、B 突变分别属于( A )
A .隐性突变和显性突变
B .人工诱变和染色体变异
C .显性突变和隐性突变
D .都是隐性突变或者都是显性突变
基因突变的检测方法 基因突变的研已成为当今生命科学研究的热点之一,检测方法也随之迅速发展。人类细胞癌基因的突变类型已如上所述,对于基因突变的检测,1985以前,利用Southern印迹法,可以筛选出基因的缺失、插入和移码重组等突变形式。对于用该法法不能检测的突变,只能应用复杂费时的DNA序列测定分析法。多聚酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)技术是突变研究中的最重大进展,使基因突变检测技术有了长足的发展,目前几乎所有的基因突变检测的分子诊断技术都是建立于PCR的基础之上,并且由PCR衍生出的新方法不断出现,目前已达二十余种,自动化程度也愈来愈高,分析时间大大缩短,分析结果的准确性也有很大很提高。其中包括单链构象多态性(single-strand comformational polymorphism,SSCP)和异源双链分析法(heteroduplex analysis,HA)。下面分别介绍几种PCR衍生技术及经典突变检测方法,可根据检测目的和实验室条件选择时参考。 PCR-SSCP法 PCR-SSCP法是在非这性聚丙烯酰胺凝胶上,短的单链DNA和RNA分子依其大街基序列不同而形成不同构象,一个碱基的改变将影响其构象而导致其在凝胶上的移动速度改变。其基本原理为单链DNA在中性条件下会形成二级结构,这种二级结构依赖于其碱基组成,即使一个碱基的不同,也会形成不同的二级结构而出刺同的迁移率。由于该法简单快速,因而被广泛用于未知基因突变的检测。用PCR-SSCP法检测小于200bp的PCR产物时,突变检出率可达70%-95%,片段大于400bp时,检出率仅为50%左右,该法可能会存在1%的假阳性率。应用PCR-SSCP法应注意电泳的最佳条件,一般突变类型对检测的灵敏度无大的影响,同时该法不能测定突变的准确位点,还需通过序列分析来确定。Sarkar等认为对于大于200bp的片段,用其RNA分子来做SSCP会提高其录敏度。应用PCR-SSCP检测点突变已见报道于人类大部分的肿瘤组织或细胞,如乳腺癌、食管癌、肺癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等。检测的基因包括多种癌基因及抑癌基因,也是检测抑癌基因p53突变最常用的方法,仅检测第5-8外显子即可发现85%以上的p53基因突变。由于该法简便快速,特别适合大样本基因突变研究的筛选工作。 异源双链分析法(HA) HA法直接在变性凝胶上分离杂交的突变型一野生型DNA双链。由于突变和野生型DNA形成的异源杂合双链DNA在其错配处会形成一突起,在非变性凝胶中电泳时,会产生与相应的同源双DNA不同的迁移率。该法与SSCP相似,所不同的是SSCP分离的是单链DNA,HA法分离的是双链DNA,也只适合于小片段的分析。但HA对一些不能用SSCP 检出的突变有互补作用,两者结合使用,可使突变检出率提高到近100%。
重结晶和过滤实验 一、实验目的 1、学习重结晶法提纯固态有机化合物的原理和方法; 2、掌握抽滤和热过滤操作的方法。 二、基本原理 固体有机物在溶剂中的溶解度一般是随温度的升高而增大。若把固体溶解在热的溶剂中达到饱和,冷却时由于溶解度降低,溶液变成过饱和而析出结晶.利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同,可以使被提纯物质从饱和溶液中析出,而让杂质全部或大部分仍留在溶液中(或被过滤除去),从而达到提纯目的。 重结晶的一般过程:使待重结晶物质在较高的温度(接近溶剂沸点)下溶于合适的溶剂里;趁热过滤以除去不溶物质和有色杂质(可加活性炭煮沸脱色);将滤液冷却,使晶体从过饱和溶液里析出,而可溶性杂质仍留在溶液里,然后进行减压过滤,把晶体从母液中分离出来;洗涤晶体以除去附着的母液;干燥结晶. 三、实验装置 热过滤装置减压过滤装置干燥装置 回流装置 四、实验仪器、器材及药品 1、仪器、器材: 250ml三角烧瓶球形冷凝管保温漏斗短颈玻璃漏斗 200ml烧杯表面皿玻璃棒布氏漏斗 吸滤瓶酒精灯电热套乳胶管 滤纸剪刀台秤药勺 2、药品: 乙酰苯胺水活性炭 五、实验步骤 称取 3。0g粗乙酰苯胺加到250mL三角烧瓶中,加入100mL水,安装回流冷凝管,加热至沸,保持沸腾2—3min,取下稍冷,加入0.2g活性炭,再加热5-10min,用热漏斗趁热过滤,
滤液用干净的200mL烧杯接收,静止自然冷却,乙酰苯胺充分结晶后进行冷的减压过滤(抽滤),压实滤饼。彻底抽干水分,干燥,称重。 六、注意事项 1.可在补加20%的水时,一同加入活性炭。 2。热过滤时保温漏斗中的水一定要尽可能热,动作要快。 3。减压过滤滤纸事先要润湿,铺好滤纸后不能减压太大。在倒入滤液之前滤纸要紧贴漏斗底部,防止滤纸被压穿. 4。如果滤液已经冷却到室温,长时间静止仍然没有结晶出现,可以用玻璃棒搅拌之。 七、思考题 1。重结晶包括哪几个步骤?每一步的目的是什么? 答:(1)溶剂的选择 目的:以保证在高温时被提纯的物质在溶剂中的溶解度较大,而在低温时则很小。 (2)样品的溶解 目的:将粗产物用所选溶剂加热溶解制成饱和或近饱和溶液。【为了避免趁热过滤的困难,一般可比需要量多加15~20%的溶剂】 (3)活性炭脱色 目的:活性炭脱色,趁热过滤除去不溶性杂质及活性炭。【活性炭的用量应视有色杂质的多少而定,一般为干燥粗品的1~5%】 (4)滤液的冷却 目的:冷却过滤液使结晶慢慢析出,而杂质留在母液中.【将热滤液静置使其慢慢冷却至析出晶体,然后可再用冷水冷至室温,这样所得的晶体纯度高。】 (5)抽滤晶体 目的:使晶体与母液分离,过滤时尽量抽干。 (6)洗涤晶体 目的:以除去晶体表面的母液。【母液中含有可溶性杂质】 (7)晶体的干燥 目的:以除去晶体表面的溶剂。【晶体干燥时,可根据晶体的性质选择合适的方法进行干燥。】 (8)熔点的测定 目的:确定重结晶所得产品是否合乎要求.若不合格,应进行第二次重结晶。 2。怎样选择重结晶的溶剂? 答:(1)需查阅文献、化学手册;(2)需要采用实验的方法。 若杂质溶解度很大,可以留在溶液中,若杂质溶解度很小,可以留在残渣中。要求被提纯的物质在选择的溶剂中的溶解度随温度变化大,溶剂沸点不宜太高或太低,如果没有适合的单一溶剂时,可以选用混合溶剂。混合溶剂一般由两种能以任何比例互溶的溶剂组成,其中一种易溶解被提纯物质,另一种则难溶解。 3。重结晶的溶剂应符合什么条件? 答:在重结晶时选择合适的溶剂是非常重要的。否则,达不到纯化的目的,作为适宜的溶剂,要符合以下条件: (1)与被提纯的有机化合物不起化学反应; (2)在高温时被提纯的物质在溶剂中的溶解度较大,而在低温时则很小;
第十章基因突变 一、教学目的与要求: (1)了解基因突变的类型和性质、特征 (2)掌握基因突变分子机理和诱变因素的作用方式 (3)理解基因突变的检测方法 (4) 掌握基因突变的修复途径 二、教学重点、难点、疑点: 1.突变的概念、类型和性质 2.诱发突变的分子基础 3.诱发突变与人类癌症 4.生物体基因突变的修复机制 5.果蝇基因突变的检出 6.植物基因突变的检出 7.人类基因突变的检出 [解决方法] (1)通过出示基因结构变化的示意图,加深学生对基因突变内涵的理解。 (2)课堂教学中不断提出问题,让学生通过概念的运用达到巩固概念和知识迁移的目的。 2.教学难点及解决办法 基因突变的原因。 [解决办法] 对人类镰刀型细胞贫血症病因结合图解进行分析,使学生真正明白基因突变的原因——DNA复制过程也可能发生差错,基因中个别碱基的变化,就会造成性状改变。 3.教学疑点及解决办法 为什么说基因突变是变异的主要来源? [解决办法]讲明基因突变与基因重组的区别,联系实际举例。 三、教学方法设计: 四、教具或教学手段:多媒体课件 五、教学过程与板书设计:
第一节基因突变的概念和特征 一、基因突变的概念及类别 1、基因突变:指在染色体上一定位点基因内部的化学变化引起的突变基因突变:指染色体上一定位点基因内部的化学变化引起的突变 2、类别 隐性突变:A a 显性突变:a A 自发突变—外界环境条件的自然作用或生物体内的生理生化变化而产生的突变 诱发突变—在专门诱变因素影响引起的突变,为“诱发突变” 形态突变型—可见突变:指造成外形改变的突变型 至死突变型—能造成个体死亡或生命力明显下降的突变型 条件突变型—在一定条件下有致死效应 3.一般特征 ①突变的频率:指生物体在每一世代中发生突变的机率,或者在一定时 间内突变可能发生的次数。 高等植物 10-5— 10-8 细菌和噬菌体 10-4—10-10范围大、突变频率比动植物高 例如:氨基酸过程中三种疾病是由三种基因突变导致酶发生变化引起的,有一定的突变频率 苯丙氨酸羟化酶缺乏导致苯丙酮尿症;尿黑尿酸氧化酶缺乏会产生尿黑酸尿症;酪氨酸酶缺乏导致白化病 苯丙氨酸羟化酶 苯丙酮酸苯丙氨酸酪氨酸 积累尿黑尿酸氧化酶 酪氨酸酶 苯丙酮尿症尿黑酸黑色素
粗盐提纯实验操作步骤文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
实验:除去硫酸铜粉末中的沙子 一、实验目的 1.掌握、过滤、蒸发等实验的操作技能. 2.理解过滤法分离混合物的化学原理. 3.体会过滤的原理在生活生产等社会实际中的应用. 二、实验仪器和药品 药品:CuSO 4,蒸馏水 器材:托盘天平(含砝码),量筒,烧杯,玻璃棒,药匙,漏斗,滤纸,铁架台(带铁圈),蒸发皿,酒精灯,坩埚钳,胶头滴管,若干一样的小纸片,滤纸 三、实验原理 四、粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,以及可溶性杂质如:CuSO4等.不溶性杂质可以用溶解、过滤的方法除去,然后蒸发水分得到较纯净的精盐. 五、实验操作步骤 1.溶解 2.用托盘天平称取2克CuSO 4 混合物(精确到0.1克).用量筒量取5毫升水倒入烧杯里.用药匙取一匙粗盐加入水中,观察发生的现象.用玻璃棒搅拌,并观察发生的现象(玻璃棒的搅拌对粗盐的溶解起什么作用).接着再加入粗盐,边加边用玻璃棒搅拌,一直加到粗盐不再溶解时为止.观察溶液是否浑浊. 3.2.过滤 4.按照化学实验基本操作所述方法进行过滤.仔细观察滤纸上的剩余物及滤液的颜色.滤液仍浑浊时,应该再过滤一次.如果经两次过滤滤液仍浑浊,则应检查实验装置并分析原因,例如,滤纸破损,过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘,仪器不干净等.找出原因后,要重新操作.
注意:一贴二低三靠 ①“一贴”是指滤纸折叠角度要与漏斗内壁口径吻合,使湿润的滤纸紧贴漏斗内壁而无气泡,因为如果有气泡会影响过滤速度. ②“二低”是指滤纸的边缘要稍低于漏斗的边缘,二是在整个过滤过程中还要始终注意到滤液的液面要低于滤纸的边缘。这样可以防止杂质未经过滤而直接流到烧杯中,这样未经过滤的液体与滤液混在一起,而使滤液浑浊,没有达到过滤的目的。 ③“三靠”一是指待过滤的液体倒入漏斗中时,盛有待过滤液体的烧杯的烧杯嘴要靠在倾斜的玻璃棒上(玻璃棒引流),防止液体飞溅和带过滤液体冲破滤纸;二是指玻璃棒下端要轻靠在三层滤纸处以防碰破滤纸(三层滤纸一边比一层滤纸那边厚,三层滤纸那边不易被弄破);三是指漏斗的颈部要紧靠接收滤液的接受器的内壁,以防液体溅出。 3.蒸发 把得到的澄清滤液倒入蒸发皿.把蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热(图16).同时用玻璃棒不断搅拌滤液.等到蒸发皿中出现较多量固体时,停止加热.利用蒸发皿的余热使滤液蒸干.
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基因文库中目的基因的筛选 克隆基因的方法有很多,根据研究基础的不同,可以使用以下的方法克隆目的基因: 1. PCR或RT-PCR法 2. 从基因文库中分离基因 3. 从cDNA文库中分离基因 4. 转座子标签法 5. 图位克隆法 6. 差减杂交法、扣除杂交、差异显示法 7. 人工合成法 本章中主要介绍从基因文库中筛选目的基因的几种方法。 获的目的克隆的方法有两种 1)目的基因的直接选择 2)从基因文库中筛选 称为鸟枪射击法,建立一个包含所有基因或大部分基因的克隆,从中筛选目的克隆。 一、直接选择 直接选择的基因比较少,如抗生素抗性基因。如克隆一个kan抗性基因,在R6-5质粒上含有四种抗性基因:kan, 氯霉素、链霉素、硫胺类药物,kan抗性基因存在于13个EcoRI片段中的一段中。将R6-5的片段插入pBR322的EcoRI位点中,连接混合物中将含有13个不同片段的大量重组拷贝,其中部分是kan抗性的。只有含kan的克隆才能在含有kan的培养基上正常生长。 1.1 标记援救可以扩大直接选择的范围 利用E. coli的突变系可扩展该项技术。例如要从E. coli中克隆trpA基因,编码色氨酸合成
酶,一个突变系不能合成色氨酸,只有加入色氨酸后才能存活。因此E. coli的突变体可以用来克隆trpA基因。首先从一个正常个体中提取总DNA,然后酶切,连接产生大量重组DNA分子,其中一个将携带完整的trpA基因。连接混合物用来转化缺陷型E. coli细胞,大部分转化子是缺陷型的,携带trpA的重组子将是野生型的,可以在基本培养基上生长。 1.2 标记援救的范围和限制 存在两个限制因素: 1)必须存在着目的基因的突变品系 2)需要一种只有野生型能够生长的培养基。 一般而言,标记援救适用于微生物的合成酶,可以在基本培养上选择。
基因突变检测多少钱检测方法是什么 一代测序法(Sanger法): 科学家Sanger,于1977年建立,他本人也因此而获得了诺贝尔奖。该技术至今已用 三十多年,现在已相当成熟完善。人类基因组计划的测序工作就是使用该项技术完成的, 现在***的仪器是美国ABI公司的***3730型全自动遗传分析仪,是经过国际和国家认证的仪器,可重复性达到100%,是亲子鉴定和法医鉴定的专用仪器。该方法是目前基因检测的国际金标准。缺点是通量小,适合少量样本,可进行个性化位点检测,成本极高,比芯片 或高通量检测高100倍。 Taqman法: 准确性好,适合于大量样本、少量位点,价格贵,缺点是不能读出序列,不太直观。 质谱法: 准确性较好,缺点只能读出质量数据,不能读出序列,对于缺失和插入突变无法读出,但这种突变更加可怕,适合于大量样本、多位点(最多能检测25个位点),所以可能会 出现少量假阳性和假阴性。 二代基因检测芯片法: 适合于超多位点,大量样品检测和科研参考,每个样本做几百个位点和做几千个位点 的检测成本,相差无几,最大优点是成本低廉,一个位点的价格只相当于一代测序价格的1%,缺点是出来的大量数据,可信度不高。 我们都知道“是药三分毒”,癌症患者的过度治疗会造成患者的器脏损伤,甚至化疗 整个过程费钱费力却“不讨好”,所以进行在进行治疗之前先进行基因测序检测,会让靶 向药物治疗事倍功半。 肺癌的靶向药基因检测,现在很多公司都可以做,医院基本上也是外送公司做,看你 检测几个几个基因,一般不会超过7200,一般检测就是EGFR,融合基因ALK,ROS1,C-MET,中源协和基因检测。 一般的,基因检测是通过血液、其他体液、或细胞对DNA进行检测的技术。 基因检测可以诊断疾病,也可以用于疾病风险的预测。疾病诊断是用基因检测技术检 测引起遗传性疾病的突变基因。目前应用最广泛的基因检测是新生儿遗传性疾病的检测、 遗传疾病的诊断和某些常见病的辅助诊断。目前有1000多种遗传性疾病可以通过基因检 测技术做出诊断。
安国市小营中学导学案 九年级学科化学设计人使用人使用日期 过滤浑浊天然水 实验目标: 1.了解过滤是使不溶性固体和液体分离的一种常用方法,了解过滤的适用范围和主要操作。 2.学习过滤操作步骤,分析过滤操作过程中应注意的问题,培养学生动手实验的能力。 重点:用过滤分离混合物的一般原理。 难点:过滤分离的操作方法及步骤。 实验过程: 引言:在生产生活中,人们所接触到的物质很多都是混合物,为了适应各种不同的需要,常常要把混合物里的几种物质分开,得到较纯净的物质,这叫做混合物的分离,过滤是最常用的混合物分离的方法。 讲授新课: 一、过滤 1.定义:过滤是把溶于液体的固态物质跟液体分离的一种方法。 2.原理:过滤时,液体穿过滤纸上的小孔,而固态物质留在滤纸上, 从而使固体和液体分离。 3.实验仪器:铁架台(带铁圈),烧杯,漏斗,玻璃棒. 演示实验:浑浊天然水的过滤.
4.实验装置图: 5.注意事项: 一贴:滤纸紧贴漏斗内壁; 二低:滤纸低于漏斗边缘(0.5cm)滤液低于滤纸边缘; 三靠:漏斗下端紧靠烧杯内壁;玻璃棒靠在三层滤纸处; 烧杯紧靠在玻棒上倾倒液体. 讨论: 滤液浑浊的原因?
安国市小营中学学案 达标测评 1.过滤操作的要点:“一贴”“二低”;“三靠;; 2.活学活用:如图所示。 (1)该图进行的是操作。 (2)在此操作中玻璃棒的作用是, 滤纸的边缘要液面(填“高于”或“低于”),这主要是因为。 (3)该操作用于净水,可除水中杂质,如需要进一步使水净化,则可继续进行(填“吸附”或“蒸馏”)。 (4)操作过程中,他发现过滤速度太慢,产生的原因可能是 (5)过滤后,滤液仍然浑浊,其原因有哪些? (6)改进后过滤,得到了澄清透明的水,他兴奋地宣布:我终于制得了纯水!对此,你有无不同看法?,理由是。若要制取纯水,还需采用的净化方法是3.某化学科技小组在实验室中对一烧杯浑浊的河水进行了简单净化。请完成操作中的有关问题: (1)先向烧杯中加入适量明矾粉末,这是利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质的________,使杂质________来达到净水的目的。 (2)再进行过滤液体: ①过滤操作所必需的仪器:________。 A.烧杯 B.酒精灯 C.铁架台(带铁圈) D.试管 E.玻璃棒 F.漏斗 G.托盘天平 H.蒸发皿 ②玻璃棒的作用是________________________________,玻璃棒下端接触的部分是________层滤纸处。 ③若滤液仍然浑浊,你认为其原因可能是_____________ _____________。 (3)再用活性炭除去水中的异味,这是利用了活性炭的________作用。 (4)最后进行蒸馏: ①蒸馏时加入沸石的目的是________________________;加热烧瓶,注意不要使液体沸腾得太剧烈,以防________________________________________。 ②所得蒸馏水是_____(填“硬水”或“软水”),检验的简单方法是_________
鼠伤寒沙门氏菌/回复突变试验 Salmonella Typhimurium / Reverse Mutation Assay 1 范围 本规范确定了鼠伤寒沙门氏菌/回复突变试验的基本原则、要求和方法。 本规范适用于化妆品原料及其产品的基因突变检测。 2 规范性引用文件 OECD Guidelines for Testing of Chemicals (No.471,Adopted:21,July 1997)。 3 定义 3.1回复突变(Reverse mutation) 细菌在化学致突变物作用下由营养缺陷型回变到原养型(prototroph)。 3.2基因突变(Gene mutation) 在化学致突变物作用下细胞DNA中碱基对的排列顺序发生变化。 3.3碱基置换突变(Base substitution mutation) 引起DNA链上一个或几个碱基对的置换。 碱基置换有转换(transition)和颠换(transversion)两种形式。 转换是DNA链上的一个嘧啶被另一嘧啶所替代,或一个嘌呤被另一嘌呤所代替。 颠换是DNA链上的一个嘧啶被另一嘌呤所替代,或一个嘌呤被另一嘧啶所代替。 3.4 移码突变(Frameshift mutation) 引起DNA链上增加或缺失一个或多个碱基对。 3.5 鼠伤寒沙门氏菌/回复突变试验(Salmonella typhimurium/reverse mutation assay) 利用一组鼠伤寒沙门氏组氨酸缺陷型试验菌株测定引起沙门氏菌碱基置换或移码突变的化学物质所诱发的组氨酸缺陷型(his-)→原养型(his+)回复突变的试验方法。 3.6 S9 经多氯联苯(PCB混合物)或苯巴比妥钠和β-萘黄酮结合诱导的大鼠制备肝匀浆,在9000g 下离心10min后的肝匀浆上清液。 4 原理 鼠伤寒沙门氏组氨酸营养缺陷型菌株不能合成组氨酸,故在缺乏组氨酸的培养基上,仅少数自发回复突变的细菌生长。假如有致突变物存在,则营养缺陷型的细菌回复突变成原养型,因而能生长形成菌落,据此判断受试物是否为致突变物。 某些致突变物需要代谢活化后才能引起回复突变,故需加入经诱导剂诱导的大鼠肝制备的S9混合液。 5 仪器和设备 培养箱、恒温水浴、振荡水浴摇床、压力蒸汽消毒器、干热烤箱、低温冰箱(-80℃) 或液氮生物容器、普通冰箱、天平(精密度0.1g和0.0001g)、混匀振荡器、匀浆器、菌落计数器、低温高速离心机,玻璃器皿等。
1 、基因突变常发生在细胞周期的 A :分裂间期 B :分裂期前期 C :分裂期后期 D :在分裂期的各个时期都有可能 请选择答案: A:B:C:D: 2 、下列基因突变叙述中正确的是[ ] ①基因突变包括自然突变和诱发突变 ②在DNA复制中,碱基排列顺序发生差异,从而改变了遗传信息,产生基因突变 ③基因突变一般对生物是有害的,但是,也有的基因突变是有利的 ④基因自由组合使生物产生新基因 A :A.①②③④ B :B.①②③ C :C.①②④ D :D.②③④ 请选择答案: A:B:C:D: 3 、在下列几种育种方法中,可以改变原有基因分子结构的育种方法是 A :杂交育种 B :诱变育种 C :单倍体育种 D :多倍体育种 请选择答案: A:B:C:D: 4 、通过人工诱变培育的新类型是 A :无籽番茄 B :矮秆抗锈病小麦 C :无籽西瓜 D :青霉素高产菌株 请选择答案: A:B:C:D: 5 、下列叙述中,不属于诱变育种优点的是 A :可以提高变异的频率 B :育种年限显著缩短 C :大幅度改良某些性状 D :需大量处理供试材料 请选择答案: A:B:C:D:
6 、下列人类疾病中不是由基因突变引起的是 A :白化病 B :血友病 C :侏儒症 D :镰刀型盆血症 请选择答案: A:B:C:D: 7 、下列各项中可能产生新基因的是 A :用离体花药培养玉米植株 B :用秋水仙素得到三倍体西瓜 C :通过杂交培养抗病小麦品种 D :用X射线处理青霉素菌种 请选择答案: A:B:C:D: 8 、若一对夫妇所生育子女中,性状差异甚多,这种变异主要来自 A :基因突变 B :基因重组 C :环境影响 D :染色体变异 请选择答案: A:B:C:D: 9 、杂交育种依据的主要遗传学原理是 A :染色体变异 B :基因连锁互换 C :基因自由组合 D :基因突变 请选择答案: A:B:C:D: 10 、进行无性生殖的生物,可遗传的变异来源是 A :基因重组和基因突变 B :基因重组、基因突变、染色体变异 C :基因突变、染色体变异 D :基因重组、染色体变异 请选择答案: A:B:C:D: 11 、在育种实验中,将纸袋套在花上的目的是 A :保持开花的温度和水分 B :防止花粉成熟后散失 C :防止自花传粉 D :防止外来花粉的干扰 请选择答案: A:B:C:D: 12 、
2、试剂和耗材) GIAGEN,德国QIAamp?DNA Blood Mini Kit ()Platiinim?Taq DNA Polymerase High Fidelity (Invitrogen, 11304-102 Nuclease-Free Water (Promega,P 1195) d NTP Mix (Promega,P 151B) PCR引物:北京博迈德科技有限公司合成 DL10000 DNA Marker(TAKARA,大连宝生物)DNA分子定量标准:技术Bioer 产物回收纯化试剂盒(BioSpiii Gel Extraction kit,日本PCR有限公司)公司) Axygen, 200-1000 ul 吸头(美国110.5?10 u、2?20 u k 20-200 □、管EP、 仪.器3 ;Taimon1600R凝胶成像系统分析仪(上海天龙公司)Eppendorf 5417R 高速冷冻离心机(Eppendorf公司,德国)公司,美国)Allegra 6R离心机(Beckman-Coulter应涡旋混合器(北京北德科学仪器厂)MVS-1公司,德国) 1000 u 150 口1、200 ul、(Eppendorf^ 口1 移液器、10 U 1、NEWAIR 公司,美国)1【级生物安全柜NU425-400E (拓速冷冻离心机(BECKMAN COULTER 公司,美国)X-15R 公司德国)仪(Eppendorf Eppendorf Masteicycter PCR 公司,美国)(Bio-Rad电泳仪:Universal 024BR电热恒温水浴器(北京来亨科贸有限责任公司)240全自动凝胶成像系统(中国)凝胶成像分析系统:Tocan 测序仪:GenomeLab CEQ/GeXP (BECKMAN COULTER 公司,美国)20 u k 200 ul和1000 ul加样器(吉尔森公司,法国)旋涡震荡器(Scientific Industries公司,美国) 二、实验方法 1、样品采集,送检和保存 乙二胺四乙酸(EDTA) -3K抗凝管采集HIV和HEV合并感染者外周静脉血,于24h内测定CD4+T淋巴细胞计?数,抗凝血经常规离心分离全血中间层,分装后-80°C冻存用于P53基因变异的测定。 2、血浆样本DNA的提取 取200 P1全血中间层于1.5ml无菌EP管中,加入20 口1蛋白酶K;再加入200 ul AL缓冲液,涡旋振荡15秒,56°C孵育10分钟;瞬时离心EP管,加入200 u 1 无
教学设计方案1 教学重点:用过滤和结晶分离混合物的一般原理。 教学难点:利用结晶方法,分离几种可溶固体物质的混合物的原理。 教学过程: 引言:在生产生活中,人们所接触到的物质很多都是混合物,为了适应各种不同的需要,常常要把混合物里的几种物质分开,得到较纯净的物质,这叫做混合物的分离,过滤和结晶是最常用的混合物分离的方法。 (板书)第四节过滤和结晶 一、过滤 1.定义:过滤是把溶于液体的固态物质跟液体分离的一种方法。 2.原理:过滤时,液体穿过滤纸上的小孔,而固态物质留在滤纸上,从而使固体和液体分离。 3.操作方法: 例如:粗盐提纯(请学生设计实验步骤)展示粗盐,让学生看到粗盐上的沙子等不溶性固体物质,以利于学生思考。 (演示实验)粗盐提纯 归纳出: (1)步骤: ①在烧杯中溶解粗盐 ②过滤 (2)注意事项: 一贴:滤纸紧贴漏斗内壁 二低:滤纸低于漏斗边缘0.5cm 滤液低于滤纸边缘 三靠:漏斗下端紧靠烧杯内壁 玻璃棒靠在三层滤纸处
烧杯靠在玻棒上倾倒液体 (3)玻璃棒的作用 溶解——加速溶解 过滤——引流 让学生总结过滤作为分离物质的一种方法的适用范围。 过滤是用于分离不容性固体和可溶性固体的一种方法。 设问过渡:如果要分离硝酸钾和氯化钠固体能用过滤的方法吗?如果不能,想一想能用什么方法来分离它们? 二结晶 1.定义:溶质以一定几何形状的晶体从溶液中析出的过程叫做结晶。 2.原理:几种可溶性固态物质的混合物,根据它们在同一种溶剂里的溶解度不同,用结晶的方法加以分离。 (讲述)常用的结晶方法主要有两种,对于溶解度受温度影响不大的固态溶质,一般用蒸发溶剂的方法得到晶体;对于溶解度受温度影响较大的固态溶质,一般可以用冷却的热饱和溶液的方法,使溶质结晶析出。 例如:硝酸钾中混有少量氯化钠,应怎样分离? (演示实验)在烧杯中加入10g和NaCl混合物,注入15mL水,加热使混合物完全溶解,然后冷却,观察的析出,再进行过渡,晶体留在滤纸上,NaCl溶解在滤液中。 (讲述)我们已经知道,的溶解度受温度变化的影响较大(80℃时,的溶解度是169g,20℃时为31.6 g),因此较高温度下的饱和溶液降温时,部分从溶液里结晶析出。而NaCl的溶解度受温度变化的影响较小(80℃时,NaCl的溶解度是38.4g,20℃时为36g),降温时大部分NaCl仍溶解在溶液里。过滤时,晶体留在滤纸上,大部分NaCl仍留在滤液里(这种滤液叫做母液)。 小结: 作业:课本142页习题1、2、3 教学设计方案2 [教学方法] 实验讨论法。 [教学用具] 仪器:烧杯、漏斗、玻璃棒、试管、试管夹、铁架台、铁环、滤纸、酒精灯、药匙。
Pig-a基因突变试验——研究与应用进展 李岩,霍娇,张立实 四川大学华西公共卫生学院,四川省食品安全监测与风险评估重点实验室 327098360@https://www.wendangku.net/doc/0810767875.html, 遗传毒性评估是化学品和药品安全性评价的重要组成部分,现有致突变试验虽已很多,但仍不能完全满足毒理学安全性评价和风险评估的要求。近几年来,一项新的体内致突变试验——Pig-a基因突变试验受到广泛关注,该试验的检测终点为基因突变,且能够利用流式细胞术对人体突变细胞频率实现高通量检测。 Pig-a基因位于人类X染色体,编码N-乙酰氨基葡萄糖转移酶复合物,参与糖基磷脂酰肌醇(GPI)连接蛋白的早期合成。当Pig-a基因发生突变时,细胞不能正常合成GPI连接蛋白,致使造血干细胞最终分化的血细胞(包括红细胞等)表型缺失。Hall等学者收集患者外周血,用荧光标记的单抗与细胞GPI连接蛋白反应,使用流式细胞术(FCM))检测未被荧光标记的突变细胞,根据表型缺失细胞的比例来诊断阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)。 鉴于对PNH中Pig-a基因的研究以及FCM对Pig-a基因表型缺失的成功检测,不少学者期望使用Pig-a基因作为体细胞突变实验的报告基因。目前已建立两种方法测定Pig-a基因突变率:流式细胞术或有限稀释法。 流式细胞术方法利用梯度离心液等方式富集目标细胞,利用荧光标记的抗体与目标细胞孵育,标记目标细胞,以及至少标记一种GPI连接蛋白标志物。之后利用散射光区分血小板、白细胞和红细胞,核酸染色还可用于区分正染红细胞和网织红细胞。 另一种检测方法为有限稀释法。淋巴细胞能够将前气单胞菌溶素转变为气单胞菌溶素,气单胞菌溶素能够与正常细胞GPI连接蛋白结合,导致细胞膜完整性受损以致细胞死亡。而Pig-a基因发生突变的细胞GPI连接蛋白缺失,因此得以存活。该方法利用ProAER作为选择物质,使发生突变T淋巴细胞在96孔板内克隆性生长,而未突变的细胞死亡。 Pig-a基因突变试验能够利用少量样本相对迅速地得到较为精确的结果,并节省实验室工作量。有学者将Pig-a基因突变试验、体内微核试验与28天重复剂量染毒试验结合应用,通过收集不同时间点外周血,同时检测同一动物同一靶组织的非整倍体诱变剂、染色体断裂诱变剂和基因突变诱变剂。该整合方法不仅可比较化学物对同一动物造成的不同遗传学终点损伤,还可以研究重复染毒对突变频率的影响,并且大量节省实验动物,实验过程更为简便快捷。 关键词:Pig-a基因,流式细胞术,遗传毒性
致突变、致畸、致癌效应的区别和联系 致突变效应:是指环境污染物或其他环境因素引起生物细胞的遗传物质发生突然改变的一种作用,这种变化的遗传物质,在细胞分裂繁殖过程中可传递给子代细胞,使其具有新的遗传特性。可分为基因突变和染色体变异 致畸作用:环境中某些物质或因素通过母体影响胚胎的发育,使细胞分化和器官发育不能正常进行,以致出现器官或形态结构上的畸形,此种作用称为致畸作用或致畸胎作用。可引起致畸作用的物质称致畸物。广义的致畸应包括生化、生理功能或行为方面的发育缺陷在内。 致癌作用:环境中致癌物诱发肿瘤的作用。肿瘤有良性和恶性之分,恶性肿瘤又称癌。估计80~85%的人类肿瘤与环境中的致癌物有关。 这三者(突变、致畸、致癌效应)的联系: (1)化学物质,物理因素和生物因素都有可能引起三致作用 (2)致突变作用如影响生殖细胞而发生突变时,可影响妇女的正常妊娠,而出现不孕、早期流产、畸胎或死胎,还可以发生遗传特性的改变而影响下一代。致突变作用如发生在体细胞时,则不具有遗传性质,而是使细胞发生不正常的分裂和增生,其结果可能表现为癌的形成 (3)致突变与致癌之间的关系非常密切,很多致突变物能引起实验动物的癌症,同样很多动物致癌物也为致突变物。 这三者(突变、致畸、致癌效应)的区别: (1)致突变作用可分为基因突变和染色体畸变两大类。基因突变只涉及染色体的某一部分,并未涉及整个染色体,是属于分子水平的变化,因此不能用普通光学显微镜直接观察,只能借助其他方法加以测定。染色体畸变是一个或几个染色体的结构或数目发生变化,这种变化可用光学显微镜进行直接观察。这两种突变类型仅有程度之分,而无本质差别。致畸作用可用肉眼进行观察,而致癌作用可用光学显微镜进行直接观察。 (2)基因突变的机理是在致突变物的作用下,DNA中碱基对的排列顺序发生变化,造成基因控制下蛋白质合成错误,可表现为酶功能或结构功能的破坏和丧失,导致细胞的遗传性状发生变化而引起突变。染色体畸变包括染色体数目和结构的变化。
基因突变的检测方法
基因突变的检测方法 基因突变的研已成为当今生命科学研究的热点之一,检测方法也随之迅速发展。人类细胞癌基因的突变类型已如上所述,对于基因突变的检测,1985以前,利用Southern印迹法,可以筛选出基因的缺失、插入和移码重组等突变形式。对于用该法法不能检测的突变,只能应用复杂费时的DNA序列测定分析法。多聚酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)技术是突变研究中的最重大进展,使基因突变检测技术有了长足的发展,目前几乎所有的基因突变检测的分子诊断技术都是建立于PCR的基础之上,并且由PCR衍生出的新方法不断出现,目前已达二十余种,自动化程度也愈来愈高,分析时间大大缩短,分析结果的准确性也有很大很提高。其中包括单链构象多态性(single-strand comformational polymorphism,SSCP)和异源双链分析法(heteroduplex analysis,HA)。下面分别介绍几种PCR衍生技术及经典突变检测方法,可根据检测目的和实验室条件选择时参考。 PCR-SSCP法 PCR-SSCP法是在非这性聚丙烯酰胺凝胶上,短的单链DNA和RNA分子依其大街基序列不同而形成不同构象,一个碱基的改变将影响其构象而导致其在凝胶上的移动速度改变。其基本原理为单链DNA在中性条件下会形成二级结构,这种二级结构依赖于其碱基组成,即使一个碱基的不同,也会形成不同的二级结构而出刺同的迁移率。由于该法简单快速,因而被广泛用于未知基因突变的检测。用PCR-SSCP法检测小于200bp的PCR产物时,突变检出率可达70%-95%,片段大于400bp时,检出率仅为50%左右,该法可能会存在1%的假阳性率。应用PCR-SSCP法应注意电泳的最佳条件,一般突变类型对检测的灵敏度无大的影响,同时该法不能测定突变的准确位点,还需通过序列分析来确定。Sarkar等认为对于大于200bp的片段,用其RNA分子来做SSCP会提高其录敏度。应用PCR-SSCP检测点突变已见报道于人类大部分的肿瘤组织或细胞,如乳腺癌、食管癌、肺癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等。检测的基因包括多种癌基因及抑癌基因,也是检测抑癌基因p53突变最常用的方法,仅检测第5-8外显子即可发现85%以上的p53基因突变。由于该法简便快速,特别适合大样本基因突变研究的筛选工作。 异源双链分析法(HA) HA法直接在变性凝胶上分离杂交的突变型一野生型DNA双链。由于突变和野生型DNA形成的异源杂合双链DNA在其错配处会形成一突起,在非变性凝胶中电泳时,会产生与相应的同源双DNA不同的迁移率。该法与SSCP相似,所不同的是SSCP分离的是单链DNA,HA法分离的是双链DNA,也只适合于小片段的分析。但HA对一些不能用SSCP 检出的突变有互补作用,两者结合使用,可使突变检出率提高到近100%。 突变体富集PCR法(mutant-enriched PCR)本法的基本原理是利用ras基因家族某个密码子部位存在已知的限制性内切酶位点,如K-ras基因第12密码子的BstNI位点,第13密古巴子有BgⅠⅡ位点。用链续二次的巢式PCR来扩增包括K-ras第12、13密码子的DNA片段,在两次扩增反应之间用相应的内切酶消化扩增的DNA片段,野生型因被酶切而不能进入第二次PCR扩增,而突变型则能完整进入第二次PCR扩增并得到产物的富集。 变性梯度凝胶电泳法(denaturing gradinent electrophoresis,DGGE) DGGE法分析PCR 产物,如果突变发生在最先解链的DNA区域,检出率可达100%,检测片段可达1kb,最适围为100bp-500bp。基本原理基于当双链DNA在变性梯度凝胶中进行到与DNA变性湿度一致的凝胶位置时,DNA发生部分解链,电泳适移率下降,当解链的DNA链中有一个碱基改变时,会在不同的时间发生解链,因影响电泳速度变化的程
肿瘤基因突变检测 癌症是一类难以预防的疾病,中晚期癌症治愈的可能性又很小,而早期癌症的治愈率可达65%以上,有些肿瘤可达90%以上,因此,战胜癌症的关键是早期发现癌症。由于癌症早期常无特殊症状,甚至毫无症状,故癌症的早期发现、早期诊断主要是通过定期健康体检和人群筛查完成。目前筛查癌症的方法主要是通过化验血肿瘤指标及B超、CT、MRI、PET-CT 等检查,但这些方法的敏感性和特异性均不高,发现有异常时往往已是中晚期。 17种常见高发肿瘤,包括乳腺癌(breast cancer)、结肠癌(colorectalcancer)、子宫癌(endometrial cancer)、脑胶质瘤(glioma)、白血病(leukemia)、肺癌(lungcancer)、淋巴癌(lymphoma)、成神经管细胞瘤(medulloblastoma)、黑色素癌(melanoma)、间皮瘤(mesothelioma) 、多性骨髓瘤(multiple myeloma) 、卵巢癌(ovarian cancer)、胰腺癌(pancreatic cancer) 、真性红细胞增多(polycythemia vera) 、前列腺癌(prostatecancer) 、肾细胞癌(renal cell cancer)和恶性内瘤(sarcoma),其发病机制涉及与多种肿瘤发生共同相关的肿瘤易感基因群介导的分子改变,参与了肿瘤发生的早期分子事件。系统寻找和探讨它们在肿瘤发生发展过程中的遗传学变异,对阐明肿瘤早期发生机制及寻找肿瘤早期预警、早期诊断和早期治疗的分子靶标都具有重要的现实意义。利用高通量分子测序技术平台,可同时开展多个肿瘤基因突变检测项目,如EGFR、K-RAS 、N-RAS、B-RAF、PI3K 、p53、p16、BRCA1、
实验三 过滤综合实验 —— 恒压(板框)过滤实验 本实验设备由过滤板、过滤框、旋涡泵等组成,是一种小型的工业用板框过滤机。本套装置可进行设计型、研究型、综合型实验。由于设备接近工业生产状况,通过实验可培养学生的工程观念、实验研究能力、设计能力以及解决生产实际问题的能力。 一、实验任务 根据教学大纲要求和各实验小组的准备情况,从下列实验任务中选择其中1-2项实验。 1.测定恒压过滤参数K 和过滤介质参数qe 、θe ; 2.改变压力,测定滤饼压缩性指数S 和滤饼物料特性常数k ; 3.研究不同过滤压力对过滤机生产能力的影响; 4.研究在相同压力下,不同滤浆浓度对过滤机生产能力的影响。 二、实验基本原理 滤饼过滤是液体通过滤渣层(过滤介质与滤饼)的流动。无论是生产工艺还是工艺设计,过滤速率的计算都要有“过滤常数”作依据。由于滤渣厚度随着时间而增加,所以,恒压过滤速度随着时间而降低。不同物料形成的悬浮液,其过滤常数差别很大,即使是同一种物料,由于浓度不同,滤浆温度不同,其过滤常数也不尽相同,故要有可靠的实验数据作参考。 根据恒压过滤方程: ()()e e K q q θθ+=+2 (1) 式中: q ─ 单位过滤面积获得的滤液体积 [ m 3/m 2 ] e q ─ 单位过滤面积的虚拟滤液体积 [ m 3 /m 2 ] θ ─ 实际过滤时间 [ s ] e θ ─ 虚拟过滤时间 [ s ] K ─ 过滤常数 [ m 2 /s ] 将(1)式微分可得: e q K q K dq d 2 2+=θ (2) 当各数据点的时间间隔不大时, dq d θ 可以用增量之比 q ??θ 来代替,即: e q K q K q 22+=??θ (3) 上式为一直线方程。试验时,在恒压下过滤要测定的悬浮液,测出过滤时间θ及滤液累计量q 的数据,在直角坐标纸上标绘 q ??θ 对 q 的关系,所得直线斜率为 K 2,截距为 e q K 2 ,从而求出 K 和 e q 。
实验四重结晶及过滤 一.实验目的: 1.学习重结晶法提纯固态有机化合物的原理和方法; 2.掌握抽滤、热滤操作和滤纸的折叠方法;3.了解重结晶时溶剂的选择二.实验重点和难点: 1.学习重结晶法提纯固态有机化合物的原理和方法; 2.掌握抽滤、热滤操作和滤纸的折叠方法; 实验类型:基础性实验学时:4学时 三.实验装置和药品: 主要实验仪器:抽滤瓶布氏漏斗真空泵表面皿 滤纸玻棒 主要化学试剂:乙酰苯胺(粗品)活性碳 四.实验装置图:
图1. 重结晶热过滤装置图2.抽滤装置 五.实验原理: 重结晶是利用固体混合物中目标组分在某种溶剂中的溶解度不同,或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离。即随温度变化有明显差异,在较高温度下溶解度大,降低温度时溶解度小,从而能实现分离提纯。 显然,如果:?①杂质B在该溶剂中的溶解度比目标物A大,则结晶次数和损失都可能减少; ②目标物A对该溶剂在较低温度下的溶解度更小些,则结晶次数和损失也可能减少; ③杂质B在混合物中的含量更少些,则结晶次数和损失也可能减少。?如果混合物中的A和B有相同的物质量和相近的溶解度时就不能用重结晶方法分离。只要二者在溶解度上有明显的差别,分离就是可能的。 固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度的升高而增大。把固体有机物溶解在热的溶剂中使之饱和,冷却时由于溶解度降低,有机物又重新析出晶体。——利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同,使被提纯物质从过饱和溶液中析出。让杂质全部或大部分留在溶液中,从而达到提纯的目的。 注意——重结晶只适宜杂质含量在5%以下的固体有机混合物的提纯。从反应粗产物直接重结晶是不适宜的,必须先采取其他方法初步提纯,然后再重结晶提纯。 六.实验內容及步骤: 称取2克粗乙酰苯胺于250毫升烧杯中,加入60毫升水(不要太多水)、加热使微沸(要垫石棉网)、若不能完全溶解,再分次加入少量水(每次10毫升左右)用玻棒搅拌,并使微沸2—3分钟,直到油状物质消失为止,若溶液有色,待其稍冷后(降低10度左右),加入约0.2克活性炭,重新加热至微沸并不断搅拌。 与此同时,准备过滤装置(本实验用减压抽滤)(最好热滤装置)和一扇形滤纸。将溶液趁热过滤,滤液用烧杯收集,滤毕,将烧杯放在冷水浴中冷却,使结晶完全析出。如果没有结晶析