第四章 生物化学与分子生物学技术实践 章末总结 学案（含答案）

《第四章 生物化学与分子生物学技术实践 章末总结 学案（含答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章 生物化学与分子生物学技术实践 章末总结 学案（含答案）（8页珍藏版）》请在七七文库上搜索。

1、章末总结章末总结 知识建网 要语必背 1分离与测定生物成分中蛋白质的技术包括离心沉降法、薄膜透析法、凝胶色谱法和电泳法 等。 2离心沉降法是通过控制离心速度，使分子大小、密度不同的蛋白质发生沉降分层，从而达 到分离出不同种类蛋白质的目的。 3 薄膜透析法是利用蛋白质分子不能透过半透膜的特性， 使蛋白质与其他小分子化合物分离 开。 4凝胶色谱法是根据蛋白质分子量的大小差异对其进行有效分离的方法。 5芳香油挥发性强、易溶于有机溶剂，因此可以采用蒸馏法、萃取法、压榨法等进行提取。 水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法。对于不适于蒸馏的原料可以采用萃取法。 6PCR 扩增过程中要进行无菌操作，避免污

2、染，且向离心管中加入模板 DNA、引物和 4 种 脱氧核苷酸以及 TaqDNA 聚合酶。 7变性是在 94 高温下使模板双链 DNA 解旋。 8退火是将反应体系温度降至 55 ，使引物与模板 DNA 链配对。 9延伸是将反应体系温度回升至 72 左右，在 TaqDNA 聚合酶作用下，使引物链延伸，形 成互补的 DNA 双链。 10DNA 分子的测定：DNA 分子二苯胺试剂 沸水浴 加热 蓝色物质。 一、蛋白质的分离与纯化 1薄膜透析法 (1)破碎细胞 方法：研磨与超声波结合的方法。 (2)血红蛋白的释放：使红细胞破裂释放血红蛋白。 (3)透析 目的：除去样品中的小分子杂质。 原理：透析袋能使小

3、分子自由进出，而将大分子保留在袋内。 2离心沉降法 离心沉降法也是纯化蛋白质的一种方法，它通过控制离心速率，使得分子大小、密度不同的 蛋白质发生沉降分层，从而达到分离出不同种类蛋白质的目的。 3醋酸纤维薄膜电泳法 (1)原理：不同的物质在同一电场中的泳动速度不同。 (2)影响因素：泳动速度主要取决于带电颗粒的性质，即颗粒的大小、形状和所带净电荷的多 少。一般来说，带电颗粒直径越小，越接近于球形，所带净电荷越多，则在电场中的泳动速 度越快；反之，则越慢。此外，电场强度、溶液的 pH 等因素对泳动速度也有影响。 (3)优点：简单、快速、分离清晰、灵敏度高、样品用量少、没有吸附现象、电泳后区带界限

4、清晰等优点。 4凝胶色谱法 根据蛋白质分子量的大小差异对其进行有效分离的方法。 (1)相对分子量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道， 路程较长，移动速度较慢。 (2)相对分子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。 例 1 试回答下列“蛋白质提取与分离实验”的有关问题： (1)为了提取和分离血红蛋白，首先对红细胞进行洗涤以去除杂质蛋白，洗涤时应使用生理盐 水而不使用蒸馏水的原因是 。 (2)若要去除血清蛋白中的小分子杂质，采用图 1 装置。透析液是 ，一段时 间后，若向烧杯中

5、加入双缩脲试剂，透析袋内溶液是否出现紫色？并说明判断的依据： 。 (3)图 2、图 3 分别表示电泳法分离蛋白质和纸层析法分离叶绿体中色素的结果。不同蛋白质 得以分离是因为 ； 不同色素得以分离是因为 。 答案 (1)防止红细胞吸水破裂 (2)(磷酸)缓冲液 出现紫色。双缩脲试剂可以透过半透膜， 与袋内血清蛋白反应，生成紫色物质 (3)不同蛋白质所带电荷性质、分子大小和形状不同， 导致电泳时迁移速度不同 不同色素在层析液中溶解度不同，导致层析时扩散速度不同 二、提取芳香油的方法 1植物芳香油的提取方法有蒸馏法、压榨法和萃取法等。 2 水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法， 它的原理是利用水蒸

6、气将挥发性较强的植物 芳香油携带出来。 例 2 下列关于植物芳香油提取方法的叙述，正确的是( ) A提取植物芳香油利用蒸馏法出油率最高 B出油率的高低完全取决于采用的方法 C各种芳香油的提取都适合用蒸馏法 D提取植物芳香油具体采用哪种方法要根据原料的特点来决定 答案 D 解析 植物芳香油的提取方法有蒸馏法、压榨法、萃取法等，具体采用哪种方法，要根据植 物原料的特性来决定。挥发性强，并在蒸馏过程中有效成分不被破坏的宜用蒸馏法提取；挥 发性较差的，受热时有效成分易分解的宜用萃取法；原料易焦糊的宜用压榨法提取。出油率 的高低不仅与提取方法有关，而且与实验过程的操作、原料的处理等方面有关，因此 A、B

7、 项错误；水蒸气蒸馏法，由于设备简单，操作容易，是提取植物芳香油的常用方法，但不是 所有芳香油的提取都适合用此法，因此 C 项错误。 三、PCR 技术 1PCR 的原理 (1)变性：当温度上升到 94 时，双链 DNA 解旋为单链(如下图)。 (2)退火：系统温度下降至 55 左右时，两种引物通过碱基互补配对原则与两条单链 DNA 结 合(如下图)。 (3)延伸：当系统温度上升至 72 左右时，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、G、C)在 TaqDNA 聚合酶的作用下，依据碱基互补配对原则合成新的 DNA 链(如图)。 2PCR 反应的结果 (1)PCR 一般要经历三十多次循环，每次循环都可以分

8、为变性、退火、延伸三步。 (2)两个引物之间的固定长度的 DNA 序列呈指数扩增。 3特别说明 (1)DNA 复制需要引物的原因：DNA 聚合酶不能从头开始合成 DNA，而只能从 3端延伸 DNA 链。PCR 中，引物长度通常为 1540 个核苷酸。 (2)DNA 的合成方向总是从子链的 5端向 3端延伸。 (3)当 PCR 反应体系的温度由变性后冷却到 55 左右时，引物与模板可结合，一般不需考虑 解开的两个 DNA 模板链的重新结合。 (4)在进行 PCR 扩增后，若以一个 DNA 片段为模板，经 n 次循环后 DNA 数为 2n；若以 N 个 DNA 片段为模板，经 n 次循环后 DNA

9、 总数为 N 2n。 例 3 下图 a、b、c 均为 PCR 扩增的 DNA 片段，下列有关说法正确的是( ) A片段 a、b、c 的长度均相同 B片段 a、b 只是第一次循环的产物 C片段 c 最早出现在第二次循环的产物中 D经过 30 次循环后，片段 c 的数量为 230 答案 C 解析 图中片段 a、b 只有一种引物， 是由原始 DNA 链为模板复制而来，其长度比片段 c 长，A 项不正确；由于原始模板在每次循环中均可作为模板，则每次循环都能产生图中片段 a、b，B 项不正确；由于第一次循环的产物只有一种引物，而图中片段 c 有两种引物，则最 早出现在第二次循环的产物中，C 项正确；经过

10、 30 次循环后，得到的 DNA 片段总数为 230， 这包括图中的片段 a、b，D 项不正确。 1细胞破碎后，各种蛋白质就会释放出来，再根据蛋白质的不同特性进行抽提。下列关于蛋 白质抽提的措施中，不正确的是( ) A酸性蛋白质可用偏碱性溶液抽提 B水溶性蛋白质可用透析液(中性缓冲液)抽提 C脂溶性蛋白质可用有机溶剂抽提 D碱性蛋白质可用强酸性溶液抽提 答案 D 解析 抽提蛋白质的基本原理是根据蛋白质的物理性质，加入不同的试剂后，使蛋白质溶于 试剂中而抽提蛋白质。强酸、强碱都会使蛋白质变性而沉淀。 2下列有关透析的叙述，错误的是( ) A用于透析的薄膜要具有选择透过性 B透析膜是一种半透膜 C

11、透析能使小分子自由出入，而将大分子保留在袋内 D透析膜可用于更换样品的缓冲液 答案 A 解析 透析膜能使小分子自由出入，大分子不能通过，具有半透性，但不具有选择性，生物 膜上因有特异性载体而具有选择透过性。透析过程中小分子可自由出入，因此，可用于更换 样品的缓冲液。B、C、D 项正确，A 项错误。 3如图是人血清蛋白在以醋酸纤维薄膜为支持物，pH 为 8.6 的巴比妥缓冲液中电泳分离结 果示意图，由此图不能得出的结论是( ) A在 pH 为 8.6 的巴比妥缓冲液中 、2、1和清蛋白都带负电荷 B在 pH 为 8.6 的巴比妥缓冲液中电泳时，、2、1和清蛋白迁移速率不同 C 球蛋白的相对分子质

12、量一定比 球蛋白的相对分子质量大 D在 pH 为 8.6 的巴比妥缓冲液中 球蛋白迁移速率最慢，清蛋白迁移速率最快 答案 C 解析 带电粒子在电场中迁移的速率是带电粒子带电性质、带电量、粒子大小、粒子形状共 同作用的结果。 4PCR 过程与细胞内的 DNA 复制过程相比，主要有两点不同，它们是( ) PCR 过程需要的引物一般是人工合成的单链 DNA PCR 过程不需要 DNA 聚合酶 PCR 过程中 DNA 的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反 应温度的控制来实现的 PCR 过程中， DNA 不需要解旋， 直接以双链 DNA 为模板进行复 制 A B C D 答案 C 解析 PCR 过程与细胞内

13、的 DNA 复制过程相比较，主要有两点不同：(1)PCR 过程需要的引 物一般是人工合成的单链 DNA，长度通常为 1540 个核苷酸。(2)PCR 过程中，DNA 解旋 不依赖解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的。 5将经处理破裂后的红细胞混合液以 2 000 r/min 的速度离心 10 min 后，离心管中的溶液分 为四层，从上到下的顺序依次是( ) A血红蛋白层、甲苯层、脂溶性物质层、杂质层 B甲苯层、杂质层、血红蛋白层、脂溶性物质层 C脂溶性物质层、血红蛋白层、甲苯层、杂质层 D甲苯层、脂溶性物质层、血红蛋白层、杂质层 答案 D 解析 混合液经离心后，按密度大小排列，在离心管中从

14、上到下的顺序依次是：第 1 层为无 色透明的甲苯层；第 2 层为白色薄层固体，是脂溶性物质层；第 3 层为红色透明液体，这是 血红蛋白的水溶液；第 4 层为暗红色沉淀物，主要是红细胞破碎物沉淀。 6下列关于 DNA 聚合酶催化合成 DNA 子链的说法中，正确的是( ) A以 DNA 为模板，使 DNA 子链从 5端延伸到 3端的一种酶 BTaq DNA 聚合酶必须在每次高温变性处理后再添加 CDNA 聚合酶能特异性地复制整个 DNA 的全部序列 DTaq DNA 聚合酶是从深海中的某种菌体内发现的 答案 A 解析 DNA 聚合酶不能从头开始催化合成 DNA，引物的 5端与母链发生碱基互补配对，

15、 然后从引物的 3端延伸子链，所以，整条子链的合成是从 5端延伸到 3端；Taq DNA 聚 合酶能耐高温，所以在反应体系中可反复利用，无需另外再添加；PCR 扩增的是引物之间的 固定长度的 DNA 序列； Taq DNA 聚合酶是 1966 年从美国黄石公园的一个热泉内的某种菌体 内发现的。 7在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法的叙 述错误的是( ) A蒸馏法和萃取法都需要水浴加热 B压榨法适用于易焦糊原料的提取，如柑橘、柠檬等 C萃取法适用范围较广，一般原料颗粒小、萃取温度高、时间长，萃取效果好 D蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油 答

16、案 A 解析 蒸馏法适用于提取挥发性强的芳香油，其操作过程中不需要水浴加热，萃取法需要水 浴加热。 8下列关于玫瑰精油和橘皮精油提取的过程，叙述正确的是( ) A玫瑰精油和橘皮精油都可用蒸馏、压榨和萃取的方法提取 B在水蒸气蒸馏出的玫瑰乳浊液中加入无水 Na2SO4的目的是除水 C新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等，为了提高出油率，需用 CaCO3水溶液浸泡 D玫瑰精油和橘皮精油都有很强的挥发性，易溶于有机溶剂，其成分都是萜类化合物的衍 生物 答案 B 9 有人设计一套实验室分馏芳香油的操作程序， 分为五个步骤： 将蒸馏瓶固定在铁架台上， 在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞。连接好冷凝管，把冷凝

17、管固定在铁架台上，将冷凝 管进水口的橡皮管的另一端与水龙头相连，将与出水口相连的橡皮管放在水槽中。把酒精 灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的高度，放好石棉网。向蒸馏烧瓶中放入几片 碎瓷片，再用漏斗向烧瓶中加入原料，塞好带温度计的橡皮塞，把接收器连接在冷凝管的末 端，并伸入接收装置(如锥形瓶)中。检查气密性。 (1)玫瑰精油高温下 分解， 溶于水， 溶于有机溶剂，可以采 用 提取，再经 过程即可得到较纯净的玫瑰精油。 (2)上述实验正确的操作顺序是 。 (3)冷凝管的水流方向与蒸气的水流方向 。 (4)温度计水银球应放在 位置，以测量 的温度。 (5)在蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片的目的是 。

18、 (6)通过蒸馏，得到的是 。若想得到纯净的玫瑰精油，需 。 首先 ， 目的是 ， 静置后从 (填“上层”或“下层”) 得到产物。 (7)提取玫瑰精油的原理是 。 答案 (1)不易 难 易 水蒸气蒸馏法 分液 (2) (3)相反 (4)蒸馏 烧瓶支管下沿 蒸馏出蒸气 (5)防止暴沸 (6)油水混合物 进行分液 向乳液中加入氯化 钠 增加盐浓度，使之明显分层 上层 (7)通过水分子向原料细胞中渗透，使植物中的精油 成分向水中扩散，形成精油和水的共沸物，蒸出的精油与水蒸气经过冷凝，油水分离后得到 精油 解析 玫瑰精油的化学性质稳定、难溶于水、易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，如果 使用的是干玫瑰

19、花，可以用有机溶剂萃取法。 10H7N9 型禽流感是全球首次发现的新亚型 RNA 流感病毒引起的，目前最为快速有效的检 测手段是 RTPCR 核酸检测。RTPCR 的过程包括逆转录作用从 RNA 合成 cDNA，再以 cDNA 为模板进行扩增，过程如下图所示。据此分析下列问题： (1)传统 PCR 技术的原理是 ，过程中低温退火的含义是 。 (2)在 RTPCR 中每一步都有酶的参与，上图中过程 1 中的关键酶是 ；PCR 中的关 键酶是 ， 该酶的作用特点是 、 。 (3)在对病毒核酸进行检测时，主要通过 RTPCR 扩增其关键的基因序列，这时引物的设计 就非常关键，根据下图分析，请你选择合适的引物： 。 答案 (1)DNA 复制 引物与模板链互补配对 (2)逆转录酶 Taq DNA 聚合酶(DNA 聚合酶) 耐高温 不能从头合成 DNA，只能从 3端 延伸 DNA 链 (3)引物和引物