第四章 生物化学与分子生物学技术(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)1.红细胞中含有大量的血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白。下列关于血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是()A.血红蛋白提取和分离一般按照样品处理粗分离纯化纯度鉴定的顺序进行B.纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液C.粗分离中透析的目的是为了去除相对分子质量较小的杂质D.可采用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法进行纯度鉴定答案B解析蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。提取和分离血红蛋白时，首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品处理；再通过透析法除去相对分子质量较小的杂质，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去，即样品纯化，纯化过程中凝胶应用蒸馏水充分溶胀后，配制成凝胶悬浮液，而不是用生理盐水；最后经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。2.在分离蛋白质时，一定要加入缓冲溶液，其目的主要是()A.使酶的活性最高B.使蛋白质的活性最高C.维持蛋白质所带的电荷D.使蛋白质带上电荷答案C解析加入缓冲溶液的目的是维持蛋白质所带电荷不发生改变，而不是使蛋白质带上电荷。3.分离纯化蛋白质的技术包括()A.电泳法 B.离心沉降法C.薄膜透析法 D.以上方法皆可以答案D4.下列对植物芳香油的理解中，正确的是()A.组成成分主要是烃类化合物及其衍生物B.来源广泛，几乎所有植物的任何器官都可提取芳香油C.具有较强的挥发性且极易溶于有机溶剂，不溶于水D.植物芳香油可从野生真菌中提取答案C解析植物芳香油组成较复杂，主要包括萜类化合物及其衍生物；芳香油主要来源于某些植物的特殊器官，且受人们的使用情况影响，如玫瑰精油；具有较强的挥发性，并且极易溶于有机溶剂，但不溶于水；植物芳香油应从植物器官中提取。5.玫瑰精油素有“液体黄金”之称，下面是提取玫瑰精油的实验流程图，请据图分析不正确的是()A.提取玫瑰精油的方法是水蒸气蒸馏法B.和操作要求是分别加入氯化钠和无水硫酸钠C.操作是萃取，以除去固体硫酸钠D.该实验流程也可用于从薄荷叶中提取薄荷油答案C解析加入氯化钠是为了增大盐水的浓度，有利于玫瑰油与水的分层；加入无水硫酸钠是为了吸收精油中残留的水分；操作是利用过滤的方法除去固体硫酸钠。6.在实验室中，做PCR通常使用的微量离心管是一种薄壁塑料管，此过程可以使用玻璃离心管吗？为什么()A.可以，玻璃离心管、塑料离心管都可以使用B.不可以，玻璃离心管易碎，使用不安全C.不可以，玻璃离心管一般较大，不适合作为微量离心管D.不可以，玻璃离心管容易吸附DNA答案D解析DNA可亲和玻璃，在进行DNA操作时应使用塑料器皿。7.某考古学家在西伯利亚泰加林地区的冰中，发现了一种冰冻的已灭绝的巨型动物的肌肉，他想了解该巨型动物的DNA与现今印度大象的DNA的相似性，于是做了如下检测工作，其中正确的操作步骤及顺序是()降低温度，检测处理后的杂合DNA双链通过PCR技术扩增巨型动物和大象的DNA把巨型动物的DNA导入大象的细胞中在一定温度条件下，将巨型动物和大象的DNA水浴共热A. B.C. D.答案D8.PCR仪实质上是一台自动调控温度的仪器，下列关于它调控不同温度的目的的叙述，错误的是()A.94 ，使DNA分子变性，解开螺旋B.55 ，使DNA分子两条单链与两种引物结合C.72 ，使DNA分子开始复制，延伸D.72 ，使DNA分子恢复双螺旋结构，恢复活性答案D解析PCR利用DNA热变性的原理，当温度上升到94 时，双链DNA解旋为单链，A项正确；当温度下降到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，恢复活性，B项正确；当温度上升到72 左右时，在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，从而实现DNA链的延伸，故C项正确，D项错误。9.使用凝胶色谱法分离蛋白质实验中，相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程，可表示为图中()答案B解析相对分子质量较大的蛋白质留在颗粒外面，相对分子质量较小的蛋白质进入颗粒内部；相对分子质量大的通过凝胶间隙先被洗脱，相对分子质量小的进入凝胶内部而后被洗脱。10.在PCR的实验操作中，下列说法正确的是()在微量离心管中添加各种试剂时，只需要一个枪头离心管的盖子一定要盖严用手指轻弹离心管壁离心的目的是使反应液集中在离心管的底部A. B.C. D.答案C解析在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，取液器上的枪头都必须更换，以确保实验的准确性；盖严离心管的盖子，防止实验中外源DNA污染；用手指轻轻弹击管的侧壁，使反应液混合均匀；离心目的是使反应液集中在离心管的底部，提高反应效果。11.蛋白质的提取和分离分为哪几步，依次是()A.样品处理、凝胶色谱操作、SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳B.样品处理、凝胶色谱操作、纯化C.样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定D.样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定答案C解析蛋白质的提取和分离的程序分为：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定四步。A项描述的是实验操作过程中的技术。12.血清蛋白中含有清蛋白、球蛋白、球蛋白、1球蛋白、2球蛋白。在其电泳图中，距点样处由近及远的排列顺序为()A.1球蛋白、球蛋白、球蛋白、2球蛋白、清蛋白B.球蛋白、球蛋白、2球蛋白、1球蛋白、清蛋白C.球蛋白、球蛋白、2球蛋白、1球蛋白、清蛋白D.清蛋白、1球蛋白、2球蛋白、球蛋白、球蛋白答案B解析带电颗粒直径越小，越接近于球形，所带净电荷越多，则泳动速率越快，距点样处越远；反之，则越近。13.下列关于植物芳香油的叙述，错误的是()A.挥发性强，易溶于有机溶剂，一般来说价格昂贵B.都是由天然植物的茎、叶、树干、花、果实和种子等部位经过萃取的浓缩液体C.它是植物免疫和维护系统的精华D.植物芳香油广泛地应用于轻工、化妆品和食品制品等方面答案B解析植物芳香油不仅挥发性强，而且易溶于有机溶剂，如石油醚、酒精、乙醚和戊烷等，根据植物原料的特点选择不同的提取方法，植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等。植物芳香油的存在对于保护植物体本身有重要作用。14.用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油时，当蒸馏完毕，下列哪项做法是正确的()A.先撤出热源，拆卸蒸馏装置的顺序与安装时相同B.先撤出热源，拆卸蒸馏装置的顺序与安装时相反C.先停止通水，拆卸蒸馏装置的顺序与安装时相反D.先移走接收瓶，拆卸蒸馏装置的顺序与安装时相同答案B解析蒸馏装置包括：铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡皮胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶，以及连接进水口和出水口的橡皮管。安装仪器一般按照自下而上，从左到右的顺序。具体安装顺序：固定热源酒精灯；固定蒸馏瓶；安装蒸馏头；连接冷凝管；连接接液管(尾接管)；将接收瓶瓶口对准尾接管的出口；将温度计固定在蒸馏头上。蒸馏完毕，应先撤出热源，然后停止通水，最后拆卸蒸馏装置，拆卸顺序与安装时相反。15.下列关于离心沉降法的说法中，不正确的是()A.目标不同，需要控制不同的离心速率B.能将分子大小、密度不同的蛋白质分离C.离心时，离心管内的溶液量要相同，但不需要对称放置在离心机内D.离心后，分子大小、形状不同的蛋白质会分布在不同的沉降层中答案C解析离心时，离心管一定要对称放置。二、非选择题(本题包括5小题，共55分)16.(10分)凝胶色谱技术是一种快速而又简单的分离技术，对高分子物质有很好的分离效果，目前已经被多个领域广泛应用，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。据图回答下列问题：(1)a、b均为蛋白质分子，其中先从层析柱中洗脱出来的是 ，原因是 。(2)自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d位置相当于多孔板的结构可由 替代。(3)装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，原因是 。(4)洗脱用的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体 (填“相同”或“不同”)，洗脱时，对洗脱液的流速要求是 。答案(1)aa相对分子质量较大，无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶间隙中移动，路程较短，移动速度较快(2)尼龙网和尼龙纱(3)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果(4)相同保持稳定解析 (1)用凝胶色谱技术分离各种不同蛋白质时，大分子物质由于直径较大，只能分布于颗粒之间，所以向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔，在向下移动的过程中，从一个凝胶颗粒内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒内，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，所以大分子物质先洗脱出来。(2)自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d位置相当于多孔板的结构可由尼龙网和尼龙纱替代。(3)在色谱柱中装填凝胶的时候要尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。一是在装填凝胶柱时，不得有气泡存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。二是凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干、露出凝胶颗粒的现象。一旦发生上述两种情况，凝胶色谱柱需要重新装填。(4)洗脱液应与浸泡凝胶所用液体相同，且洗脱液流速要稳定，以免干扰洗脱结果。17.(8分)商品化植酸酶主要来自微生物，首先筛选出产酶的菌株，然后制备植酸酶，请根据下面的流程图回答下列问题：(1)中的主要成分有哪些？ ；中包含哪些成分？ 。(2)请写出一种纯化得到植酸酶的方法： ；其依据是 。答案(1)小分子杂质含植酸酶等多种蛋白质(2)凝胶色谱法根据蛋白质之间分子量的大小差异进行纯化(或电泳法根据蛋白质之间电荷、分子大小等差异进行纯化)解析植酸酶是蛋白质，属于大分子有机物，含酶的发酵液经过透析后，能够除去小分子杂质，这样就能够得到植酸酶。对于粗提取的植酸酶可以用凝胶色谱法进行提纯，由于蛋白质带有电荷，亦可用电泳法进行纯化。18.(13分)蛋白质分子的大小、形状、结构不同，所带电荷的性质和多少不同，以及在盐溶液中溶解度不同，可以利用以上的不同对不同种类的蛋白质进行分离纯化，请回答以下问题：(1)分子大小：对于分子大小方面有一定差别的蛋白质可采用