现代生化技术习题及答案.docx
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现代生化技术习题及答案
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第一章生物大分子的提取与沉淀分离技术
一、名词解释
1.生化技术：
是在生物化学及其相关学科应用的各种技术。
主要是指生物体内物
质及其代谢产物，特别是生物大分子的分离、检测、制备与改造技术。
2.提取（萃取）：
是在一定的条件下，用一定的溶剂处理样品，使欲分离的物质
充分释放到溶剂中的过程。
又称“抽提”或“萃取。
”
3..沉淀分离技术：
是通过改变某些条件或加入某种物质，使溶液中某种溶质的
溶解度降低，从而从溶液中沉淀析出的技术。
4.盐溶：
低盐浓度下蛋白质的溶解度随着盐浓度的升高而增加的现象。
5.盐析作用：
盐浓度升高到一定程度后，蛋白质的溶解度随着盐浓度的升高而降
低，结果使蛋白质沉淀析出，这种现象即为盐析作用。
6.等电点沉淀法：
是利用蛋白质在pI时溶解度最低，以及不同的蛋白质有不同
的pI这一特性，对蛋白质进行分离纯化的方法。
7.有机溶剂沉淀法：
利用不同蛋白质在不同浓度的有机溶剂中的溶解度不同而使
蛋白质分离的方法称为有机溶剂沉淀法。
二、填空
1.现代生化技术的显著特点：
是以三高所著称，即：
高技术、高投入、及高利
润。
2.生物大分子主要包括：
蛋白质、酶、核酸、多糖和脂
类，它们是生物体内存在的具有特殊生物学功能的高分子化合物。
3.生化分离技术主要有
沉淀分离技术
分离、
层析分离技术
分离、
电
泳分离技术
分离和
超离心分离技术
分离技术。
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4.
蛋白质和酶的种类繁多，在提取时应根据其
存在的部位
、分子结
构及溶解性质
的不同选择不同的提取方法。
5.
影响提取的因素主要有
溶剂
、溶解度、温度
、pH和浓度差等。
6.
水溶液法提取酶和蛋白质时，要注意控制好
盐浓度、
温度、
pH值等
因素。
7.
沉淀分离技术包括
盐析沉淀、等电点
沉淀和
有机溶剂
沉淀等技
术。
8.
在分段盐析中，在一定的
pH和温度条件下，改变离子强度称为
Ks分段
盐析，而在一定的盐和离子强度条件下，改变温度或pH值称为
β分段盐
析。
9.
实验室进行蛋白质盐析沉淀时应用最多、最广的盐是
硫酸铵
。
10.
在核蛋白提取时，应选用
0.14mol/L
的氯化钠溶液提取
核糖
核蛋白，
而选用1mol/L的氯化钠溶液提取
脱氧核糖
核蛋白。
11.
核酸分离时从pH5沉淀中可分离得到
tRNA
。
12.RNA的提取方法主要有稀盐溶液提取和苯酚水溶液提取。
13.苯酚水溶液提取核酸时，蛋白质和DNA沉淀于苯酚层中，而
RNA和多糖溶解于水层中。
14.核酸沉淀分离主要有有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、钙
盐沉淀法
和选择性溶剂沉淀法
四种方法。
15.能够选择性地沉淀
DNA
的试剂是
异丙醇
。
三、问答题
1．进行细胞破碎的方法有哪些：
①机械破碎法：
是通过机械运动所产生的剪切
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力的作用使细胞破碎的方法。
②物理破碎法：
用各种物理因素（温度、压力、超
声波）的作用使细胞破碎的方法。
③化学破碎法：
用化学试剂可使细胞膜结构改
变或破坏，改变细胞膜的通透性。
④酶学破碎法：
通过加入酶或利用细胞本身
的酶的作用，使细胞破碎的方法。
2．蛋白质和酶提取、分离的一般原则：
①提取、分离方法条件要温和使目的蛋白质和酶的活性和功能不受损害②尽量尽早除去各种杂质、脂类、核酸及毒素。
③设法除去变性的和不需要的蛋白质。
④设法提高目的蛋白质的含量或生物活性。
⑤分离纯化要在缓冲溶液中进行。
⑥建立灵敏、特异、精确的检测方法。
⑦根据其存在的部位、分子结构及溶解性质的不同选择不同的提取方法。
3．实验室进行蛋白质盐析沉淀时应用最多、最广的是硫酸铵，它的优缺点是什么：
优点：
①它在水中溶解度大；②其溶解度受温度的影响较小；③价廉易得；④不易引起蛋白质变性；⑤分离效果比其它盐好。
缺点：
①缓冲能力差；②NH4+离子会干扰蛋白氮的测定。
4．核酸提取要注意的原则：
①防止核酸酶的降解:
在提取分离核酸时要降低核酸酶的活性，通常加入抑制剂和去激活剂。
②防止化学因素的降解:
避免强酸强碱。
③防止物理因素的降解:
核酸大分子、高温、机械作用等均可以破坏核酸分子的完整性，因此核酸提取适于在低温及避免剧烈搅拌等条件下进行。
第二章层析分离技术
一、名词解释
1.层析分离技术：
是利用混合物中各组分的物理、化学性质（分子的形状和大小、
分子的极性、吸附力、分子的亲和力、分子的分配系数等）的不同，使各组分
以不同程度分布在两相中，当流动相流过固定相时，各组分以不同的速度移动，
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而达到分离的技术。
2..吸附层析：
是利用吸附剂对不同物质的吸附力不同而使混合物中的各组分分
离的技术。
3.解吸作用：
在一定条件下，被吸附物离开吸附剂表面的现象称为解吸作用
4.洗脱：
加入解吸附剂，使物质从固定相上分离下来的方法。
5.分配层析：
是利用各组分的分配系数不同而予以分离的方法。
6.分配系数：
是一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解达到平衡时，该溶质在两相溶剂中的浓度比值。
7.薄层层析：
是将固定相的支持剂均匀地铺在支持板上，成为薄层，把样品点在薄层上，用适当的溶剂展开，从而使样品中各组分达到分离的一种层析技术。
8.气相层析：
是一种以气体为流动相的一种高效、快速的层析分离技术。
9.担体：
是固定相的“载体”或“固体支持，物”大多为多孔性固体颗粒。
10.死时间：
从进样到出现空气峰最高峰的时间。
11.保留时间：
从进样到出现色谱峰最高点所需的时间。
12.校正保留时间：
指样品组分的保留时间与进样到出现空气峰最高值的时间之差。
13.死体积：
指从进样到出现空气峰最高值时所通过的载气体积
14.保留体积：
指从进样到出现组分浓度最高峰时所通过的载气体积
15.校正保留体积：
指保留体积与死体积之差
16.定量校正因子：
是单位峰面积中某物质的量
17.离子交换层析：
是利用离子交换剂上可解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不同而达到物质分离的一种层析分离技术
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18.凝胶层析：
又称之凝胶过滤，分子筛层析或排阻层析。
是用高交联度的固体凝胶按照物质分子量大小进行分离的技术。
19.洗脱体积：
某一组分物质从加样到层析最高峰出现时所需的洗脱液总体积。
20.亲和层析：
是利用生物分子间所具有的专一而又可逆的亲和力而使生物分子
分离纯化的技术。
21.配基：
又称为“配体。
”指亲和层析中作为固定相的一方。
二、填空
1.层析分离技术按流动相状态可分为液相层析和气相层析；按分离
过程所主要依据的物理化学性质分为吸附层析、分配层析、离子交换层
析、分子排阻（凝胶过滤）层析、亲和层析等。
2.洗脱方法根据所用洗脱剂不同分为溶剂洗脱法、置换法（取代
法）、前缘分析法（前缘洗脱法）。
3..聚酰胺薄膜层析只适用于极性分子的分离。
4.纸上层析是以滤纸纤维的结合水为固定相，以有机溶剂作为流动
相，展开时样品中各物质在两相之间不断地进行分配，由于各物质有不同的
分配系数、移动的速率也就不同，从而达到分离的目的。
5.溶质在滤纸上移动的速度可用Rf值表示，Rf=溶质斑点中心移动的距离
／溶剂前沿移动的距离，Rf值决定于分配系数，不同的物质在两相
间的分配系数不同，Rf值也不同，由此可根据Rf值的大小对物质进行定
性分析。
6.薄层层析中用的薄层板有硬板（湿板）与软板（干板）之分，常用的薄
层板制作方法有浸涂法、喷涂法、倾斜涂布法法和推铺
法法。
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7.
气相层析根据其固定相的不同可分为
气固
层析和
气液
层析两种。
8.
气相层析具有
分辨率高
、
分析速度快
、
灵敏度高
和应
用范围广等特点。
9.气固层析的固定相为
固体
，其分离的主要依据是
吸附剂对
被吸附
物
的
吸附力不同，所以又称为
气相吸附
层析；气液层析的固
定相为
液体
，其分离的主要依据是分配系数
的不同，又称为
气相分配
层析。
10.
气相层析的流动相是
气体，称为
载气
，常用的有氢气
、
氮
气
、
氦气
、
氩气
等。
载气的选择主要根据所使用的
检测器
和
载体气流
决定。
11.
红色担体用于分离
非极性
和弱极性
物质；白色担体用于分离
极
性
物质
12.气相层析时，样品在进柱前必须变为气体，有些物质难于气化必须先将其转
变为易挥发的衍生物再进行气相层析。
13.进行气相层析时，应注意控制好气体流量、进样温度、进样
时间
和进样量。
14.热导池检测器属于浓度型检测器
检测器，其灵敏度比热导池检测器高
。
氢焰检测器属于质量型１０００倍左右，是目前应用
最广泛的检测器之一。
15.离子交换层析的操作过程包括上柱（加样）、洗脱和收集、
树脂再生三大步骤。
16.凝胶装柱时必须注意柱中不能有气泡或裂纹存在
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三、问答题：
1.选择吸附剂时应注意的问题：
①吸附剂应有适当的吸附力和尽量大的表面积；②对被分离物有足够的分辨率，对不同物质的吸附力不同；③对被吸附物的吸
附应是可逆的，一定条件下可解吸、洗脱；④不溶于所用的溶剂中，不引起被
吸附物化学变化；⑤颗粒均匀，操作时稳定，不会破裂。
2.选择洗脱剂时应注意的问题：
①不与吸附剂起化学反应，且不使吸附剂溶解；②对样品的各组分溶解度大、粘度小、流动性好；③不与各组分起化学反应，
且易与被洗脱组分分开；④纯度高，无杂质影响。
3.纸层析时对滤纸的选择有何要求：
滤纸的厚薄程度、纤维的松紧度不同，使
与滤纸纤维结合的水量不一样，两相的体积比也不同。
得到的Rf值也不相同。
滤纸中的杂质也会影响Rf值。
因此，层析时对滤纸的要求较高：
由高纯度的棉花制成，质地均一、厚薄一致、纤维松紧度适中、有一定的机械强度。
4.在纸层析前，滤纸和层析装置为什么要先用层析溶剂平衡：
层析前滤纸与层
析装置用溶剂系统的蒸气饱和。
不平衡时滤纸会从溶剂中吸收水分，溶剂也会从
滤纸表面挥发，使溶剂系统的组成发生改变，导致溶剂前沿不齐，影响层析效果
和Rｆ值。
5.担体应具备哪些条件：
①表面积大；②孔径分布较均匀；③表面无催化或吸附性能；④与固定液或被分析的物质不起化学反应；⑤热稳定性好；⑥有较好
的机械强度。
6.离子交换剂选择时应考虑哪些因素：
①样品离子带何种电荷阴离子只能被
阴离子交换剂吸附，阳离子只能被阳离子交换剂吸附；②离子的浓度浓度大
时，选择交换容量大的交换剂型号③被分离物质相对分子量的大小分子量大
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时要求交联度低，分子量小时选择较高交联度更好；④离子与交换剂亲和力的
大小选择不同型号的交换剂，既要考虑吸附，还要考虑便于洗脱；⑤样品物
质及交换树脂的物理化学特性根据其对酸、碱、温度的敏感情况，控制好环
境条件。
7.试述凝胶层析的基本原理：
⑴凝胶是一种多微孔的多孔径网状支持物组成进行分子过滤的分子筛；⑵物质分子在层析柱中的运动有重力的垂直方向运动和无定向扩散的布郎运动；⑶大分子物质不能进入微孔在凝胶空隙间快速流出层析柱；⑷小分子能够进入微孔，因而在凝胶中许多孔中穿行，因通过的距离长，
后流出层析柱；⑸分子直径越小能够进入的孔越多，流出层析柱越慢；⑹根据分子筛这一原理可依据物质分子直径的大小按照由大到小的顺序流出层析柱而得到分离。
⑹因此，它是一个反筛。
第三章电泳技术
一、名词解释：
1.电泳：
是带电粒子在电场中向着与本身所带电荷相反的电极移动的现象。
2.
泳动度：
泳动度（μ）——带电颗粒在单位电场强度下的泳动速度
3.薄层电泳：
是将支持物与缓冲液调制成适当厚度的薄层而进行电泳的技术
4.凝胶电泳：
是以各种具有网状结构的多孔凝胶作为支持物的电泳技术。
5.等电聚集电泳：
是在电泳系统中，加进两性电解质载体。
当通以直流电时，
两性电解质载体即形成一个由阳极到阴极连续增高的pH梯度。
当不同等电点的
分子进入这个体系时，各自聚集到与其等电点相当的pH位置上，从而使不同等
电点的分子得以分离的电泳技术。
二、填空
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1.按所使用的支持体的不同分为纸电泳、薄层电泳、薄膜电泳、凝胶
电泳和等电聚焦电泳。
按支持介质的形状分为平板电泳和柱状电泳。
2.分子在电场中移动的方向决定于所带电荷的种类，带正电荷的向的负极
移动；带负电荷的向
正极移动；静电荷为零
的分子在电场中不移动。
分
子在电场中移动的速度主要决定于于颗粒所带
净电荷的量
，同时受分子
的大小和形状
的影响。
3.
影响电泳的外界因素有电场强度
、溶液的pH值、
溶液的离子强
度、电渗以及缓冲液的粘度和温度。
4.
凝胶电泳与其他电泳的主要区别，在于凝胶电泳同时具有电荷效应
和
分子筛效应的双重作用，具有很高的
筛选效率。
5.
聚丙烯酰胺凝胶电泳按其凝胶系统的组成可分成
连续凝胶电泳、不连
续凝胶电泳、梯度凝胶电泳和
SDS凝胶电泳。
6.
不连续电泳的凝胶由上至下可分为
样品胶
、浓缩胶
、
分离胶。
7.
蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶电泳中，其迁移率主要取决于它
所带的电荷以
及分子的大小和形状
。
在聚丙烯酰胺系统中加入SDS，则蛋白质分子的迁
移率主要取决于其
相对分质量
，而与它的
所带的电荷
及
分子的形
状无关。
8.
在聚丙烯酰胺凝胶不连续电泳系统中不仅具有
电荷效应
效应和分子筛效
应效应，而且还具有
浓缩效应
效应，因此比连续电泳系统具有更高的分
辨率和区带清晰度。
三、问答题
1.试述聚丙烯酰胺凝胶具有哪些的优点：
（１）在一定浓度时，凝胶透明，有弹
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性，机械性能好；
（2）化学性能稳定，与被分离物不起化学反应，在很多溶剂
中不溶；（3）对pH和温度变化较稳定；（4）几乎无吸附和电渗作用，只要Acr
纯度高，操作条件一致，则样品分离重复性好；（5）样品不易扩散，且用量少，
其灵敏度可达10-6g；（6）凝胶孔径可调节，根据被分离物的分子量选择合适的
浓度,通过改变单体及交联剂的浓度调节凝胶的孔径；（7）分辨率高,尤其在不连
续凝胶电泳中，集浓缩、分子筛和电荷效应为一体。
因而较醋酸纤维薄膜电泳、
琼脂糖电泳等有更高的分辨率。
2.等电聚集电泳具有哪些优缺点：
优点：
⑴分辨率高；⑵随电泳时间增加区带
越来越窄；⑶样品加在任何部位都可以聚焦到等电点pH位置；⑷很稀的样品
都可分离，且重现性好；⑸可用于测定多肽或蛋白质的等电点。
缺点：
①要求使用无盐溶液，但某些蛋白质在无盐溶液中溶解度低，易产生沉淀。
②对一些
在pI不溶解或发生变性的蛋白质不适用。
3.对载体两性电解质有什么要求：
①在pI处必须有足够的缓冲能力，以便控制pH梯度。
②在pI处必须有足够的电导，以便使一定电流通过。
而且，各不同pI值的载体有相同的电导系数，使整个体系中电导均匀，获得均匀的电
场。
③相对分子质量要小，以便在聚焦后能容易地和蛋白质组分分开。
④化学组分不同于被分离物质，以免干扰测定。
⑤不与被分离物质起化学反应，也不会引起被分离物质变化。
第四章离心分离技术
一、名词解释
1.离心分离技术：
是借助于离心机旋转所产生的离心力，根据物质颗粒的沉降系数、质量、密度、浮力等因素的不同而使物质分离的技术。
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2.沉降系数：
指在单位离心作用下，粒子的沉降速度。
单位：
S（Sverdberg）,1S
=1×10－13cm/s
2.差速离心：
采用不同的离心速度和离心时间，使沉降速度不同的颗粒分批分
离的方法。
4.密度梯度离心：
是样品在密度梯度介质中进行离心，使沉降系数比较接近的物质得以分离的一种区带分离方法。
5.等密度梯度离心：
是不同的颗粒在离心力的作用下，不同浮力密度的物质颗
粒向下沉降或向上漂浮，一起移动到它们各自浮力密度恰好相等的位置（等密
度点），形成区带的方法。
（又称为平衡等密度离心）。
6.相对离心力（RCF）：
指颗粒所受的离心力（Ｆc）与地心引力（重力Fg）之比二、填空
1.
通常按离心机转速的不同，将其分为
常速
离心机、高速
离心
机和超速
离心机三种。
P81
2.
常速离心机的转速通常在8000
r/min以内，高速离心机的转速在
10000-25000r/min，转速大于
25000
r/min的离心机称为超速离心
机。
3.
在超速离心中，离心方法可分为
差速离心
、密度梯度离心
和
等密度梯度离心。
P82
4.物质颗粒在离心场中所受离心力（Fc）的大小，决定于颗粒的质量（m）和
离心加速度离心加速度（αc）。
三、问答题1.根据离心方法的不同，离心时间所表达的含义有什么区别：
离心时间是影响离心效果的主要因素之一，其概念按离心方法不同有所差别。
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①差速离心的离心时间：
指某种颗粒完全沉降到离心管底的时间。
又称澄清时间、沉降时间。
②密度梯度离心的离心时间：
指形成界限分明的区带的时间。
③等密度梯度离心的离心时间：
指颗粒完全到达等密度点的平衡时间。
第五章化学检测技术
一、名词解释
1.化学检测技术：
是根据物质的化学性质而对物质进行定性、定量测定的方法
2.蛋白质的免疫化学检测：
利用抗原与抗体之间特异的结合而对蛋白质进行定性定量分析的技术称为蛋白质的免疫化学检测技术。
3.抗原：
能刺激动物机体产生抗体，并能特异地与这种抗体结合的物质。
4.抗体：
是在动物体内对于抗原的反应而产生的能特异性地与这种抗原结合的一类免疫球蛋白。
5.抗原决定簇：
蛋白质的抗原特性是由蛋白质的化学结构决定的，蛋白质多肽链的一部分或某些特定的基团可与抗体结合，称为抗原决定簇或抗原的决定基。
6.凝集反应：
细胞性抗原与相应的抗体相混合时，就会凝集成团，这种抗原-
抗体反应称为凝集反应。
7.抗血清的效价：
免疫血清在一定量抗原存在下，能显现明确的沉淀反应的最大稀释度的倒数。
8.抗体的沉淀反应：
将可溶性抗原（蛋白质）与相应抗体混合，当两者的比例适当，并有适当的盐类存在时，可形成沉淀，这种现象叫抗体的沉淀反应。
9.免疫扩散：
是利用蛋白质在半固体基质上的扩散作用，使抗原和抗体在浓度
比例合适的部位产生沉淀带或沉淀环，从而检测蛋白质的方法。
10.免疫电泳：
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将免疫扩散和电泳技术结合起来检测蛋白质的技术。
二、填空
1.糖类的化学检测主要是利用游离羰基的还原性与试剂进行氧化还原
反应而进行测定的。
2.
糖类的化学检测中，最常用的试剂是
斐林
试剂，其基本组成是由A液
和B液两液组成，A液的主要成分是
CuSO4
，B液主要由
酒石酸钾
钠
和
NaOH
组成。
3.
糖液滴入斐林试剂中时，酒石酸钾钠铜是一种
氧化
剂，可与还原糖的游
离羰基
发生氧化还原
反应，生成红色的
氧化亚铜
沉淀。
4.
蛋白质的含氮量几乎是恒定的，平均含氮量为
16%
，只要测出蛋白质
含氮量，乘以
6.25
，即为蛋白质的含量。
5.在蛋白质是由多种氨基酸以肽键相互联接而成的，在一级结构中可发现，它的主链中，肽键占1/3，没有任何一种物质含肽键量如此丰富。
因此，可用一些该键所能发生的反应，对蛋白质进行测定。
6.凯氏定氮的主要步骤有：
消化、蒸馏、滴定与计
算。
7.双缩脲反应是指蛋白质在碱性溶液中与Cu2+结合，生成紫红
色络合物的反应。
8.一般氨基酸与茚三酮反应生成紫色化合物，而亚氨基酸反应后生成黄
色化合物。
9.抗体是一类免疫球蛋白，由两条重链和两条轻链通过多个
二硫键连接成Y型，抗体分子的N端是抗体与抗原决定簇的结合
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部位，它决定了抗体的
特异性
，当抗原决定簇与抗体的
N端结合
时，产生变构效应，使
C端的某些部位结构改变，而产生一系列的
免疫
效应
。
10.利用免疫化学检测蛋白质的方法主要有
凝集
反应和
沉淀
反应。
11.
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