题目内容
在对蛋白质的生产研究中,需要从复杂的细胞混合物中提取、分离高纯度的蛋白质。下图是利用凝胶色谱法分离血红蛋白的示意图,请回答与血红蛋白的提取和分离的有关问题:
(1)血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步,分别是:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过洗涤红细胞、________________、离心等操作收集到血红蛋白溶液,即样品的处理;再经过________去除分子量较小的杂质,即样品的粗分离;然后通过____________法将相对分子质量大的杂质蛋白除去,即样品的纯化;最后经__________________进行纯度鉴定。
(2)上图显示相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶色谱法分离时,试管中收集到的液体最先出现的是__________________,原因是___________________________________。
(1)血红蛋白的释放(1分) 透析(1分) 凝胶色谱(1分) 聚丙烯酰胺凝胶电泳(1分)
(2)相对分子量较大的蛋白质(1分) 蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,因而路程短、移动速度快(2分)
(17分)植物生命活动调节的基本方式是激素调节。下面是有关植物激素的知识及实验研究,请根据有关信息分别回答下列问题:
(1)植物激素对植物的生长发育产生显著调节作用,植物的生长发育是由多种激素相互协调、共同调节的。
下表是植物不同部位各种激素的相对浓度,请分析回答:
部位 |
激素的相对浓度 |
|||
生长素 |
赤霉素 |
细胞分裂素 |
脱落酸 |
|
茎尖 |
+++ |
+++ |
+++ |
— |
幼叶 |
+++ |
+++ |
— |
— |
伸长茎 |
++ |
++ |
— |
— |
侧 芽 |
+ |
+ |
— |
— |
成熟叶 |
+ |
+ |
— |
+++ |
根 |
+ |
+ |
— |
— |
根 尖 |
++ |
— |
— |
— |
+++表示含量高;++表示含量中等;+表示含量低;—表示无 |
①目前公认的植物激素共有五大类,除上表中的四大类外,植物体内还有一类物质也属于植物激素,该激素的主要作用是 。
②生长素的化学本质是 。在果实的细胞分裂和细胞伸长时期生长素浓度较高,其原因是 。
③在果实成熟时,果实中含量升高的激素有 。
④比较茎尖和伸长茎中各种激素的含量,从细胞水平上分析植物的生长,说明生长素和赤霉素主要通过促进 ,从而促进生长;细胞分裂素主要通过促进 ,而促进生长。
(2)分析上表可知,成熟叶中含有较多的脱落酸而不含细胞分裂素。科学家通过进一步分析研究可知:脱落酸能抑制核酸、蛋白质的合成,促使叶片衰老。而细胞分裂素则抑制叶绿素、核酸和蛋白质的降解,抑制叶片衰老。所以在生产中可利用细胞分裂素作保鲜剂。
请你设计一个实验证明“细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用”。
①实验原理:叶绿素逐渐丧失而失去绿色的叶片衰老最明显的特点,离体叶片很快就会出现衰老的特点,因此,可通过 来证明。
②实验步骤:
第一步:选取 叶片随机分成两组,分别标记为甲组、乙组。
第二步:在甲组叶片的局部位置涂上 ,乙组叶片的相同位置涂等量的蒸馏水。
第三步: 。
③实验结果预测:甲组叶片失绿变黄所需的时间比乙组长。
④实验结论:
圆褐固氮菌是自生固氮菌,为经济有效地提高农作物产量,人们一直在努力研究、寻找固氮基因。对基因的研究常常因研究样品中DNA含量太低而难以进行,PCR技术有效地解决了这个问题。如今对基因的深入研究使人类跨入了蛋白组研究时代,从复杂的细胞混合物中提取、分离高纯度的蛋白质是该研究要做的基本工作之一。
(1)某同学在做微生物实验时,不小心把圆褐固氮菌样品和酵母菌样品混在一起,已知青霉素会影响固氮菌的生长繁殖,但不影响真菌的生长繁殖。请填空完成分离这两种菌的主要实验步骤:
①分别配置 的培养基和 的培养基,分别分成两份,依次标上A、a、B、b备用;
②分别向A、B培养基接种 ;
③把接种后的培养基放在恒温箱中3d—4d;
④从A、B培养基上生长的 中挑取生长良好的菌株,分别接种到 中;
⑤ 。
(2)用基因工程技术从经过分离、提纯的圆褐固氮菌中获取固氮基因,然后进行PCR扩增。下列表1和表2分别表示用PCR扩增固氮基因的反应体系及反应条件。
PCR反应体系 | 50ul |
缓冲液 | 5ul |
脱氧核苷酸 | 1ul |
引物A | 0.5ul |
引物B | 0.5ul |
DNA聚合酶 | 0.5U |
模板DNA | 1-2ul |
加去离子水补足至50 ul |
反应条件 | ||
温度 | 时间 | |
变 性 | 95℃ | 30s |
复 性 | 55℃ | 30s |
延 伸 | 72℃ | 1min |
30个循环后 | 适宜 | 5-10min |
保 温 | 4℃ | 2h |
①从上表中可得出,PCR技术与DNA复制相比较,主要区别之一是 。
此外,从反应条件看,所使用的DNA聚合酶应具有__________的特点。每次循环都需要2种引物的主要原因是_______________ ________________。
②下图为第1轮循环产生的产物。请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。
(3)在对固氮基因产物的生产研究中,需要从复杂的细胞混合物中提取、分离高纯度的蛋白质。下图表示蛋白质提取和分离实验涉及的相关原理。
①图甲表示相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶色谱法分离的过程。试管中收集到的液体最先出现的是相对分子质量较大的蛋白质,原因是 。
②图乙所示实验模拟电泳现象,U型管左侧的颜色逐渐变深,原因是 。