生化工程复习题(2013.下)

2018-12-08 18:30

复习题

一、名词解释

1.冷冻干燥:冷冻的提取液在真空状态下,可以由固体直接变为气体的方法称冷冻干燥法,该法能起到浓缩作用。冻干过程中,有效成分几乎不会破坏,能保持生物大分子的天然性质,还具有疏松,易于溶解的特性,便于保存应用。

2.有效成分:欲纯化的某种单一的生命大分子物质。

3.抽提:从一种固体或一种液体混合物中将所需要的物质根据其特性用溶剂提取分离出来的方法。亦即用适当的溶剂和方法,从原料中把有效成分分离出来的过程。

4.盐析:是利用不同物质在高浓度的盐溶液中溶解度的差异,向溶液中加入一定量的中性盐,使原来溶解的物质沉淀析出的分离技术。

5.有机溶剂沉淀:在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂,降低溶质的溶解度,使其沉淀析出。

6.等电点沉淀:调节体系pH值,使两性电解质的溶解度下降而析出的操作称为等电点沉淀。

7. 分配系数(K):在一定温度、压力下,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叫分配系数。

8.吸附平衡:在吸附的同时发生脱附,吸附速度和脱附速度相等表观吸附速度为零,吸附物质在溶液中的浓度和吸附剂表面上的浓度都不再发生改变时的状态。

9.洗脱:利用适当的溶剂,将树脂吸附的物质释放出来,重新转入溶液的过程。 10.洗脱体积:将样品中某一组分洗脱下来所需洗脱液的体积,用Ve表示。

11.层析分离:利用多组分混合物中各组分物理化学性质的差别,使各组分以不同的程度分布在两个相中的分离方法。

12.层析分辨率:层析中相邻两个峰的分开程度。用Rs来表示。Rs = 两峰尖距离/两峰宽度和的一半。 13.流动相:在层析过程中,推动固定相上待分离的物质朝着一个方向移动的液体、气体等,都称为流动相。

14.固定相:层析中固定不动的一相,是固体物质或者是固定于固体物质上的成分;能与待分离的化合物进行可逆的吸附、溶解、交换等作用。

15.吸附剂:凡能够将其它物质聚集到自己表面上的物质,都称为吸附剂。

16.吸附层析:是以吸附剂为固定相,根据待分离物与吸附剂之间吸附力不同而达到分离目的的一种层析技术。

17.分配层析:是根据在一个有两相同时存在的溶剂系统中,不同物质的分配系数不同而达到分离目的的一种层析技术。

18.凝胶过滤:层析是以具有网状结构的凝胶颗粒作为固定相,根据物质的分子大小进行分离的一种层析技术。

19.离子交换层析:是以离子交换剂为固定相,根据物质的带电性质不同而进行分离的一种层析技术。 20.疏水层析:是利用表面偶联弱疏水性基团(疏水性配基)的疏水性吸附剂为固定相,根据蛋白质与疏水性吸附剂之间的弱疏水性相互作用的差别进行分离纯化的层析技术。

21.高效液相色谱:是指选用颗粒极细的高效耐压新型固定相,借助高压泵来输送流动相,并配有实时在线检测器,实现色谱分离过程全部自动化的液相色谱法。

22.液相色谱:用液体作为流动相的色谱法称为液相层析,或称液相色谱。 23.气相色谱:以气体作为流动相的色谱法称为气相层析,或称气相色谱。

24.阳离子交换剂:其电荷基团带负电,反离子带正电。因此,可以与溶液中的正电荷化合物或阳离子进行交换反应。

25.阴离子交换剂:其电荷基团带正电,反离子带负电。因此,可以与溶液中的负电荷化合物或阴离子进

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行交换反应。

26.离子交换平衡:当正反应、逆反应速率相等时,溶液中各种离子的浓度不再变化而达平衡状态,即称为离子交换平衡。

27.正相色谱:指固定相的极性高于流动相的极性,这种层析过程中非极性分子或极性小的分子比极性大的分子移动的速度快,先流出。

28.反相色谱:指固定相的极性低于流动相的极性,这种层析过程中,极性大的分子比极性小的分子移动的速度快而先流出。

29.离子交换剂的转型:指离子交换剂由一种平衡离子转为另一种平衡离子的过程。如对阴离子交换剂用HCl处理可将其转为Cl型,用NaOH处理可转为OH型,用甲酸钠处理可转为甲酸型等。

30.交换容量:在一定条件下,某种组分与基质(固定相)反应达到平衡时,存在于基质上的饱和容量,称为交换容量,数值越大,表明基质对该物质的亲合力越强。 31.基质体积:凝胶颗粒实际骨架体积,用Vg表示。 32.外水体积:凝胶颗粒之间体积的总和。

33.洗脱体积:将样品中某一组分洗脱下来所需洗脱液的体积,用Ve表示。

34.排阻极限:不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子的分子量。所有大于排阻极限的分子都不能进入凝胶颗粒内部,直接从凝胶颗粒外流出,所以它们同时被最先洗脱出来。

35.分级分离范围:表示一种凝胶适用的分离范围,对于分子量在这个范围内的分子,用这种凝胶可以得到较好的线性分离。

36. 梯度洗脱:在同一个分析周期中,按一定程度不断改变流动相的浓度配比,称为梯度洗 脱。从而可以使一个复杂样品中性质差异较大的组分能按各自适宜的容量因子k 达到良好

的分离目的。当混合物中组分复杂且性质差异较小时,一般采用梯度洗脱。它的洗脱能力是逐步连续增加的,梯度可以指浓度、极性、离子强度或pH值等,最常用的是浓度梯度。在水溶液中,亦即离子强度梯度。 或者答流动相由几种不同极性的溶剂组成,通过改变流动相中各溶剂组成的比例改变流动相的极性,使每个流出的组分都有合适的容量因子k,并使样品中的所有组分可在最短时间内实现最佳分离。(可在离子交换层析中查)。

37.亲和层析:利用生物分子与其配体间特异性的、可逆性的亲和结合作用而对样品进行分 离的一种层析技术。配体被固定在载体上,特异性结合经过的与其有亲和性的生物分子。 38.配体:亲和层析中被固定在基质上的分子称为配体。

44.亲和吸附剂:亲和层析中被固定在基质上的分子称为配体,配体和基质是共价结合的,构成亲和层析的固定相,称为亲和吸附剂。

39.分子筛效应:大小和形状不同的蛋白质通过一定孔径凝胶时,受阻滞的程度不同而表现出不同的迁移

率,这就是分子筛效应。

40.线性梯度凝胶:梯度凝胶电泳通常采用聚丙烯酰胺凝胶,不是在单一浓度(孔径)的凝胶上进行,而

是形成梯度凝胶,凝胶的浓度从上到下逐渐增加,孔径逐渐减小,呈线性变化。 41.再生:使用过的柱子,采用一定的方法令其恢复原来性状的过程。

42.担体:气相色谱中,填充在层析柱内的颗粒状惰性支持物,其上涂布固定相。

43.聚酰胺薄膜层析: 聚酰胺对极性物质的吸附作用是由于它能和被分离物之间形成氢键。这种氢键的强弱就决定了被分离物与聚酰胺薄膜之间吸附能力的大小。层析时,展层剂与被分离物在聚酰胺膜表面竞争形成氢键。因此选择适当的展层剂使分离物质在聚酰胺膜表面发生吸附、解吸附;再吸附、再解吸附的连续过程,就能达到分离目的。

44.聚焦层析: 聚焦层析是利用层析过程中固定相偶联具有两性解离功能的有机分子为配基,与流动相中某些具有两性的粒子发生等电聚焦反应而进行分离的一种方法。 45. 聚焦效应-蛋白质按其等电点在PH梯度环境中进行排列的过程。

46.基线:样品进入检测器前,在实验操作条件下,记录笔所走的路径,称为基线。

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47.噪声:基线在短暂时间内的波动。

48.漂移:基线在较长时间内的位移。只有当噪声和漂移均很小时,仪器稳定性才好。 49.调整保留时间:扣除死时间后的保留时间,称为tR′。

50.基线宽度:通过色谱峰两侧的转折点(拐点)作切线,在基线上的截距,称为基线宽度。

51.半峰宽: 色谱峰高一半处的峰宽度,又称半宽度。即通过峰高的中点作平行于峰底的直线,此直线与峰两侧相交两点之间的距离。

52.死体积: 不被固定相滞留的组分,从进样到出现最大峰值所需的流动相体积。

53.保留时间tR: 被分离样品组分从进样开始到柱后出现该组分浓度最大值时所需的时间,也即从进样开始到出现某组分色谱峰的顶点时为止所经历的时间,称为此组分的保留时间。

54.高压电泳:电泳的电压1000V~5000V,电泳时间短,有时只需几分钟,多用于氨基酸、多肽、核苷酸和糖类等小分子物质的分离。

55.低压电泳:电泳的电压100V~500V,电泳时间较长,适于分离蛋白质等生物大分子。

55.等电聚焦:使电泳的介质中形成一个连续的、稳定并有一定范围的线性pH 梯度,电泳时蛋白质等待分离的两性分子可以在这种pH 梯度中迁移,直到迁移聚集于与其等电点(pI)相同的区域,从而形成一种分辨率极高的电泳聚焦效应。这种按等电点的大小,生物分子在pH梯度的某一相应位置上进行聚焦的行为称等电聚焦。

56.双向电泳:是一种由任意两个单向电泳组合而成的,在第一向电泳后再在与第一向垂直的方向上进行第二向电泳的分离方法。一般使用根据等电点和分子量两次分离(IEF/SDS-PAGE)。通常用等电聚焦电泳和SDS-PAGE 的组合的电泳方法,即先进行第一向水平电泳——等电聚焦电泳(按照pI 分离),然后再进行第二向垂直电泳——SDS-PAGE(按照分子大小)。

57.免疫电泳是以琼脂(糖)为支持物,在免疫学基础上,将琼脂(糖)区带电泳与免疫扩散相结合产生

特异性的沉淀线、弧或峰。

58.电渗:是指在电场中液体对固体支持物的相对移动。如支持物带有负电荷,吸引溶液中带正电荷的离子,这些带正电荷的离子在电场中向负极移动,引起缓冲液向负极移动(反之,缓冲液的移动方向相反),从而影响到待分离物在电场中的移动。

59.区带电泳:电泳过程中,待分离的各组分分子在支持介质中被分离成许多条明显的区带,这是当前应用最为广泛的电泳技术。

60.泳动度:带电颗粒在电场中泳动的速度称泳动度。

61.毛细管电泳(CE):又称高效毛细管电泳(HPCE),是指离子或带电粒子以毛细管为分离室,以高压直流电场为驱动力,依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的液相分离分析技术。

62.Eastern印迹法:印迹法(blotting)是指将样品转移到固相载体上,而后利用相应的探测反应来检测样品的一种方法;对双向电泳后蛋白质分子的印迹分析称为Eastern印迹法。

63.脉冲电场凝胶电泳:用于分离大分子DNA的一种电泳方法。由于超过一定大小(>20 kb)的线状DNA分子在琼脂糖凝胶中电泳的速度几乎相同,无法在恒场强凝胶电泳中分离。此电泳法则以两个不同方向的电场周期性交替进行,DNA在电场方向变更中作出反应所需要的时间取决于其大小,较小的分子重新定向较快,在凝胶中移动也较快,从而能使不同大小的DNA分子(可大至5 Mb)分开。电场变换方向的间隔时间为脉冲时间,通常脉冲时间越长分辨的DNA片段越长。

64.酶传感器:是由固定化酶与转换器密切结合而成的传感装置,是生物传感器的一种。

65. 固定化酶的相对酶活力:游离酶的活力为100,与同样量的酶偶联于载体后所显示的活力之比。 66.固定化酶和固定化细胞技术:是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。 67.固定化酶:固定在载体上,并在一定空间范围内进行催化反应的酶。

68.固定化细胞:固定在载体上,在一定的空间范围内进行生命的活动称为固定化细胞。又称为固定化活细胞、固定化增殖细胞或固定化完整细胞。

69.交联固定化技术:借助双功能团试剂使酶蛋白分子之间发生交联,可制成网状结构的固定化酶。此固

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定化法称为交联固定化技术。

二、填空题

1、目前纯化蛋白质等生物大分子的关键技术是 、 和 。电泳、层析、高速与超速离心 2.常用于提取有效成分的生物材料有: 、 和 。动物脏器、植物组织、微生物。 3.在提取、纯化酶的过程中, 和 要逐渐增高。纯度、比活性

4.有效成分的提取、纯化过程中,常用的活性测定方法有: 、 、 、 和 。光谱法、电化学法、生物活性检测法、免疫分析法和生物传感器法。

5.通常提取碱性蛋白质选用 的溶液,提取酸性蛋白质选用 的溶液。低pH值、高pH值 6.提取有效成分时,提取液与提取物的比例要适当,一般以 为宜。5:1 7.透析法浓缩大分子样品溶液时,应选用 溶液为透析液。聚乙二醇 8.减压蒸馏法浓缩,一般适用于 的物质。常温下稳定性好

9.冰冻干燥法干燥样品,优点是:有效成分几乎不会破坏,能保持生物大分子的天然性质,还具有疏松,易于溶解的特性,便于保存应用。

10.一般来说,选择分离方法的依据,是提取液中有效成分和杂质之间理化性质的差异性。

11. 所用的操作压比超滤更大,膜的平均孔径最小,用于分离小分子溶质,如海水脱盐,制高纯水等。反渗透

12.除盐、除少量有机溶剂、除去生物小分子杂质和浓缩样品等都要用到 的技术。透析

13.一般来说,在第一次盐析时,pH应偏离 的pI值,靠近 的pI值;而在第二次盐析时pH应调至接近 的pI值。有效成分、杂质、有效成分

14.盐析时,蛋白质浓度 ,共沉淀现象越明显,盐析分离效果则越差。越高 15.影响盐析的主要因素有(溶质种类) ,(溶质浓度),(pH值)和(温度)。 16.盐析用盐的选择需考虑(盐析作用强)、(溶解度大)、(生物学惰性)和(来源丰富、经济) 等几个方面的因素;

17.影响有机溶剂沉淀的因素有(温度)、(pH)、(样品浓度)、(中性盐浓度)和(金属离子)。 18、DNP是 和 以复合物形式存在的,解聚它们用去污剂 。DNA,蛋白质,SDS

19.纯DNA溶液的OD260/OD280应等于 。1.8

20.提取核酸时,溶液中的多糖类物质应该用 除去。CTAB或十六烷基三甲基溴化铵;

21.蛋白质在用盐析沉淀分离后,需要将蛋白质中的盐除去,常用的办法是透析和凝胶过滤的办法除盐。 22.常用的蛋白质沉析方法有(等电点沉淀),(盐析)和( 有机溶剂沉淀 )。 23. 利用沉淀法分离纯化蛋白质时常用的中性盐是 。硫酸铵;

24.生物大分子制备的整个过程分为① 、 ② 、

③ 、 ④ 、⑤ 五个阶段。材料选择和处理,确立测定方法,分离与纯化,抽提,浓缩

25.纯化方案评价的指标主要有 、 和 。回收率,纯化倍数,比活力

26. 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。

27. 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。

28. 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。

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29. 影响提取的因素主要有 溶剂 、 溶解度 、 温度 、 pH 和 浓度差 等。 30. 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。 31. 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。

32. 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。

33. RNA的提取方法主要有 稀盐溶液 提取和 苯酚水溶液 提取。

34. 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。

35. 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。

36. 能够选择性地沉淀DNA的试剂是 异丙醇 。

37. 根据物质吸收光谱的频率范围不同分光光度检测可分为:紫外分光光度检测 、 可见光分光光度检测 和 红外光分光光度检测 。

38. 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。

39.聚酰胺薄膜层析只适用于 极性分子 的分离。

40. 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。

41. 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。

42. 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。

43. 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。

44. 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。 45. 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。

46. 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。

47. 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

48. 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。

49. 离子交换层析的操作过程包括上柱(加样) 、 洗脱 和 收集 、树脂再生四大步骤。 58.大孔网状吸附剂有(非极性)、(中等极性)和(极性)三种主要类型; 50.影响离子交换速度的因素有(树脂粒度)、(交联度)、(溶液流速)、(温度)、(离子的大小)、(离子的化合价)和(离子浓度)。

51.分配色谱的基本构成要素有(载体)、(固定相)和(流动相)。

52.分子筛色谱也称(凝胶色谱)的主要应用是(脱盐)和(分级分离)

53.配体与基质之间引入 可以减少 效应。手臂,空间位阻

54.纸层析中,各物质的Rf值决定于被分离物质在两相间的 以及两相间的 。分配系数、体积比

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