5 ＤＮＡ和蛋白质技术
5.1 ＤＮＡ的粗提取与鉴定
1.提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。DNA的粗提取就是利用DNA与RNA、蛋
白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其
他成分。
2.DNA粗提取的原理：1）DNA和蛋白质等其它成分在不同浓度的
NaCl溶液中的溶解度不同。所以一般选用2mol/L的NaCl溶液充分溶解DNA,使杂质沉淀，再缓慢注入蒸馏水使NaCl溶液浓度接近0.14mol/L，使DNA析出。2）DNA 不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。所以可用体积分数为95%,预冷的酒精溶液来提纯DNA。
3.提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。1）酶具有专一性，蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。2）温度值为60～80℃时，会使蛋白质变性沉淀，而DNA不会变性。3）植物细胞提取DNA时，常用洗涤剂瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。
4.在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色，可以检测DNA的存在。
5.选用DNA含量相对高的生物组织提取DNA，成功的可能性更大。哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器，不适宜用来提取DNA，但适宜用来提取血红蛋白。
6.实验设计过程：1）实验材料的选取：本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因。一是因为其DNA含量丰富，材料易得；二是鸡血细胞极易吸水胀破，而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心，对设备要求较高，操作繁琐，历时较长。2）破碎细胞，获取含DNA的滤液：往鸡血细胞中加一定量的蒸馏水，同时用玻棒搅拌，使细胞吸水胀破释放DNA，过滤取DNA滤液。3）去除滤液中的杂质：往DNA滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，过滤除去不溶的杂质。再加蒸馏水调节NaCl溶液浓度接近0.14mol/L，析出DNA，过滤去除溶液中的杂质。
4）DNA的提纯：将析出的DNA用2mol/L的NaCl溶液溶解过滤取滤液，加入与滤液体积相等的、预冷的体积分数为95%的酒精溶液，静置2-3分钟，析出白色丝状物即为粗提取的DNA。
5）DNA的鉴定：白色丝状物溶于5mL2mol/L的NaCl溶液，加入4mL二苯胺，沸水浴5分钟后观察到DNA溶液呈蓝色。
7.注意事项：在鸡血中要加入柠檬酸钠防止凝固；玻璃容器会吸附DNA，所以提
取过程使用塑料烧杯；使用尼龙布过滤；加入酒精和用玻棒搅拌时，动作要轻缓（细胞破裂快速搅拌），沿同一方向搅拌，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。二苯胺试剂要现用现配等。
5.2多聚酶链式反应扩增DNA片段
1. PCR又叫多聚酶链式反应，是一种体外迅速扩张DNA片段的技术，其复制过程与细胞内DNA的复制类似。需要：1）解旋酶（打开DNA双链）；2）DNA母链（提供DNA复制的模板）；3）四种脱氧核苷酸（合成子链的原料）；4）DNA聚合酶（催化合成DNA子链）5）引物（使DNA聚合酶能够从引物的3，端开始连接脱氧核苷酸）。
2.为了明确地表示DNA的方向，通常将DNA的羟基（-OH）末端称为3，端，而磷酸基团的末端称为5，端。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3，端延伸DNA链，因此DNA复制需要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3，端开始延伸DNA链，因此DNA的合成方向总是从子链的5，端向3，端延伸。
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3.PCR 利用了DNA
使用的PCR
PCR 反应需要在一定的
DNA
DNA
复制在体外反复进行。
4.PCR 一般要经历30
温度上升到
DNA 解聚为单链。复性指当温度下降到
DNA 结合。延伸指当温度上升到
A 、T 、C 、G ）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。
5PCR
酶吸
6.DNA 在
可以利用这一特点进行
的测定。
5.3 血红蛋白的提取和分离
1.负责血液中
2.溶解度、
吸附性质和对
3.
法。内部有许多贯穿的通道，
当相对分子质量
质因此得以分离。
4.
20mmol/L PH 为
7.0）。
5.许多重要的生物大分子，
如在一定的PH 下，
在电场的作用下，
电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同使带电分
6.
样品的处理及粗分离包括：1
2 3
4）透析：把血红蛋白装入透析袋，置于20mmol/L 磷酸缓冲液（PH 为7.0
）中，除
7.用缓冲液平衡好的凝胶装填色谱柱时，
降低分离
8.血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步，包括：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。
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，再经过透析去除分子量较小的杂质，
然后通过凝即样品的纯化；
2019-2020学年高中生物第一章无茵操作技术实践第二节植物 组织培养技术教案苏教版选修1 1．简述植物组织培养的原理和过程。(重难点) 2．了解MS基本培养基贮备液的配制方法。(重点) 3．举例说出使用的激素及其对脱分化、再分化的作用。(难点) 1．植物组织培养 (1)概念：在无菌和人工控制的条件下，诱导离体的植物器官、组织等在适宜的培养条件下发育成完整植株的技术。 (2)原理：植物细胞的全能性，是指植物体的每个体细胞都携带来自受精卵的完整基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。 2．植物组织培养的过程 (1)脱分化：由已经分化的植物细胞或组织产生愈伤组织的过程。 (2)再分化：在一定条件下继续培养脱分化的愈伤组织可以重新诱导根、芽等器官的分化。 [合作探讨] 探讨1：同一株植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成一定相同吗？ 提示：不一定相同，如取的是花粉，是通过减数分裂形成的，获得的愈伤组织染色体数是体细胞的一半，所以与体细胞形成的愈伤组织基因组成不同。 探讨2：同微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？ 提示：微生物培养基以有机营养为主。而MS培养基则需提供大量无机营养，主要包括
植物生长必需的大量元素和微量元素两大类。 探讨3：马铃薯长期种植，产量会降低而且易感染病毒，要想提高马铃薯的产量，应该怎样培育无病毒的马铃薯？ 提示：长期进行无性繁殖的植物，只有根尖和茎尖中几乎无病毒，因此可利用马铃薯的茎尖或根尖进行植物组织培养获得无病毒的马铃薯植株。 [思维升华] 1．植物组织培养的过程 离体的植物组织、器官或细胞(外植体)――→脱分化愈伤组织――→再分化 根、芽或胚状体―→新个体。 (1)愈伤组织与根尖分生组织的异同： (1)使用顺序的比较 (2)使用比例的比较
高中生物各专题考点||，记不住的赶紧翻 专题一细胞的分子组成和结构 【考点速查】 1．掌握氨基酸的元素组成、分子通式、结构特点 2．判断蛋白质分子中氨基、羧基数目||，理解蛋白质分子中肽链数与肽键数、脱水缩合失去的水分子数的关系 3．理解并准确记忆蛋白质、核酸的种类和功能以及核酸与蛋白质的关系 4．理解观察DNA和RNA在细胞中分布实验的原理、染色剂的选择和使用方法、实验现象 5．掌握核酸与核苷酸的关系||，核苷酸的种类与组成 6．准确记忆糖类的元素组成、种类、分子式||，在动、植物细胞中的分布、主要功能||，哪些糖具有还原性 7．准确记忆脂质的元素组成、种类||，在动植物细胞中的分布、主要功能 8．掌握生物膜的化学成分及主要功能||，理解生物膜之间的相互转化关系 9．识别不同细胞、各种细胞器的结构模式图||，掌握几种重要细胞器的功能
10．理解用高倍镜观察叶绿体和线粒体实验中的实验材料的选择原因、使用染色剂的原理、实验步骤及观察结果11．理解细胞核的功能及探究实验的结论 【命题动向】 本专题中涉及试题较多以文字形式呈现||，主要以选择题的形式进行考查||，也可能会以非选择题的个别空进行考查||。蛋白质的功能常与免疫知识结合考查；核酸结构常与DNA 复制与基因表达结合考查；叶绿体、线粒体结构常与光合作用、细胞呼吸结合考查；液泡常与渗透作用结合考查||。专题二细胞的代谢 【考点速查】 1．理解渗透作用概念、发生条件||，弄清渗透平衡后漏斗内外浓度关系 2．理解植物细胞质壁分离与复原实验的材料选择原因、实验步骤、现象、对照分析 3．理解物质出入细胞的方式及其特点和影响因素 4．弄清酶的催化特性||，理解影响酶活性的因素实验的原理、实验材料选择、现象||，分析与酶有关的曲线 5．准确记忆ATP的简写式||，理解它与RNA的关系、细胞中产生ATP和消耗ATP 的过程及场所 6．准确记忆细胞呼吸过程中有关物质和能量的变化 7．理解探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理、现象、结论
2019-2019学年苏教版高中生物选修一第一章无菌操作技术实践单元测试 一、单选题 1.下列关于刚果红染色法的说法中，正确的是（） A. 先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，不需用氯化钠溶液洗去浮色 B. 倒平板时就加入刚果红，可在培养皿中先加入1mlCR溶液后加入100ml培养基 C. 纤维素分解菌菌落周围出现刚果红 D. 倒平板时就加入刚果红，长期培养刚果红有可能被其他微生物分解形成透明圈 2.下列关于植物组织培养的叙述，错误的是（） A. 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B. 培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C. 离体器官或组织的细胞通过脱分化形成愈伤组织 D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型相同 3.欲分离筛选出能分泌脂肪酶的细菌，应选择下列固体培养基（仅列出了碳氮源）中的（） A. 蛋白胨、柠檬酸铁铵 B. 植物油、牛肉膏 C. 植物油、硫酸铵 D. 葡萄糖、蛋白胨 4.下列有关微生物的叙述中正确的是（） A. 病毒的致病性是由衣壳决定的 B. 微生物的繁殖方式都是二分裂 C. 诱变育种可以达到人工控制微生物代谢的目的 D. 微生物的次级代谢产物是其自身生长繁殖所必需的 5.下面与发酵工程有关的叙述中，不正确的是（） A. 发酵罐中必须通入无菌空气 B. 不经处理排放的废弃培养液是一种污染物 C. 培育新菌种，可用于分解更多种类的有机污染物 D. 发酵工程在医药工业、食品工业和环境保护等方面均有广泛应用 6.下列对月季花药培养的有关认识，错误的是() A. 材料的选择与培养基的组成影响花药培养的成功率 B. 选择花药时最常用的方法是醋酸洋红法 C. 幼小植株形成前不需要光照 D. 培养形成的愈伤组织可继续在原培养基中分化形成植株 7.对分解纤维素的微生物选择培养时，应将锥形瓶固定在_____振荡培养一段时间，直到培养液变_ ___时为止．（） A. 桌子上红色 B. 温箱里产生透明圈 C. 窗台上清澈 D. 摇床上混浊 8.“分离土壤中以尿素为氮源的微生物”实验，配制LB全营养培养基的目的是（） A. 作为实验组，分离尿素分解菌 B. 作为对照组，检测培养基灭菌是否彻底
1、蛋白质的基本单位氨基酸，其基本组成元素是C H、ON 2、氨基酸的结构通式：__________ 肽键：__________________ 3、肽键数=脱去的水分子数=_氨基酸数_ —__肽链数__________ 4、多肽分子量=氨基酸分子量x_氨基酸数一水分子数_x18 5、核酸种类：_____ DNA__和—RNA _ 基本组成元素: C,H,O,N,P ____________ 6、DNA的基本组成单位：脱氧核苷酸；RNA的基本组成单位_核糖核苷酸。 7、核苷酸的组成包括：1分子、1分子、1分子。 & DNA主要存在于__细胞核中，含有的碱基为_A,T,G,C ； RNA 主要存在于__细胞质中，含有的碱基为ACGU 9、细胞的主要能源物质是__糖类_____，直接能源物质是__ATP 10、葡萄糖、果糖、核糖属于单糖； 蔗糖、麦芽糖、乳糖属于二糖；淀粉、纤维素、糖原属于多糖。 11、脂质包括：脂肪、磷脂和固醇 12、大量元素：C、H O IN P、S、K、Ca、Mg （9 种） 微量元素：Fe、Mn B、Zn、Cu、Mo （6 种） 基本元素：C H O N_ （4种） 最基本元素：C （1种） 主要元素：C H O N P、S （6种） 13、水在细胞中存在形式：自由水、结合水 14、细胞中含有最多的化合物：水干细胞中含量最多的有机物：蛋白质 15、血红蛋白中的无机盐是：Fe2+，叶绿素中的无机盐是:Mg+ 16、被多数学者接受的细胞膜模型叫流动镶嵌模型 17、细胞膜的成分：磷脂、蛋白质和少量糖类。细胞膜的基本骨架是磷脂双份子层。 18、细胞膜的结构特点是：流动性；功能特点是：选择透过性 19、具有双层膜的细胞器：线粒体、叶绿体； 不具膜结构的细胞器：核糖体、中心体； 有“动力车间”之称的细胞器是_线粒体_； 有“养料制造车间”和“能量转换站”之称的是叶绿体； 有“生产蛋白质的机器”之称的是_核糖体； 有“消化车间”之称的是溶酶体； 存在于动物和某些低等植物体内、与动物细胞有丝分裂有关的细胞器是中心体。与植物细胞细胞壁形成有关、与动物细胞分泌蛋白质有关的细胞器是—高尔基体。 20、细胞核的结构包括：核膜、核仁和染色质。细胞核的功能：是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。 21、原核细胞和真核细胞最主要的区别：有无以核膜为界限的细胞核 22、物质从高浓度到低浓度的跨膜运输方式是：简单扩散和协助扩散需要载体的运输方式是：协助运输和主动运输；需要消耗能量的运输方式是：主动运输； 23、酶的化学本质：多数是蛋白质，少数是RNA 24、酶的特性：高效性、专一性 25、ATP的名称是三磷酸腺苷，结构式是：A—P~P~P ATP 是各项生命活动的直接能源，被称为能量“货币”
高考生物专题训练一：细胞的分子组成 第一讲 蛋 白 质 一、 高中生物必背知识 （一）、细胞中的元素和化合物 统一性：元素种类大体相同 1、 生物界与非生物界 差异性：元素含量有差异 2、 组成细胞的元素 最基本元素：C 基本元素：C 、H 、O 、N 大量元素：C 、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg 微量元素： Zn 、Mo 、Cu 、B 、Fe 、Mn （口诀：新木桶碰铁门） 3、组成细胞的化合物 无机化合物：水、无机盐 有机化合物：蛋白质、脂质、核酸、糖类 4、检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质（重点实验） （1）还原糖的检测和观察 实验原理：还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）与斐林试剂产生砖红色沉淀 实验材料：苹果或梨、斐林试剂 实验过程：制苹果液 加斐林试剂 水浴加热 观察现象 实验现象：浅蓝色 棕色 砖红色 实验结论：生物组织中含有还原糖 （2）蛋白质的鉴定 实验原理：双缩脲试剂与蛋白质产生紫色反应 实验材料：鸡蛋清或黄豆组织样液或牛奶 双缩脲试剂 实验过程：制鸡蛋清 加双缩脲试剂 观察现象 实验现象：产生紫色反应 实验结论：生物组织中含有蛋白质
（3）脂肪的鉴定 常用材料：花生子叶或向日葵种子 试剂：苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液 注意事项：①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。 ②酒精的作用是：洗去浮色 ③需使用显微镜观察 颜色变化：橘黄色或红色 （4）淀粉的检测和观察 常用材料：马铃薯 试剂：碘液 颜色变化：变蓝 （二）、生命活动的主要承担者——蛋白质 1、氨基酸及其种类 （1）氨基酸分子的结构通式： （2）结构要点：每种氨基酸至少含有一个氨基（-NH 2）和一个羧基（-COOH ）， 并且都连接在同一个碳原子上。氨基酸的种类由R 基（侧链基团）决定。 2、蛋白质的结构 （1）组成元素：C H O N （2）形成过程： 氨基酸 二肽 三肽 多肽 多肽链 一条或若干条多肽链盘曲折叠 蛋白质 3、蛋白质的功能 （1）构成细胞和生物体结构的重要物质（肌肉毛发） （2）催化细胞内的生理生化反应） （3）运输载体（血红蛋白） （4）传递信息，调节机体的生命活动（胰岛素） （5）免疫功能（ 抗体） 4、蛋白质分子多样性的原因 构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序、以及空间结构不同
“蛋白质计算”专题讲练 在高中生物学中，涉及蛋白质各种因素之间的数量关系比较复杂，是学生学习中的重点和难点，也是高考的考点与热点。因此，在复习时牢牢掌握氨基酸分子的结构通式以及脱水缩合反应的过程，恰当的运用相关公式是解决问题的关键。现将与蛋白质相关的计算公式及典型例题归析如下，以便复习参考。 一、有关蛋白质计算的公式汇总 ★★规律1：有关氨基数和羧基数的计算 ⑴蛋白质中氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数-肽键数； ⑵蛋白质中羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基的总数-肽键数； ⑶在不考虑R基上的氨基数时，氨基酸脱水缩合形成的一条多肽链中，至少含有的氨基数为1，蛋白质分子由多条肽链构成，则至少含有的氨基数等于肽链数； ⑷在不考虑R基上的羧基数时，氨基酸脱水缩合形成的一条多肽链中，至少含有的羧基数为1，蛋白质分子由多条肽链构成，则至少含有的羧基数等于肽链数。 ★★规律2：蛋白质中肽键数及相对分子质量的计算 ⑴蛋白质中的肽键数=脱去的水分子数=水解消耗水分子数=氨基酸分子个数-肽链数； ⑵蛋白质的相对分子质量=氨基酸总质量（氨基酸分子个数×氨基酸平均相对分子质量）-失水量（18×脱去的水分子数）。 注意：有时还要考虑其他化学变化过程，如：二硫键（—S—S—）的形成等，在肽链上出现二硫键时，与二硫键结合的部位要脱去两个H，谨防疏漏。 ★★规律3：有关蛋白质中各原子数的计算 ⑴C原子数=（肽链数+肽键数）×2+R基上的C原子数； ⑵H原子数=（氨基酸分子个数+肽链数）×2+R基上的H原子数=各氨基酸中H原子的总数-脱去的水分子数×2； ⑶O原子数=肽链数×2+肽键数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱去的水分子数； ⑷N原子数=肽链数+肽键数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子的总数。
蛋白质组学蛋白质组学相关技术及发展文献综述 蛋白质组学相关技术及发展文献综述张粒植物学211070161概念及相关内容1994年澳大利亚Macquaie大学的Wilkins和Williams等在意大利的一次科学会议上首次提出了蛋白质组proteome这个概念该英文词汇由蛋白质的“prote”和基因组的“ome”拼接而成并且最初定义为“一个基因组所表达的蛋白质”1。然而这个定义并没有考虑到蛋白质组是动态的而且产生蛋白的细胞、组织或生物体容易受它们所处环境的影响。目前认为蛋白质组是一个已知的细胞在某一特定时刻的包括所有亚型和修饰的全部蛋白质2。蛋白质组学就是从整体角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平与修饰状态了解蛋白质之间的相互作用与联系提示蛋白质的功能与细胞的活动规律。2蛋白质组学的分类蛋白质组学从其研究目标方面可分为表达蛋白质组学和结构蛋白质组学。前者主要研究细胞或组织在不同条件或状态下蛋白质的表达和功能这将有助于识别各种特异蛋白3目前蛋白质组学的研究在这方面开展的最为广泛其运用技术主要是双相凝胶电泳Two-dimensional gel electrophoresis2DE技术以及图像分析系统当对感兴趣的蛋白质进行分析时可能用到质谱。由于蛋白质发生修饰后其电泳特性将发生改变这些技术可以直接测定蛋白质的含量并有助于发现蛋白质翻译后的修饰如糖基化和磷酸化等4。结构蛋白质组学的目标是识别蛋白质的结构并研究蛋白质间的相互作用。近年来酵母双杂交系统是研究蛋白质相互作用时常用的方法同时研究者也将此方法不断改进5。有研究者最近发现在研究蛋白质相互作用时通过纯化蛋白复合物并用质谱进行识别是很有价值的4。3蛋白质组学相关技术目前蛋白质组学研究在表达蛋白质组学方面的研究最为广泛其分析通常有三个步骤第一步运用蛋白质分离技术分离样品中的蛋白质第二步应用质谱技术或N末端测序鉴定分离到的蛋白质第三步应用生物信息学技术存储、处理、比较获得的数据。3.1蛋白质分离技术这类技术主要是电泳其中应用最多的是双向电泳技术其他还有SDS-PAGE、毛细吸管电泳等。除了电泳外还有液相色谱通常使用高效液相色谱HPLC和二维液相色谱2D-LC。另外还有用于蛋白纯化、除杂的层析技术、超离技术等。 3.1.1双相凝胶电泳双相凝胶电泳two-dimensional gel elec—trophoresis2DE这是最经典、最成熟的蛋白质组分离技术产生于20世纪70年代中叶但主要的技术进步如实验的重复性、可操作性蛋白质的溶解性、特异性等是在近lO年取得的。它根据蛋白质不同的特点分两相分离蛋白质。第一相是等电聚焦IEF电泳根据蛋白质等电点的不同进行分离。蛋白质是两性分子根据其周围环境pH可以带正电荷、负电荷或静电荷为零。等电点pI是蛋白质所带静电荷为零时的pH周围pH小于其pI时蛋白质带正电荷大于其pI时蛋白质带负电荷。IEF时蛋白质处于一个pH梯度中在电场的作用下蛋白质将移向其静电荷为零的点静电荷为正的蛋白将移向负极静电荷为负的将移向正极直到到达其等电点如果蛋白质在其等电点附近扩散那么它将带上电荷重新移回等电点。这就是IEF的聚焦效应它可以在等电点附近浓集蛋白从而分离电荷差别极微的蛋白。pH梯度的形成最初是在一个细的包含两性电解质的聚丙烯酰胺凝胶管中进行。在电流的作用下两性电解质可形成一个pH梯度。但由于两性电解质形成的pH梯度不稳定、易漂移、重复性差80年代以后研究人员研制了固定pH梯度的胶条IPG。此种胶条的形成需要一些能与丙烯酰胺单体结合的分子每个含有一种酸性或碱性缓冲基团。制作时将一种含有不同酸性基团的此分子溶液和一种含有不同碱性基团的此分子溶液混合两种溶液中均含有丙烯酰胺单体和催化剂不同分子的浓度决定pH的范围。聚合时丙烯酰胺成分与双丙烯酰胺聚合形成聚丙烯酰胺凝胶。第二相是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳SDS-PAGE根据蛋白质的分子量不同进行分离。此相是在包含SDS的聚丙烯酰胺凝胶中进行。SDS是一种阴离子去污剂它能缠绕在多肽骨架上使蛋白质带负电所带电荷与蛋白质的分子量成正比在SDS聚丙烯酰胺凝胶中蛋白质分子量的对数与它在胶中移动的距离基本成线性关系。SDS-PAGE装置有水平和垂直两种形式垂直装置可同时跑多块胶如Amersham pharmacia Biotech的Ettan DALT II系统可同时跑12块胶提高了操作的平行性。经过2DE
高中生物蛋白质知识点总结 蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。机体所有重要的组 成部分都需要有蛋白质的参与。一般说，蛋白质约占人体全部质量的18%， 最重要的还是其与生命现象有关。下面是小编整理的高中生物蛋白质知识点 总结，供参考。 1.蛋白质基本含义蛋白质是由氨基酸以“脱水缩合”的方式组成的多肽链经 过盘曲折叠形成的具有一定空间结构的物质。蛋白质中一定含有碳、氢、氧、 氮元素。蛋白质是由α—氨基酸按一定顺序结合形成一条多肽链，再由一条 或一条以上的多肽链按照其特定方式结合而成的高分子化合物。蛋白质就是 构成人体组织器官的支架和主要物质，在人体生命活动中，起着重要作用， 可以说没有蛋白质就没有生命活动的存在。2.原子数由m个氨基酸，n条肽 链组成的蛋白质分子，至少含有n个—COOH，至少含有n个—NH2，肽键 m-n个，O原子m+n个。分子质量设氨基酸的平均相对分子质量为a，蛋白 质的相对分子质量=ma-18(m-n)基因控制基因中的核苷酸6信使RNA中的核 苷酸3蛋白质中氨基酸13.蛋白质组成及特点蛋白质是由C(碳)、H(氢)、O(氧)、N(氮)组成，一般蛋白质可能还会含有P(磷)、S(硫)、Fe(铁)、Zn(锌)、Cu(铜)、B(硼)、Mn(锰)、I(碘)、Mo(钼)等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为： 碳50%氢7%氧23%氮16%硫0~3%其他微量。(1)一切蛋白质都含N元素， 且各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%;(2)蛋白质系数：任何生物样品中 每1g元N的存在，就表示大约有100/16=6.25g蛋白质的存在，6.25常称为 蛋白质常数(3)蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子。蛋白质分子 上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。蛋白质 具有一级、二级、三级、四级结构，蛋白质分子的结构决定了它的功能。
蛋白质组学技术在农业生物科研领域、疾病机理机制研究、药物研究、海洋环境、植物胁迫机制研究等方面具有广泛应用。蛋白组学的研究通常遵循以下思路： 蛋白质组学研究思路 图 1 蛋白质组学研究思路 一、蛋白质组学在农业生物科研领域的应用 蛋白质组学技术在农业生物科研领域的应用为作物生长发育、病虫害防治、遗传育种、畜牧兽医学疾病诊断和治疗等方面发挥重要的作用，为现代农业发展开辟新途径。 1 .蛋白质组学在农作物研究中的应用 农业是我国人口赖以生存的基础，而提高粮食产量和品质则是农业发展的关键。蛋白质组学关键技术在作物遗传育种、品系鉴定、品质改良、逆境胁迫应答等关键环节的应用，为农业作物的进一步开发利用提供巨大的参考价值。蛋白质组学可系统研究农作物在特定环境或某个发育阶段的组织和器官中蛋白质的表达变化，有助于作物发育过程机制的理解。 Jia等人利用SWATH等技术对四种玉米组织中的蛋白质进行定量分析：包括未成熟雌穗，未成熟雄穗，授粉后20天的幼胚和14日龄幼苗的根。在玉米的4种组织中总共鉴定到4551个蛋白质，其中在雌穗，雄穗，幼胚和幼根中分别鉴定到3916、3707、3702和2871种蛋白质。利用生物信息学技术将蛋白质组和转录组进行关联分析，并且进一步分析组织特异性高表达的基因和蛋白，以了解玉米组织结构和器官发生的调节机制，为研究玉米发育生物学研究提供了新的线索。相关成果2017年发表在Journal of Proteome Research上。
图 2 实验流程图 文献来源：Jia HT, Sun W, Li MF, et al. An integrated analysis of protein abundance, transcript level and tissue diversity to reveal developmental regulation of maize [J]. J. Proteome Res, December 18, 2017. 2.蛋白质组学在食品科学中的应用 在食品安全研究中，蛋白组学的出现为食品科学的研究指明了方向，同时也为食品科学的研究奠定了良好的发展平台。蛋白质组学在粮油食品、肉类食品、水产食品、乳品食品等方面的应用，不仅可以提高食品安全，并且在改善食品制作以及储存条件的同时，还可以提高食品的口感以及营养程度。 在热处理过程中，肉类的主要成分蛋白质会发生结构性变形，如氧化、降解、变性和聚集。蛋白质的这些变化对最终肉制品的质量、颜色、嫩度和风味有重要影响，并最终影响适口性和可接受性。Tian等人利用2-DE等技术手段研究了在加热中心温度为72℃时用不同的烹饪方法，例如水浴烹饪-WB、短时欧姆烹饪-STOH和长时间欧姆烹饪-LTOH，对牛肉的颜色、烹饪损失、剪切值和蛋白质组变化的影响。蛋白质组学分析表明，欧姆烹饪的烹饪损失、剪切值显著低于水浴烹饪（P<0.05）。利用2-DE蛋白组学技术成功鉴定到STOH和WB烹饪样品之间的17个差异蛋白质，并鉴定出LTOH和WB样品之间的13个差异蛋白质。大多数差异蛋白是肌原纤维和肌浆蛋白，可能与肉质的变化相关。WB烹饪可改变蛋白质溶解度并降低2-DE图像中的蛋白质斑点强度。应用欧姆烹饪会产生更高质量的牛肉产品，并减少烹饪时间。相关成果2016年发表在Innovative Food Science & Emerging Technologies上。
高三复习生物知识结构网络 第一单元生命的物质基础和结构基础 （细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1 1.2生物体中化学元素的组成特点
1.4细胞中的化合物一览表 1.5蛋白质的相关计算 设构成蛋白质的氨基酸个数m，构成蛋白质的肽链条数为n， 构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a，蛋白质中的肽键个数为x， 蛋白质的相对分子质量为y，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r， 则肽键数＝脱去的水分子数，为n m x- =……………………………………①蛋白质的相对分子质量x ma y18 - =…………………………………………② 或者x a r y18 3 - =…………………………………………③
1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因 1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA 的鉴定 1.10水 被选择的离子和小分子 其它离子、小分子和大分子
1.11细胞膜的物质交换功能 1.12线粒体和叶绿体共同点 1、具有双层膜结构 2、进行能量转换 3、含遗传物质——DNA 4、能独立地控制性状 5、决定细胞质遗传 6、内含核糖体 7、有相对独立的转录翻译系统 8、能自我分裂增殖 1.13真核生物细胞器的比较 1.14细胞有丝分裂中核内DNA 、染色体和染色单体变化规律 亲脂小分子 高浓度——→低浓度 不消耗细胞能量（A TP ） 离子、不亲脂小分子 低浓度——→高浓度 需载体蛋白运载 消耗细胞能量（ATP ）
注：设间期染色体数目为2N 个，未复制时DNA 含量为2a 。 1.15理化因素对细胞周期的影响 注：＋ 表示有影响 1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果 1.17细胞分裂与分化的关系 1.18已分化细胞的特点 1.19分化后形成的不同种类细胞的特点 1.20分化与细胞全能性的关系 G 分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低 分化程度高，全能性也高 分化程度最低（尚未分化），全能性最高
第35卷 第1期2011年1月 南京林业大学学报(自然科学版) J o u r n a l o f N a n j i n g F o r e s t r y U n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n ) V o l .35,N o .1 J a n .,2011 h t t p ://w w w .n l d x b .c o m [d o i :10.3969/j .i s s n .1000-2006.2011.01.024] 收稿日期:2009-12-31 修回日期:2010-10-26 基金项目:国家自然科学基金项目(31000287);江苏省高校自然科学基础研究项目(10K J B 220002) 作者简介:甄艳(1976—),副教授,博士。＊施季森(通信作者),教授。E -m a i l :j s h i @n j f u .e d u .c n 。 引文格式:甄艳,施季森.质谱技术在蛋白质组学研究中的应用[J ].南京林业大学学报:自然科学版,2011,35(1):103-108. 质谱技术在蛋白质组学研究中的应用 甄 艳,施季森 ＊ (南京林业大学,林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室,江苏 南京 210037) 摘要:随着蛋白质组学研究的迅速发展,质谱技术已成为应用于蛋白质组学研究中的强有力工具和核心技术。质谱技术的先进性在于为蛋白质组学研究提供的通量和分子信息。笔者重点概述了基于质谱路线的蛋白质组学研究,介绍了基于质谱的定量蛋白质组学﹑翻译后修饰蛋白质组学、定向蛋白质组学、功能蛋白质组学以及基于串联质谱技术的蛋白质组学数据解析的研究 进展。 关键词:质谱;蛋白质组学;定量蛋白质组学;翻译后修饰;定向蛋白质组学;功能蛋白质组学中图分类号:Q 81 文献标志码:A 文章编号:1000-2006(2011)01-0103-06 A p p l i c a t i o n o f m a s s s p e c t r o m e t r y i n p r o t e o m i c s s t u d i e s Z H E NY a n ,S H I J i s e n ＊ (K e y L a b o r a t o r y o f F o r e s t G e n e t i c s a n d B i o t e c h n o l o g y M i n i s t r y o f E d u c a t i o n , N a n j i n g F o r e s t r y U n i v e r s i t y ,N a n j i n g 210037,C h i n a ) A b s t r a c t :W i t ht h e r a p i d d e v e l o p m e n t o f p r o t e o m i c s ,m a s s s p e c t r o m e t r y i s m a t u r i n g t o b e a p o w e r f u l t o o l a n dc o r e t e c h -n o l o g y f o r p r o t e o m i c s s t u d i e s d u r i n g t h e r e c e n t y e a r s .T h e s u p e r i o r i t y o f m a s s s p e c t r o m e t r y l i e s i n p r o v i d i n g t h e t h r o u g h -p u t a n d t h e m o l e c u l a r i n f o r m a t i o n ,w h i c hn o o t h e r t e c h n o l o g y c a n b e m a t c h e di np r o t e o m i c s .I nt h i s r e v i e w ,w e m a d e a g l a n c e o n t h e o u t l i n e o f m a s s s p e c t r o m e t r y -b a s e d p r o t e o m i c s .A n dt h e nw e a d d r e s s e d o n t h e a d v a n c e s o f d a t a a n a l y s i s o f m a s s s p e c t r o m e t r y -b a s e dp r o t e o m i c s ,q u a n t i t a t i v em a s ss p e c t r o m e t r y -b a s e dp r o t e o m i c s ,p o s t -t r a n s l a t i o n a l m o d i f i c a t i o n s b a s e d m a s s s p e c t r o m e t r y ,t a r g e t e d p r o t e o m i c s a n df u n c t i o n a l p r o t e o m i c s b a s e d -m a s s s p e c t r o m e t r y . K e yw o r d s :m a s ss p e c t r o m e t r y ;p r o t e o m i c s ;q u a n t i t a t i v ep r o t e o m i c s ;p o s t -t r a n s l a t i o n m o d i f i c a t i o n ;t a r g e t e d p r o -t e o m i c s ;f u n c t i o n a l p r o t e o m i c s 蛋白质组学(P r o t e o m i c s )是从整体水平上研究细胞内蛋白质的组成、活动规律及蛋白质与蛋白质的相互作用,是功能基因组学时代一门新的学科。目前蛋白质组学的研究主要有两条路线:一是基于双向电泳的蛋白质组学;二是基于质谱的蛋白质组学,其中基于双向电泳的蛋白质组学研究路线最终也离不开质谱技术的应用。自20世纪80年代末,两种质谱软电离方式即电喷雾电离(e l e c t r o s p r a y i o n i z a t i o n ,E S I )和基质辅助激光解析离子化(m a -t r i x a s s i s t e d l a s e r d e s o r p t i o n i o n i z a t i o n ,M A L D I )的发明和发展解决了极性大、热不稳定蛋白质和多肽分 析的离子化和分子质量大的测定问题[1] ,蛋白质组学研究中常用的质谱分析仪包括离子阱(i o n t r a p ,I T ),飞行时间(t i m e o f f l i g h t ,T O F ),串联飞行时间(T O F -T O F ),四级杆/飞行时间(q u a d r u p o l e /T O F h y b r i d s ),离子阱/轨道阱(I T /o r b i t r a ph y b r i d ) 和离子阱/傅里叶变换串联质谱分析仪(I T /F o u r i e r t r a n s f o r m i o n c y c l o t r o nr e s o n a n c em a s s s p e c t r o m e t e r s h y b r i d s ,I T /F T M S ),这些质谱仪具有不同的灵敏度、分辨率、质量精确度和产生不同质量的M S /M S 谱[2] 。质谱作为蛋白质组学研究的一项强有力的工具日趋成熟,并作为样品制备及数据分析的信息学工具被广泛地应用。因此,有学者指出质谱技术 已在蛋白质组学研究中处于核心地位[3] 。目前在通量及所包含的分子信息内容上,基于质谱的蛋白质组学技术在细胞生物学研究中可以鉴定和量化
虚拟实验在初中生物学实验教学中的运用 篇一：虚拟实验在初中生物学实验教学中的运用 虚拟实验在初中生物学实验教学中的运用 一、拟实验的产生 的加利福尼亚高中学生拒绝在科学课的实验室中解剖青蛙。她的反应使得美国人对动物解剖实验的态度发生了微妙的变化。美国的生物教育工作者们从此后进行了多种尝试，试图用书本、切片、幻灯片、模型、录像带、影碟等来代替解剖实验，但是，教学效果都不佳。直至20世纪90年代初，随着计算机和多媒体技术的发展，人们意识到，利用虚拟的实验室可以很好地解决这一难题。 1994年，维吉尼亚州大学教育技术系副教授MABLEKINZIE建立了一个网上的虚拟青蛙解剖实验室(https://www.doczj.com/doc/e2422092.html,/go/frog)。在这个名为“网络青蛙”的虚拟解剖实验室中，多媒体电影能展现照片所无法提供的解剖技术。“网络青蛙”的虚拟解剖操作可以从下面系列截图1中管中窥豹。
虚拟解剖实验在虚拟实验研究中发展很快，但是，由于多种原因，特别是考虑到学生的情感、态度和价值观的形成和培养，出于医学伦理道德等方面教育的需要，在我国的初中生物实验教学中几乎已经不再涉及到动物解剖实验，因此，虚拟解剖实验在我们的教学实践中已经没有了用武之地。二、虚拟实验的概念 虚拟实验是指利用多媒体技术、虚拟现实技术，学习者通过鼠标、键盘、显示器以及力矩球、数据手套、数据眼镜等输入输出设备操作虚拟环境中的实验仪器，模拟实验过程，观察实验现象，探索实验规律的实验。简单的说，虚拟实验是用多媒体的手段对真实实验进行再现或模拟，再学生进由行观看或参与操作的一种实验方式。虚拟实验用到的相关技术如图2。 图2：虚拟实验相关技术 我国的生物虚拟实验还处于起步阶段，首家中学虚拟科学实验室于2002年9月建成(见《中国教育报》2002年9月2日第二版)，其中也安装了生物学科的实验软件和传感器。在网站https://www.doczj.com/doc/e2422092.html,.tw/wong/courses/inform/site03x. htm中也介绍了很多生物虚拟实验室的网址。但是总体来说，我国对虚拟实验室和虚拟实验的研究还停留在研究和探索阶段，其实践和应用局限在部分高校的有限的范围，虚拟实
【推荐】2020年苏教版高中生物必修一（全册） 课时练习汇总 课时达标训练(二)细胞中的元素和无机化合物 (时间：30分钟；满分：50分) 一、选择题(每小题3分，共30分) 1．下列关于组成生物体化学元素的叙述不正确的是() A．Ca、Mg属于大量元素，Fe、Zn属于微量元素 B．生物体内的任何一种元素都可以在无机自然界中找到 C．不同生物组成元素的种类差别很大，而含量基本相同 D．O是活细胞中含量最多的元素 2．(2015·延边汪清中学高一期中)当生物体新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内() A．结合水与自由水的比值与此无关 B．结合水与自由水的比值会降低 C．结合水与自由水的比值会升高 D．结合水与自由水的比值不变 3．世界卫生组织已将骨质疏松症确定为是继心血管疾病之后的第二个威胁人类健康的主要疾病，其致病原因主要是钙流失和钙吸收能力下降。下列说法错误的是() A．无机盐离子对于维持生物体的生命活动有重要作用 B．生物体内的无机盐离子必须保持一定的比例 C．生物体内的钙都以碳酸钙的形式存在 D．血液中的钙含量过低会导致肌肉抽搐 4．(上海高考改编)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在细胞中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明细胞中Na＋参与() A．调节渗透压B．组成体内化合物 C．维持正常pH D．提供能量 5．下列关于细胞中含水量的说法，正确的是() A．同一环境中不同种生物细胞中含水量一般相等 B．同一生物体中，不同组织细胞中含水量基本相同 C．萌发的种子中的含水量高于休眠种子中的含水量 D．同一生物体在不同的生长发育期含水量基本无差异 6．结合下列曲线，判断有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是() A．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄的变化 B．曲线②可以表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化 C．曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化 D．曲线①可以表示人从幼年到成年体内水含量的变化 7．2014年3月22日是第22个“世界水日”，宣传的主题是“水与能源”。水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾病是由水污染引起的。下列有关生物体内水的叙述，错误的是() A．水在病变细胞中以结合水和自由水的形式存在 B．生物体不同的生长发育阶段水的含量不同
高中生物蛋白质专项练习 一、选择题（每小题只有一个选项符合题意） 1．已知氨基酸的平均分子量为128，有100个氨基酸形成3条肽链的蛋白质，分子量约为 A．12800 B．11018 C．11054 D．11638 2．通常情况下，分子式为C63H103O65N17S2的蛋白质分子，最多含有肽腱的个数为 A．63 B．62 C．17 D．16 3．血红蛋白分子中含574个氨基酸，共有4条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数、形成肽键数、至少含有的氨基数和羧基数分别是 A．573、573、573、573 B．570、573、571、571 C．570、573、4、4 D．570、570、4、4 4．下列对蛋白质和核酸的描述正确的是 A．核酸是一切生物的遗传物质B．蛋白质是生命活动的主要承担者 C．所有酶的化学本质都是蛋白质 D．生物新陈代谢的全部化学变化都是酶促反应 5．现有A、B、C三种氨基酸，当每种氨基酸数目不限的情况下，可形成三肽化合物的种类数及形成含3种氨基酸的三肽化合物的种类数分别为 A．3，3 B．6，3 C．9， 27 D．27，6 6．某物质的分子式为C184H3012O576N468S21，则该物质最可能是 A．糖类 B．脂肪 C．蛋白质 D．核酸 7．已知20种氨基酸平均相对分子质量为a，现有某蛋白质分子由n条多肽链组成且相对分子质量为b，此蛋白质分子中的肽键数为 8．有一种二肽，化学式是C 8H 14 N 2 O 5 ，水解后得到丙氨酸和另一种氨基酸M， 则M的R基的化学式是 A．—C 5H 9 NO 4 B．—C 3 H 5 NO 2 C．—C 5 H 7 O 2 D．—C 3 H 5 O 2 9．下表为某种食物中四种氨基酸的含量和人体蛋白质中这四种氨基酸的平均含量。如果食用这种食物，可通过哪种生理过程，使食物中的这四种氨基酸得到充分合理的利用
蛋白质组学及其主要技术 朱红1 周海涛2 (综述) 何春涤1, (审校) (1.中国医科大学附属第一医院皮肤科,辽宁沈阳110001； 2.北京大学深圳医院核医学 科，广东深圳518036) 【摘要】蛋白质组是指一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象的新兴学科，近年来发展迅速，已成为后基因组时代的研究热点。目前，蛋白质组学研究技术主要包括：样品的制备和蛋白质的分离、蛋白质检测与图像分析、蛋白质鉴定及信息查询。本文就蛋白质组学概念及主要技术进行综述。 【关键词】蛋白质组，蛋白质组学 1蛋白质组学的概念 随着人类基因组测序计划的完成，人们对生命科学的研究重点由结构基因组转向功能基因组，1994年Wilkins和Williams首先提出蛋白质组一词[1]，蛋白质组是指一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。从基因到蛋白质存在转录水平、翻译水平及翻译后水平的调控，组织中mRNA丰度与蛋白质丰度不完全符合[2]。蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质-蛋白质相互作用等也无法从DNA／mRNA水平来判断。因此，只有将功能基因组学与蛋白质组学相结合，才能精确阐明生命的生理及病理机制。 蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象，对组织、细胞的整体蛋白进行检测，包括蛋白质表达水平、氨基酸序列、翻译后加工和蛋白质的相互作用,在蛋白质水平上了解细胞各项功能、各种生理、生化过程及疾病的病理过程等[3,4]。蛋白质组学有两种研究策略。一种是高通量研究技术，把生物体内所有的蛋白质作为对象进行研究，并建立蛋白质数据库，从大规模、系统性的角度来看待蛋白质组学，更符合蛋白质组学的本质。但是，由于剪切变异和翻译后修饰，蛋白质数量极其庞大，且表达随空间和时间不断变化，所以分析生物体内所有的蛋白质是一个耗时费力，难以实现的理想目标。另一种策略是研究不同状态或不同时期细胞或组织蛋白质组成的变化，主要目标是研究有差异蛋白质及其功能，如正常组织与肿瘤组织间的差异蛋白质，寻找肿瘤等疾病标记物并为其诊断治疗提供依据。 2蛋白质组学的常用技术 2.1样品的制备和蛋白质的分离技术 2.1.1样品的制备样品制备包括细胞裂解与蛋白质溶解，以及去除核酸等非蛋白质成分。 激光捕获显微切割(Laser-captured microdissection, LCM)[5]技术可大量获得足够用于蛋白质组学研究的单一细胞成分，避免其他蛋白成分对电泳结果的干扰。尤其是肿瘤的蛋白质组学研究常用LCM技术来获取单一的肿瘤细胞。 2.1.2蛋白质的分离技术 ①双向凝胶电泳(Two-dimensional electrophoresis, 2-DE)：双向电泳方法于 l975年由O'Farrell[6]首先提出，根据蛋白质等电点和分子量的差异，连续进行成垂直方向的两次电泳将其分离。 第一向为等电聚焦(Isoelectric focusing,IEF)电泳，其基本原理是利用蛋白质分子的等电点不同进行蛋白质的分离。较早出现的IEF是载体两性电解质pH梯度，即在电场中通过两性缓冲离子建立pH梯度；20世纪80年代初建立起来的固相pH梯度(Immobilized pH gradients，IPG)IEF，是利用一系列具有弱酸或弱碱性质的丙烯酰胺衍生物形成pH梯度并参与丙烯酰胺的共价聚合，形成固定的、不随环境电场条件变化的pH梯度。IPG胶实验的重复