第12届国际生物奥林匹克竞赛实验试题2

第12届国际生物奥林匹克竞赛实验试题(2)译者:吴光耀(北京大学生命科学学院北京100871)刘恩山(北京师范大学生命科学学院北京100875)程　红(北京大学生命科学学院北京100871)(续2002年第3期第60页)实验3:植物色素分析光合色素的反向薄层析(TL C)引　言 薄层层析是分子分析的1种重要技术,生物学家和生物化学家如何了解一些分子(如蛋白质、脂肪和植物色素)呢?回答这些问题是通过分离和研究这些分子,这已经有100多年的历史了,分析这些分子的1种重要技术是薄层层析(TL C)。

这种技术能够分离不同类型的分子是基于这些分子有亲水固定相和疏水流动相对亲和性,固定相通常是固定在玻璃板或金属板上的硅胶,而流动相是适当溶剂的混合物。

虽然现在已被一些新的更有效的精确的技术所取代(如用GC2M S技术),但TL C仍然是光合色素样品定性分析的最简单,有效的技术。

对于光合色素分析,有些问题可已很明确如去镁叶绿素的形成是由于叶绿素与存在于硅胶中的H2Si O3 (硅酸)分子反应的结果。

可在硅胶中使极性集团被C182烷烃链所饱和,问题就能被避免。

这一方法在非极性的硅胶中用适当溶剂作流动相(如乙酸乙酯、甲醇和水混合)的反向薄层析(R P2TL C)中应用。

每位学生可使用的设备和材料:①层析槽(200 250mL的烧杯中装有一定体积的溶剂用培养皿);②1个薄层层析板40×100mm,在60～80℃至少干燥30m in;③铅笔;④直尺;⑤铝薄片;⑥3个试管(20mL玻璃试管);⑦有刻度的量筒(10mL);⑧40～60℃范围的石油醚(试剂瓶A)100%丙酮(试剂瓶B);⑨蒸馏水的试管;βκ有细砂的试管;βλ研钵和研杆;βµ20ΛL的2个毛细管;βν豆科植物;βο实验方案;βπ问题纸;βθ回答活页纸(答案纸)作业①通过反相TL C分离和鉴定植物色素;②解答有关TL C和植物色素的问题(用答案纸1);③完成答案纸2的计算。

在实验的最后每个学生完成两页答案纸的回答问题和1个TL C板的层析实验1通过反相TL C分离和鉴定植物色素制备色素(大约15m in)1.取8c m2大小的植物材料;2.植物材料放在研钵中加入少量砂粒;3.加入100%丙酮(大约10mL);4.倒入试管中,在5m in后倾出清液(用于制备TL C层析);5.加入大约20滴石油醚(试剂瓶A)和大约5mL 蒸馏水;6.摇动后静置分成两层(大约1m in后可以分层);7.取出TL C板并小心地用铅笔在基部1.5c m处划上一起始线。

(请不要损坏硅胶层)点样(大约用5m in)1.将色素提取液点在起始线上,用毛细管点3个不同的点轻轻的点样,不要损坏硅胶层;2.用温和的吹风使之干燥;3.重复点样每点4～5次。

层析(大约用25m in)1.把TL C板放在层析槽中,在黑暗中展层(用铝膜覆盖),在你空余的时间回答问题(实验2);2.在20 m in后自槽中取出层析板,通常在展层溶剂前沿离TL C板顶端差1c m时取出。

解释1.用铅笔标记前沿;2.在活页纸上绘出TL C板的展层结果,包括前沿线起始线和看到的色素;3.计算分离出的光合色素的R f值。

光合色素的R f值等于或大于0.4可观察到例如:这种Rp2TL C结果新叶黄素　R f=0.6　薰菜黄素　R f=0.5　叶黄素　R f=0.4去镁叶绿素可以看到,它为蓝灰色,我们不认为它是光合色素,因它是光合色素经化学变化衍生的。

4.划出每1个观察到的光合色素的点你从起始线开始写出色素的号,起始点为N o1,这点的R f值是最低的,鉴定出最小R f值的4种光合色素。

5.用铝膜覆盖TL C板,用于保护色素不会退色。

6.继续试验了并回答答案纸上的问题。

实验2回答与TL C和植物色素有关的问题,选择每1个问题的1个最好的答案每一问题的得分正确回答=+3分,错误回答=-1分,不回答=无分。

回答答案纸1的问题1.下述叙述哪一个是正确的?A.植物有叶绿体且没有线粒体也能生活B.叶绿素和血红素是两个范畴广泛存在的,它们都吸收可见光C.叶绿素在光合作用中的作用相当于血红素在线粒体电子传递的作用D.上述所有的叙述都是错误的2.研究主要植物色素的分子结构(见下图),预示在极性或非极性溶剂中的相对溶解度。

确定这些色素的极性原因之一是由每分子中原子数决定。

哪种原子最重要?A.H原子B.N原子C.C原子D.O原子3.丙酮对提取叶绿体色素最适用,选择正确答案支持这一事实A.在非极性溶剂中仅溶解非极性分子B.叶绿体膜是极性结构膜C.非极性分子是溶在极性溶剂中D.叶绿体间质含有大量的非极性分子4.植物材料常含红色色素;它们的结构表明它们没有光合作用功能且是水溶的。

这些色素在植物细胞中正确的位置是:A.叶绿体膜上B.线粒体膜上C.液泡腔中D.细胞的细胞质中5.叶绿素是与镁原子形成复合分子结构,以卟啉环为中心,卟啉环相似于血红素与铁结合的卟啉环,下列哪一种叙述是正确的,且完整地对分子进行了功能描述?A.卟啉环上的电子吸收光,而长的亲水的尾帮助体膜上的叶绿素被结合。

B.亲水的尾上的电子吸收光,而卟啉环帮助结合体膜上的叶绿素。

C.卟啉环上的电子吸收了光,而亲水的尾帮助体膜结合叶绿素。

D.长的亲水的尾上的电子吸收光,而卟啉环帮助结合类体膜上的叶绿素。

6.研究者发现1种新的细菌,这细菌唯一的1种光合色素,在TL C中,色素表明是暗红黄色。

哪种颜色可能不是这种色素吸收的可见光谱?A.红和黄色B.蓝和紫色C.绿和黄色D.蓝、绿和红色 7.如果你知道植物色素的吸收光谱,你的确切的理由是A.它吸收可见光的波长B.它反射可见光的波长C.它吸收和反射可见光的能量D.上述所有的 答案纸2(试验3)R P2TL C板号　光合色素1　名称　R f值　光合色素2　名称　R f值　光合色素3　名称　R f值　光合色素　名称　R f值画出你的TL C板结果最多的光合色素的号现在回答纸1,2和你TL C板给主考官,在TL C板上写出考生编号、实验4:行为学这部分中你将看到6个录相片段,分别展示昆虫、鸟类和哺乳动物的行为。

每一段录相将放2次。

我们建议你这样做:首先,看录相片段;其次,阅读有关的问题;第3,第2次看录相;第4,回答问题并将答案写在最后一页的答题纸上1.蝴蝶蛹:这种蝴蝶的蛹有绿和褐色2种颜色。

在自然环境中(如树上),2种形态都具隐蔽性。

A.蛹的颜色是由林地表面层的性质决定的,林地表层是毛虫化蛹前活动的地方B.蛹的颜色是由树枝的颜色决定的,树枝是毛虫化蛹前活动的地方C.A和B都正确D.A和B都不正确2.蚂蚁对路径的选择:有两个录相片段。

在第1个片段中,有两条距离不等的路径通向食物源。

在第2个片段中,蚂蚁在实验的第1阶段只能经过距离长的1条路到达食物源。

在实验的第2阶段,蚂蚁可以选择长距离的1条路或者短的1条路,实验的第2阶段中使用的蚂蚁是第1阶段中已经多次走过长距离路径的哪些蚂蚁?A.蚂蚁随机地选择1条路或另1条路B.蚂蚁能够估计路程的距离并能记住其中短距离的1条路C.路径的选择取决于以前有多少只蚂蚁走过这条路D.蚂蚁从来不选择它们没有用化学物质标记过的路3.蜜蜂舞蹈,在录相片段中,1只发现了花粉源的蜜蜂表演了蜜蜂舞来引导蜂巢中的其他工蜂飞向食物源。

这只蜜蜂告诉其他工蜂的方向是:A.太阳右侧约45°B.太阳左侧约135°C.在蜂巢的西南方向D.在蜂巢的东北方向4.牛的社会行为:录相片展示了在5个实验条件下一些牛在取食方面的支配(统治)关系。

以下的几种描述中,哪一种是正确的?A.支配地位的保持需要视觉刺激B.不管实验条件如何,具有支配地位的牛总要表现它的地位C.如果牛头之间不接触,不会表现出支配关系D.以上A、B和C都错5.羊的亲子行为,将放映3段录相:第1段是母羊和刚出生的小羊;第2段,在小羊刚刚出生后,并在它的妈妈还来不及照顾小羊时就给小羊冲洗,然后将洗过的小羊交给从未照顾过小羊的母羊;第3段,小羊出生后立即冲冼小羊,然后交给1只曾经照顾过小羊的母羊。

A.母羊抚养(哺乳)小羊需要她有过照顾刚出生小羊的机会B.1只母羊更倾向接受1只她以前舔过,并以此作为记号的小羊C.冲洗除去了所有气味,限制了母羊哺乳小羊的行为D.A、B、C都是正确的6.帝企鹅的4段录像:1)产卵及将卵交给雄企鹅;2)由聚集的企鹅孵卵;3)雌企鹅加入雄企鹅之中,小企鹅移交给雌企鹅;4)小企鹅分成小群并得到保护。

A.只有雄企鹅照顾小企鹅B.只有雌企鹅照顾小企鹅C.小企鹅由雄企鹅照顾,雌企鹅同样也照顾小企鹅D.雌、雄企鹅都照顾小企鹅,但他们有分工(BH)果蝇的采集方法1　诱集瓶的制作取一个容量为500mL的广口瓶和带有滴管的橡胶塞。

在瓶内放入一些腐烂的水果,或者是甜酒糟,其量为瓶的1 3。

滴管吸入少量乙醚后,管口用凡士林或石蜡封好。

2　采集方法将诱集瓶放在垃圾堆旁或水果市场一角,也可以放在厨房,甚至米酒坛子旁边都可以。

注意瓶子不要将盖子塞住瓶口,以便瓶内的气味溢出和果蝇的进入。

过一段时间发现有果蝇在瓶内,迅速将盖子塞住瓶口,然后挤压滴管胶头将适量乙醚注入瓶内。

待其麻醉后取出,进而培养出果蝇的幼虫以供实验用(观果蝇唾液腺染色体),注意注入瓶内的乙醚不要过量,避免麻醉过深至死。

曾晓华(茶陵第一中学湖南茶陵412400)(BF)。