最新“生物学仪器设备技术”课程期末考试试题答案

2012年“生物学仪器设备技术”课程期末考试试题答案生命科学学院 11级硕士3班李新 122125441、简述实验室安全注意事项。

一、实验室防火安全1．实验室内存放的一切易燃、易爆物品(如氢气、氮气、氧气等)必须与火源、电源保持一定距离，不得随意堆放。

使用和储存易燃、易爆物品的实验室，严禁烟火。

2．不得乱接乱拉电线，不得超负荷用电，实验室内不得有裸露的电线头，严禁用金属丝代替保险丝；电源开关箱内不得堆放物品。

3．严禁在楼内走廊上堆放物品，保证消防通畅通。

二、实验室化学药品安全1．化学药品要分类存放，相互作用的药品不能混放，必须隔离存放。

所有药品都必须有明确的标签，贮存室和柜必须保持整齐清洁。

2．危险化学药品容器应有清晰的标识或标签。

危险化学药品的存放区域应设置醒目的安全标志。

3．从事危险化学药品实验的人员应当接受相应的安全技术培训，做到熟悉所使用药品的性质，熟练掌握相应药品的操作方法。

4．各实验室产生的验废液废物不得随意丢弃，随意排入地面、地下管道以及任何水源，防止污染环境。

三、实验室生物安全1．实验室生物安全涉及人类生存环境的安全，国家对生物安全的管理高度重视，各有关实验室也必须高度重视实验室生物安全，必须有效监控和预防实验室生物污染，要定期检查和自查，发现安全隐患要及时报告并处理解决。

2．未经农业部或市农业局批准，不得擅自采集、运输、接收保存重大动物疫病病料，不得转让、赠送已初步认定为重大动物疫病或者已确诊为重大动物疫病的病料，不得私自将病料样本寄往国外或者携带出境。

四、实验室防辐射安全1．各涉源单位开展相关工作前必须向上级主管部门申领许可证和环评，通过环评和取得许可证后方可开展相关工作。

2．辐射工作场所必须安装防盗、防火、防泄漏设施，保证放射性同位素和射线装置的使用安全。

同位素的包装容器、含放射性同位素的设备、射线装置、辐射工作场所的入口处必须放置辐射警示标志和工作信号。

3．对同位素实验等产生的放射性废物（包括同位素包装容器），不得作为普通垃圾擅自处理。

必须向学校申报，经学校同意后，由学校请有资质的公司或单位进行统一处置。

2.简述离心机的分类及超速离心机操作注意事项（1）依据转速不同，能够分为低速离心机、高速离心机和超速离心机；依据温度控制不同，能够分为冷冻离心机和普通离心机；依据用处不同，还能够将离心机分为剖析离心机和制备离心机；依据工艺用途不同，可以分为过滤式离心机、沉降式离心机和离心分离机；按安装的方式，还可将其分为立式、卧式、倾斜式、上悬式和三足式离心机。

（2）1、对称平衡，样品装入离心管后，必须用天平配平并对称放入转头中。

2、超速离心时，液体一定要加满离心管，应超离时需抽真空，只有加满才能避免离心管变形。

3、使用角度头时别忘盖转头盖，如未盖，离心腔内会产生很大的涡流阻力和摩擦升温。

4、转头必须固定在轴上。

5、离心完后必须从离心机内取出转头，如果转头内有样品渗漏，必须用水将转头清洗干净，然后倒扣在软的台面上。

6、离心腔内的冷凝水必须擦干净。

7、定期给转头螺纹处涂抹润滑油。

3、简述实时荧光定量PCR仪的主要用途及注意事项（1）实时荧光定量PCR仪的主要用途定量PCR是在定性PCR技术基础上发展起来的核酸定量技术。

实时荧光定量利用对荧光信号积累的实时检测来监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。

该技术不仅实现了对DNA/RNA模板的定量，而且具有灵敏度和特异性高、能实现多重反应、自动化程度高、无污染、实时和准确等特点，目前已广泛应用于分子生物学研究和医学研究等领域。

1. 分子生物学研究：基因表达研究和单核苷酸多态性(SNP)及突变分析。

2. 医学研究：病原体检测、产前诊断、药物疗效考核和肿瘤基因检测。

（2）实时荧光定量PCR仪使用注意事项1. 按照正确的开关机顺序操作，有助于延长仪器的使用寿命，减少仪器出故障的频2. 应该定期备份您的实验数据，备份频率推荐每周一次，用光盘刻录。

3. 良好的实验室环境有助于延长仪器的使用寿命，减少仪器出故障的频率。

推荐做到以下几个方面：电源：推荐配备合适的UPS或稳压器。

通风：仪器的通风应该没有阻挡。

温度：推荐实验室配备空调，温度应该控制在10-30°C之间。

湿度：20-80%；对于潮湿的省份，推荐实验室配备除湿机。

空间：易于操作，安全。

4. 定期判断定量PCR仪的样本加热块是否被污染及时清除污染。

4、什么叫激光扫描共聚显微镜，有哪些功能？在使用中应注意什么？（1）激光共聚焦显微镜利用激光作为光源，在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦的原理和装置，以及通过针孔的选择和PMT的收集，并带有一套对其所观察到的对象进行数字图像分析处理的系统软件。

激光共聚焦显微镜主要有四部分组成：1、显微镜光学系统。

2、扫描装置。

3、激光光源。

4、检测系统。

（2）主要功能： 1、细胞及生物荧光样品观察分析。

2、绿荧光蛋白分析。

3、荧光原位杂交分析。

4、光切片扫描。

5、3D图像处理。

6.、时间序列拍摄成像。

（3）1. 仪器周围要远离电磁辐射源；2. 环境无震动，无强烈的空气扰动；3. 室内具有遮光系统，保证荧光样品不会被外源光漂白； 4. 环境清洁； 5. 控制工作温度在5～25℃。

5、请在以下利用流式细胞仪进行的试验中任选三种说明其基本原理。

（1）PI染色法检测细胞周期PI可以与细胞内DNA 和RNA 结合,采用RNA 抑制剂将RNA 消化后,通过流式细胞术检测到的与DNA 结合的PI 的荧光强度直接反映了细胞内DNA 含量的多少。

由于细胞周期各时相的DNA 含量不同,通常正常细胞的G1/ G0 期具有二倍体细胞的DNA 含量(2N) ,而 G2/ M 期具有四倍体细胞的DNA 含量(4N) ,而S 期的DNA 含量介于二倍体和四倍体之间。

因此,通过流式细胞术PI 染色法对细胞内DNA 含量进行检测时,可以将细胞周期各时相区分为G1/ G0 期,S 期和G2/ M 期,并可通过特殊软件计算各时相的百分率。

（5）Fluo-3-AM 染色 (测细胞内游离钙离子浓度)原理：AM酯的羧酸经修改不带电荷，易浸入细胞。

一旦进入细胞，亲脂性基团被非特异酯酶切断，使其带电荷，从而溢出细胞大大减慢。

一般，酯化基团水解对于结合靶离子是必须的。

AM酯水解显颜色或荧光的特点可用于检查其自发水解。

（6 ）PI 单染法检测细胞凋亡：其原理主要是根据细胞凋亡时在细胞、亚细胞和分子水平上所发生的特征性改变。

这些改变包括细胞核的改变、细胞器的改变、细胞膜成分的改变和细胞形态的改变等，其中细胞核的改变最具特征性，主要包括以下几个方面：⑴细胞核的改变：由于凋亡细胞核的改变，造成各种染色体荧光染料对凋亡细胞DNA 可染性发生改变。

⑵光散射特性：凋亡细胞形态上的改变影响它们的光散射特性。

在流式细胞仪上，前散射光与细胞的大小有关，而侧散射光反映的是光在细胞内的折射作用，与细胞内的颗粒多少有关。

在细胞凋亡时，细胞固缩，体积变小，故前散射光降低，细胞坏死时，由于细胞肿胀，其前散射光增大；侧散射光在细胞坏死时也增大，因此可根据前散射光和侧散射光区别凋亡细胞和坏死细胞。

6 、高效液相的检测器有哪些？并说出其主要的检测对象。

⑴紫外检测器（UV）主要用于检测芳烃，含共轭双键和生色团的有紫外吸收的组分，不适用于烃类分析。

⑵光电二极管阵列检测器（DAD 或 PDA），检测有紫外吸收的物质。

⑶荧光检测器（FD）只用于能产生荧光的物质的检测。

⑷示差折光检测器（IRD）只要样品组分与流动相的折光指数不同，就可被检测, 对所有溶质都有响应。

⑸蒸发光散射检测器（ELSD）可检测挥发性低于流动相的任何样品（如糖、抗生素、皂苷、类脂、脂肪酸等）。

流动相低温雾化和蒸发，对热不稳定和挥发性化合物亦有较高灵敏度。

7 、色谱分离的类型有哪几个？并请简述其分离原理。

（10分）⑴吸附色谱（液-固吸附色谱）以固体吸附剂为固定相，如硅胶、氧化铝等，较常使用的是 5 ～10μm 的硅胶吸附剂。

流动相可以是各种不同极性的一元或多元溶剂⑵分配色谱（液-液分配色谱）早期通过在担体上涂渍一薄层固定液制备固定相, 现多为化学键合固定相，即用化学反应的方法通过化学键将固定液结合在担体表面。

正相键合相HPLC少用反相键合相HPLC最常用十八烷基键合硅胶 (C18或ODS)常用甲醇-水、乙腈-水作为流动相。

⑶离子交换色谱固定相为离子交换树脂，流动相为无机酸或无机碱的水溶液。

分离对象：在溶液中电离而带电的离子。

各种离子根据它们与树脂上的交换基团的交换能力的不同而得到分离。

⑷凝胶色谱（空间排阻色谱）以凝胶为固定相。

凝胶是一种经过交联的、具有立体网状结构和不同孔径的多聚体的通称。

如葡聚糖凝胶、琼脂糖等软质凝胶；多孔硅胶、聚苯乙烯凝胶等硬质凝胶。

流动相为无机酸或无机碱的水溶液。

8、MALDI基本原理及其基质作用（1）MALDI-TOF-MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱, 英文名Matrix-AssistedLaser Desorption/ Ionization Time of Flight Mass Spectrometry）是近年来发展起来的一种新型的软电离生物质谱，其无论是在理论上还是在设计上都是十分简单和高效的。

仪器主要由两部分组成：基质辅助激光解吸电离离子源（MALDI）和飞行时间质量分析器（TOF）。

MALDI的原理是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量传递给生物分子，而电离过程中将质子转移到生物分子或从生物分子得到质子，而使生物分子电离的过程。

MALDI-TOF-MS具有灵敏度高、准确度高及分辨率高等特点，为生命科学等领域提供了一种强有力的分析测试手段，并正扮演着越来越重要的作用。

（2）基质的作用：一是从激光脉冲中吸收能量；二是使被测分子分离成单分子状态。

第一个作用要求基质对激光光源有很强的吸收，因此目前文献报道的基质化合物均为含苯环的有机化合物；第二个作用要求基质和被测高分子具有很好的相容性，同时不能有分子间的相互作用。

9、请列举新一代测序的两个应用领域，并给出其原理。

（1）基因组重测序研究：对于已有基因组参考序列的物种，可以以更低的成本对更多具有不同性状特征的品种和个体进行基因组重测序研究。

应用序列捕获芯片和测序结合的办法，还可以对基因组特定区域进行重测序研究。

通过比较不同品种间的基因组序列差异，可以发现与特殊性状或者疾病相关的marker和基因。

这对于育种、疾病、进化（驯化）等研究工作具有重要促进作用。

（2）表观基因组学研究：DNA甲基化已经变成热点研究领域，通过新一代测序技术可以绘制全基因组甲基化图谱，深入研究甲基化的功能。

通过免疫共沉淀结合测序的方法还可以进行转录因子等蛋白质结合位点的研究。