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第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题(9)实验A-3生物化学和细胞生物学

2009年第44卷第12期生物学通报53第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题(9)

实验A一3生物化学和细胞生物学4

梁前进1范六民2周红章3刘恩山,

(1北京师范大学生命科学学院北京1008752北京大学生命科学学院北京100871

3中国科学院动物研究所北京100101)

中国图书分类号:G634.91文献标识码:E

总分:43.总时间:60min

本测试的任务如下:

任务1:

A:B一乳糖酶活性及其抑制的研究(35分)

B:B一乳糖酶相应的对抗性表达(4分)

C:杀虫剂对细菌生长的相应的Ki值(4分)。

请在答案纸上解答,写在试卷上不能得分。

请确认你拿到了任务中所列的全部材料和设

备。如果缺什么,请举黄牌示意。

考试结束,请将答案纸和试卷放进信封,监考

人将收回信封。

任务1研究B一乳糖酶的活性及其抑制

(A部分,35分)

序号材料和设备数量

1.比色仪,配7个1套的杯l

2.试管8

3.试管架l

4.微量移液器(10.100“L容量)l

5.微量移液器(100。1000IzL容量)20

6.微量移液器吸头(10—100斗L容量)20

7.微量移液器(100。1000“L容量)6

8.培养皿照片l

9.永久记号笔l

10.吸水纸(卷)l

11.盛蒸馏水的废物瓶1

12.用来洗涤和丢弃的容器l

13.绘图纸1

试剂:

标记l试剂容器A13-}L糖酶(I.85mg/mL)小瓶子

B抑制剂(100mm01)小瓶子

C青霉素C(0.54mmoll蓝色带塞子的管子D磷酸钠缓冲液,pH7.0(10mrn01)蓝色带塞子的管子ECuS04一新铜素试刺蓝色带塞子的管于FHCI(2m01)F1色带塞子的管于

图1微量移征器的操作

调节方法:通过旋转取液定量头(图1)设定体积到需要的量.这在体积刻度上看出。

注意每个移液器的容量额度是一定的范围,这在移液器上有明确标注。

用法:确保移液器吸头很好地安到了吸头固定头上(图1)。轻缓地按压取液定量头到第1档,保持住.将吸头竖直伸到液体2-4mm深度。缓慢释放取液定量头到原来的位置。将吸到液体的移液器转移到需要接收所转移液体的管子,注意将吸头靠近管子内壁。按压取液定量头到第l档.然后进一步按压、将液体从吸头内彻底释放到管子。将移液器从管子移开,通过按压吸头弹出按钮将用过的吸头弹出到废物容器内。

比色器的操作指南-

1)将比色仪电源开关(图2)搬到ON(开的状态)。

?中国科协第19届IBO项目;北京师范大学教学建设‘j改革项日(07-04-09;07—03-01) 万方数据

生物学通报2009年第44卷第12期

图2比色器的顶面观

图3比色器的背面观

2)用模式选择钮设定仪器到Absorbancemode(比色模式)(‘‘ABS”)。

3)用波长选择钮将波长调到465nm。

4)在一个比色杯中放人空白对照液。用吸水纸将比色杯表面擦干净然后将比色杯放进比色皿承载器中。轻轻地将比色杯推下到全程位置。

5)转动调零(setzero)钮,将比色器调到显示为0。现在,仪器处于准备检测被测液体的吸光度的状态。

引言

青霉素类是一种抗生素,在其结构中有B一内酰胺环。这种抗生素能够杀死细菌,其机理是抑制细胞壁的合成。然而。这些分子能够被某些细菌激活——这些细菌合成一种酶称为B一半乳糖酶。这些合成B一半乳糖酶的细菌对青霉素具有抗性。因为有这样的抗性问题.受这样细菌的感染的病人使用青霉素治病是无效的。克服这种问题的一种方法是发展有效的B一半乳糖酶抑制剂。

B一半乳糖酶抑制剂的效果可以通过确定其IC卯和Ki值来估计。抑制剂的IC卯的定义是能够抑制50%的酶活性的抑制剂的浓度。抑制剂的Ki是其对酶的结合力(亲和力)的度量。

D一半乳糖酶分析的原理

B一半乳糖酶(p—Lactamase)通过催化下列反应使青霉素失去活性:

6一laclar!asc

+H’0二——呻

青霉票G盘尼西林酸所产生的盘尼西林酸在新铜素(neocuproine)存在下与CuSO。形成复合物。

I在这项任务中。你的工作是:

?通过绘制一个剂量一反应曲线确定给定抑制剂的IC卯值和计算抑制剂的Ki值。

?剂量一反应曲线的绘制方法是,在固定的底物浓度下测量不同抑制剂存在下的B一半乳糖酶活性变化。

问题1.A.1遵循下列给出的操作程序。在答案纸上表1.A.1.中填人吸光值。(18分)I.准备下列反应混合物:

磷酸钠缓冲液.抑制剂B一半乳糖酶蒸馏水试管

pH7.0mL(100mm01)0.LILLuLl1.4820

21.462020

31.444020

41426020

51.408020

61.3810020

空白对照1.435020Ⅱ.轻柔地混合并在室温下孵育5min。你可以利用壁钟或自己的手表来掌握孵育时间。

Ⅲ.加lmL的青霉素G(0.54mm01)于每一管中,轻柔混合。在室温下孵育10min。

Ⅳ.加1.5mL的CuSO。一新铜素试剂到每一管中并轻柔混合。在室温下孵育5min。

V.加入100¨L的HCI到每一管中并轻柔混合,以停止显影。

Ⅵ.将比色仪设定到465nm。

Ⅶ.使用空白对照(Blank)来设定吸光度到0。

Ⅷ.测量试管l一6的溶液的吸光值.并填入表中。你应该求得监考人给你的读数指令来读取每

一个吸光度——举黄牌以招呼监考人。 万方数据

 万方数据

56生物学通报2009年第44卷第12期蛋白质结构研究先驱——理查兹

郭晓强1冯志霞2

(1解放军白求恩军医学院生化教研宦河北行家庄05008l2和J棣华医学院英语教研室河北石家庄050081)

摘要蛋白质空间结构是生命科学领域最重要的研究课题之一,自上世纪中叶以来已取得一系列重大成就,许多科学家都为此发挥了重要作用,其中刚去世不久的美国耶鲁大学理查兹教授被称为该领域的先驱。20世纪50年代.理查兹使用核糖核酸酶为材料证明了蛋白质相互作用的专一性.20世纪60年代还阐明了核糖核酸酶的空间结构,并提出溶剂可及表面积和内部包装等研究蛋白质折叠机制的概念.从而极大推动了蛋白质结构生物学的发展。

关键词理查兹蛋白质空间结构核糖核酸酶

中国图书分类号:Q1()文献标识码:E

蛋白质是构成生命的基本物质,同时也是生命科学研究的重要内容之一。蛋白质由氨基酸组成,分子量巨大,因此空间结构非常复杂,目前多种蛋白质(尤其是跨膜蛋白质)空间结构研究仍是科学难题之一。由于蛋白质结构是其性质和功能的基础.因此蛋白质空间结构的阐明具有十分重要的科学意义.进入21世纪.短短几年间就有2次诺贝尔化学奖授予了蛋白质结构的阐明,也突显了其重要性。许多科学家都为蛋白质结构早期研究做出了卓越贡献.其中刚刚去世的耶鲁大学弗雷德里克?米德尔布鲁克?理查兹(FredericMid.dlebrookRichards)教授就是最著名的先驱之一:11。1核糖核酸酶的研究

1925年8月1913.理

查兹出生于美国的纽约

市,从小就对自然科学充

满了兴趣.在化学家姐姐

的启发下。年轻的理查

兹就决定献身化学领

域。1944年,理查兹从菲

利普艾斯特中学(Phillips

ExeterAcademy)毕业后进入麻省理工学院化学系。由于当时第二次世界大战正在进行中.因此理查兹在服完兵役后才继续自己的学业并于1948年获得化学学士学位。为了继续在化学方面深造.理查兹随后进入哈佛医

岔磅摹爨芬臻皋{津牙墟浮;浮岔也摹;翠,a萍雾雾雾雾器雾番芬二雾零茸皂;≯.;芦.参器雾雾撰雾雾撰爨撰霹零雾零狃撰琴氇阻乏皋中的表格1.B.1.中。(4分)理区域运用。下表中也显示了4种杀虫剂在每个表1.B.1.区域的残余浓度。

培养皿生物

任务1研究B一乳糖酶的活性及其抑制

(C部分4分)

杀虫剂对于细菌生长的相应K值

4种杀虫剂P1~P4是细菌B生长所必需的酶E的可逆性抑制剂。它们的K值在下表中给定。这4种杀虫剂的每一种都在从RI~R4的不同地

地理Ⅸ域RIR2R3R4

杀虫剂PlP2P3P4

酶E的Ki1nmol5nmol0.45IJ.mol0.55斗mol(残余浓度)60nlllol100nnlol30I.Lmol5.5I.I.mol

问题1.C.1在表1.C.1.中指出细菌B是否能生长于4区域的每一区域中(用、/表示)。(4分)

表1.C.1.

地理Ⅸ域R1R2R3R4

细菌B生长

细菌B不生K

(待续)

 万方数据

第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题(9)实验A-3生物化学和

细胞生物学

作者:梁前进, 范六民, 周红章, 刘恩山

作者单位:梁前进,刘恩山(北京师范大学生命科学学院,北京,100875), 范六民(北京大学生命科学学院,北京,100871), 周红章(中国科学院动物研究所,北京,100101)

刊名:

生物学通报

英文刊名:BULLETIN OF BIOLOGY

年,卷(期):2009,44(12)

引用本文格式:梁前进.范六民.周红章.刘恩山第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题(9)实验A-3生物化学和细胞生物学[期刊论文]-生物学通报 2009(12)

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