分子生物学大实验报告
分子生物学实验
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目录
实验一细菌培养
实验二质粒DNA提取
实验三琼脂糖凝胶电泳
实验四质粒DNA酶切及琼脂糖电泳分析鉴定
实验五聚合酶链式反应（PCR）技术体外扩增DNA 实验六地高辛标记的Southern杂交
实验一细菌的培养
一、目的
学习细菌的培养方法及培养基的配置。
二、原理
在基因工程实验和分子生物学实验中，细菌是不可缺少的实验材料。质粒的保存、增殖和转化；基因文库的建立等都离不开细菌。特别是常用的大肠杆菌。
大肠杆菌是含有长约3000kb的环状染色体的棒状细胞。它能在仅含碳水化合物和提供氮、磷和微量元素的无机盐的培养基上快速生长。当大肠杆菌在培养基中培养时，其开始裂殖前，先进入一个滞后期。然后进入对数生长期，以20~30min复制一代的速度增殖。最后，当培养基中的营养成分和氧耗尽或当培养基中废物的含量达到抑制细菌的快速生长的浓度时，菌体密度就达到一个比较恒定的值，这一时期叫做细菌生长的饱和期。此时菌体密度可达到1×109~2×109/mL。
培养基可以是固体的培养基，也可以是液体培养基。实验室中最常用的是LB培养基。
三、实验材料、试剂与主要仪器
（一）实验材料
大肠杆菌
（二）试剂
1. 胰蛋白胨
2. 酵母提取物
3. 氯化钠
4. 1mol/L NaOH
5. 琼脂粉
6. 抗生素（氨苄青霉素、卡那霉素等）
（三）仪器
1. 培养皿
2. 带帽试管
3. 涂布器
4. 灭菌锅
5. 无菌操作台（含酒精灯、接种环、灭菌牙签等）
6. 恒温摇床
四、操作步骤
（一）LB培养基的配制
配制每升培养基，应在950m1去离子水中加入：
细菌培养用胰蛋白胨10g
细菌培养用酵母提取物5g
NaCl 10g
摇动容器直至溶质完全溶解，用1mol/L NaOH调节pH位至7.0。加入去离子水至总体积为lL，在15 lbf／in2 (1.034×105Pa)高压下蒸气灭菌20分钟。
这样得到是LB液体培养基。LB固体培养基是在其液体培养基的基础上另加琼脂粉15g/L。
（二）细菌的培养
（１）在液体培养基中培养
1.过夜培养
（1）先在LA液体培养基中加入氨苄青霉素，50μl/50ml。
（2）取3~4ml液体培养基加入一只无菌的试管中。
（3）用接种环或灭菌牙签挑一个单菌落，接种于培养液中。
（4）盖好试管，在摇床上以60r/min速度，于37℃过夜培养。
２.大体积培养
（1）按1∶100（V/V）的比例将过夜培养物加入到一无菌烧瓶中，烧瓶的体积应该是培养液体积的5倍以上。
（2）于37℃，约200r/min剧烈摇动培养。
（２）在固体培养基中培养细菌在固体培养基上培养主要是为了获得单菌落和短期保存。
平板划线法分离单菌落
（1）采用无菌技术，用接种环将接种物从平板的一侧开始划线。
（2）重新消毒接种环，从第一划线处将样品划线至平板的其余部分，重复划线直至覆盖整个平板。（见下图）
（3）于37℃培养直至长出单菌落。
五、实验结果与讨论
LB液体培养基是淡黄色清液，接种大肠杆菌过夜培养后，若有细菌生长，则培养基变浑浊（说明菌体复生长）。本次实验成功得到大肠杆菌培养液。
实验二质粒DNA的提取
一、目的
学习碱裂解法提取质粒的原理
二、原理
质粒是一种染色体外的稳定遗传因子，具有双链闭环结构的DNA分子。它具有自主复制能力，能使子代细胞保持它们恒定的拷贝数，可表达它携带的遗传信息。目前，经人工改造的质粒已广泛用作基因工程中目的基因的运载工具——载体。
质粒DNA的提取是依据质粒DNA分子较染色体DNA分子小，且具有超螺旋共价闭合环状的特点，从而将质粒DNA与大肠杆菌染色体DNA分离。现在常用的方法有：碱裂解法、密度梯度离心法、煮沸裂解法等。实验室普遍采用的碱裂解法具有操作简便、快速、得率高的优点。其主要原理：利用染色体DNA与质粒DNA的变性与复性的差异而达到分离的目的。在碱变性条件下，染色体DNA的氢键断裂，双螺旋解开而变性，质粒DNA氢键也大部分断裂，双螺旋也有部分解开，但共价闭合环状结构的两条互补链不会完全分离，当pH=4.8的乙酸钠将其pH调到中性时，变性的质粒DNA又恢复到原来的构型，而染色体DNA不能复性，形成缠绕的致密网状结构，离心后，由于浮力密度不同，染色体DNA与大分子RNA、蛋白质-SDS复合物等一起沉淀下来而被除去。
三、实验材料、试剂与主要仪器
（一）实验材料
含质粒的大肠杆菌DH5α
（二）试剂
1. LB液体培养基：胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，NaCl 10g，溶解于1000mL蒸馏水中，用NaOH调pH至7.0。高压灭菌20分钟。
2. LB平板培养基：在每1000mL LB液体培养基中中加入15g琼脂，高压灭菌20分钟。
（三）仪器
1. Eppendorf管、离心管架
2. 10，100，1000μl微量加样器
3. 台式高速离心机
4. 摇床、高压灭菌锅
四、操作步骤
（一）培养细菌
将带有质粒的大肠杆菌接种于LB平板培养基上，37℃培养24小时，然后从平板上挑取单菌落，接种于5ml液体培养基中，37℃培养12小时。
（二）提取步骤
1、柱平衡步骤：向吸附柱CP3 中（吸附柱放入收集管中）加入500μL 的平衡液BL，12,000rpm（~13,400×g）离心1min，倒掉收集管中的废液，将吸附柱重新放回收集管中。（请使用当天处理过的柱子）
2、取1-5 mL 过夜培养的菌液，加入离心管中，使用常规台式离心机，10000rpm（~13,400×g）离心1min，尽量吸除上清（菌液较多时可以通过多次离心将菌体沉淀收集到一个离心管中）。
3、向留有菌体沉淀的离心管中加入250μL 溶液P1（请先检查是否已加入RNaseA），
使用移液器或涡旋振荡器彻底悬浮细菌沉淀。
【现象：均匀振荡，直至看不见菌块，菌液变为乳白色。注意：如果有未彻底混匀的菌
块,会影响裂解,导致提取量和纯度偏低】
4、向离心管中加入250μL 溶液P2，温和地上下翻转6-8 次使菌体充分裂解。
【现象：此时菌体裂解，菌液变得清亮粘稠。注意：温和地混合，不要剧烈震荡，以免打断基因组DNA，造成提取的质粒中混有基因组DNA断裂片段。该步骤操作应快，所用时间不超过5分钟，以免质粒受到破坏。如果未变得清亮，可能是由于菌体过多，裂解不彻底，应减少菌体量。】
5、向离心管中加入350μL 溶液P3，立即温和地上下翻转6-8 次，充分混匀，此时将出现白色絮状沉淀。12,000rpm（~13,400×g）离心10min，此时在离心管底部形成沉淀。【现象：产生白色絮状物。注意：P3加入后应立刻混合，避免产生局部沉淀。如果上清中还有微小白色沉淀，可再次离心后取上清。】
6、将上一步收集的上清液（只转移800μL上清液）用移液器转移到吸附柱CP3 中（吸附柱放入收集管中），注意尽量不要吸出沉淀。12,000rpm（~13,400×g）离心30-60 sec，倒掉收集管中的废液，将吸附柱CP3 放入收集管中。
7、向吸附柱CP3 中加入600μL 漂洗液PW（请先检查是否已加入无水乙醇），12,000rpm （~13,400×g）离心30-60sec，倒掉收集管中的废液，将吸附柱CP3 放入收集管中。
8、重复操作步骤7。
9、将吸附柱CP3 放入收集管中，12,000rpm（~13,400×g）离心2min，目的是将吸附柱中残余的漂洗液去除。
【漂洗液中的乙醇残余会影响后续的酶反应(酶切、PCR等)实验。为确保下游实验不受残留乙醇的影响，将吸附柱CP3开盖，置于超净工作台上风干五分钟，以彻底晾干吸附材料中残余的漂洗液。】
10、将吸附柱CP3 置于一个干净的离心管中，向吸附膜的中间部位滴加50-100μL 洗脱缓冲液EB，室温放置2 min，12,000rpm（~13,400×g）离心2min 将质粒溶液收集到离心管中。
(三) 琼脂糖凝胶电泳法检测提取的质粒DNA
五、实验结果与分析
注：泳道5为Ladder，最上方条带为2kb
分析：由结果与Ladder比对可知，成功提取出3.5kb的质粒。
六、讨论
（一）P1，P2，P3的成分
P1：葡萄糖（提供渗透压，避免细胞破裂），RNA酶，盐酸，EDTA（螯合出核酸酶的金属离子，避免DNA被降解）
P2：SDS（一种去污剂，易起泡，溶解细胞膜），NaOH（碱性物质，促进肽聚糖水解，帮助裂解细胞膜）
P3：醋酸和醋酸钾，PH≈4.8~5.2
（二）P1，P2，P3的作用
P1：起着悬浮细菌的作用,PH值为中性。
P2：起着裂解细菌的作用,为碱性,这一步又称为碱裂解。
P3为酸性,中合P3.P2加了一倍,P3也加一倍,同样起到中和的作用.当然,如果你用试剂盒提,最后离心上柱的液体量会多一些,一次加不完可两次加入.
电泳时在样品中加入溴酚蓝的目的，以及在溴酚蓝中加入甘油和蔗糖的原因
1、加入溴酚蓝的目的:
（1）溴酚蓝呈蓝色，而蛋白质是白色，在凝胶中不明显。
（2）溴酚蓝的相对分子量比蛋白质(绝大部分)小，电泳时速度比蛋白质稍快，因此可用作指示。
（3）可以根据溴酚蓝电泳产生的蓝色条带位置判断电泳结束时间（一般当溴酚蓝跑到末端时停止电泳）。若无溴酚蓝，不好把握蛋白质电泳到槽底的时间。如果所有的蛋白质都电泳到了底部，就不能区别出其移动速度对应于相对分子质量的关系。
2、加入蔗糖和甘油的目的: 跑胶前都会在Buffer(缓冲器)里的，并要和样品充分混合，只是因为蔗糖和甘油比重大，可以使样品沉到点样孔中，在点样孔底部铺成一线，避免样品漂逸，从而可以最大限度地跑到胶里去，得到更好的实验结果。
实验三琼脂糖凝胶电泳法检测DNA
一.目的
学习琼脂糖凝胶电泳，检测DNA的纯度，DNA的构型，含量以及分子量的大小。
二.原理
琼脂糖凝胶电泳是基因工程操作中最常规的实验方法，它简单易行，只需少量的DNA就能检测。其原理是溴化乙啶在紫外光照射下能发射荧光，当DNA样品在琼脂糖凝胶中电泳时，琼脂糖凝胶中的EB就插入DNA分子中形成荧光络合物；使得DNA发射的荧光，增强几十倍。而荧光的强度正比于DNA的含量，如将已知浓度的标准样品做琼脂糖凝胶电泳的对照，就可比较出待测样品的浓度。电泳后的琼脂糖凝胶块直接在紫外光下照射拍照，只需5~10ng DNA，就可以从照片上比较鉴别。如肉眼观察，可检测到0.01~0.1ng的DNA。
在凝胶电泳中，DNA分子的迁移速度与分子量的对数值成反比。DNA分子在琼脂糖凝胶中泳动时，有电荷效应与分子筛效应，前者由分子所带净电荷的多少而定，后者则主要与分子大小及构型有关。DNA分子在高于其等电点的溶液中带负电荷。在电场中向着正极移动，在用电泳法检测DNA分子时，应当尽量减少电荷效应。增加凝胶的浓度可以在一定程度上降低电荷效应，使得分子的迁移速度主要由分子受凝胶阻滞程度差异所决定，提高分辨率。同时适当降低电泳时的电压，也可以使分子筛效应相应增强而提高分辨率。
当然也可以用同样的方法检测RNA。
三、试剂与主要仪器
（一）试剂
1. DNA样品
2. TBE缓冲液（5×）：用时需稀释10倍（配制见附录）
3. 点样缓冲液Loading buffer（10×）：0.25%溴酚蓝，40%甘油
4. 溴乙啶(EB)：10mg/ml溴乙啶（注意：该试剂具致癌作用，用时要小心）
5. 琼脂糖
（二）仪器
1. 电泳仪系统
2. 紫外灯
3. 恒温水浴箱
四、操作步骤
1.选择合适的水平式电泳仪，调节电泳槽平面至水平，检测稳压电源与正负极的线路。
2.选择孔径大小适宜的点样梳，垂直架在电泳槽负极的一端，使得点样梳的底部与电泳槽水平面的距离为0.5~1.0mm。
3.制备琼脂糖凝胶：按照被分离的DAN分子的大小，决定凝胶中琼脂糖的百分含量。一般情况下可参考下表：
热，至琼脂糖融化均匀。【本次大实验琼脂糖含量主要为0.7~0.9%。】
4.将凝胶槽洗净擦干，两端用胶布封好，并在一端插好梳子。待凝胶溶液冷却至60℃左右时，在凝胶溶液中加EB（EB最终浓度为0.5微克/毫升），摇匀，轻轻倒入电泳槽水平板上，除掉气泡。待凝胶完全凝固后，去掉两端封条，将凝胶槽移至电泳槽（槽中已加入TBE缓冲液），然后小心地拔掉梳子保持点样孔完整。注意：缓冲液要高出凝胶面2㎜。
5.待测的DNA样品中，加入1/5体积的点样缓冲液，混匀后小心的进行点样，记录样品点样顺序和点样量。
6.开启电源开关，最高电压不超过5V/cm。
7.泳时间看实验的具体要求而异，在电泳中途可用紫外灯直接观察，DNA各条区带分开后电泳结束。一般20分钟至3小时，取出电泳凝胶块直接检测拍照。
【注意事项：制胶过程中如果出现气泡，应及时挑破，以免影响后续的跑胶过程】
实验四质粒DNA酶切及琼脂糖电泳分析鉴定
一、目的
学习质粒的酶切及电泳分析。
二、原理
限制性切酶可以识别双链DNA特定位点，并产生特异的切割，形成粘性末端或平末端，这样有利于DNA片段再连接。
限制性切酶对环状质粒DNA有多少切点，酶切后就能产生多少个片段。因此，鉴定酶切后的片段在电泳凝胶的区带数，就可以推断切点的数目；从片段迁移率的大小可以判断酶切片段大小的差别。用已知相对分子量DNA为对照，通过电泳迁移率的比较，可以粗略地测出分子形状相同的未知DNA的相对分子质量。
质粒DNA在细胞有三种构象：①共价闭环DNA，常以超螺旋形式存在；②如果两条链中有一条链发生一处或多处断裂，分子就能旋转而消除链的力，形成开环DNA；
③线状DNA，双链DNA断开成线状。电泳时，三种构象中，共价闭环DNA迁移率最大，其次是线状DNA和开环DNA。因此在本实验中，质粒在电泳中呈现2~3条区带。
三、试剂与主要仪器
（一）试剂
1.EcoRⅠ酶
2.λDNA
3.TBE缓冲液（5×）：用时需稀释10倍
4.点样缓冲液Loading buffer（10×）：0.25%溴酚蓝，40%甘油
5.溴乙啶(EB)：10mg/ml溴乙啶（注意：该试剂具致癌作用，用时要小心）
6.琼脂糖
（二）仪器
1.电泳仪系统
2.紫外灯
3.恒温水浴箱
四、操作步骤
（一）质粒DNA酶切
1.按下表将各种试剂分别加入每个Eppendorf管中:
2.加样后混匀，置于37℃水浴中，保温2小时。然后每个管中加入2μl Loading buffer。
（二）琼脂糖凝胶电泳
1.琼脂糖凝胶的制备
称取0.4g琼脂糖加入40ml 0.5×TBE缓冲液中，加热熔解。冷却至65℃时加入2μl EB，混匀。
2.胶板制备
将凝胶槽洗净擦干，两端用胶布封好，并在一端插好梳子。然后倒入熔好的琼脂糖，待凝胶完全凝固后，去掉两端封条，将凝胶槽移至电泳槽（槽中已加入0.5×TBE缓冲
液），拔掉梳子。注意：缓冲液要高出胶面2毫米。
3.加样
每个样品中加入1/10体积点样缓冲液，混匀后小心地加入样品槽中，要避免相互污染。
4.电泳观察
接通电源，电压为80V，电泳1小时左右，当溴酚蓝到达下沿1--2㎝处时，停止电泳。
5.观察及照相
将胶板拿出，用自来水小心地冲洗一下。在紫外灯下观察结果，如果有条件也可用凝胶成像系统照相。
五、实验结果与讨论分析
注：泳道2为Marker，其余泳道为小组成员样品，泳道6为我加的样品。
分析：
由电泳结果Ladder比较可知，500bp处有一条较浅的条带，含量十分少，是酶切得到的片段。上方较亮的的条带是3kb，这是酶切后剩余的质粒。由于酶切后产生的相同粘性末端，因此也可以发生互补连接，形成环状。
电泳结果说明成功得到酶切片段。
实验五聚合酶链反应（PCR）技术体外扩增DNA
一、目的
1.学习PCR反应的基本原理和实验技术。
2.了解引物设计的一般要求。
二、原理
聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）是体外酶促合成DNA片段的一种技术。利用PCR技术可在数小时之大量扩增目的基因或DNA片段，以用于基因工程操作。
PCR进行的基本条件：
⑴DNA模板（在RT-PCR中模板是RNA）
⑵引物
⑶dNTP（dATP、dTTP、dGTP、dCTP）
⑷Taq DNA聚合酶
⑸反应缓冲体系
PCR循环由三个步骤组成：
⑴变性使模板DNA解离成单链；
⑵退火使引物与模板DNA所需扩增序列结合；
⑶延伸DNA聚合酶利用dNTP合成与模板碱基序列互补的DNA链。
每一个循环的产物可作为下一个循环的模板，通过30个左右循环后，目的片段的扩增可达106倍。
引物设计：要保证PCR反应能准确，特异，有效的对引物DNA进行扩增，通常引物设计要遵循以下原则：
⑴引物长度：15~25个核苷酸；
⑵GC含量为40%~60%；
⑶Tm值为55℃（Tm=4（C+G）+2（A+T）计算；
⑷引物与非特异配对位点的配对率小于70%；
⑸引物自身配对形成的茎环结构，茎的碱基对小于3，
⑹两条引物间配对碱基数小于5个。
由于影响引物的设计的因素比较多，所以常常利用计算机来辅助设计。
本实验以实验二中提取的质粒DNA为模板，进行PCR扩增，大量得到目的DNA 片段。
三、试剂与仪器
（一）试剂
1. Taq DNA聚合酶
2.10×反应缓冲液（含25mmol MgCl2）
3.dNTP
4.引物（P1、P2）
5.溴乙啶(EB)：10mg/ml溴乙啶。注意：该试剂具致癌作用，用时要小心。
6.点样缓冲液Loading buffer（10×）：0.25%溴酚蓝，40%甘油。
（二）仪器
1. PCR扩增仪
2.电泳仪
3.台式离心机
4.紫外分析仪
5.恒温水浴
6.凝胶成像系统
四、操作步骤
（一）PCR扩增
1.。
【2 x Taq Mix：Taq，Tris Kel，dNTP（浓度为2.5mmol），Mg2+/Mn2+】【Mg2+浓度上升，扩增增多但易出杂带；浓度低扩增慢但特异性高】
2.设置PCR程序：
94 ℃180s
94 ℃45s
33 cycles: 55℃45s
72 ℃45s
72 ℃600s
3.运行PCR程序
（二）PCR产物鉴定
反应结束后，取20μl PCR产物进行1.2% 琼脂糖电泳分析。
五、实验结果
分析：
与Ladder比较可知，主条带位于500bp与750bp之间，大约为600bp，这是由于目标DNA为500bp，扩增后的产物为目标DNA500bp和其两端的引物片段长度，因此大于目标DNA的长度。
由实验结果可知，通过PCR扩增成功得到了目标DNA片段。
实验六地高辛标记的Southern杂交
一、目的
学习Southern杂交的原理及操作方法。
二、原理
1975年Southern发明了Southern blot分子杂交方法。这项技术包括在琼脂糖凝胶上按片段大小电泳分离待检的DNA；用NaOH对凝胶中的DNA进行变性处理；通过毛细管作用将单链DNA吸附到硝酸纤维素膜上；然后用标记好的探针进行杂交，洗掉没有杂交的游离探针；经放射性自显影（放射性标记探针）或生化检测（非放射性标记）就可以证明基因片段与已知探针是否具有同源性，达到检测样品基因的目的。因此，Southern印迹杂交包括两个步骤①把电泳分级的DNA转移到固定支持膜上。②与标记的DNA探针杂交。
地高辛随机引物法标记的原理：在随机引物法标记的反应液中，有随机合成的六聚核苷酸作为引物，dATP、dCTP、dGTP、dTTP和D1G-11-dUTP作为合成底物，以单链DNA作为模板，在Klenow酶的作用下，合成插入地高辛的DNA链。以地高辛标记的探针与靶基因DNA链杂交后，再通过免疫反应进行检测。一般通过酶标记地高辛抗体检测，就可以肯定杂交反应的存在。免疫检验一般用碱性磷酸酶系统，BClP/NBT显色，敏感性很高。
所用的杂交膜可以选择硝酸纤维素和尼龙膜。硝酸纤维素膜的优点在于本底较低，但只能用于显色性检测，且不能用于重复杂交。尼龙膜分为带正电的膜和不带电的膜两种。带正电的膜对核酸结合力强，敏感性也高。不带电的结合力低。敏感性差。尼龙膜的优点在于杂交用过的膜，用洗脱液（0.1×SSC,0.1%SDS）煮沸5-10分钟后去探针，可用于新的探针杂交。如果对杂交结果不满意，如背景太高或显色不强，也可洗去探针之后重新杂交。
三、试剂与器材
（一）试剂
1. DIG Random Labeling Mix（高效）
2. Anti-DIG-AP Conjugate
3. BCIP/NBT Stock Solution
4. Blocking Reagent
5. 20×SSC：0.3M 柠檬酸钠，3M NaCl
6. 2×SSC：0.03M 柠檬酸钠，0.3M NaCl
7. 0.2M EDTA
8. 变性液：0.5N NaOH，1.5M NaCl
9. 中和度：0.5M Tris-HCl，pH7.4，3M NaCl
10. Standard buffer：
5×SSC，0.1%(w/v) N-Lauroylsarcosine, 0.02% (w/v) SDS, 1% Blocking Reagent。
11. Standard buffer+50% formamide
12. Anti-DIG-AP碱性磷酸酶标记抗地高辛单抗体
13. BCIP/NBT储备液：
14. 冲洗液：0. 1M Tris-HCl，0.15 M NaCl. pH=7.5.
15. 封闭液：1%Blocking Reagent/ 0.1M Tris-HCl，0.15M NaCl.
16. 显色缓冲液：0.1mM Tris-HCl，0.1M NaCl，pH=9.5
【碱性磷酸酶要在碱性条件下反应】.
17. TE缓冲液：10mM Tris-HCl，1mM EDTA，pH 8.0
18 . Wash Solution I :2x SSC, 0.1%SDS
19. Wash Solution II: 0.5x SSC , 0.1%SDS
（二）仪器
1. 台式离心机
2. 恒温水浴
3. 白磁盘
4. 杂交炉
5. 电泳系统
6. 硝酸纤维素膜或尼龙膜
7. 封口机
四、操作步骤
（一）探针的标记
1.用灭菌去离子蒸馏水稀释1μg DNA至总体积16μl。
2. DNA热变性：把DNA置于沸水中，水浴10分钟。然后，迅速地插入碎冰中3
分钟以上。
3. 加4μl DIG Random Labeling Mix(高效)，混匀后再2000RPM离心5分钟。
4. 置于37℃反应至少120分钟。时间越长，产量越高。延长反应时间至20小时可明显增加地高辛标记DNA的产量。应根据需要控制反应时间。
5. 加入2μl EDTA以终止反应，对于原位杂交和膜反应杂交来说，标记反应可告结束，上述反应液置于-20℃保存至少一年以上。且可反复使用。
（二）
1. 将目的基因经琼脂糖凝胶电泳的胶板从电泳槽中取出，凝胶浸入0.25M HCl 中10分钟。HCl处理的作用主要是通过嘌呤使DNA分子断裂，因而有利于高分子量DNA 的转移，但不能处理时间过长。要转移全部小于10kb的DNA片段时可省略此步骤。
2. 进入变性液之前，用蒸馏水漂洗20-30分钟。
3. 把凝胶浸入变性液中，室温浸泡15分钟×2次。
4. 蒸馏水漂洗凝胶2次。
5. 把凝胶浸入中和液中，室温浸泡15分钟×2次。
6. 处理凝胶的同时，切一同样大小的尼龙膜或者硝酸纤维素膜。硝酸纤维素膜用2×SSC 浸泡。剪两Whatman3#滤纸和吸水用的粗滤纸。（注意不要用手直接触及膜面）
7. 准备转移用平器和支架，平器中放20×SSC。支架上搭滤纸桥使得溶液能够虹吸
上来。
8. 依次放：处理好的凝胶，硝酸纤维素膜，吸水纸，玻璃板，适量重物（500-1000g）。注意：检查pH值，用硝酸膜时pH<9。要确保各层间没有气泡，否则会发生局部绝缘，气泡处的DNA 难以吸附到膜上。
9. 于室温转移12-20小时。
10. 取出转移膜，用2×SSC 漂洗数次，以去处困难吸附在膜上的凝胶。
11. 固定：可选择下述方法之一进行DNA固定。
·紫外线固定：使用长波紫外线照射10-20分钟，简单漂洗干燥备用。
·尼龙膜置于120℃烘烤30分钟。
·硝酸纤维素膜置于普通烘箱中80℃烘烤2小时
【注意：Southern转移过程中，全程不能产生气泡（滤纸和滤纸、滤纸和凝胶之间不能有气泡，保证杂交过程不短路），两层滤纸之间起到虹吸作用】
（三）Southern杂交
1. 将转移好的尼龙膜或硝酸纤维素膜装入杂交管中，贴壁放置（吸附有核酸的一面
不要贴壁），赶走杂交膜和管壁间的气泡。
2. 加入30ml Standard buffer【因为实验中一个杂交管放置四膜，所以加入30ml预
杂交液】，65℃预杂交4-20小时。
3. 将制备的DNA探针沸水浴加热10min，迅速置冰浴5min。全部加入杂交管。
4. 使用和预杂交相同的杂交温度，一般杂交16-20小时。
5. 杂交结束后将杂交液倒入带盖的试管中，储存于-20以备下次使用。这样至少可以保存一年。再次使用之前应在冻融之后，加热至+95℃ 10分钟以变性探针。
6. 取出杂交膜，用Wash Solution I 洗5分钟×3次。
7. 保温冲洗：用Wash Solution II 于68℃冲洗15分钟×2次。
（四）BCIP/NBT 显色检测法
1. 经过杂交及杂交后的冲洗之后，膜置于冲洗液中平衡1分钟。
2. 封闭液室温封闭至少60分钟。【在杂交管中做效率会更高】
3. 用封闭液1：2500—5000稀释Anti-DIG-AP，例如20μl Anti-DIG-AP加至20ml 封闭液中（根据染况而调整）【加入体积少可以减少抗体和探针的稀释】。稀释液4℃可稳定12小时左右。
4. 加Anti-DIG-AP，37℃反应60分钟。
5. 用冲洗液洗15分钟×3次，每次100ml。
6. 按1：50配制底物显色液：例如100μl“BCIP/NTP储备液”加至5ml显色缓冲液中，未用完的显色剂应避光保存。
7. 显色缓冲液20ml平衡2分钟后倾掉。
8. 加100ml底物显色液（100 cm2）。将膜及显色剂封在塑料袋中，开始避光显色。显色过程中可以观察。一般数分钟即开始出现颜色，显色过程可以持续至12小时。应绝对避免震动，以免出现颜色带的移位。
9. 当所需要的显色点或带出现之后，蒸馏水洗以终止反应。结果可以进行照相记录；
也可以直接保存于TE缓冲液，在此情况下，颜色长期不退。还有一种选择时让膜干燥，颜色消褪。但若将膜放置于TE缓冲液中，显色重新出现。
五、实验结果
注：泳道1、2、3为酶切PCR，加样量分别为2μL、3μL、5μL，泳道4、5、6、7为质粒，加样量为10μL,泳道8为Ladder.
分析：
由PCR电泳图可看出5μL的比加样量为2μL、3μL的显色深，2μL和3μL的条带区别不明显（点样量越大，转膜颜色越深）。有六条条带，上方三条为未切开的质粒形成的条带，下方三条为PCR产物条带
质粒电泳图是三条条带，这三条带从上到下依次是缺刻环状（开环），线状或超螺旋闭合环状，其迁移速率由小到大为缺刻环状（开环）>线状>超螺旋闭合环状。条带也可能有中间复合体状态
显色说明实验成功
六、讨论
（一）探针需要有两个特性：1、同源性2、示踪性
（二）Standard buffer 中的1% Blocking Reagent：来自鲑鱼精子的DNA，其特异性特别强，所以先让膜吸附Blocking Reagent，然后再加入探针时不会与其配对，其作用是作为封堵试剂防止其他地方吸收探针。
（三）封闭液：针对Western杂交的试剂，用蛋白封闭其余地方
（四）Wash Solution中SSC作用：是一种钠盐，可以洗掉非特异性的ssDNA探针，却洗不掉特异性探针。盐离子浓度越低，洗膜越好，浓度越高，洗膜越差，因此，Wash Solution II更为重要。
分子生物学试题及答案
分子生物学试题及答案
分子生物学试题及答案一、名词解释 1．cDNA与cccDNA：cDNA是由mRNA通过反转录酶合成的双链DNA；cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。 2．标准折叠单位：蛋白质二级结构单元α－螺旋与β－折叠通过各种连接多肽可以组成特殊几何排列的结构块，此种确定的折叠类型通常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都可以用这些折叠类型，乃至他们的组合型来予以描述，因此又将其称为标准折叠单位。3．CAP：环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP（cAMP receptor protein ），cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP（cAMP activated protein ） 4．回文序列：DNA片段上的一段所具有的反向互补序列，常是限制性酶切位点。 5．micRNA：互补干扰RNA或称反义RNA，与mRNA序列互补，可抑制mRNA的翻译。 6．核酶：具有催化活性的RNA，在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 7．模体：蛋白质分子空间结构中存在着某些立体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 8．信号肽：在蛋白质合成过程中N端有15~36个氨基酸残基的肽段，引导蛋白质的跨膜。
除了5’ 3’外切酶活性 19．锚定PCR：用于扩增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴，然后分别用多聚dC和已知的序列作为引物进行PCR扩增。 20．融合蛋白：真核蛋白的基因与外源基因连接，同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结合在一起所组成的蛋白质。 二、填空 1． DNA的物理图谱是DNA分子的（限制性内切酶酶解）片段的排列顺序。 2． RNA酶的剪切分为（自体催化）、（异体催化）两种类型。3．原核生物中有三种起始因子分别是（IF-1）、（ IF-2 ）和（IF-3 ）。4．蛋白质的跨膜需要（信号肽）的引导，蛋白伴侣的作用是（辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质）。 5．启动子中的元件通常可以分为两种：（核心启动子元件）和（上游启动子元件）。 6．分子生物学的研究内容主要包含（结构分子生物学）、（基因表达与调控）、（ DNA重组技术）三部分。 7．证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是（肺炎球菌感染小鼠）、（ T2噬菌体感染大肠杆菌）这两个实验中主要的论点证据是：（生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能）。 8．hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：（ hnRNA在转变为mRNA 的过程中经过剪接，）、
大学物理仿真实验报告材料-碰撞与动量守恒
大学物理仿真实验报告 实验名称 碰撞与动量守恒 班级： ： 学号： 日期：
碰撞和动量守恒 实验简介 动量守恒定律和能量守恒定律在物理学中占有非常重要的地位。力学中的运动定理和守恒定律最初是冲牛顿定律导出来的，在现代物理学所研究的领域中存在很多牛顿定律不适用的情况，例如高速运动物体或微观领域中粒子的运动规律和相互作用等，但是能量守恒定律仍然有效。因此，能量守恒定律成为了比牛顿定律更为普遍适用的定律。 本实验的目的是利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒定律。定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。同时通过实验还可提高误差分析的能力。 实验原理 如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零，则该力学系统总动量守恒或在某方向上守恒，即 （1） 实验中用两个质量分别为m1、m2的滑块来碰撞（图4.1.2-1），若忽略气流阻力，根据动量守恒有 （2） 对于完全弹性碰撞，要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器，我们可用钢圈作完全弹性碰撞器；对于完全非弹性碰撞，碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥或油灰；一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面，必须保证是对心碰撞。 当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时，忽略气流阻力，且不受他任何水平方向外力的影响，因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。由于滑块作一维运动，
式（2）中矢量v可改成标量，的方向由正负号决定，若与所选取的坐标轴方向相同则取正号，反之，则取负号。 1．完全弹性碰撞 完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即 （3） （4） 由（3）、（4）两式可解得碰撞后的速度为 （5） （6） 如果v20=0，则有 （7） （8） 动量损失率为 （9） 能量损失率为 （10） 理论上，动量损失和能量损失都为零，但在实验中，由于空气阻力和气垫导轨本身的原因，不可能完全为零，但在一定误差围可认为是守恒的。 2.完全非弹性碰撞 碰撞后，二滑块粘在一起以10同一速度运动，即为完全非弹性碰撞。在完全非弹性碰撞中，系统动量守恒，动能不守恒。 （11） 在实验中，让v20=0，则有 （12） （13） 动量损失率 （14） 动能损失率 （15） 3．一般非弹性碰撞
大学物理仿真实验报告牛顿环分析
大学物理仿真实验报告 实验名称：牛顿环法测曲率半径实验日期： 专业班级： 姓名：学号： 教师签字：________________ 一、实验目的 1.学会用牛顿环测定透镜曲率半径。 2.正确使用读书显微镜，学习用逐差法处理数据。 二、实验仪器 牛顿环仪，读数显微镜，钠光灯，入射光调节架。 三、实验原理 如图所示，在平板玻璃面DCF上放一个曲率半径很大的平 凸透镜ACB，C点为接触点，这样在ACB和DCF之间，形 成一层厚度不均匀的空气薄膜，单色光从上方垂直入射到 透镜上，透过透镜，近似垂直地入射于空气膜。分别从膜 的上下表面反射的两条光线来自同一条入射光线，它们满 足相干条件并在膜的上表面相遇而产生干涉，干涉后的强 度由相遇的两条光线的光程差决定，由图可见，二者的光 程差等于膜厚度e的两倍，即 此外，当光在空气膜的上表面反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光不发生相位突变，而在下表面反射时，则会发生相位突变，即在反射点处，反射光的相位与入射光的相位之间相差π，与之对应的光程差为λ/2 ，所以相干的两条光线还具有λ/2的附加光程差，总的光程差为（1） 当?满足条件（2）时，发生相长干涉，出现第K级亮纹，而当（k = 0,1,2…）（3）时，发生相消干涉，出现第k级暗纹。因为同一级条纹对应着相同的膜厚，所以干涉条纹是一组等厚度线。可以想见，干涉条纹是一组以C点为中心的同心圆，这就是所谓的牛顿环。
如图所示，设第k级条纹的半径为，对应的膜厚度为，则 （4） 在实验中，R的大小为几米到十几米，而的数量级为毫米，所以R >> e k，e k2相对于2Re k是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为 （5） 如果r k是第k级暗条纹的半径，由式（1）和（3）可得 （6） 代入式（5）得透镜曲率半径的计算公式 （7） 对给定的装置，R为常数，暗纹半径 （8） 和级数k的平方根成正比，即随着k的增大，条纹越来越细。 同理，如果r k是第k级明纹，则由式（1）和（2）得 （9） 代入式（5），可以算出（10）由式（8）和（10）可见，只要测出暗纹半径（或明纹半径），数出对应的级数k，即可算出R。
分子生物学实验指导(精)
分子生物学实验指导 生物技术教学室编 宁夏大学生命科学学院 2008年8月
实验一分子生物学实验技术多媒体演示 [目的要求] 通过多媒体试验录像进一步掌握分子生物学基本操作技术。 [教学方式] 多媒体光盘演示。 [实验内容] 基本的分子生物学实验操作技术包括核酸凝胶电泳技术；质粒提取；转化；重组体的筛选；PCR技术等。
实验二琼脂糖凝胶电泳检测DNA [目的要求] 通过本实验学习琼脂糖凝胶电泳检测DNA的方法和技术 [实验原理] 琼脂糖凝胶电泳是分离鉴定和纯化DNA片段的常用方法。DNA分子在琼脂糖凝胶中泳动时有电荷效应和分子筛效应，DNA分子在高于等电点的pH溶液中带负电荷，在电场中向正极移动。由于糖磷酸骨架在结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷，因此它们能以同样的速度向正极方向移动。不同浓度琼脂糖凝胶可以分离从200bp至50 kb的DNA片段。在琼脂糖溶液中加入低浓度的溴化乙锭（Ethidum bromide ,EB），在紫外光下可以检出 10ng的DNA条带，在电场中，pH8.0条件下，凝胶中带负电荷的DNA向阳极迁移。 琼脂糖凝胶有如下特点： (1) DNA的分子大小在凝胶基质中其迁移速率与碱基对数目的常用对数值成反比，分子越大迁移得越慢。 (2) 琼脂糖浓度一个特定大小的线形DNA分子,其迁移速度在不同浓度的琼脂糖凝胶中各不相同。DNA电泳迁移率(u)的对数与凝胶浓度(t)成线性关系。 (3) 电压低电压时，线状DNA片段迁移速率与所加电压成正比。但是随着电场强度的增加，不同分子量DNA片段的迁移率将以不同的幅度增长，随着电压的增加，琼脂糖凝胶的有效分离范围将缩小。要使大于2kb的DNA片段的分辨率达到最大，所加电压不得超过5v/cm。 (4) 电泳温度DNA在琼脂糖凝胶电泳中的电泳行为受电泳时的温度影响不明显，不同大小的DNA片段其相对迁移速率在4℃与30℃之间不发生明显改变，但浓度低于0.5%的凝胶或低熔点凝胶较为脆弱，最好在4℃条件下电泳。 (5) 嵌入染料荧光染料溴化乙锭用于检测琼脂糖凝胶中的DNA，染料嵌入到堆积的碱基对间并拉长线状和带缺口的环状DNA,使其刚性更强,还会使线状迁移率降低15%。 (6) 离子强度电泳缓冲液的组成及其离子强度影响DNA电泳迁移率。在没有离子存在时（如误用蒸馏水配制凝胶，电导率最小，DNA几乎不移动，在高离子强度的缓冲液中（如误加10×电泳缓冲液），则电导很高并明显产热，严重时会引起凝胶熔化。
(完整版)分子生物学试题及答案(整理版)
分子生物学试题及答案 一、名词解释 1．cDNA与cccDNA：cDNA是由mRNA通过反转录酶合成的双链DNA；cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。 2．标准折叠单位：蛋白质二级结构单元α－螺旋与β－折叠通过各种连接多肽可以组成特殊几何排列的结构块，此种确定的折叠类型通常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都可以用这些折叠类型，乃至他们的组合型来予以描述，因此又将其称为标准折叠单位。 3．CAP：环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP（cAMP receptor protein ），cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP（cAMP activated protein ） 4．回文序列：DNA片段上的一段所具有的反向互补序列，常是限制性酶切位点。 5．micRNA：互补干扰RNA或称反义RNA，与mRNA序列互补，可抑制mRNA的翻译。 6．核酶：具有催化活性的RNA，在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 7．模体：蛋白质分子空间结构中存在着某些立体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 8．信号肽：在蛋白质合成过程中N端有15~36个氨基酸残基的肽段，引导蛋白质的跨膜。 9．弱化子：在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列。 10．魔斑：当细菌生长过程中，遇到氨基酸全面缺乏时，细菌将会产生一个应急反应，停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸（pppGpp）。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响一大批，所以称他们是超级调控子或称为魔斑。 11．上游启动子元件：是指对启动子的活性起到一种调节作用的DNA序列，-10区的TATA、-35区的TGACA 及增强子，弱化子等。 12．DNA探针：是带有标记的一段已知序列DNA，用以检测未知序列、筛选目的基因等方面广泛应用。13．SD序列：是核糖体与mRNA结合序列，对翻译起到调控作用。 14．单克隆抗体：只针对单一抗原决定簇起作用的抗体。 15．考斯质粒：是经过人工构建的一种外源DNA载体，保留噬菌体两端的COS区，与质粒连接构成。16．蓝-白斑筛选：含LacZ基因（编码β半乳糖苷酶）该酶能分解生色底物X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)产生蓝色，从而使菌株变蓝。当外源DNA插入后，LacZ基因不能表达，菌株呈白色，以此来筛选重组细菌。称之为蓝-白斑筛选。 17．顺式作用元件：在DNA中一段特殊的碱基序列，对基因的表达起到调控作用的基因元件。18．Klenow酶：DNA聚合酶I大片段，只是从DNA聚合酶I全酶中去除了5’→3’外切酶活性 19．锚定PCR：用于扩增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴，然后分别用多聚dC和已知的序列作为引物进行PCR扩增。 20．融合蛋白：真核蛋白的基因与外源基因连接，同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结合在一起所组成的蛋白质。 二、填空 1． DNA的物理图谱是DNA分子的（限制性内切酶酶解）片段的排列顺序。 2． RNA酶的剪切分为（自体催化）、（异体催化）两种类型。 3．原核生物中有三种起始因子分别是（IF-1）、（IF-2）和（IF-3）。 4．蛋白质的跨膜需要（信号肽）的引导，蛋白伴侣的作用是（辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质）。5．启动子中的元件通常可以分为两种：（核心启动子元件）和（上游启动子元件）。 6．分子生物学的研究内容主要包含（结构分子生物学）、（基因表达与调控）、（DNA重组技术）三部分。7．证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是（肺炎球菌感染小鼠）、（ T2噬菌体感染大肠杆菌）这两个实验中主要的论点证据是：（生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能）。 8．hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：（hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接，）、 （mRNA的5′末端被加上一个m7pGppp帽子，在mRNA3′末端多了一个多聚腺苷酸(polyA)尾巴）。 9．蛋白质多亚基形式的优点是（亚基对DNA的利用来说是一种经济的方法）、（可以减少蛋白质合成过程中随机的错误对蛋白质活性的影响）、（活性能够非常有效和迅速地被打开和被关闭）。 10．蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括（成核）、（结构充实）、（最后重排）。 11．半乳糖对细菌有双重作用；一方面（可以作为碳源供细胞生长）；另一方面（它又是细胞壁的成分）。所以需要一个不依赖于cAMP—CRP的启动子S2进行本底水平的永久型合成；同时需要一个依赖于cAMP—CRP的启动子S1对高水平合成进行调节。有G时转录从（ S2）开始，无G时转录从（ S1）开
大物实验模拟仿真实验报告
西安交通大学实验报告 课程：数据结构实验实验名称：利用单摆测量重力加速度 系别：实验日期： 专业班级：实验报告日期： 姓名：学号： 第 1页 / 共3页 一、实验简介 单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 单摆的结构参考图1单摆仪,一级近似的周期公式为 由此通过测量周期摆长求重力加速度。 三、实验内容 1、设计要求: (1) 根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2) 写出详细的推导过程,试验步骤. (3) 用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%. 2、可提供的器材及参数: 游标卡尺、米尺、千分尺、电子秒表、支架、细线(尼龙线)、钢球、摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制)、天平(公用).
假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△米≈ 0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s. 3、对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求. 4、自拟实验步骤研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关系,试分析各项误差的大小. 5、自拟试验步骤用单摆实验验证机械能守恒定律. 四、实验仪器 单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺 五、实验操作 1. 用米尺测量摆线长度； 2. 用游标卡尺测量小球直径； 3. 把摆线偏移中心不超过5度，释放单摆，开始计时，单摆摆过50个周期后停止计时，记录所用时间； 六、实验结果
大物仿真实验报告
大物仿真实验报告 大学物理仿真实验报告 实验名称：测量刚体的转动惯量 实验目的： 1．用实验方法验证刚体转动定律，并求其转动惯量； 2．观察刚体的转动惯量与质量分布的关系 3．学习作图的曲线改直法，并由作图法处理实验数据。 实验原理： 1．刚体的转动定律 具有确定转轴的刚体，在外力矩的作用下，将获得角加速度β，其值与外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比，即有刚体的转动定律： M = Iβ (1) 利用转动定律，通过实验的方法，可求得难以用计算方法得到的转动惯量。 2．应用转动定律求转动惯量 待测刚体由塔轮，伸杆及杆上的配重物组成。刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动。设细线不可伸长，砝码受到重力和细线的张力作用，从静止开始以加速度a下落，其运动方程为mg –t=ma，在t时间内下落的高度为h=at2/2。刚体受到张力的力矩为Tr和轴摩擦力力矩Mf。由转动定律可得到刚体的转动运动方程：Tr - Mf = Iβ。绳与塔轮间无相对滑动时有a = rβ，上述四个方程得到： m(g - a)r - Mf = 2hI/rt2 (2) Mf与张力矩相比可以忽略，砝码质量m比刚体的质量小的多时有a< 分子生物学实验指导 分子生物学实验指导 （补充讲义） 南方医科大学生物化学与分子生物学实验教学中心 二OO九年十二月 目录 实验总RNA的提取、定量与RT-PCR……………………………………………… 1 实验质粒DNA的提取、定量与酶切鉴定 (7) 实验蛋白质聚丙烯酰胺凝胶电泳 (13) 附录Ⅰ相关试剂盒说明书 (19) 附录Ⅱ相关仪器使用说明书 (19) 实验九总RNA的提取、定量与RT-PCR 一、总RNA的提取与定量 目的： 从细胞中分离RNA是分子生物学实验经常进行的操作之一，所提取RNA的质量是进行其它实验的基础，如Northern杂交，目的基因cDNA的克隆，荧光定量，文库构建等。 原理： 在哺乳动物中，平均每个细胞内大约含有10-5μg RNA，其中rRNA占总量的80%-85%，tRNA和核内小分子RNA占10-15%，而mRNA只占1-5%。rRNA由28S、18S、5S等几类组成，这些RNA分子根据密度和分子大小，通过密度梯度离心、凝胶电泳、离子交换层析进行分离。mRNA分子种类繁多，分子量大小不均一，在细胞中含量少，绝大多数mRNA分子（除血红蛋白、有些组蛋白mRNA以外），在3’端存在20-250个多聚腺苷酸(polyA)。利用此特点，用 oligo(dT)亲和层析柱分离mRNA。 RNA分离的方法有：异硫氰酸胍氯化铯超速离心法，盐酸胍-有机溶剂法，氯化锂-尿素法，蛋白酶K-细胞质RNA提取法等、异硫氰酸胍-酚-氯仿一步法等。目前常用的是Trizol法。 Trizol试剂适用于从细胞和组织中快速分离RNA。TRIzol的主要成分是异硫氰酸胍和酚。异硫氰酸胍属于解偶剂，是一类强力的蛋白质变性剂，可溶解蛋白质主要作用是裂解细胞，使细胞中的蛋白，核酸物质解聚得到释放。酚虽可有效的变性蛋白质，但是它不能完全抑制RNA酶活性，因此Trizol中还加入了8－羟基喹啉、β-巯基乙醇等来抑制内源和外源RNase。在加入氯仿离心后，溶液分为水相和有机相，RNA选择性地进入无DNA和蛋白质的水相中。取出水相用异丙醇沉淀可回收RNA；用乙醇沉淀中间层可回收DNA；用异丙醇沉淀有机相可回收蛋白质。 Trizol试剂可用于小量样品（50~100mg组织、5×106细胞）也适用于大量样品（≥1g组织、>107细胞）。对人，动物，植物组织，细菌均适用，整个提取过程在一小时内即可完成。分离的总RNA无蛋白质和DNA污染，可用于Northern blot，dot blot，ployA筛选，体外翻译，RNase保护分析和分子克隆。在用于RT- 《分子生物学》实验指导 实验1 总DNA提取 生物总DNA的提取是分子生物学实验的一个重要内容。由于不同的生物材料细胞壁的结构和组成不同，而细胞壁结构的破坏是提取总DNA的关键步骤。同时细胞内的物质也根据生物种类的不同而有差异，因此不同生物采用的提取方法也不同，一般要根据具体的情况来设计实验方法。本实验介绍采用CTAB法提取植物总DNA的技术。 [实验目的] 学习和掌握学习CTAB法提取植物总DNA的基本原理和实验技术。学习和掌握紫外光吸收法鉴定DNA的纯度和浓度。 [实验原理] 植物叶片经液氮研磨，可使细胞壁破裂，加入去污剂（如CTAB），可使核蛋白体解析，然后使蛋白和多糖杂质沉淀，DNA进入水相，再用酚、氯仿抽提纯化。本实验采用CTAB法，其主要作用是破膜。CTAB 是一种非离子去污剂，能溶解膜蛋白与脂肪，也可解聚核蛋白。植物材料在CTAB的处理下，结合65℃水浴使细胞裂解、蛋白质变性、DNA 被释放出来。CTAB与核酸形成复合物，此复合物在高盐（>0.7mM）浓度下可溶，并稳定存在，但在低盐浓度（0.1-0.5mM NaCl）下CTAB-核酸复合物就因溶解度降低而沉淀，而大部分的蛋白质及多糖等仍溶解于溶液中。经过氯仿/ 异戊醇(24:1) 抽提去除蛋白质、多糖、色素等来纯化DNA，最后经异丙醇或乙醇等沉淀剂将DNA沉淀分离出来。 由于核酸、蛋白质、多糖在特定的紫外波长都有特征吸收。核酸及其衍生物的紫外吸收高峰在260nm。纯的DNA样品A260/280≈1.8，纯的RNA样品A260/280≈2.0，并且1μg/ml DNA 溶液A260=0.020。 [实验器材] 1、高压灭菌锅 2、冰箱 3、恒温水浴锅 4、高速冷冻离心机 5、紫外分光光度计 6、剪刀 7、陶瓷研钵和杵子 8、磨口锥形瓶（50ml） 9、滴管10、细玻棒11、小烧杯（50ml）12、离心管（50ml）13、植物材料 [实验试剂] 1、3×CTAB buffer（pH8.0） 100mM Tris 25mM EDTA 1.5M NaCl 3% CTAB 2% β-巯基乙醇 2、TE缓冲液（pH8.0） 10mmol/L Tris·HCl 1mmol/L EDTA 3、氯仿-异戊醇混合液（24：1，V/V） 4、95％乙醇 5、液氮 [实验步骤] 1、称取2g新鲜的植物叶片，用蒸馏水冲洗叶面，滤纸吸干水分。 2、将叶片剪成1cm长，置预冷的研钵中，倒入液氮，尽快研磨成粉末。 3、待液氮蒸发完后，加入15mL预热（60℃）的CTAB提取缓冲液，转入一磨口锥形瓶中， 第一章绪论 1. 你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？ 分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。狭义：偏重于核酸的分子生物学，主要研究基因或 DNA 的复制、转录、表达和 调节控制等过程，其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利 用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。 2. 分子生物学研究内容有哪些方面？ 分子生物学主要包含以下三部分研究内容：A.核酸的分子生物学，核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息，因此分子遗传学（moleculargenetics）是其主要组 成部分。由于 50 年代以来的迅速发展，该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术，是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸存 储的信息修复与突变，基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中心法则（centraldogma）是其理论体系的核心。 B.蛋白质的分子生物学蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子──蛋白质的结构与功能。尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多，但由于其研究难度较大，与核酸分子生物学相比发展较慢。近年来虽然在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些进展，但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。 3. 分子生物学发展前景如何？ 21 世纪是生命科学世纪，生物经济时代，分子生物学将取得突飞猛进的发展，结构基因组学、功能基因 组学、蛋白质组学、生物信息学、信号跨膜转导成为新的热门领域，将在农业、工业、医药卫生领域带来新的变革。 4. 人类基因组计划完成的社会意义和科学意义是什么？ 社会意义：人类基因组计划与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划并称为人类科学史上的三大工程，具有 重大科学意义、经济效益和社会效益。 1）.极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展，阐明基因的结构与功能关系、生命的起源和进化、细胞发育、生产、分化的分子机理，疾病发生的机理等，为人类自身疾病的诊断和治疗提供依据，为医药产业带来翻天覆地的变化； 2）.促进生命科学与信息科学、材料科学和与高新技术产业相结合，刺激相关学科与技术领域的发展，带动起一批新兴的高技术产业； 3）.基因组研究中发展起来的技术、数据库及生物学资源，还将推动对农业、畜牧业（转基因动、植物）、能源、环境等相关产业的发展，改变人类社会生产、生活和环境的面貌，把人类带入更佳的生存状态。 科学意义： 1）确定人类基因组中约 5 万个编码基因的序列基因在基因组中的物理位置，研究基因的产物及其功能 2）了解转录和剪接调控元件的结构和位置，从整个基因组结构的宏观水平上了解基因转录与转录后调节 3）从总体上了解染色体结构，了解各种不同序列在形成染色体结构、DNA 复制、基因转录及表达调控中 的影响与作用 4）研究空间结构对基因调节的作用 物理仿真实验报告1 物理仿真实验报告 受迫振动 班级应物01 姓名赵锦文 学号10093020 一、实验简介 在本实验中，我们将研究弹簧重物振动系统的运动。在这里，振动中系统除受弹性力和阻尼力作用外，另外还受到一个作正弦变化的力的作用。这种运动是一类广泛的实际运动，即一个振动着的力学体系还受到一个作周期变化的力的作用时的运动的一种简化模型。如我们将会看到的，可以使这个体系按照与施加力相同的频率振动，共振幅既取决于力的大小也取决于力的频率。当力的频率接近体系的固有振动频率时，“受迫振动”的振幅可以变得非常大，这种现象称为共振。共振现象是重要的，它普遍地存在于自然界，工程技术和物理学各领域中．共振概念具有广泛的应用，根据具体问题中共振是“利”还是“害”，再相应地进行趋利避害的处理。 两个相互耦合的简谐振子称为耦合振子，耦合振子乃是晶体中原子在其平衡位置附近振动的理想模型。 本实验目的在于研究阻尼振动和受迫振动的特性,要求学生测量弹簧重物振动系统的阻尼常数，共振频率。 二、实验原理 1．受迫振动 砝码和挂钩 弹簧 弹簧 振荡器 图13.1 受迫振动 质量M 的重物按图1放置在两个弹簧中间。静止平衡时，重物收到的合外力为0。当重物被偏离平衡位置时，系统开始振动。由于阻尼衰减(例如摩擦力)，最终系统会停止振动。振动频率较低时，可以近似认为阻力与振动频率成线性关系。作用在重物上的合力： x M x Kx x x k x k F 21=--=---=ββ 其中k1, k2是弹簧的倔强系数。 K = k1+ k2是系统的等效倔强系数。 x 是重物偏离平衡位置的距离, β 是阻尼系数。 因此重物的运动方程可表示为： 22 0=++x x x ωγ 其中 γβ=M and ω02 =K M 。 在欠阻尼状态时(ωγ0>),方程解为： ) cos(22 0 φγωγ+-=-t Ae x t A, φ 由系统初始态决定。方程的解是一个幅度衰减的谐振动，如图2所示。 T 图13.2 衰减振动 振动频率是： f T = =-11202 2π ωγ (13.1) 如果重物下面的弹簧1k 由一个幅度为a 的振荡器驱动，那么这个弹簧作用于重物的力是) cos (1x t a k -ω。此时重物的运动方程为： M t a k x x x cos 212 0ωωγ= ++ . 方程的稳态解为： ) cos(4)(2 2 2 22 1θωω γωω-+-= t M a k x (13.2) 其中 )2(tan 2 201 ωωγω θ-=-。图13.3显示振动的幅度与频率的关系。 物理仿真实验实验报告 光电效应和普朗克常量的确定 一、实验简介 1905年，年仅26岁的爱因斯坦提出光量子假说，发表了在物理学发展史上具有里程碑意义的光电效应理论，10年后被具有非凡才能的物理学家密里根用光辉的实验证实了。两位物理大师之间微妙的默契配合推动了物理学的发展，他们都因光电效应等方面的杰出贡献分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖。 光电效应实验及其光量子理论的解释在量子理论的确立与发展上，在揭示光的波粒二象性等方面都具有划时代的深远意义。利用光电效应制成的光电器件在科学技术中得到广泛的应用，并且至今还在不断开辟新的应用领域，具有广阔的应用前景。 二、实验目的 （1）了解光电效应基本规律，加深对光量子论的认识和理解； （2）了解光电管的结构和性能，并测定其基本特性曲线； （3）验证爱因斯坦光电效应方程，并测量普朗克常量。 三、实验原理 当光照在物体上时，光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子逸出物体表面，这种现象称为光电效应，逸出的电子称为光电子。在光电效应中，光显示出它的粒子性质，所以这种现象对认识光的本性，具有极其重要的意义。 光电效应实验原理如图1所示。其中S 为真空光电管，K 为阴极，A 为阳极。当无光照射阴极时，由于阳极与阴极是断路，所以检流计G 中无电流流过，当用一波长比较短的单色光照射到阴极K 上时，形成光电流，光电流随加速电位差U 变化的伏安特性曲线如图2所示。 1.光电流与入射光强度的关系 光电流随加速电位差U 的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后，光电流达到饱和值H I ，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。当K A U U U -=变成负值时，光电流迅速减小。实验指出，有一个遏止电位差a U 存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。 2.光电子的初动能与入射光频率之间的关系 光电子从阴极逸出时，具有初动能。在减速电压下，光电子在逆着电场力方向由K 极向A 极运动。当 a U U =时，光电子不再能达到A 极，光电流为零。所以电子的初动能等于它克服电场力所作的功。即 a eU mv =22 1 (1) 根据爱因斯坦关于光的本性的假设，光是一粒一粒运动着的粒子流，这些光粒子称为光子。每一光子的能量为hv =ε，其中h 为普朗克常量，v 为光波的频率。所以不同频率的光波对应光子的能量不同。光电子吸收了光子的能量hv 之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A ，另一部分转换为电子动能。由能量守恒定律可知 绪论 思考题：（P9） 1.从广义和狭义上写出分子生物学的定义？ 广义上讲的分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究，以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。 狭义的概念，即将分子生物学的范畴偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA结构与功能、复制、转录、表达和调节控制等过程。其中也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。 2、现代分子生物学研究的主要内容有哪几个方面？什么是反向生物学？什么是 后基因组时代？ 研究内容： DNA的复制、转录和翻译；基因表达调控的研究；DNA重组技术和结构分子生物学。 反向生物学：是指利用重组DNA技术和离体定向诱变的方法研究已知结构的基因相应的功能，在体外使基因突变，再导入体内，检测突变的遗传效应，即以表型来探索基因结构。 后基因组时代：研究细胞全部基因的表达图式和全部蛋白质图式，人类基因组研究由结构向功能转移。 3、写出三个分子生物写学展的主要大事件（年代、发明者、简要内容） 1953年Watson和Click发表了?脱氧核糖核苷酸的结构?的著名论文，提出了DNA的双螺旋结构模型。 1972~1973年，重组DNA时代的到来。H.Boyer和P.Berg等发展了重组DNA 技术，并完成了第一个细菌基因的克隆，开创了基因工程新纪元。 1990~2003年美、日、英、法、俄、中六国完成人类基因组计划。解读人类遗传密码。 4、21世纪分子生物学的发展趋势是怎样的？ 随着基因组计划的完成，人类已经掌握了模式生物的所有遗传密码。又迎来了后基因组时代，人类基因组的研究重点由结构向功能转移。相关学说理论相应诞生，如功能基因组学、蛋白质组学和生物信息学。生命科学又进入了一个全新的时代。 第四章 思考题：（P130） 1、基因的概念如何？基因的研究分为几个发展阶段？ 概念：基因是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列，是遗传的基本单位和突变单位以及控制形状的功能单位。 发展阶段：○120世纪50年代以前，主要从细胞的染色体水平上进行研究，属于基因的染色体遗传学阶段。 ○220世纪50年代以后，主要从DNA大分子水平上进行研究，属于分 西安交通大学实验报告 第 1 页(共10 页）课程：_____大学物理实验____ 实验日期 : 2014 年 11月 30日 专业班号______组别__无___ 交报告日期： 2012 年 12 月 4 日 姓名___ 学号______ 报告退发：（订正、重做) 同组者____________________________ 教师审批签字： 实验名称：超声波测声速 一、实验目的: 1。了解超声波的产生、发射、和接收方法； 2.用驻波法、相位比较法测量声速。 二、实验仪器： SV—DH系列声速测试仪，示波器，声速测试仪信号源. 三、实验原理： 由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率 和波长就可以求出波速.本实验通过低频信号发生器控制换能器,信号发生器的 输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比 较法）测量.下图是超声波测声速实验装置图. 1。驻波法测波长 由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别是： 叠加后合成波为: 振幅最大的各点称为波腹，其对应位置： 振幅最小的各点称为波节，其对应位置： 因此只要测得相邻两波腹（或波节)的位置Xn、Xn—1即可得波长. 2。相位比较法测波长 从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差:。因为x改变一个波长时，相位差就改变2π。利用李萨如图形就可以测得超声波的波长. 四、实验内容 1．接线 2．调整仪器 （1）示波器的使用与调整 使用示波器时候，请先调整好示波器的聚焦.然后鼠标单击示波器的输入信号的接口,把信号输入示波器.接着调节通道1，2的幅度微调，扫描信号的时基微调。最后选择合适的垂直方式选择开关，触发源选择开关，内触发源选择开关，Auto-Norm-X—Y开关，在示波器上显示出需要观察的信号波形。输入信道的信号是由实验线路的连接决定的。 （2）信号发生器的调整 根据实验的要求调整信号发生器，产生频率大概在35KHz左右，幅度为5V 的一个正弦信号。由于本实验测声速的方法需要通过换能器（压电陶瓷）共振把电信号转为声信号,然后再转为电信号进行的,所以在开始测量前需要调节信号的频率为换能器的共振频率。在寻找共振频率时，通过调节信号发生器的微调旋钮,观察示波器上信号幅度是否为最大来逐步寻找的。 (3）超声速测定仪的使用 在超声速测定仪中，左边的换能器是固定的，右边的换能器是与游标卡尺的滑动部分连接在一起的。这样，左右换能器间的距离就可以通过游标卡尺来测量出来，在上图的下半部分是一个放大的游标卡尺的读数图. 3．实验内容 寻找到超声波的频率（就是换能器的共振频率)后,只要测量到信号的波长就可以求得声速.我们采用驻波法和相位比较法来测量信号波长： （1）驻波法 信号发生器产生的信号通过超声速测定仪后，会在两个换能器件之间产生驻波。改变换能器之间的距离（移动右边的换能器）时，在接收端(把声信号转为电信号的换能器）的信号振幅会相应改变。当换能器之间的距离为信号波长的一 大学物理仿真实验报告 单摆测量重力加速度 一、实验目的 本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 单摆的结构如实验仪器中所示，其一级近似周期公式为： 由此公式可知，测量周期与摆长就可以计算得到重力加速度g 三、实验内容 一用误差均分原理设计一单摆装置,测量重力加速度g. 设计要求: (1) 根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2) 写出详细的推导过程,试验步骤. (3) 用自制的单摆装臵测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%. 可提供的器材及参数: 游标卡尺、米尺、千分尺、电子秒表、支架、细线(尼龙线)、钢球、摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制)、天平(公用). 假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s. 二. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求. 三. 自拟实验步骤研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数, 空气阻力等因素的关系,试分析各项误差的大小. 四. 自拟试验步骤用单摆实验验证机械能守恒定律. 四、实验仪器实验仪器 单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺 第一章绪论 □ DNA重组技术和基因工程技术。 DNA重组技术又称基因工程技术，目的是将不同DNA片段（基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特左的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。 DNA重组技术是核酸化学、蛋白质化学、酶工程及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究的结晶，而限制性内切酶DNA连接酶及苴他工具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关键。DNA重组技术有着广泛的应用前景。首先，DNA重组技术可以用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽，如激素、抗生素、酶类及抗体，提髙产量，降低成本。苴次， DNA重组技术可以用于左向改造某些生物的基因结构，使他们所具有的特殊经济价值或功能成百上千倍的提高。 □请简述现代分子生物学的研究内容。 1、DNA重组技术（基因工程） 2、基因表达调控（核酸生物学） 3、生物大分子结构功能（结构分子生物学） 4、基因组、功能基因组与生物信息学研究 第二章遗传的物质基础及基因与基因组结构 □核小体、DNA的半保留复制、转座子。 核小体是染色质的基本结构单位。是由H2A、H2B、H3、H4各两分子生成八聚体和由大约200bp 的DNA构成的。核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一步。 DNA在复制过程中，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条链。这样新形成的两个DNA 分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。因此，每个子代分子的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新合成的，这种复制方式被称为DNA的半保留复制。 转座子是存在染色体DNA上的可自主复制和移位的基本单位。转座子分为两大类：插入序列和复合型转座子。 □DNA的一、二、三级结构特征。 DNA的一级结构是指4种脱氧核昔酸的连接及其排列顺序，表示了该DNA分子的化学构成。DNA 的二级结构是指两条多核昔酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。分为左手螺旋和右手螺旋。DNA的髙级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。超螺旋结构是DNA 高级结构的主要形式，可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。 □DNA复制通常采取哪些方式？ 仁线性DNA双链的复制：复制经过起始、延伸、终止和分离三个阶段。复制是从5,端向3, 端移动，前导链的合成是连续的，后随链通过冈崎片段连接成完整链。 2、环状DNA双链的复制 （1）0型：是一种双向复制方式。复制的起始点涉及DNA的结旋和松开，形成两个方向相反的复制叉，复制从定点开始双向等速进行。 （2）滚环型：是单向复制的一种特殊方式，发生在噬菌体DNA和细菌质粒上，首先对正链原点进行专一性的切割，形成的5,端被单链结合蛋白所覆盖，3,端在DNA聚合酶的作用下不断延伸。 学院数统学院专业信计21 姓名倪皓洋学号 2120602015 实验名称：刚体的转动惯量 一实验简介： 在研究摆的中心升降问题时，惠更斯发现了物体系的重心与后来欧勒称之为转动惯量的量。转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量，它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。 二实验目的： 1.用实验方法验证转动惯量，并求转动惯量。 2.观察转动惯量与质量的分布关系。 3.学习作图的曲线改直法，并由作图法处理实验数据。 三实验原理： 1. 刚体的转动定律 具有确定转轴的刚体，在外力矩作用下，将获得较加速度β，其值与外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比即有刚体的转动定律： M=Iβ 利用转动定律，通过实验的方法，可求得难以用计算方法得到的转动惯量。 2.应用转动定律求转动惯量 如图所示，待测刚体由塔轮，伸杆及杆上的配重物组成。刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动 设细线不可伸长，砝码受到重力和细线的张力作用，从静止开始以加速度a下落，其运动方程为mg-t=ma,在t时间内下落的高度为h=at2/2。刚体收到张力的力矩为T r和轴摩擦力力矩M f。由转动定律可得到刚体的转动运动方程：T r--M f=I β。绳与塔轮间无相对滑动时有a =rβ，上述四个方程得到： m(g - a)r - Mf = 2hI/rt2 (2） M f与张力矩相比可以忽略，砝码质量m比刚体的质量小的多时有a< 的方法求得转动惯量I。 3．验证转动定律，求转动惯量 从（3）出发，考虑用以下两种方法： A．作m – 1/t2图法：伸杆上配重物位置不变，即选定一个刚体，取固定力臂r 和砝码下落高度h，（3）式变为： M = K1/ t2 (4) 式中K1 =2hI/ gr2为常量。上式表明：所用砝码的质量与下落时间t的平方成反比。实验中选用一系列的砝码质量，可测得一组m与1/t2的数据，将其在直角坐标系上作图，应是直线。即若所作的图是直线，便验证了转动定律。 从m – 1/t2图中测得斜率K1，并用已知的h、r、g值，由K1 =2hI/gr2求得刚体的I。 B．作r – 1/t图法：配重物的位置不变，即选定一个刚体，取砝码m和下落高度h为固定值。将式（3）写为： r = K2/ t （5） 式中K2 = (2hI/ mg)1/2是常量。上式表明r与1/t成正比关系。实验中换用不同的塔轮半径r，测得同一质量的砝码下落时间t，用所得一组数据作r－1/t图，应是直线。即若所作图是直线，便验证了转动定律。 从r－1/t图上测得斜率，并用已知的m、h、g值，由K2 = (2hI/ mg)1/2求出刚体的I。 四实验仪器： 刚体转动仪，滑轮，秒表，砝码 其中刚体转动仪包括： A.、塔轮，由五个不同半径的圆盘组成。上面绕有挂小砝码的细线，由它对刚体施加外力矩。 B、对称形的细长伸杆，上有圆柱形配重物，调节其在杆上位置即可改变转动惯量。与A和配重物构成一个刚体。 C.、底座调节螺钉，用于调节底座水平，使转动轴垂直于水平面。 此外还有转向定滑轮，起始点标志，滑轮高度调节螺钉等部分 。 双击刚体转动仪底座下方的旋钮，会弹出底座放大窗口和底座调节窗口，在底座调节窗口的旋钮上点击鼠标左、右键，可以调整底座水平。在底座放大窗口上单击右键可以转换视角。（如下图）最新分子生物学实验指导
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