生物考研复试实验常见问题深度解析

实验常见问题解答

1. 什么是凝胶电泳？它在生物实验中有哪些具体应用？

凝胶电泳是生物实验中一项基础但非常重要的技术，它通过利用带电分子在电场中的迁移速度差异来分离混合物中的生物大分子。凝胶电泳最常见的形式是聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）和琼脂糖凝胶电泳，前者分辨率更高，适合分离蛋白质；后者操作简便，常用于DNA片段分析。

在具体应用方面，凝胶电泳至少有三个重要领域。在分子生物学中，它可以用来分离PCR产物、基因克隆后的质粒、酶切消化后的DNA片段等。在蛋白质研究中，凝胶电泳可用于蛋白质纯化验证、蛋白质亚基分析、Western Blot前处理等。在临床诊断中，凝胶电泳能检测基因突变（如电泳峰型变化）、分析血液中的血型物质等。值得注意的是，凝胶电泳的重复性对实验结果影响很大，因此操作时的温度控制、凝胶制备均一性等细节都需要特别关注。

2. 基因测序的基本原理是什么？有哪些常见的测序方法？

基因测序的核心原理是确定DNA分子中碱基（A、T、C、G）的排列顺序。传统测序方法主要基于Sanger测序技术，其原理是利用链终止子（dideoxynucleotides）在DNA合成过程中随机终止链的延伸，通过分析终止产物可以推知原始DNA序列。而新一代测序技术（NGS）则采用高通量并行测序，通过合成簇（clonal amplification）和成像检测来获取大量序列信息，极大提高了测序通量和效率。

目前常见的测序方法可以分为三大类。第一类是Sanger测序，虽然速度较慢，但准确度极高，适合小片段DNA测序和验证。第二类是NGS技术，如Illumina测序、PacBio测序和Oxford Nanopore测序，它们分别以高通量、长读长和实时测序为特点，应用场景各不相同。第三类是数字PCR（dPCR），它通过将样本分割成大量微反应单元进行PCR扩增，能精确测定核酸分子数量。选择哪种方法取决于实验目的：若需要精确的序列信息，Sanger是首选；若要研究基因组变异，NGS更合适；若需定量分析，dPCR则更为精准。特别提醒，测序前的DNA质量控制非常重要，低质量的模板会直接影响结果可靠性。

3. 如何进行细胞培养实验？需要注意哪些关键细节？

细胞培养是生物实验的基础技术，其基本流程包括细胞复苏、传代、保藏和观察。具体操作时，首先要在超净工作台中用无菌水或PBS润洗冻存管，解冻后立即加入预温的培养基；接着通过离心收集细胞，用胰蛋白酶消化后用培养基终止消化；传代时注意细胞密度控制，一般维持在1×105-1×106 cells/mL；最后保藏时需在-80℃冻存，并添加DMSO保护剂。培养过程中，培养基的成分比例、pH值和CO2浓度对细胞状态影响显著，特别是血清质量往往决定了培养效果。

操作中需要特别注意五个关键细节。无菌操作是生命线，所有工具和培养基必须严格灭菌，操作时需保持工作台面清洁。温度控制要精确，37℃是大多数哺乳动物细胞的最佳培养温度，但不同细胞类型可能需要调整。第三，CO2浓度通常维持在5%，它会影响培养基的pH值。第四，传代频率需根据细胞生长速度确定，过度传代会导致细胞衰老。观察记录细胞形态变化很重要，异常细胞应及时处理。特别提醒，初次培养时最好设置阳性对照（已知活细胞），确保整个流程无误。