2019-2020年高中生物 專題5 課題3 血紅蛋白的提取和分離練習(xí) 新人教版選修1.doc

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2019-2020年高中生物 專題5 課題3 血紅蛋白的提取和分離練習(xí) 新人教版選修1 一、凝膠色譜法——血紅蛋白的分離方法 1．概念 凝膠色譜法是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法，也稱作分配色譜法。 2．原理 (1)凝膠 (2)分離原理： ①相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)：容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程較長，移動(dòng)速度較慢，通過凝膠柱的時(shí)間較長。 ②相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)：無法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動(dòng)，路程較短，移動(dòng)速度較快，通過凝膠柱的時(shí)間較短。 二、緩沖溶液 1．作用 在一定范圍內(nèi)，緩沖溶液能夠抵制外界的酸和堿對(duì)溶液pH的影響，維持pH基本不變。 2．配制 通常由1～2種緩沖劑溶解于水中配制而成，調(diào)節(jié)緩沖劑的使用比例就可以制得在不同pH范圍內(nèi)使用的緩沖液。 三、電泳——血紅蛋白的分離或鑒定方法 1．概念 帶電粒子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過程。 2．原理 (1)許多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)會(huì)帶上正電或負(fù)電。 (2)在電場(chǎng)的作用下，這些帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。 (3)電泳利用了待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。 四、蛋白質(zhì)的提取和分離過程 　蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步：樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定。 一、選擇題 1．使用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)在凝膠中的行進(jìn)過程，可表示為下圖中(B) 解析：凝膠色譜法是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)能進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道，路程較長，移動(dòng)速度較慢；相對(duì)分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)，路程較短，移動(dòng)速度較快，首先洗脫出來。 2．使用SDS—聚丙烯酰胺電泳的過程中，不同蛋白質(zhì)的電泳遷移率完全取決于(B) A．電荷的多少 B．分子的大小 C．肽鏈的多少 D．分子形狀的差異 解析：SDS能與各種蛋白質(zhì)形成蛋白質(zhì)SDS復(fù)合物，SDS所帶的負(fù)電荷量大大超過蛋白質(zhì)分子原有的電荷量，因而掩蓋了不同蛋白質(zhì)間的電荷差別，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。 3．在血紅蛋白的整個(gè)提取過程中，不斷用磷酸緩沖液處理的目的是(D) A．防止血紅蛋白被氧氣氧化 B．血紅蛋白是一種堿性物質(zhì)，需磷酸中和 C．磷酸緩沖液會(huì)加速血紅蛋白的提取過程 D．讓血紅蛋白處在穩(wěn)定的pH范圍內(nèi)，維持其結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 解析：磷酸緩沖液的作用是穩(wěn)定pH，從而維持血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 4．蛋白質(zhì)的分離與純化是蛋白質(zhì)研究的重要技術(shù)。下列有關(guān)敘述不正確的是(A) A．根據(jù)蛋白質(zhì)分子不能透過半透膜的特性，可將樣品中各種不同的蛋白質(zhì)分離 B．根據(jù)蛋白質(zhì)所帶電荷性質(zhì)的差異及分子大小等，可通過電泳分離蛋白質(zhì) C．根據(jù)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的大小，可通過凝膠色譜法分離蛋白質(zhì) D．根據(jù)蛋白質(zhì)的分子大小、密度不同，可通過離心沉降法分離蛋白質(zhì) 5．在提取血紅蛋白的樣品處理階段，洗滌紅細(xì)胞十分重要，其目的是(B) A．讓紅細(xì)胞破裂，釋放血紅蛋白 B．洗去血漿蛋白 C．防止血液凝固 D．保證紅細(xì)胞的正常形態(tài) 解析：血液中含有多種蛋白質(zhì)，除紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白，血漿中還含有多種蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)在血紅蛋白釋放出后會(huì)與其混合，需要在紅細(xì)胞破裂前將其除去。 6．蛋白質(zhì)提取和分離分為哪幾步(C) A．樣品處理、凝膠色譜操作、SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳 B．樣品處理、凝膠色譜操作、純化 C．樣品處理、粗分離、純化、純度鑒定 D．樣品處理、純化、粗分離、純度鑒定 解析：蛋白質(zhì)的提取和分離分為樣品處理、粗分離、純化、純度鑒定四步。A中凝膠色譜操作及SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳為實(shí)驗(yàn)操作過程中的技術(shù)。 7．下列對(duì)凝膠電泳的相關(guān)認(rèn)識(shí)，錯(cuò)誤的是(A) A．蛋白質(zhì)在聚丙烯酰胺凝膠電泳中的遷移率只取決于分子的大小 B．蛋白質(zhì)在SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳中的遷移率完全取決于分子的大小 C．SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳不僅用于蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定，還可用于蛋白質(zhì)混合組分的分離 D．凝膠中加入SDS可以消除凈電荷對(duì)遷移率的影響 解析：SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳中蛋白質(zhì)分子所帶的負(fù)電荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過天然蛋白質(zhì)分子的負(fù)電荷，消除了不同蛋白質(zhì)分子的電荷效應(yīng)，使蛋白質(zhì)分子相對(duì)遷移率的大小完全取決于相對(duì)分子質(zhì)量的高低。 8．在血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是(A) A．分離紅細(xì)胞時(shí)需去除上層透明的黃色血漿 B．紅細(xì)胞釋放出血紅蛋白時(shí)只需加入蒸餾水 C．分離血紅蛋白溶液是低速短時(shí)間離心 D．洗脫時(shí)，待紅色蛋白質(zhì)下移即開始收集流出液 解析：分離紅細(xì)胞時(shí)要及時(shí)除去血漿蛋白。釋放紅細(xì)胞時(shí)需要加入蒸餾水和甲苯。分離血細(xì)胞時(shí)，要短時(shí)低速離心，即一般為500 r/min，離心2 min，否則白細(xì)胞會(huì)一同沉淀，達(dá)不到分離效果。分離血紅蛋白時(shí)要高速長時(shí)間離心，以2 000 r/min的速度離心10 min。洗脫時(shí)待紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端用試管收集流出液。 9．以下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述，不正確的是(D) A．洗滌血紅細(xì)胞時(shí)，使用生理鹽水可以防止紅細(xì)胞破裂 B．豬成熟紅細(xì)胞中缺少細(xì)胞器和細(xì)胞核，提純時(shí)雜蛋白較少 C．血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測(cè) D．在凝膠色譜法分離過程中，血紅蛋白比分子量較小的雜蛋白移動(dòng)慢 解析：在凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)的過程中，相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程較長，移動(dòng)速度較慢；而相對(duì)分子質(zhì)量較大的分子無法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動(dòng)，路程較短，移動(dòng)速度較快。所以血紅蛋白分子比相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜分子移動(dòng)速度要快。 10．下列有關(guān)提取和分離血紅蛋白的敘述，錯(cuò)誤的是(B) A．樣品的處理就是通過一系列操作收集到血紅蛋白溶液 B．通過透析可以去除樣品中分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)，此為樣品的粗提取 C．可通過凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去，即樣品的純化 D．可通過SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳鑒定血紅蛋白的純度 解析：粗分離即透析，其目的是除去樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，B錯(cuò)誤。 二、非選擇題 11．如今人類已跨入了蛋白質(zhì)時(shí)代，對(duì)蛋白質(zhì)的研究和應(yīng)用，首先需要獲得高純度的蛋白質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題。 (1)蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步：__________、__________、__________和純度鑒定。 (2)如果要從紅細(xì)胞中分離出血紅蛋白，實(shí)驗(yàn)前取新鮮血液要在采血容器中預(yù)先加入檸檬酸鈉，這樣做的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)血紅蛋白的提取又可以細(xì)分為：紅細(xì)胞的洗滌、____________________、分離血紅蛋白溶液和__________。其中分離血紅蛋白溶液時(shí)需要用到__________(儀器)分離出下層紅色透明液體。 (4)裝填凝膠色譜柱時(shí)，要注意色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在，一旦發(fā)現(xiàn)有氣泡必須重新裝。這是因?yàn)? ________________________________________________________________________。 (5)欲探究色譜柱的高度是否影響蛋白質(zhì)分離的因素，應(yīng)把______________________作為自變量，把________________________________________________________________________ 作為無關(guān)變量，把____________________________________作為因變量。 答案：(1)樣品處理　粗分離　純化 (2)防止血液凝固 (3)血紅蛋白的釋放　透析　分液漏斗 (4)氣泡會(huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果 (5)色譜柱的高度變化　緩沖液的用量和pH、樣品的用量、溫度等因素　大小不同的蛋白質(zhì)分子的間距 12．紅細(xì)胞含有大量血紅蛋白，紅細(xì)胞的機(jī)能主要是由血紅蛋白完成的。我們可以選用豬、牛、羊等動(dòng)物的血液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來提取和分離血紅蛋白，請(qǐng)回答下列有關(guān)問題： (1)實(shí)驗(yàn)前取新鮮的血液，要切記在采血容器中預(yù)先加入檸檬酸鈉，取血回來，馬上進(jìn)行離心，收集血紅蛋白溶液。 ①其中加入檸檬酸鈉的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②此過程即是樣品處理，它應(yīng)包括紅細(xì)胞洗滌、________________、分離血紅蛋白溶液。 ③洗滌紅細(xì)胞的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)收集的血紅蛋白溶液在透析袋中透析，這就是樣品的粗分離。 ①透析的目的是________________________________________________________________________。 ②透析的原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)然后通過凝膠色譜法將樣品進(jìn)一步純化，最后經(jīng)SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。其中通過凝膠色譜法將樣品純化的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)檸檬酸鈉是一種抗凝劑，加入檸檬酸鈉可以防止血液凝固；樣品處理包括紅細(xì)胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液；洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白，以利于后續(xù)步驟的分離純化。(2)透析袋一般是用硝酸纖維素制成的，透析袋能使小分子自由進(jìn)出，而將大分子保留在袋內(nèi)，透析可以去除樣品中分子量較小的雜質(zhì)或用于更換樣品的緩沖液。(3)凝膠色譜法是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的方法，因此，通過用凝膠色譜法去除相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)。 答案：(1)①防止血液凝固?、谘t蛋白的釋放?、廴コs蛋白 (2)①去除相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì) ②透析袋能使小分子自由進(jìn)出，而大分子則保留在袋內(nèi) (3)通過凝膠色譜法去除相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì) 13．血紅蛋白是人和其他脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞的主要組成成分，負(fù)責(zé)血液中O2或CO2的運(yùn)輸。請(qǐng)根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖回答問題。 (1)將實(shí)驗(yàn)流程補(bǔ)充完整。 (2)凝膠色譜法的基本原理是根據(jù)________________________分離蛋白質(zhì)。 (3)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除________，洗滌干凈的標(biāo)志是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)分離血紅蛋白時(shí)，由上到下第________層是血紅蛋白水溶液。 (5)下面是凝膠色譜法分離血紅蛋白時(shí)樣品的加入示意圖，正確的加樣順序是________。 (6)如果紅色區(qū)帶________________，說明色譜柱制作成功。 解析：(1)樣品處理包括：紅細(xì)胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液。凝膠色譜操作包括：凝膠色譜柱的制作、凝膠色譜柱的裝填、樣品的加入和洗脫。(2)凝膠色譜法的基本原理是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)。(3)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白，洗滌干凈的標(biāo)志是上清液中沒有黃色。(4)分離血紅蛋白時(shí)，可明顯看到試管中的溶液分為4層：第一層為無色透明的甲苯層；第2層為白色薄層固體，是脂溶性物質(zhì)的沉淀層；第3層是紅色透明液體，是血紅蛋白的水溶液；第4層是其他雜質(zhì)的暗紅色沉淀物。(5)加樣順序是：調(diào)整緩沖液面、滴加透析樣品、樣品滲入凝膠床、再調(diào)整緩沖液面。(6)如果紅色區(qū)帶均勻一致地移動(dòng)，說明色譜柱制作成功。 答案：(1)血紅蛋白的釋放　凝膠色譜柱的裝填 (2)相對(duì)分子質(zhì)量的大小　(3)雜蛋白(或血漿蛋白)　離心后的上清液中沒有黃色　(4)三　(5)④①②③ (6)均勻一致地移動(dòng)