高中生物 專題5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題3 血紅蛋白的提取和分離練習(xí) 新人教版選修1

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1、 課題3血紅蛋白的提取和分離 1．透析法分離蛋白質(zhì)的目的是除去小分子雜質(zhì)。 2．利用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)時，相對分子質(zhì)量大的先洗脫出來，相對分子質(zhì)量小的后洗脫出來。 3．在電泳中，待分離樣品中分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀都會影響分子的遷移速度。 4．SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳的遷移速率完全取決于分子的大小。 5．蛋白質(zhì)提取和分離的一般步驟是：樣品處理與粗分離、純化和純度鑒定。 6．在對蛋白質(zhì)進(jìn)行純度鑒定時，使用最多的方法是SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳。 蛋白質(zhì)分離的原理和方法 [自讀教材·夯基礎(chǔ)] 1．蛋白質(zhì)分離的理論依據(jù) 2．分離的

2、方法 (1)凝膠色譜法： ①概念：也稱作分配色譜法，是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。 ②凝膠 ③原理：相對分子質(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，移動速度較慢，通過凝膠的時間較長；相對分子質(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，路程較短，移動速度較快，通過凝膠的時間較短。 (2)電泳： ①概念：指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。 ②原理：在一定的pH下，多肽、核酸等生物大分子的可解離基團(tuán)會帶上正電或負(fù)電，在電場的作用下，這些帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動。 ③影響電泳速率的因素： ④方法：常用的電泳方法有瓊脂

3、糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳。 3．緩沖溶液 (1)作用：在一定范圍內(nèi)，抵制外界的酸和堿對溶液pH的影響，維持pH基本不變。 (2)配制：由1～2種緩沖劑溶解于水中配制而成，通過調(diào)節(jié)緩沖劑的使用比例就可以得到不同pH范圍內(nèi)使用的緩沖液。 [跟隨名師·解疑難] 1．凝膠色譜法 (1)凝膠：是一些微小多孔的球體，內(nèi)含許多貫穿的通道，具有多孔的凝膠，又稱為分子篩。 (2)原理： 項(xiàng)目 相對分子質(zhì)量大 相對分子質(zhì)量小 直徑大小 大于凝膠顆?？障吨睆?，被排阻在外面 小于凝膠顆?？障吨睆剑梢赃M(jìn)入顆粒內(nèi)部 運(yùn)動方式 垂直向下移動 無規(guī)則擴(kuò)散進(jìn)入凝膠顆粒 運(yùn)動速

4、度 較快 較慢 運(yùn)動路程 較短 較長 洗脫次序 先從凝膠柱洗脫出來 后從凝膠柱洗脫出來 2．電泳的常用方法 (1)瓊脂糖凝膠電泳：由于瓊脂糖本身不帶電荷，所以，各種分子在電場中的遷移速率因各種分子的帶電性質(zhì)差異、分子大小、形狀不同而不同，從而得以分離。 (2)聚丙烯酰胺凝膠電泳： ①凝膠形成： ②加入SDS的作用：使蛋白質(zhì)發(fā)生完全變性，解聚成單條肽鏈，與各種蛋白質(zhì)形成蛋白質(zhì)­SDS復(fù)合物，SDS所帶負(fù)電荷的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了蛋白質(zhì)分子原有電荷量，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。 [特別提醒]　測定蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量通常用SDS

5、—聚丙烯酰胺凝膠電泳，原因是在一定濃度范圍內(nèi)聚丙烯酰胺對熱穩(wěn)定性強(qiáng)，可用檢測儀直接測定。 實(shí) 驗(yàn) 操 作 [自讀教材·夯基礎(chǔ)] 1．樣品處理 (1)紅細(xì)胞的洗滌： ①目的：去除雜蛋白，以利于后續(xù)步驟的分離純化。 ②過程： (2)血紅蛋白的釋放： ①目的：使紅細(xì)胞破裂釋放血紅蛋白。 ②過程： (3)分離血紅蛋白溶液混合液離心用濾紙過濾除去脂溶性沉淀層―→分液漏斗中靜置片刻―→分離出下層紅色透明液體。 2．粗分離——透析 (1)方法：將血紅蛋白溶液裝入透析袋中，將透析袋放入一定量適宜濃度的磷酸緩沖液中，透析12 h。 (2)目的：將相對分子質(zhì)量較

6、小的雜質(zhì)除去。 (3)原理：透析袋能使小分子自由進(jìn)出，而將大分子物質(zhì)保留在袋內(nèi)。 3．純化 (1)通過凝膠色譜法將相對分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)蛋白除去。 (2)過程： 4．純度鑒定 在鑒定的方法中，使用最多的是SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳。 1．洗滌紅細(xì)胞時能否用蒸餾水代替生理鹽水？ 提示：不能。生理鹽水能保持紅細(xì)胞的滲透壓穩(wěn)定而不至于破裂，在未洗凈血漿中的雜質(zhì)蛋白前，紅細(xì)胞如果提前破裂，就可能使血紅蛋白與雜質(zhì)血漿蛋白混在一起，加大了分離的難度。 2．在血紅蛋白釋放的過程中加入蒸餾水和甲苯的目的是什么？ 提示：加入蒸餾水使紅細(xì)胞吸水漲破。細(xì)胞膜的主要成分中含磷脂，磷脂易溶于

7、甲苯等有機(jī)溶劑，加入甲苯能加速紅細(xì)胞破裂以釋放血紅蛋白。 3．血紅蛋白呈現(xiàn)紅色，這一特點(diǎn)對進(jìn)行蛋白質(zhì)的分離有什么意義？ 提示：血紅蛋白是有色蛋白，因此在凝膠色譜分離時可以通過觀察顏色來判斷什么時候應(yīng)該收集洗脫液。這使血紅蛋白的分離過程非常直觀，大大簡化了實(shí)驗(yàn)操作。 [跟隨名師·解疑難] 1．分離血紅蛋白溶液的結(jié)果 2．樣品處理、分離與純化的目的不同 操作 目　的 紅細(xì)胞洗滌 去除雜質(zhì)，如血漿蛋白 血紅蛋白釋放 使紅細(xì)胞破裂，釋放血紅蛋白 分離血紅蛋白溶液 經(jīng)過離心使血紅蛋白與其他雜 質(zhì)分離開透析的雜質(zhì) 除去樣品中相對分子質(zhì)量較小 純化 除去相對分

8、子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì) 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與評價 (1)對血液樣品處理后樣品發(fā)生的變化： ①正?，F(xiàn)象：由于血紅蛋白與氧氣結(jié)合呈鮮紅色，與二氧化碳結(jié)合呈暗紅色，所以剛分離的血紅蛋白溶液呈紅色。 ②分層不明顯的原因：洗滌次數(shù)少，未完全除去血漿蛋白。 ②紅細(xì)胞不純凈的原因：離心速度過高或時間過長，使白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞一同沉淀而造成。 (2)判斷裝填的凝膠色譜柱成功與否： ①方法 (3)對分離效果的判斷： ①若血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻、狹窄、平整地隨洗脫液緩慢流出，則裝填成功，分離操作正確。 ②若血紅蛋白的紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬，則說明分離效果不好，裝填不成功。 [特別提醒]　洗脫液

9、的流速是影響分離效果的重要因素之一，如果樣品出現(xiàn)渾濁、有沉淀，可離心或過濾后再加樣，洗脫液應(yīng)維持流速的恒定，即維持洗脫液加在色譜柱上的壓力恒定。 凝膠電泳法原理分析 [例1] 右圖表示對某蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳的結(jié)果(相似于紙層析法分離色素)，下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．蛋白質(zhì)上某些基團(tuán)解離后可使蛋白質(zhì)帶電，電場中帶電的蛋白質(zhì)分子(或多肽)會向著與其所帶電荷相反的電極移動 B．蛋白質(zhì)在SDS—聚丙烯酰胺凝膠中的遷移速度完全取決于其所帶凈電荷多少 C．蛋白質(zhì)在SDS—聚丙烯酰胺凝膠中的遷移速度基本取決于相對分子質(zhì)量的大小 D．電泳結(jié)果表明溶液中蛋白

10、質(zhì)可能有兩種，但也可能只有一種 [解析]　蛋白質(zhì)的氨基與羧基可發(fā)生解離，使其帶正電或負(fù)電，在電場中發(fā)生遷移。SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳所加的SDS可完全掩蓋蛋白質(zhì)本身所帶電荷，故其移動速度與本身所帶電荷無關(guān)，而由其分子大小決定。SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳會使蛋白質(zhì)水解成肽鏈，故結(jié)果所示可能只有一種蛋白質(zhì)(有兩種肽鏈)，也可能是兩種蛋白質(zhì)。 [答案]　B 歸納拓展　蛋白質(zhì)在凝膠色譜柱中行進(jìn)的速度和途徑主要與蛋白質(zhì)分子的大小相關(guān)；在電場中的運(yùn)動速度和方向除了與蛋白質(zhì)的分子大小相關(guān)外，蛋白質(zhì)的帶電性質(zhì)、電量、形狀都影響其在電場中的運(yùn)動方向和運(yùn)動速度。 凝膠色譜法的原理與操作 [例2]

11、凝膠色譜技術(shù)是一種快速而又簡單的分離技術(shù)，由于設(shè)備簡單、操作方便，不需要有機(jī)溶劑，對高分子物質(zhì)有很高的分離效果，目前已經(jīng)被生物化學(xué)、分子生物學(xué)、生物工程學(xué)、分子免疫學(xué)以及醫(yī)學(xué)等有關(guān)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，不但應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，而且已經(jīng)大規(guī)模地用于工業(yè)生產(chǎn)。據(jù)圖回答問題： (1)a、b均為蛋白質(zhì)分子，其中先從層析柱中洗脫出來的是__________，原因是___________________________________________________。 (2)自己制作凝膠色譜柱時，在色譜柱底部d位置相當(dāng)于多孔板的結(jié)構(gòu)可由________________________替代。 (3)裝填凝膠色

12、譜柱時，色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在，原因是_____________________________________________________ ____________________________________________________________。 (4)洗脫用的液體應(yīng)盡量與浸泡凝膠所用的液體________(填“相同”或“不同”)，洗脫時，對洗脫液的流速要求是________________________。 (5)若選用SephadexG­75，則“G”表示____________________________，75表示________________

13、____________。 [解析]　本題主要考查凝膠色譜法的原理和操作注意事項(xiàng)，可按以下思路進(jìn)行分析作答。 (1)原理：由于不同蛋白質(zhì)其相對分子質(zhì)量不同，相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)不能進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道，只能在凝膠外部移動，路程短，速度快，易洗脫；相對分子質(zhì)量較小的則進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道，路程長，速度慢。 (2)注意事項(xiàng)：①凝膠色譜柱的制作：底部橡皮塞的凹穴上覆蓋尼龍網(wǎng)和100目的尼龍紗，相當(dāng)于多孔板。②凝膠色譜柱的裝填：裝填時盡量緊密，不得有氣泡存在，因?yàn)闅馀輹噥y洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果。③裝填材料即交聯(lián)葡聚糖凝膠的特點(diǎn)及表示方法。④樣品的加入和洗脫：洗脫時和浸泡凝膠所用液體

14、均是物質(zhì)的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液，洗脫時，對洗脫液的流速要求保持穩(wěn)定。 [答案]　(1)a　a相對分子質(zhì)量較大，無法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動，路程較短，移動速度較快　(2)尼龍網(wǎng)和尼龍紗　(3)氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果　(4)相同　保持穩(wěn)定　(5)凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分離范圍　凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5 g 歸納拓展 凝膠色譜操作注意事項(xiàng)分析 (1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如果不理想，需要重做時，必須進(jìn)行凝膠色譜柱的重新裝填。一般情況下，凝膠不會與其他溶質(zhì)發(fā)生任何作用，因此，在一次分離以后，稍加平衡就可以進(jìn)行下一次的操作。平衡時，

15、需用3倍柱體積的洗脫液過柱。 (2)如果實(shí)驗(yàn)操作中有一些雜質(zhì)污染了色譜柱，可以用物質(zhì)的量濃度為0.2 mol/L的氫氧化鈉和物質(zhì)的量濃度為0.5 mol/L的氯化鈉混合液處理交聯(lián)葡聚糖凝膠。 (3)如果凝膠長期不用，可以加入抑菌劑低溫保存，使用時再進(jìn)行充分的平衡。 [隨堂基礎(chǔ)鞏固] 1．在使用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)在凝膠中的行進(jìn)過程，可表示為(　　) 解析：選B　蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量越大，越容易通過凝膠間隙而先被洗脫出來 ，蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量越小越易進(jìn)入凝膠內(nèi)部而后被洗脫出來。 2．以下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述，錯誤的是(　　) A．洗滌紅細(xì)胞

16、時，使用生理鹽水可防止紅細(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 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慢 解析：選D　相對分子質(zhì)量越大的通過凝膠色譜柱的速度越快。 3．下列關(guān)于蛋白質(zhì)的提取與分離的敘述，正確的是(　　) A．在凝膠色譜柱內(nèi)，分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)路程較長，但移動速度較快 B．從凝膠色譜柱中最后分離出來的是分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì) C．蛋白質(zhì)的分離使用最多的方法是SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳法 D．分離血紅蛋白溶液時，離心管的第三層是脂類物質(zhì) 解析：選B　在凝膠色譜柱內(nèi)，

17、分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)不能進(jìn)入凝膠內(nèi)，路程短，移動速度快，而分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)會進(jìn)入凝膠內(nèi)，路程長，移動速度慢，最后洗脫出來的是分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)；SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳法是蛋白質(zhì)純度鑒定使用最多的方法；分離血紅蛋白溶液時，離心管中將出現(xiàn)四層，其中第三層就是血紅蛋白溶液，而不是脂類物質(zhì)。 4．下列關(guān)于電泳的說法，錯誤的是(　　) A．電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程 B．帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動 C．蛋白質(zhì)在聚丙烯酰胺凝膠中的遷移率取決于它所帶凈電荷的多少 D．用SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳，蛋白質(zhì)的電泳遷移率完全取決于分子的大小 解析：選C　蛋白質(zhì)在聚

18、丙烯酰胺凝膠中的遷移率取決于它所帶凈電荷的多少以及分子的大小等因素，SDS能與各種蛋白質(zhì)形成蛋白質(zhì)—SDS復(fù)合物，SDS所帶負(fù)電荷的量大大超過了蛋白質(zhì)分子原有的電荷量，因而掩蓋了不同種蛋白質(zhì)間的電荷差異，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。 5．紅細(xì)胞含有大量血紅蛋白，紅細(xì)胞的功能主要是由血紅蛋白完成的，血紅蛋白的主要功能是攜帶O2或CO2。血紅蛋白可以從豬、牛、羊或其他脊椎動物的血液中提取和分離。請回答下列有關(guān)問題： (1)血紅蛋白提取和分離的程序可分為四步：________、________、________和______________。 (2)實(shí)驗(yàn)前取新鮮的血液，切記要在采血容器中

19、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加入檸檬酸鈉的目的是___________________________________________。 ②以上所述的過程即是樣品處理，它包括________________________、________________________、分離和收集血紅蛋白溶液。 (3)收集的血紅蛋白溶液在透析袋中可以經(jīng)過透析，這就是樣品的粗分離。 ①透析的目的是__________________________________________________ __________________________。 ②透析的原

20、理是__________________________________________________。 (4)純度鑒定時最常用的方法是SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳。 ①樣品純化的目的是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②血紅蛋白有什么特點(diǎn)？_______________________________________________。 這一特點(diǎn)對進(jìn)行蛋白質(zhì)的分

21、離有什么意義？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：本題主要考查蛋白質(zhì)提取和分離的相關(guān)知識，具體分析如下： 答案：(1)樣品處理　粗分離　純化　純度鑒定 (2)①防止血液的凝固?、诩t細(xì)胞的洗滌　血紅蛋白的釋放　(3)①除去相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)?、谕肝龃苁剐》肿游镔|(zhì)自由進(jìn)出，而大分子物質(zhì)被保留在袋內(nèi) (4)①通過凝膠

22、色譜法將相對分子質(zhì)量與血紅蛋白不同的雜質(zhì)蛋白除去?、谘t蛋白呈現(xiàn)紅色　在用凝膠色譜法分離時可以通過觀察顏色來判斷什么時期應(yīng)該收集洗脫液；同時通過觀察顏色使血紅蛋白的分離過程非常直觀，大大簡化了實(shí)驗(yàn)操作 [課時跟蹤檢測] (滿分50分　時間25分鐘) 一、選擇題(每小題3分，共24分) 1．下列有關(guān)“血紅蛋白的提取和分離”的相關(guān)敘述中，正確的是(　　) A．用蒸餾水進(jìn)行紅細(xì)胞的洗滌，其目的是去除細(xì)胞表面的雜蛋白 B．將血紅蛋白溶液進(jìn)行透析，其目的是去除相對分子質(zhì)量較大的雜質(zhì) C．血紅蛋白釋放時加入有機(jī)溶劑，其目的是使血紅蛋白溶于有機(jī)溶劑 D．血紅蛋白的提取和分離一般分為樣品處理、

23、粗分離、純化和純度鑒定 解析：選D　A項(xiàng)是用生理鹽水洗滌；B項(xiàng)中的血紅蛋白質(zhì)為大分子，透析的目的是為了除去小分子物質(zhì)；C項(xiàng)的目的是使細(xì)胞破裂釋放出血紅蛋白。 2．下列說法錯誤的是(　　) A．在釋放紅細(xì)胞中的血紅蛋白時，加蒸餾水到原血液的體積，再加40%體積的甲苯，充分?jǐn)嚢?0 min，紅細(xì)胞破裂釋放出血紅蛋白 B．血紅蛋白溶液離心后分為4層，第1層為白色薄層固體 C．血紅蛋白溶液離心后分為4層，第4層為暗紅色沉淀物 D．血紅蛋白溶液離心后分為4層，第3層為紅色透明液體，這是血紅蛋白的水溶液 解析：選B　血紅蛋白溶液離心后分為4層，第1層為無色透明的甲苯層。 3．在蛋白質(zhì)的提取

24、和分離中，下列關(guān)于對樣品處理過程的分析，無誤的是(　　) A．洗滌紅細(xì)胞的目的是去除血漿中的葡萄糖、無機(jī)鹽 B．洗滌時離心速度過低，時間過短，白細(xì)胞等會沉淀，達(dá)不到分離的效果 C．洗滌過程選用0.1%的生理鹽水 D．透析的目的是去除樣品中相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì) 解析：選D　洗滌紅細(xì)胞的目的是去除血漿中的雜蛋白；洗滌時離心速度過大，時間過長，白細(xì)胞等會沉淀，達(dá)不到分離的效果；洗滌過程選用0.9%的生理鹽水。 4．細(xì)胞破碎后，各種蛋白質(zhì)就會釋放出來，再根據(jù)蛋白質(zhì)的不同特性進(jìn)行提取。下列關(guān)于蛋白質(zhì)抽提的措施中，錯誤的是(　　) A．酸性蛋白質(zhì)可用稀堿性溶液抽提 B．水溶性蛋白質(zhì)可用透

25、析液(中性緩沖液)抽提 C．脂溶性蛋白質(zhì)可用有機(jī)溶劑抽提 D．堿性蛋白質(zhì)可用強(qiáng)酸性溶液抽提 解析：選D　抽提蛋白質(zhì)的基本原理是根據(jù)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)，加入不同的試劑后，使蛋白質(zhì)溶于試劑中而抽提蛋白質(zhì)。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會使蛋白質(zhì)變性而沉淀。 5．以下關(guān)于血紅蛋白提取和分離的過程及原理的敘述，正確的是(　　) A．紅細(xì)胞洗滌過程中要加入5倍體積的蒸餾水，重復(fù)洗滌3次 B．將血紅蛋白溶液放在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液中透析12 h C．凝膠裝填在色譜柱內(nèi)要均勻，不能有氣泡存在 D．蛋白質(zhì)通過凝膠時，相對分子質(zhì)量較大的移動速度慢 解析：選C　紅細(xì)胞洗滌過程中要加入5倍體積的生理鹽水，

26、重復(fù)洗滌3次目的是除去雜蛋白。透析時使用物質(zhì)的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液，而不是用0.9%的NaCl溶液。蛋白質(zhì)通過凝膠時，相對分子質(zhì)量較大的在凝膠外部移動，移動速度快。在裝填凝膠柱時，不得有氣泡存在，氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果。 6．取1 mL血紅蛋白溶液裝入透析袋中進(jìn)行透析，下列相關(guān)說法錯誤的是(　　) A．透析液為300 mL 20 mmol/L的磷酸緩沖液 B．透析時間至少為1～2 h，時間過長血紅蛋白也會滲漏出去 C．除去了相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了樣品的粗分離 D．透析也可用于更換樣品的緩沖液 解析：選B　透析過程除去了相對分子質(zhì)量

27、較小的雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了粗分離過程，也用于更換樣品的緩沖液；透析時燒杯中加入300 mL 20 mmol/L的磷酸緩沖液，透析時間為12 h，讓小分子雜質(zhì)與血紅蛋白充分分離。 7．在血紅蛋白的整個提取過程中，不斷用磷酸緩沖液處理的目的是(　　) ①防止血紅蛋白被氧氣氧化 ②血紅蛋白是一種堿性物質(zhì)，需要酸進(jìn)行中和 ③防止色譜柱內(nèi)產(chǎn)生氣泡，影響洗脫效果 ④讓血紅蛋白處在穩(wěn)定的pH范圍內(nèi)，維持其結(jié)構(gòu)和功能 A．①②　　　　　　　 B．②③ C．②④ D．③④ 解析：選D　在血紅蛋白的提取過程中，不斷用磷酸緩沖液處理的目的是防止色譜柱內(nèi)產(chǎn)生氣泡，影響洗脫效果，同時也為了讓血紅

28、蛋白保持在體內(nèi)所處的環(huán)境，以維持其結(jié)構(gòu)和功能。 8．下圖是用除去DNA的濾液進(jìn)行血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)的裝置，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．首先用圖甲裝置對濾液進(jìn)行處理，其目的是去除相對分子質(zhì)量較大的雜質(zhì) B．圖乙裝置的試管中收集到的液體中最先得到的是相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì) C．用圖乙裝置分離血紅蛋白時，待紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端時，用試管收集流出液，每管收集5 mL，連續(xù)收集 D．圖丙裝置中電泳法分離提純血紅蛋白的原理是血紅蛋白帶有一定量的電荷，在電場的作用下向一極移動 解析：選A　用圖甲裝置對濾液進(jìn)行處理，其目的是去除相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)。圖乙裝置表示通過凝膠色

29、譜法分離蛋白質(zhì)的過程。蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量較大，被排阻在凝膠顆粒的外面，在顆粒之間迅速通過。 二、非選擇題(共26分) 9．(10分)PCR技術(shù)可擴(kuò)增DNA分子，電泳技術(shù)是將待測樣品放在光滑的凝膠薄膜上，并加上直流電場，可利用分子帶電荷不同分離和分析氨基酸和多核苷酸片段等有機(jī)物。這兩項(xiàng)技術(shù)綜合應(yīng)用于現(xiàn)代刑偵，可以獲得最可靠的證據(jù)。下圖是一次尋找嫌犯的測試結(jié)果：圖甲是把遺跡中含有21個氨基酸的多肽進(jìn)行水解，將氨基酸混合物進(jìn)行電泳的結(jié)果；圖乙是通過提取罪犯B遺跡DNA和四位嫌犯的DNA進(jìn)行擴(kuò)增，并采用特定限制酶處理后進(jìn)行電泳所得到的一組DNA指紋圖譜。 (1)在同一電場下，由于蛋白質(zhì)或D

30、NA的________以及________、________不同而產(chǎn)生不同的遷移方向或速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品的分離。 (2)由圖甲得知，多肽由________種氨基酸組成；由圖乙可知B最可能的對象是________。 解析：(1)在同一電場下，由于各種分子的帶電性質(zhì)及分子本身大小、形狀不同，而產(chǎn)生不同的遷移方向或速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。(2)不同種類氨基酸所帶電荷不同，在電場力的作用下會做定向移動。同種氨基酸在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動方向和移動距離相同，所以七條帶則表明21個氨基酸的多肽分解形成7種氨基酸。同理，不同的DNA片段的帶電荷的數(shù)量及鏈的長短不同，電泳時也可以將樣品分成不同組分的

31、條帶，比較條帶的異同程度，可以鑒別出罪犯為F2。 答案：(1)帶電性質(zhì)　本身大小　形狀　(2)7　F2 10．(16分)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，血紅蛋白的主要功能是攜帶O2或CO2。我們可以選用豬、牛、羊或其他哺乳動物的血液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來提取和分離血紅蛋白。根據(jù)材料回答下列問題： (1)實(shí)驗(yàn)前取新鮮血液，要在采血器中預(yù)先加入檸檬酸鈉，取血回來，立即進(jìn)行離心，收集血紅蛋白溶液。加入檸檬酸鈉的目的是________________________________________________________________________ _____

32、___________________________________________________________________。 (2)在對樣品進(jìn)行處理時，主要包括________、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液、透析等步驟。透析的原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)同學(xué)乙利用凝膠色譜法進(jìn)行血紅蛋白的分離(如圖1

33、)，他在操作中加樣的正確順序是________。 (4)圖2、圖3分別是同學(xué)甲、乙利用同一種樣品分離得到的結(jié)果，則圖3中與圖2中蛋白質(zhì)P對應(yīng)的是______________。 解析：(1)加入檸檬酸鈉的目的是防止血液凝固。(2)對樣品的處理包括紅細(xì)胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液、透析等步驟。其中透析的原理是小分子可以自由通過透析袋(半透膜)，而大分子不能通過。(3)正確的加樣順序可依據(jù)樣品在色譜柱及凝膠層中的滲入量進(jìn)行分析，可以得出是④①②③。(4)SDS凝膠電泳裝置是垂直的裝置，此種電泳方法主要取決于蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的大小，與電荷無關(guān)，同時加樣在“－”極，通電后，樣

34、品蛋白質(zhì)向“＋”極移動，相對分子量小的，移動距離大，因此從圖2的電泳結(jié)果分析，P比N、M移向“＋”距離大，說明P的相對分子質(zhì)量比較小，因此洗脫出來的時間比較長，符合圖3中的丙。 答案：(1)防止血液凝固　(2)紅細(xì)胞的洗滌　小分子可以自由通過透析袋(半透膜)，而大分子不能通過　(3)④①②③　(4)丙 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375