2020高中生物專題5DNA和蛋白質技術課題3血紅蛋白的提取和分離課時精練（含解析）新人教版.docx

血紅蛋白的提取和分離 基礎對點知識點一蛋白質分離的原理和方法1.分離不同種類的蛋白質依據(jù)的原理不包括()A分子的形狀和大小B所帶電荷的性質和多少、吸附性質C對其他分子的親和力D蛋白質分子的組成元素答案D解析分離不同種類的蛋白質依據(jù)的原理包括分子的形狀和大小、所帶電荷的性質和多少、吸附性質、對其他分子的親和力和蛋白質分子的溶解度等。蛋白質分子的組成元素不是分離不同蛋白質的依據(jù)。2利用凝膠色譜法分離蛋白質的原理是()A蛋白質分子與凝膠的親和力的大小B蛋白質相對分子質量的大小C蛋白質所帶電荷的多少D蛋白質溶解度的大小答案B解析凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質量的大小來分離蛋白質的有效方法，相對分子質量小的蛋白質容易進入凝膠內部的通道，路程長，移動的速度慢，相對分子質量大的蛋白質不容易進入凝膠內部的通道，路程短，移動的速度快，因此相對分子質量不同的蛋白質得以分離。3下列有關電泳的敘述，不正確的是()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待測樣品中各種分子的形狀、大小及帶電性質的差異等會影響其在電泳中的遷移速度C進行電泳時，帶電粒子會向著與其所帶電荷相同的電極移動D常用的電泳方法是瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳答案C解析電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程，在電場的作用下，帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動，A正確，C錯誤；由于待分離樣品中各種分子帶電性質的差異以及分子本身的大小、形狀的不同，會使帶電分子產生不同的遷移速度，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離，B正確；瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳是兩種常見的電泳方法，D正確。4SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法中加入SDS的作用是()A增大蛋白質的相對分子質量B使蛋白質完全變性失活C掩蓋不同種蛋白質間的電荷差別D減少蛋白質的相對分子質量答案C解析SDS的作用是使蛋白質完全變性，SDS所帶負電荷量大大超過蛋白質分子原有的電荷量，因而掩蓋不同種類蛋白質間電荷差別。知識點二血紅蛋白的提取和分離實驗操作5.分離血紅蛋白時，將攪拌好的混合液轉移到離心管中，以2000 r/min的速度離心10 min后，可以明顯看到試管中的溶液分為4層。下列描述中，正確的是()A第1層為無色透明的甲苯層B第2層為紅色透明層，含血紅蛋白C第4層為白色薄層固體，是脂溶性沉淀物D第3層為暗紅色沉淀物，含未破裂的細胞答案A解析第1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層是其他雜質的暗紅色沉淀物。6關于凝膠色譜柱的裝填，除哪項外均為正確解釋()A交聯(lián)葡聚糖凝膠(G75)“G”表示凝膠的交聯(lián)程度、膨脹程度及分離范圍，75表示凝膠得水值B色譜柱內不能有氣泡存在，一旦發(fā)現(xiàn)有氣泡，必須重裝C用300 mL物質的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液充分洗滌平衡凝膠12 hD凝膠用自來水充分溶脹后，配成凝膠懸浮液答案D解析本實驗中使用的交聯(lián)葡聚糖凝膠(G75)，其中G表示凝膠的交聯(lián)程度、膨脹程度及分離范圍，75表示凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5 g，A正確；氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果，因此，一旦發(fā)現(xiàn)有氣泡，必須重裝，B正確；在凝膠色譜柱裝填完之后，應在約50 cm高的操作壓下，用300 mL物質的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液充分洗滌平衡凝膠12小時，以使凝膠裝填緊密，C正確；凝膠溶脹時，應使用蒸餾水將其充分溶脹，制成凝膠懸浮液，D錯誤。7下列對在凝膠色譜柱上加入樣品和洗脫的操作的敘述，不正確的是()A加樣前要使柱內凝膠面上的緩沖液下降到與凝膠面平齊B讓吸管管口沿管壁環(huán)繞移動，貼壁加樣至色譜柱頂端，不要破壞凝膠面C打開下端出口，待樣品完全進入凝膠層后直接連接緩沖液洗脫瓶開始洗脫D待紅色的蛋白質接近色譜柱底端時，用試管收集流出液，每5 mL收集一管，連續(xù)收集答案C解析待樣品完全進入凝膠層后，關閉下端出口，小心加入緩沖液到適當高度，之后再連接緩沖液洗脫瓶，打開下端出口，進行洗脫。8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()A防止血紅蛋白被氧化B血紅蛋白是一種兩性物質，需要酸中和C磷酸緩沖液會加速血紅蛋白的提取過程D讓血紅蛋白處在一定的pH范圍內，維持其結構和功能答案D解析在血紅蛋白的提取過程中，利用磷酸緩沖液模擬細胞內的pH環(huán)境，維持血紅蛋白的正常結構和功能，便于觀察(紅色)和研究(活性)。9下列是有關血紅蛋白的提取和分離的相關操作，其中正確的是()A可采集豬血作為實驗材料B用蒸餾水重復洗滌紅細胞C血紅蛋白釋放后應低速短時間離心D洗脫液接近色譜柱底端時開始收集流出液答案A解析為防止紅細胞吸水漲破，洗滌時要用生理鹽水，B錯誤；釋放出血紅蛋白后，以2000 r/min的速度離心10 min，C錯誤；在分離時，要等到紅色蛋白質接近色譜柱底端時開始收集流出液，D錯誤。10下列有關提取和分離豬血紅蛋白的實驗，敘述錯誤的是()A用生理鹽水洗滌紅細胞，以防止紅細胞破裂B用蒸餾水和甲苯處理紅細胞，使其釋放出血紅蛋白C用生理鹽水透析血紅蛋白溶液，以保持血紅蛋白活性D用磷酸緩沖液洗脫，有利于血紅蛋白在凝膠柱中移動答案C解析洗滌紅細胞時要用生理鹽水，以防止紅細胞破裂，A正確；在蒸餾水和甲苯的作用下，紅細胞破裂，釋放出血紅蛋白，B正確；透析用的是磷酸緩沖液，C錯誤；洗脫用的是磷酸緩沖液，有利于血紅蛋白在凝膠柱中移動，D正確。能力提升11已知某樣品中存在甲、乙、丙、丁、戊五種物質，其分子大小、電荷的性質和數(shù)量情況如圖所示。下列敘述正確的是()A將樣品裝入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋內，則分子甲也保留在袋內B若五種物質為蛋白質，則用凝膠色譜柱分離時，甲的移動速度最快C將樣品以2000 r/min的速度離心10 min，若分子戊存在于沉淀中，則分子丙也存在于沉淀中D若五種物質為蛋白質，用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳分離樣品中的蛋白質分子，則分子甲和分子戊形成的電泳帶相距最遠答案C解析透析的原理是相對分子質量小的物質能透過半透膜，相對分子質量大的物質不能透過，若分子乙保留在袋內，則分子甲不一定保留在袋內，A錯誤；用凝膠色譜柱分離蛋白質時，相對分子質量小的物質通過的路程長、移動慢，B錯誤；離心時相對分子質量大的物質沉淀，若分子戊沉淀，則分子乙、丁、丙均已沉淀，C正確；用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白質時，電泳遷移率完全取決于分子大小，故電泳帶相距最遠的是甲和丙，D錯誤。12凝膠色譜技術是一種快速而又簡單的分離技術，由于設備簡單、操作方便，不需要有機溶劑，對高分子物質有很好的分離效果，目前已經在生物化學、分子生物學、生物工程學、分子免疫學以及醫(yī)學等有關領域廣泛應用，不但應用于科學實驗研究，而且已經大規(guī)模地用于工業(yè)生產。據(jù)圖回答問題：(1)a、b均為蛋白質分子，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位置相當于多孔板的結構可由_替代。(3)裝填凝膠色譜柱時，色譜柱內不能有氣泡存在，原因是_。(4)洗脫用的液體應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_。答案(1)aa相對分子質量較大，無法進入凝膠內部的通道，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的洗脫次序，降低分離效果(4)相同保持穩(wěn)定解析用凝膠色譜技術分離各種大分子物質時，大分子物質先洗脫出來，然后是小分子物質。大分子物質由于直徑較大，不易進入凝膠顆粒的微孔，而只能分布于顆粒之間，所以向下移動的速度較快。小分子物質除了可在凝膠顆粒間隙中擴散外，還可以進入凝膠顆粒的微孔，即進入凝膠相內，在向下移動的過程中，從一個凝膠顆粒內擴散到顆粒間隙后再進入另一凝膠顆粒，如此不斷地進入和擴散，小分子物質的下移速度落后于大分子物質從而落后于大分子物質洗脫出來。在色譜柱制作時可用尼龍網(wǎng)和尼龍紗代替多孔板。在裝填凝膠柱時，不得有氣泡存在，因為氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果。洗脫時要用與浸泡凝膠的液體相同的液體，流速要穩(wěn)定。13血紅蛋白是人和其他脊椎動物紅細胞的主要組成成分，負責血液中O2或CO2的運輸。請根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖回答問題。(1)將實驗流程補充完整：A為_，B為_。凝膠色譜法是根據(jù)_來分離蛋白質的有效方法。(2)洗滌紅細胞的目的是去除_，洗滌次數(shù)過少，無法完全除去；離心速度過高和時間過長會使_一同沉淀，達不到分離的效果。洗滌干凈的標志是_。釋放血紅蛋白的過程中起作用的是_。(3)在洗脫過程中加入物質的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液(pH為7.0)的目的是_。如果紅色區(qū)帶_，說明色譜柱制作成功。答案(1)血紅蛋白的釋放樣品的加入和洗脫相對分子質量的大小(2)雜蛋白(或血漿蛋白)白細胞離心后的上清液不再呈現(xiàn)黃色蒸餾水和甲苯(3)加速樣品在凝膠柱中的流動均勻一致地移動解析(1)樣品處理及粗分離過程為：紅細胞的洗滌血紅蛋白的釋放分離血紅蛋白溶液透析，凝膠色譜操作過程為：凝膠色譜柱的制作凝膠色譜柱的裝填樣品的加入和洗脫，所以A表示血紅蛋白的釋放，B表示樣品的加入和洗脫，凝膠色譜法的原理是分子量大的分子通過多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流動快；分子量小的分子穿過多孔凝膠顆粒內部，路程長，流動慢。(2)洗滌紅細胞的目的是去除雜質蛋白，以利于后續(xù)步驟的分離純化，洗滌次數(shù)少，無法除去血漿蛋白，此外，離心速度過高和時間過長，會使白細胞一同沉淀，也得不到純凈的紅細胞，影響后續(xù)血紅蛋白的提取純度，重復洗滌三次，直至上清液中沒有黃色，表明紅細胞已洗滌干凈，由于甲苯是表面活性劑的一種，可將細胞膜溶解，從而使細胞破裂，蒸餾水能使紅細胞漲破。(3)磷酸緩沖液(pH為7.0)能夠模擬生物體內的生理環(huán)境，保持體外的pH和體內的一致，洗脫時利用緩沖液，可以加快樣品在凝膠柱中的流動，如果凝膠色譜柱裝填得很成功、分離操作也正確的話，能清楚地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻、狹窄、平整，隨著洗脫液緩慢流出；如果紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬，說明分離的效果不好，這與凝膠色譜柱的裝填有關。14紅細胞含有大量血紅蛋白，紅細胞的機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和CO2。我們可以選用豬、牛、羊或其他哺乳動物的血液進行實驗，來提取和分離血紅蛋白。根據(jù)材料回答下列問題：(1)實驗前取新鮮血液，要在采血器中預先加入檸檬酸鈉，取血回來，馬上進行破碎離心，收集血紅蛋白溶液。加入檸檬酸鈉的目的是_。(2)在對樣品進行處理時，主要包括_、血紅蛋白的釋放；對樣品進行粗分離時主要包括：分離血紅蛋白溶液、透析等步驟。其中透析技術的原理是_。(3)同學甲利用瓊脂糖凝膠電泳技術，將得到的蛋白質進行分離，在電泳過程中，影響蛋白質遷移速度的因素包括蛋白質分子的_、_以及分子的形狀等。而加入SDS后，使得蛋白質的遷移率只取決于_。(4)同學乙利用凝膠色譜法進行血紅蛋白的分離(如圖1)，他在操作中加樣的正確順序是_，在執(zhí)行圖1中所示操作時，色譜柱下端連接的尼龍管應該_(填“打開”或“關閉”)。(5)圖2是同學乙利用樣品分離得到的結果，則圖2中蛋白質分子量最小的是_。答案(1)防止血液凝固(2)紅細胞的洗滌小分子可以自由進出透析袋(半透膜)，而大分子不能通過(3)大小帶電性質分子的大小(4)關閉(5)丙解析(1)新鮮血液中加入檸檬酸鈉的目的是防止血液凝固。(2)樣品的處理包括紅細胞的洗滌、血紅蛋白的釋放等步驟。分離血紅蛋白所用的透析方法的原理是半透膜的半透性，即小分子可以自由通過，大分子不能自由通過。(3)