高中生物選修血紅蛋白實(shí)驗(yàn)題

1、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(wèn)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)開。(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(wú)關(guān)變量，把_作為因變量。答案：

2、(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(lái)提取和分離血紅蛋白，請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)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(lái)，馬上進(jìn)行離心，收集血紅蛋白溶液。其中加入檸檬酸鈉的目的是_。此過(guò)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。洗滌紅細(xì)胞的目的是_。(2)收集的血紅

3、蛋白溶液在透析袋中透析，這就是樣品的粗分離。透析的目的是_。透析的原理是_。(3)然后通過(guò)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(guò)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(guò)用凝膠

4、色譜法去除相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)。答案：(1)防止血液凝固血紅蛋白的釋放去除雜蛋白(2)去除相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)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(guò)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(wèn)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

5、_，說(shuō)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(méi)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(wú)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

6、一致地移動(dòng)，說(shuō)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(méi)有黃色(4)三(5)(6)均勻一致地移動(dòng)13.下圖表示血紅蛋白提取和分離的部分實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)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,其在紅細(xì)胞中的作用體現(xiàn)了蛋白質(zhì)具有功能。 (2)甲裝置中,B是血紅蛋白溶液,則A是;乙裝置中,C溶液的作用是。 (3)甲裝置用于,目的是。用乙裝置分離蛋白質(zhì)的方法叫,是根據(jù)分離蛋白質(zhì)的有效方法。 (4)用乙裝置分離血紅蛋白時(shí),待時(shí),用試管收集流出液,每5 mL收集一管,

7、連續(xù)收集。 解析:血紅蛋白具有運(yùn)輸O2和部分CO2的作用。用緩沖液可以保持與體內(nèi)的pH一致。甲裝置中,B是血紅蛋白溶液,則A是磷酸緩沖液;乙裝置中,C溶液的作用是洗脫血紅蛋白。甲裝置用于透析(粗分離),目的是去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)。用乙裝置分離蛋白質(zhì)的方法叫凝膠色譜法,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。答案:(1)運(yùn)輸(2)磷酸緩沖液洗脫血紅蛋白(3)透析(粗分離)去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)凝膠色譜法相對(duì)分子質(zhì)量的大小(4)紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端14.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

8、離流程圖回答問(wèn)題。(1)將實(shí)驗(yàn)流程補(bǔ)充完整:A為,B為。 (2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除,洗滌次數(shù)過(guò)少,無(wú)法除去;離心速度過(guò)高和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使一同沉淀,達(dá)不到分離的效果。洗滌干凈的標(biāo)志是。釋放血紅蛋白的過(guò)程中起作用的是。 (3)在洗脫過(guò)程中加入物質(zhì)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(shuō)明色譜柱制作成功。 解析:在蛋白質(zhì)分離與提取過(guò)程中包括樣品的處理、粗分離、純化和純度鑒定四步,每一步均應(yīng)用了不同的操作技術(shù)。答案:(1)血紅蛋白的釋放樣品的加入和洗脫(2)雜蛋白(血漿蛋白)血漿蛋白白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞離心后的上清液中沒(méi)有黃色蒸餾水

9、和甲苯(3)準(zhǔn)確模擬生物體內(nèi)的生理環(huán)境,保持體外的pH和體內(nèi)一致均勻一致地移動(dòng)15.某生物興趣小組在“蛋白質(zhì)的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中,準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血紅蛋白,設(shè)計(jì)的“血紅蛋白提取、分離流程圖”如下。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(配制緩沖液、血細(xì)胞懸液)樣品處理(洗滌、破碎、離心等)蛋白質(zhì)粗分離(透析)純化、純度鑒定(凝膠色譜法、電泳等)請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題。(1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH=7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢?可以破碎紅細(xì)胞,破碎細(xì)胞的原理是 。 (2)血紅蛋白粗分離階段,透析的目的是,若要盡快達(dá)到理想的透析效果,可以(寫出一種方法

10、)。 (3)電泳利用了待分離樣品中各種分子的等的差異,而產(chǎn)生不同遷移速度,實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。 (4)一同學(xué)通過(guò)血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳,觀察到正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如圖所示。由圖可知攜帶者有種血紅蛋白,從分子遺傳學(xué)的角度作出的解釋是 。 解析:(1)洗滌紅細(xì)胞所用的溶液是生理鹽水,根據(jù)滲透作用原理,將紅細(xì)胞置于低滲溶液中,紅細(xì)胞會(huì)吸水漲破,釋放出血紅蛋白。(2)血紅蛋白粗分離階段,透析的目的是除去樣品中的小分子雜質(zhì)?？赏ㄟ^(guò)增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液等方法縮短透析時(shí)間,盡快達(dá)到理想的透析效果。(3)由于各種分子帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀等的差異,在電泳過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同的遷移速度,從而實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。(4)根據(jù)圖示可知,鐮刀型細(xì)胞貧血癥的攜帶者含有兩種血紅蛋白