2020-2021学年高中生物人教版选修1习题：专题5　课题3　血红蛋白的提取和分离

2020-2021学年高中生物人教版选修1习题：专题5　课题3　血红蛋白的提取和分离

课题 3 血红蛋白的提取和分离 课后篇巩固提升 基础知识巩固 1.凝胶柱制作的顺序一般是( ) ①橡皮塞打孔 ②挖凹穴 ③装玻璃管 ④盖尼龙网 ⑤盖尼龙纱 ⑥将橡皮塞插入玻璃管 ⑦接尼龙管、装螺旋夹 ⑧柱顶插入安装玻璃管的橡皮塞 A.①③④⑤⑥⑧⑦② B.①②③④⑤⑥⑦⑧ C.①②③④⑥⑤⑧⑦ D.①②③⑦⑥⑤⑧④ 解析凝胶柱制作的一般流程是:选择合适的橡皮塞→打孔→挖凹穴→装玻璃管→盖尼龙网→盖 尼龙纱→将橡皮塞插到玻璃管→接尼龙管→装螺旋夹→柱顶插入安装玻璃管的橡皮管。 答案 B 2.蛋白质提取和分离分为哪几步?( ) A.样品处理、凝胶色谱操作、SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳 B.样品处理、凝胶色谱操作、纯化 C.样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定 D.样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定 答案 C 3.下列关于血红蛋白提取和分离实验中样品处理步骤的描述,正确的是( ) A.红细胞的洗涤:加入蒸馏水,缓慢搅拌,低速短时间离心 B.血红蛋白的释放:加入生理盐水和甲苯,置于磁力搅拌器上充分搅拌 C.分离血红蛋白:将搅拌好的混合液离心、过滤后,用分液漏斗分离 D.透析:将血红蛋白溶液装入透析袋,置于 pH 为 4.0 的磷酸缓冲液中透析 12 h 解析对红细胞进行洗涤时,应加入生理盐水,防止细胞破裂;将血红蛋白从红细胞中释放时,需要 加入蒸馏水,以便使红细胞破裂释放出血红蛋白;透析时,应将透析袋置于 pH 为 7.0 的磷酸缓冲 液中透析 12 h。 答案 C 4.红细胞中含有大量血红蛋白,我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验来提 取和分离血红蛋白。下列对血红蛋白提取和分离的叙述,错误的是( ) A.血红蛋白提取和分离一般按照样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定的顺序进行 B.纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液 C.粗分离时透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质 D.可经 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定 解析蛋白质的提取和分离一般分为四步:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定,提取和分离血红 蛋白时,首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液,即样品处理; 再通过透析法除去相对分子质量较小的杂质,即样品的粗分离;然后通过凝胶色谱法将相对分 子质量较大的杂蛋白除去,即样品纯化,纯化过程中凝胶应用蒸馏水充分溶胀后配制成凝胶悬 浮液,而不是用生理盐水;最后经 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。 答案 B 5.在血红蛋白分离过程中,如果红色区带歪曲、散乱、变宽,与其有关的是( ) A.血红蛋白释放 B.色谱柱的装填 C.洗脱过程 D.样品的处理 答案 B 6.下列对在凝胶柱上加入样品和洗脱的操作,不正确的是( ) A.加样前要使柱内凝胶面上的缓冲液下降到与凝胶面平齐 B.让吸管管口沿管壁环绕移动,贴壁加样至色谱柱顶端,不要破坏凝胶面 C.打开下端出口,待样品完全进入凝胶层后,直接连接缓冲液洗脱瓶开始洗脱 D.待红色的蛋白质接近色谱柱底端时,每 5 mL 收集一管,连续收集流出液 解析打开下端出口,待样品完全进入凝胶层后,关闭下端出口,再小心加入适量的 20 mmol/L 的 磷酸缓冲液,然后连接缓冲液洗脱瓶,打开下端出口,开始洗脱。 答案 C 7.请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。 (1)将实验流程补充完整:A. ;B. 。 (2)凝胶色谱法的基本原理是根据 分离蛋白质。 (3)下面是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品的加样示意图,正确的加样顺序 是 。 解析(1)样品处理及粗分离包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液和透析。 凝胶色谱操作包括凝胶色谱柱的制作、凝胶色谱柱的装填、样品的加入和洗脱。 (2)凝胶色谱法的基本原理是根据相对分子质量的大小分离蛋白质。 (3)加样顺序是调整缓冲液面、滴加透析样品、样品渗入凝胶床、再调整缓冲液面。 答案(1)血红蛋白的释放 凝胶色谱柱的装填 (2)相对分子质量的大小 (3)④①②③ 能力素养提升 8.已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子,其分子大小、所带电荷的性质和数 量情况如下图所示,下列有关该样品中蛋白质的分离的叙述,正确的是( ) A.将样品装入透析袋中透析 12 h,若分子乙保留在袋内,则分子丙也保留在袋内 B.若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质,则分子甲移动速度最快 C.若将样品以 2 000 r/min 的速度离心 10 min,分子戊存在于沉淀中,则分子甲也存在于沉淀中 D.若用 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子,则分子甲和分子戊形成的电泳带 相距最远 解析分子乙留在透析袋内,说明其相对分子质量比较大,分子丙的相对分子质量比分子乙大,所 以分子丙也留在袋内;分子甲的相对分子质量最小,进入凝胶内部通道而移动速度慢;分子戊比 分子甲的相对分子质量大,分子甲可能不存在于沉淀中;SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳中的样品, 其电泳迁移率完全取决于分子的大小,相对分子质量相差越大,形成的电泳带相距越远。 答案 A 9.将经处理破裂后的红细胞混合液以 2 000 r/min 的速度离心 10 min 后,离心管中的溶液分为四 层,从上到下的顺序依次是( ) A.血红蛋白、甲苯层、脂溶性物质层、沉淀层 B.甲苯层、沉淀层、血红蛋白、脂溶性物质层 C.脂溶性物质层、血红蛋白、甲苯层、沉淀层 D.甲苯层、脂溶性物质层、血红蛋白、沉淀层 解析混合液经离心后,按密度大小排列,在离心管中从上到下的顺序依次是:第 1 层为无色透明 的甲苯层;第 2 层为白色薄层固体,是脂溶性物质沉淀层;第 3 层为红色透明液体,这是血红蛋白 的水溶液;第 4 层为暗红色沉淀物,主要是红细胞破碎物沉淀。 答案 D 10.下图是用除去 DNA 的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置,下列有关叙述不正确的 是( ) A.首先用图甲装置对滤液进行处理,其目的是去除相对分子质量较大的杂质 B.图乙装置的试管中收集到的液体中最先得到的是相对分子质量较大的蛋白质 C.用图乙装置分离血红蛋白时,待红色的蛋白质接近色谱柱底端时,用试管收集流出液,每管收 集 5 mL,连续收集 D.图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是不同分子的带电性质不同及分子本身大小、形 状不同,使其在电场中产生的迁移速度不同 解析用图甲装置对滤液进行处理,其目的是去除相对分子质量较小的杂质。图乙装置表示通过 凝胶色谱法分离蛋白质的过程,相对分子质量较大的蛋白质,被排阻在凝胶颗粒的外面,在颗粒 之间迅速通过,速度较快,最先流出。图丙装置是用电泳法分离提纯蛋白质。 答案 A 11.下图为凝胶色谱法分离蛋白质的示意图和 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳示意图。据图分析不 正确的是( ) A.在装填图甲中凝胶色谱柱时一旦发现柱内有气泡存在,就需要重装 B.图甲中大分子蛋白质因阻力大而移动得慢,所以最后从层析柱中流出来 C.图乙中凝胶中加入的 SDS 可以使蛋白质迁移速率完全取决于分子大小 D.已知凝胶中的 SDS 带负电,则应在电泳槽的①处接电源负极,②处接电源正极 解析在装填凝胶色谱柱时,凝胶装填在色谱柱内要均匀,不能有气泡存在,因为气泡会影响蛋白 质洗脱的次序,A 项正确;图甲中大分子蛋白质因不容易进入凝胶内部的通道,路程短,移动速度 快,所以先从层析柱中流出来,B 项错误;SDS 能与各种蛋白质形成蛋白质-SDS 复合物,SDS 所带 负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量,因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别,使 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白质的迁移率完全取决于分子的大小,C 项正确;凝胶中的 SDS 带负电,所以电泳槽的①处接电源负极,②处接电源正极,D 项正确。 答案 B 12.请回答下列有关问题。 (1)样品处理中红细胞的洗涤要用 反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一 定量的低浓度 pH=7.0 的缓冲液并充分搅拌,可以破碎红细胞,破碎细胞的原理是 。 (2)血红蛋白粗分离阶段,透析的目的是 ,若要尽快达到 理想的透析效果,可以 (写出一种方法)。 (3)电泳利用了待分离样品中各种分子的 等 的差异,而产生不同迁移速度,实现各种分子的分离。 (4)某同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳,观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白 电泳结果如图所示。由图可知携带者有 种血红蛋白,从分子遗传学的角度作出的解释 是 。 答案(1)生理盐水 渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内溶液浓度时,细胞吸水涨破) (2)去除相对分子质量较小的杂质 增加缓冲液的量或及时更换缓冲液 (3)带电性质以及分子大小、形状 (4)两 携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因,可以控制合成两种不同的蛋白质 13.下面是某研究小组开展的“猪血浆某白蛋白的提取及分子量测定”的研究,请完成下列有关问 题。 材料仪器:新鲜猪血、低速冷冻离心机、透析袋、电泳仪等。 化学试剂:pH 为 7.4 的缓冲液、柠檬酸钠、奈氏试剂(与 N 反应出现黄色或红棕色沉淀)、饱 和度为 55%的(NH4)2SO4 溶液、生理盐水等。 实验步骤: (1)样品获取:向新鲜猪血中加入 以防止血液凝固,静置一段时间后取上层血 浆。 (2)盐析法粗提蛋白质: ①向血浆中加入一定体积的饱和度为 55%的(NH4)2SO4 溶液,充分混合后静置、离心,取沉淀物, 向沉淀物中加入适量生理盐水使之溶解; ②重复步骤①2~3 次,最后用生理盐水将沉淀溶解即得到粗提品,盐析粗提“血浆某白蛋白”的主 要原理是 ,重复 步骤①的主要目的是 。 (3)透析除盐:将粗提品装入透析袋,以 pH 为 7.4 的缓冲液作透析液,每隔 4 h 更换一次透析液,每 次更换前利用奈氏试剂检测透析液中 N 的量。利用缓冲液作透析液的原因 是 。检测中,若观察到透析液 时,即可终止透析。 (4)凝胶色谱法分离:透析后的样品经凝胶柱洗脱,获得纯净血浆某白蛋白样品。 (5)分子量测定:化学物质 SDS 能使蛋白质变性并解聚成单条肽链。在聚丙烯酰胺凝胶电泳中加 入一定量的 SDS,使电泳迁移率完全取决于肽链的分子大小。如图为本实验中用 SDS—聚丙烯 酰胺凝胶电泳鉴定血浆某白蛋白的结果。根据电泳结果,某同学得到“提取的血浆某白蛋白有两 条肽链”的结论,这种说法可靠吗?理由是: 。 解析(1)为防止血液凝固,在采血容器中要预先加入抗凝剂柠檬酸钠。(2)盐析粗提“血浆某白蛋 白”的主要原理是该血浆白蛋白在饱和度为 55%的(NH4)2SO4 溶液中溶解度低;重复步骤①的主 要目的是除去更多的杂蛋白。(3)强酸、强碱、温度过高都会使蛋白质发生变性,利用缓冲液作 透析液的原因是避免 pH 发生变化对蛋白质结构造成破坏;检测中,若观察到透析液中不出现黄 色或红棕色沉淀时,即可终止透析。(5)由实验结果图只能判断提取的血浆某白蛋白有两种大小 不同的肽链,而不能判断肽链的条数。 答案(1)(适量的)柠檬酸钠 (2)该血浆白蛋白在饱和度为 55%的(NH4)2SO4 溶液中溶解度低 除去更多的杂蛋白 (3)避免 pH 发生变化对蛋白质结构造成破坏 不出现黄色或红棕色沉淀 (5)不可靠,结果只能说明提取的血浆某白蛋白含有两种大小不同的肽链,不一定是两条