2020高中生物 第4章 现代生物技术

2020高中生物 第4章 现代生物技术

第2节　蛋白质的提取和分离 课时过关·能力提升 一、基础巩固 ‎1.下列相关说法不正确的是(　　)‎ A.提取乳酸脱氢酶同工酶时要用新鲜的动物心脏、肝脏、骨骼肌等 B.乳酸脱氢酶一般含有5种同工酶 C.提取乳酸脱氢酶同工酶可在任意条件下进行,包括环境温度等 D.最终观察电泳乳酸脱氢酶的结果应该是5个条带 答案:C 解析:同工酶检测必须依靠其具有催化活性的特点,从而使其和其他的可溶性蛋白质区分开来。因此在提取此类蛋白质时必须提供必要的缓冲系统和低温环境以保持其生物活性。‎ ‎2.下列有关蛋白质提取和分离的说法,错误的是(　　)‎ A.透析法提纯蛋白质的原理是利用蛋白质不能通过半透膜的特性 B.采用透析法使蛋白质与其他小分子化合物分离开来 C.离心沉降法通过控制离心速率使分子大小、密度不同的蛋白质分离 D.蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相同的电极方向移动 答案:D 解析:蛋白质在电场中的迁移,主要与其所带电荷的性质和多少、分子的形状和大小有关,向与其自身所带电荷相反的电极方向移动。‎ ‎3.蛋白质各种特性的差异,可以用来分离不同种的蛋白质。下列可以作为分离依据的是(　　)‎ A.分子的大小、形状和溶解度 B.所带电荷的性质和多少、吸附性质 C.对其他分子的亲和力 D.以上三项都是 答案:D 解析:可依据分子的大小、形状和溶解度、所带电荷的性质和多少、吸附性质以及对其他分子的亲和力来分离不同种类的蛋白质。‎ ‎4.凝胶色谱分离法分离蛋白质时,凝胶的种类较多,但其作用的共同点是(　　)‎ A.改变蛋白质分子通过凝胶时的路径 B.吸附一部分蛋白质,从而影响蛋白质分子的移动速度 C.将酶或细胞固定在凝胶中 D.与蛋白质分子进行化学反应,从而影响其移动速度 答案:A 解析:凝胶的种类较多,但每一种凝胶内部都有孔隙。相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时,相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速度较慢;相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。‎ 二、能力提升 ‎5.已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种物质,其分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示。下列叙述正确的是(　　)‎ A.将样品装入透析袋中透析12 h,若分子乙保留在袋内,则分子甲也保留在袋内 B.若五种物质都为蛋白质,则用凝胶色谱柱分离时,甲的移动速度最快 C.将样品以2 000 r/min的速度离心10 min,若分子戊存在于沉淀中,则分子丙也存在于沉淀中 D.若五种物质都为蛋白质,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 3‎ 答案:C 解析:透析的原理是相对分子质量小的物质能透过半透膜,相对分子质量大的物质不能透过,乙保留在袋内,甲则不一定保留在袋内。凝胶色谱柱分离时,相对分子质量小的物质路程长、移动慢。离心时相对分子质量大的物质先沉淀,分子戊沉淀,则分子乙、丁、丙均已沉淀。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移速率完全取决于分子本身的大小,由于甲和丙的相对分子质量差距最大,因此甲和丙形成的电泳带相距最远。‎ ‎6.测定蛋白质的相对分子质量是研究蛋白质的一项重要技术,常用的测定方法是凝胶色谱法。某人欲使用凝胶色谱法比较A、B两种蛋白质的相对分子质量大小。请你选择需要的材料,帮助其设计实验步骤,并预测实验结果,得出相关结论。‎ 实验步骤:   　。 ‎ 实验结果及结论:   　。 ‎ 答案:实验步骤:将含有A、B两种蛋白质的混合液加入装满凝胶的玻璃管上端,用缓冲液进行洗脱,检测它们洗脱的先后顺序 实验结果及结论:若A先于B洗脱出来,则A的相对分子质量大于B;若B先于A洗脱出来,则B的相对分子质量大于A ‎7.凝胶色谱技术是一种快速而又简单的分离技术,由于具有设备简单、操作方便,不需要有机溶剂,对高分子物质有很好的分离效果的特点,目前该技术已经在生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛应用。请据图回答问题。‎ ‎(1)a、b均为蛋白质分子,其中先从层析柱中洗脱出来的是　　　,原因是　  　。 ‎ ‎(2)自己制作凝胶色谱柱时,在色谱柱底部d位置相当于多孔板的结构可由　　　　　　　　　　替代。 ‎ ‎(3)装填凝胶色谱柱时,色谱柱内不能有气泡存在,原因是　。 ‎ ‎(4)洗脱用的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体　　　　　　(填“相同”或“不同”),洗脱时,对洗脱液的流速要求是　　　　　　　　。 ‎ 答案:(1)a　a相对分子质量较大,无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快 ‎ (2)尼龙网和尼龙纱 ‎(3)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果 ‎(4)相同　保持稳定 解析:用凝胶色谱技术分离各种大分子物质时,大分子物质先洗脱出来,然后是小分子物质。大分子物质由于直径较大,不易进入凝胶颗粒的微孔,而只能在颗粒之间移动,所以向下移动的速度较快。小分子物质可以进入凝胶颗粒的微孔,下移速度落后于大分子物质,从而落后于大分子物质洗脱出来。在色谱柱中装填凝胶的时候要尽量紧密,以降低凝胶颗粒之间的空隙。同时在装填凝胶柱时,不得有气泡存在,因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果。‎ 三、综合应用 ‎8.科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力,受到研究者重视。‎ ‎(1)分离该抗菌蛋白可用电泳法,其原理是根据蛋白质分子的　　　　　　　、大小及形状不同,在电场中的　　　　　　　　不同而实现分离。 ‎ ‎(2)可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供　　　　和　　　　。 ‎ ‎(3)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后,比较两种培养基中菌落的　　　　,确定该蛋白质的抗菌效果。 ‎ ‎(4)细菌培养常用的接种方法有　　　　　　　　　　和　　　　　　　　。实验结束后,对使用过的培养基应进行　　　　处理。 ‎ 3‎ 答案:(1)电荷(带电情况)　迁移速度　‎ ‎(2)碳源　氮源　‎ ‎(3)数量　‎ ‎(4)平板划线分离法　涂布分离法　灭菌 解析:(1)电泳法分离蛋白质的原理是根据蛋白质分子的带电情况、大小、形状不同,在电场中的迁移速度不同而实现分离。(2)在微生物的培养过程中,培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供碳源和氮源。(3)若抗菌活性蛋白的抗菌效果好,则在培养基中加入该抗菌蛋白后,接种等量的菌液,与未加入抗菌蛋白的培养基相比,菌落数目应该少,否则数目应该相当。(4)细菌培养接种的常用方法有平板划线分离法和涂布分离法。在实验结束后,应对使用过的培养基进行灭菌,防止污染环境。‎ 3‎