1、【金版学案】2015-2016 高中生物 专题 5 课题 3 血红蛋白的提取和分离练习 新人教版选修 1一、凝胶色谱法血红蛋白的分离方法1概念凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法，也称作分配色谱法。2原理(1)凝胶 形 态 ： 微 小 的 多 孔 球 体组 成 ： 大 多 数 由 多 糖 类 化 合 物 构 成结 构 ： 内 部 有 许 多 贯 穿 的 通 道 )(2)分离原理：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，通过凝胶柱的时间较长。相对分子质量较大的蛋白质：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，通过凝胶柱
2、的时间较短。二、缓冲溶液1作用在一定范围内，缓冲溶液能够抵制外界的酸和碱对溶液 pH 的影响，维持 pH 基本不变。2配制通常由 12 种缓冲剂溶解于水中 配制而成，调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH 范围内使用的缓冲液。三、电泳血红蛋白的分离或鉴定方法1概念带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。2原理(1)许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的 pH 下，这些基团会带上正电或负电。(2)在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。(3)电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从
3、而实现样品中各种分子的分离。四、蛋白质的提取和分离过程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。一、选择题1使用凝胶色谱法分离蛋白质实验中，相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程，可表示为下图中(B)解析：凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。相对分子质量较小的蛋白质能进入凝胶内部通道，路程较长， 移动速度较慢；相对分子质量大的蛋白质，路程较短，移动速度较快，首先洗脱出来。2使用 SDS聚丙烯酰胺电泳的过程中，不同蛋白质的电泳迁移率完全取决于(B)A电荷的多少 B分子的大小C肽链的多少 D分子形状的差异解析：SDS 能与各种蛋白质形成蛋白质 SDS
4、 复合物，SDS 所带的负电荷量大大超过蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。3在血红蛋白的整个提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是(D)A防止血红蛋白被氧气氧化B血红蛋白是一种碱性物质，需磷酸中和C磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程D让血红蛋白处在稳定的 pH 范围内，维持其结构和性质解析：磷酸缓冲液的作用是稳定 pH，从而维持血红蛋白的结构和性质。4蛋白质的分离与纯化是蛋白质研究的重要技术。下列有关叙述不正确的是(A)A根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可将样品中各种不同的蛋白质分离B根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通
5、过电泳分离蛋白质C根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质D根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质5在提取血红蛋白的样品处理阶段，洗涤红细胞十分重要，其目的是(B)A让红细胞破裂，释放血红蛋白B洗去血浆蛋白C防止血液凝固D保证红细胞的正常形态解析：血液中含有多种蛋白质，除红细胞内的血红蛋白，血浆中还含有多种蛋白质，这些蛋白质在血红蛋白释放出后会与其混合，需要在红细胞破裂前将其除去。6蛋白质提取和分离分为哪几步(C)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
6、定解析：蛋白质的提取和分离分为样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定四步。A 中凝胶色谱操作及 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳为实验操作过程中的技术。7下列对凝胶电泳的相关认识，错误的是(A)A蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移率只取决于分子的大小B蛋白质在 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移率完全取决于分子的大小CSDS聚丙烯酰胺凝胶电泳不仅用于蛋白质相对分子质量的测定，还可用于蛋白质混合组分的分离D凝胶中加入 SDS 可以消除净电荷对迁移率的影响解析：SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白质分子所带的负电荷远远超过天然蛋白质分子的负电荷，消除了不同蛋白质分子的电荷效应，使蛋白质分子相对迁移率的大小完全取决于相对
7、分子质量的高低。8在血红蛋白的提取和分离实验中，下列操作正确的是(A)A分离红细胞时需去除上层透明的黄色血浆B红细胞释放出血红蛋白时只需加入蒸馏水C分离血红蛋白溶液是低速短时间离心D洗脱时，待红色蛋白质下移即开始收集流出液解析：分离红细胞时要及时除去血浆蛋白。释放红细胞时需要加入蒸馏水和甲苯。分离血细胞时，要短时低速离心，即一般为 500 r/min，离心 2 min，否则白细胞会一同沉淀，达不到分离效果。分离血红蛋白时要高速长时间离心，以 2 000 r/min 的速度离心 10 min。洗脱时待红色的蛋白质接近色谱柱底端用试管收集流出液。9以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是(D)A洗
8、涤血红细胞时，使用生理盐水可以防止红细胞破裂B猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少C血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢解析：在凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，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；而相对分子质量较大的分子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。所以血红蛋白分子比相对分子质量较小的杂分子移动速度要快。10下列有关提取和分离血红蛋白的叙述，错误的是(B)A样品的处理就是通过一系列操作收集到血红蛋白溶液B通过透析可以去除样品中分子质量较大的
9、杂质，此为样品的粗提取C可通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化D 可通过 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度解析：粗分离即透析，其目的是除去样品中相对分子质量较小的杂质，B 错误。二、非选择题11 如今人类已跨入了蛋白质时代，对蛋白质的研究和应用，首先需要获得高纯度的蛋白质。请回答下列问题。(1)蛋白质的提取和分离一般分为四步：_、_、_和纯度鉴定。(2)如果要从红细胞中分离出血红蛋白，实验前取新鲜血液要在采血容器中预先加入柠檬酸钠，这样做的目的是_。(3)血红蛋白的提取又可以细分为：红细胞的洗涤、_、分离血红蛋白溶液和_。其中分离血红蛋白溶液时需要用到_(仪器)
10、分离出下层红色透明液体。(4)装填凝胶色谱柱时，要注意色谱柱内不能有气泡存在，一旦发现有气泡必须重新装。这是因为_。(5)欲探究色谱柱的高度是否影响蛋白质分离的因素，应把_作为自变量，把_作为无关变量，把_作为因变量。答案：(1)样品处理 粗分离 纯化(2)防止血液凝固(3)血红蛋白的释放 透析 分液漏斗(4)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果(5)色谱柱的高度变化 缓冲液的用量和 pH、样品的用量、温度等因素 大小不同的蛋白质分子的间距12红细胞含有大量血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的。我们可以选用猪、牛、羊等动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，请回答下列有关
11、问题：(1)实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。其中加入柠檬酸钠的目的是_。此过程即是样品处理，它应包括红细胞洗涤、_ _、分离血红蛋白溶液。洗涤红细胞的 目的是_。(2)收集的血红蛋白溶液在透析袋中透析，这就是样品的粗分离。透析的目的是_。透析的原理是_。(3)然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。其中通过凝胶色谱法将样品纯化的目的是_。解析：(1)柠檬酸钠是一种抗凝剂，加入柠檬酸钠可以防止血液凝固；样品处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液；洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白
12、，以利于后续步骤的分离纯化。(2)透析袋一般是用硝酸纤维素制成的 ，透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内，透析可以去除样品中分子量较小的杂质或用于更换样品的缓冲液。(3)凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法，因此，通过用凝胶色谱法去除相对分子质量较大的杂质。答案：(1)防止血液凝固 血红蛋白的释放 去除杂蛋白(2)去除相对分子质量较小的杂质透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内(3)通过凝胶色谱法去除相对分子质量较大的杂质13血红蛋白是 人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中 O2或 CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。(1)将实验
13、流程补充完整。(2)凝胶色谱法的基本原理是根据_分离蛋白质。(3)洗涤红细胞的目的是去除_，洗涤干净的标志是_。(4)分离血红蛋 白时，由上到下第_层是血红蛋白水溶液。(5)下面是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品的加入示意图，正确的加样顺序是_。(6)如果红色区带_，说明色谱柱制作成功。解析：(1)样品处理包括：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液。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)洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，洗涤干净的标志是上清液中没有黄色。(4)分离血红蛋白时，可明显看到试管中的溶液分为 4 层：第一层为无色透明的甲苯层；第 2 层为白色薄层固体，是脂溶性物质的沉淀层；第 3 层是红色透明液体，是血红蛋白的水溶液；第 4 层是其他杂质的暗红色沉淀物。(5)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。(6)如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。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)杂蛋白(或血浆蛋白) 离心后的上清液中没有黄色 (4)三 (5)(6)均匀一致地移动
