2019学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术5.3血红蛋白的提取和分离练习新人教版选修55

课题3 血红蛋白的提取和分离

基础巩固

1电泳过程中,什么样的分子迁移速度最快?( )

A.纤维状、大分子

B.纤维状、小分子

C.球状、大分子

D.球状、小分子

解析:电泳是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、形状的不同将样品中各分子分离。一般来说,球状分子比纤维状分子移动速度快,小分子比大分子移动速度快。

答案:D

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选用红细胞作为分离蛋白质的实验材料,其原因是( )

A.血红蛋白是有色蛋白

B.红细胞无细胞核

C.红细胞中血红蛋白含量高

D.红细胞中DNA含量高

解析:选用红细胞作为蛋白质分离的实验材料,是因为在红细胞的组成中,除水分以外,约90%是血红蛋白。

答案:C

4洗涤红细胞时,所采用的离心方法是( )

A.低速长时间离心

B.低速短时间离心

C.高速长时间离心

D.高速短时间离心

解析:高速或长时间离心,会导致白细胞和淋巴细胞一同沉淀,得不到纯净的红细胞,进而影响血红蛋白的提取纯度。

答案:B

5在蛋白质的提取和分离中,关于对样品处理及粗分离过程的分析,正确的是( )

A.洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐

B.洗涤时离心速度过小,时间过短,白细胞等会沉淀,达不到分离的效果

C.洗涤过程选用质量分数为0.1%的NaCl溶液

D.透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质

解析:洗涤红细胞的目的是去除血浆中的杂蛋白;洗涤时离心速度过高、时间过长,白细胞等会沉淀,达不到分离的效果;洗涤过程应选用质量分数为0.9%的NaCl溶液。

答案:D

6下列关于凝胶色谱柱装填的叙述,错误的是( )

A.交联葡聚糖凝胶(Sephadex G-75)“G”表示凝胶的交联程度、膨胀程度及分离范围,75表示凝胶得水值

B.色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡,必须重装

C.用300 mL物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液充分洗涤平衡凝胶12 h

D.凝胶用自来水充分溶胀后,配成凝胶悬浮液

解析:本实验中使用的交联葡聚糖凝胶(Sephadex G-75),其中G表示凝胶的交联程度、膨胀程度及分离范围,75表示凝胶得水值,即每克凝胶膨胀时吸水7.5 g;气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果,因此,一旦发现有气泡,必须重装;在洗脱过程中,应在约50 cm 高的操作压下,用300 mL物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液充分洗涤平衡凝胶12 h,以使凝胶装填紧密;装填色谱柱前,应使用蒸馏水将凝胶充分溶胀,制成凝胶悬浮液。

答案:D

7将经破裂处理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,第1层为无色透明的甲苯层,第2层白色薄层固体是脂溶性物质沉淀层,第3层红色透明液体是血红蛋白溶液,第4层暗红色沉淀物主要是红细胞破碎物沉淀。

答案:D

8某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中,准备从羊的血液中初步提取血红

蛋白,设计的血红蛋白提取、分离流程图如下:

实验准备(配制缓

冲液、血细胞悬液)样品处理(洗涤、

破碎、离心等)

蛋白质粗分

离(透析)纯化、纯度鉴定(凝

胶色谱法、电泳等)

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,使不同带电分子产生不同迁移速度,实现各种分子的分离。

(4)一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下图所示。由图可知携带者有种血红蛋白,从分子遗传学的角度做出的解释是

。

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液浓度时,细胞吸水涨破)

(2)除去小分子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)2 携带者具有(控制血红蛋白的)一对不同的等位基因,可以控制合成两种不同的蛋白质

能力提升

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,可表示为图中( )

解析:本题考查对凝胶色谱法分离蛋白质原理的理解。相对分子质量较大的蛋白质留在凝胶颗粒外面,相对分子质量较小的蛋白质进入凝胶颗粒内部;相对分子质量大的蛋白质通过凝胶间隙先被洗脱,相对分子质量小的蛋白质进入凝胶内部而后被洗脱。

答案:B

2为了提取血红蛋白,从学校附近的屠宰场索取新鲜的羊血,对羊血处理的正确操作是( )

A.要在采血容器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠

B.取血回来后,马上进行高速长时间离心

C.将离心后的血细胞加入清水缓慢搅拌

D.重复洗涤直到上清液呈红色为止

解析:取血后,应进行低速短时间离心;离心后的血细胞加入蒸馏水缓慢搅拌,使红细胞破裂;红细胞重复洗涤直到上清液没有黄色为止。

答案:A

3下列有关“血红蛋白提取和分离”的相关叙述,正确的是( )

A.用蒸馏水进行红细胞的洗涤,其目的是去除细胞表面杂蛋白

B.将血红蛋白溶液进行透析,其目的是去除相对分子质量较大的杂质

C.血红蛋白释放时加入有机溶剂,其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂

D.整个过程不断用磷酸缓冲液处理,是为了维持血红蛋白的结构

解析:红细胞的洗涤用的是生理盐水,其目的是去除血浆蛋白等杂质,有利于后续步骤的分离纯化;而本实验中蒸馏水的作用是涨破红细胞,使血红蛋白释放。将血红蛋白溶液进行透析,其目的是去除相对分子质量较小的杂质。血红蛋白释放时加入有机溶剂,其目的是溶解细胞

膜。整个过程不断用磷酸缓冲液处理,是为了维持血红蛋白的结构。

答案:D

4下列关于血红蛋白提取和分离实验中样品处理和粗分离步骤的描述,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;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

5在血红蛋白分离过程中,如果红色带区歪曲、散乱、变宽,其主要原因在于( )

A.样品的处理

B.凝胶色谱柱的装填

C.洗脱过程

D.凝胶色谱柱的制作

解析:在血红蛋白分离过程中,如果红色带区歪曲、散乱、变宽,说明凝胶色谱柱的装填不紧密,需重新装填。

答案:B

6下列各项中,一般不影响凝胶色谱法分离蛋白质的分离度的是( )

A.层析柱的高度

B.层析柱的直径

C.缓冲溶液

D.样品的分布

答案:B

7下列生物大分子的分离方法所对应的原理,不正确的是( )

A.DNA的粗提取——DNA与杂质的溶解性不同

B.凝胶色谱法分离蛋白质——蛋白质分子大小的差异

C.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法分离蛋白质——蛋白质所带电荷的差异

D.用丙酮提取叶绿体中的色素——色素与其他成分的溶解性差异

解析:DNA的粗提取主要利用了DNA与杂质在NaCl溶液和酒精溶液中的溶解性不同,A项正确;凝胶色谱法分离蛋白质主要利用了蛋白质分子大小的差异,B项正确;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法分离蛋白质的原理是用SDS所带的电荷掩盖蛋白质分子所带电荷的差异,使不同大小的蛋白质分子得以分离,C项错误;用丙酮提取叶绿体中的色素利用的原理是色素与其他成分在有机溶剂中的溶解性差异,D项正确。

答案:C

8动物血液常常被选作提取DNA和提取血红蛋白的实验材料,请回答下列有关问题。(1)提取DNA和提取血红蛋白,猪血都是适宜材料吗?。原因是。

(2)无论是提取DNA还是提取血红蛋白,都需要先用对红细胞进行洗涤,其目的是。

(3)电泳是分离鉴定蛋白质的常规方法。右图为几种蛋白质通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的图谱,据图,你认为相对分子质量最大的蛋白质是,依此推理该样品在凝胶色谱法中最后流出的蛋白质应该是。

解析:(1)猪血是提取血红蛋白的适宜材料,不是提取DNA的适宜材料,因为猪成熟的红细胞没有细胞核,提取DNA可用鸡血。

(2)提取DNA和血红蛋白,需要先用生理盐水对红细胞进行洗涤,其目的是去除血浆蛋白(杂蛋白)。

(3)题图为SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的图谱,γ球蛋白离点样处最近,说明相对分子质量最大,清蛋白离点样处最远,说明相对分子质量最小。在凝胶色谱法中相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶颗粒内部的通道,路程长,移动速度慢;而相对分子质量大的蛋白质无法进入凝胶颗粒内部,路程较短,移动速度快,所以最后流出的蛋白质应该是相对分子质量最小的清蛋白。

答案:(1)猪血是提取血红蛋白的适宜材料,不是提取DNA的适宜材料猪成熟的红细胞没有细胞核(2)生理盐水去除血浆蛋白(杂蛋白) (3)γ球蛋白清蛋白