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2017_2018学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术第15课时血红蛋白的提取和分离同步备课教学案新人教版选修1

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                                         第  15 课时 血红蛋白的提取和分
                                      离


[学习导航] 1.通过阅读教材           P64“基础知识”,掌握蛋白质分离的方法凝胶色谱法的原理、

缓冲液的制备及作用和蛋白质纯度鉴定的方法电泳法的原理。2.分析教材                              P66“实验操作”,

掌握蛋白质提取和分离的过程。3.阅读教材                  P69“操作提示”,掌握蛋白质分离过程中需注意
的问题。
[重难点击] 1.尝试提取和分离血液中的血红蛋白,体验提取生物大分子的基本过程和方法。
2.了解凝胶色谱法、电泳法等分离生物大分子方法的基本原理。
                              一、蛋白质的分离技术


1.蛋白质的分离依据
根据蛋白质各种特性的差异,如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附
性质和对其他分子的亲和力等,可以用来分离不同种类的蛋白质。
2.凝胶色谱法
(1)概念:也称做分配色谱法,是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。

(2)凝胶的特点Error!
(3)常用凝胶:葡萄糖或琼脂糖。
(4)分离原理
①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
胶的时间较长。
②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,通过凝胶的时间较短。
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3.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      1~2  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。
(3)意义:为了能够在实验室条件下准确模拟生物体内的过程,保持体外溶液的                                pH 与体内环
境中的    pH 基本一致。
4.电泳
(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带电粒子: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迁移动力与方向:在电场的作用下,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。
③分离依据: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,从而实现样品中各种分子的分离。
(3)常用的电泳方法:琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。


1.凝胶色谱法


(1)结合上图,根据凝胶色谱法的分离原理,填表分析不同大小的分子洗脱后的次序。
                             相对分子质量大           相对分子质量小
                 直径大小             较大                较小
                 运动方式         垂直向下运动          无规则的扩散运动
                 运动路程             较短                较长
                 运动速度             较快                较慢
                 洗脱次序            先流出               后流出

(2)结合上图,分析为什么相对分子质量较大的蛋白质会先从色谱柱中洗脱出来?
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答案 相对分子质量较小的蛋白质由于扩散作用进入凝胶颗粒内部,而被滞留;相对分子质
量较大的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面,在颗粒之间迅速通过。
(3)凝胶色谱法分离蛋白质时通过一次洗脱能否将所需蛋白质与其他杂质彻底分离?
答案 不能。相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶颗粒内部,移动距离较近,移动速度
较快,先洗脱出来;但相对分子质量较小的蛋白质可能进入凝胶颗粒内部,也可能不进入,
导致部分相对分子质量较小的蛋白质可能与相对分子质量较大的蛋白质一起洗脱出来。
2.电泳
(1)从电荷方面思考,适合电泳法分离的各种分子需具备什么条件?
答案 各种分子应带有不同种类和不同量的电荷。
(2)SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质是否依据蛋白质所带电荷的差异?为什么?
答案 否。因为       SDS 能与蛋白质结合,形成蛋白质-SDS             复合物,SDS     它所带负电荷的量远
大于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异,使电泳迁移率完全由
蛋白质分子的大小决定。
归纳总结 琼脂糖凝胶电泳和             SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的两点区别

1分离原理不同
①琼脂糖凝胶电泳依据分子所带电荷的差异和分子大小、形状等。
②SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳则完全取决于分子大小,而非电荷性质和分子形状。

2用途不同
①琼脂糖凝胶电泳广泛应用于核酸的研究中,用于分离大分子核酸。
②SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳则广泛应用于分离蛋白质和相对分子质量较小的核酸。


1.凝胶色谱法分离蛋白质时由色谱柱下端最先流出的是(  )
A.相对分子质量较小的蛋白质
B.相对分子质量较大的蛋白质
C.凝胶颗粒
D.葡萄糖或琼脂糖分子
答案 B
解析 凝胶色谱法分离蛋白质的原理是依据蛋白质分子相对分子质量的大小,相对分子质量
大的分子不能进入凝胶内部的通道,路程较短,移动速度快,先洗脱出来;相对分子质量小
的分子能够进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速度慢,后洗脱出来,因此最先流出的应
是相对分子质量较大的蛋白质,而凝胶颗粒是不能流出的。
2.有关凝胶色谱法和电泳法的说法,正确的是(  )
A.它们都是分离蛋白质的重要方法
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B.它们的原理相同
C.使用凝胶色谱法需要使用缓冲溶液而电泳不需要
D.以上说法都正确
答案 A
解析 不同蛋白质的相对分子质量不同,因此凝胶色谱法可以根据相对分子质量的大小分离
蛋白质;电泳法中带电分子迁移速度不仅与分子大小有关,也与分子所带的电荷有关,所以
A 正确;B   错误;这两种方法都用到缓冲溶液,以调节溶液的酸碱度,所以                           C 错误。
                             二、实验操作和操作提示


1.样品处理
(1)红细胞的洗涤
①目的:去除杂蛋白。
②方法:低速短时间离心。
③标准:直至上清液不再呈现黄色。
(2)血红蛋白的释放
      蒸加馏入水             40%体加积入的甲苯
      ――→              ――――――→
                                           10 min
红细胞       到原血液的体积          磁力搅拌器上搅拌――→血红蛋白释放。
(3)分离血红蛋白溶液
                  2 000 r/min离心10 min
①方法:混合液―――――――――――――→分层。
②分层结果(自上而下):
第  1 层:无色透明的甲苯层。
第  2 层:脂溶性物质的沉淀层——白色薄层固体。
第  3 层:血红蛋白的水溶液——红色透明液体。
第  4 层:其他杂质的暗红色沉淀物。
③结果处理:将试管中的液体用滤纸过滤,除去脂溶性沉淀层,于分液漏斗中静置片刻后,
分出下层的红色透明液体。
2.透析——粗分离
(1)过程:取    1  mL 的血红蛋白溶液装入透析袋中,将其放入盛有                   300  mL 的物质的量浓度为
20 mmol/L 的磷酸缓冲液中(pH       为 7.0),透析   12 h。
(2)原理:透析袋能使小分子自由进出,而将大分子保留在袋内。
(3)目的:去除样品中相对分子质量较小的杂质。
3.凝胶色谱操作——纯化
(1)凝胶色谱柱的制作

   ↓
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(2)凝胶色谱柱的装填:凝胶用蒸馏水充分溶胀后,配成凝胶悬浮液,一次性缓慢倒入
                     凝胶色谱柱内

   ↓

(3)样品的加入Error!
   ↓
(4)洗脱:关闭下端出口,加入磷酸缓冲液,连接缓冲液洗脱瓶,打开下端出口,进行洗脱
4.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳——纯度鉴定
判断纯化的蛋白质是否达到要求,需要进行蛋白质纯度的鉴定。鉴定方法中,使用最多的是
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。
5.操作提示
(1)红细胞的洗涤:洗涤次数、离心速度与离心时间十分重要。洗涤次数过少,无法除去血
浆蛋白;离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀,达不到分离的效果。
(2)色谱柱填料的处理:商品凝胶使用前需直接放在洗脱液中膨胀,可以将加入洗脱液的湿
凝胶用沸水浴加热,加速膨胀。
(3)凝胶色谱柱的装填:在装填凝胶柱时,不得有气泡存在。气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的
洗脱次序,降低分离效果。
(4)蛋白质的分离:如果红色区带均匀一致地移动,说明色谱柱制作成功。


1.实验操作过程
(1)材料的选择:与其他真核细胞相比,哺乳动物成熟红细胞有什么特点?这一特点对你进
行蛋白质的分离有什么意义?
答案 ①哺乳动物成熟红细胞内没有细胞核和各种复杂细胞器,排除了其他物质对实验结果
的干扰。②血红蛋白是有色蛋白,因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候
应该收集洗脱液。这使血红蛋白的分离过程非常直观,大大简化了实验操作。
(2)洗涤红细胞的目的是什么?你如何知道红细胞已洗涤干净?
答案 洗涤的目的是去除血浆蛋白;离心后的上清液不再呈现黄色,证明红细胞已洗涤干净。

(3)在血红蛋白释放过程中,蒸馏水和甲苯的作用分别是什么?
答案 ①蒸馏水可以使红细胞吸水涨破,释放细胞内的血红蛋白;②甲苯是有机溶剂,可以
溶解细胞膜,有助于血红蛋白的释放。
(4)血红蛋白释放后的混合液经离心后分为哪几层?如何获得血红蛋白溶液?
答案 ①分为      4 层:从上往下数,第         1 层为无色透明的有机溶剂(甲苯),第              2 层为白色的脂
类物质,第     3 层为红色透明的血红蛋白溶液,第               4 层为暗红色的红细胞破碎物沉淀。
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②分层的液体→过滤除去脂溶性沉淀层→分液得下层的血红蛋白溶液。
(5)将收集的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析,透析的目的是什么?
答案 血红蛋白是大分子物质,不能透过透析袋,这样可以去除相对分子质量较小的杂质。
2.凝胶色谱操作
(1)在制作凝胶色谱柱时,凝胶色谱柱的高度不足或直径过大对洗脱效果分别有何影响?
答案 ①凝胶色谱柱的高度是样品随缓冲溶液流过的距离,凝胶色谱柱的高度不足会导致达
不到分离效果;
②凝胶色谱柱的直径大小并不影响分离效果,但直径过大会导致洗脱液体积大,样品稀释度
大,使实验现象不明显。
(2)试从凝胶色谱的分离原理分析,凝胶的装填为什么要紧密、均匀?
答案 如果凝胶装填得不够紧密、均匀,就会在色谱柱内形成无效的空隙,使本该进入凝胶
内部的样品分子从这些空隙中通过,搅乱洗脱液的洗脱次序,影响分离的效果。
(3)在装填凝胶柱时,如果有气泡存在,会对蛋白质的分离有何影响?
答案 气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果。
归纳总结 血红蛋白的提取和分离各操作的主要目的
                   操作                          目的
               红细胞的洗涤                  去除杂蛋白,如血浆蛋白
              血红蛋白的释放                使红细胞破裂,释放血红蛋白 
             分离血红蛋白溶液            经过离心使血红蛋白与其他杂质分离开
                   透析             除去样品中相对分子质量较小的杂质
                   纯化             除去相对分子质量较大的杂质蛋白质


3.下列关于凝胶色谱法分离血红蛋白实验中样品的加入和洗脱的叙述中,不正确的是(  )
A.加样前,打开色谱柱下端的流出口,使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到凝胶面的下面
B.用吸管小心地将       1 mL 透析后的样品加到色谱柱的顶端,不要破坏凝胶面
C.加样后,打开下端出口,使样品渗入凝胶床内
D.等样品完全进入凝胶层后,关闭下端出口
答案 A
解析 加样前,应打开色谱柱下端的流出口,使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面
平齐,关闭出口,而不应使缓冲液下降到凝胶面的下面,A                        项不正确。加样时不要破坏凝胶
面,B   项正确。加样后,打开下端出口,使样品渗入凝胶床内,C                        项正确。等样品完全进入
凝胶层后,关闭下端出口,再加缓冲液,D                  项正确。
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4.下图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置,请据图分析回答下列问题:


(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,其在红细胞中的作用体现了蛋白
质具有        功能。
(2)甲装置用于               ,目的是去除样品中                               的杂质,图中       A 是              
。B  是              溶液。
(3)用乙装置分离蛋白质的方法叫                               ,是根据                      分离蛋
白质的有效方法。
(4)乙装置中,C     是            ,其作用是                                   。
(5)用乙装置分离血红蛋白时,待                               时,用试管收集流出液,每            5 mL 收集
一管,连续收集       6 管,图中试管序号表示收集的先后。经检测发现,试管②和试管⑤中蛋白
质含量最高,则试管⑤中的蛋白质相对分子质量比血红蛋白     (填“大”或“小”)。
答案 (1)运输 (2)透析(粗分离) 相对分子质量较小 磷酸缓冲液 血红蛋白 (3)凝胶
色谱法 相对分子质量的大小 (4)磷酸缓冲液 洗脱血红蛋白 (5)红色的蛋白质接近色谱
柱底端 小
解析 (1)血红蛋白能携带氧气,体现了蛋白质具有运输功能。(2)甲装置为透析装置,目的
是去除样品中相对分子质量较小的杂质。其中                    A 是磷酸缓冲液,B      是血红蛋白溶液。(3)乙装
置分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法,是根据蛋白质的相对分子质量大小分离蛋白质的有效方
法。(4)乙装置中,C       溶液为磷酸缓冲液,作用是洗脱血红蛋白。(5)待红色的蛋白质接近色
谱柱底端时,用试管收集流出液,每                5   mL 收集一管,连续收集。最先收集到的蛋白质是血
红蛋白分子,则试管②内的大量蛋白质为血红蛋白。由于试管⑤晚于试管②收集得到,                                       因
此其内收集到的蛋白质比血红蛋白分子移动速度慢,其相对分子质量比血红蛋白小。
 规律方法     凝胶色谱法分离蛋白质中确定收集蛋白质时间的方法
(1)血红蛋白的收集:利用血红蛋白的颜色,当红色的蛋白质接近色谱柱底端时,就要收集
流出液。
(2)其他无色蛋白质的收集:可以在实验时加入指示剂以掌握样品的移动位置,确定最佳的
收集时机。
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1.用凝胶色谱法分离蛋白质时,相对分子质量大的蛋白质(  )
A.路程较长,移动速度较慢                 B.路程较长,移动速度较快
C.路程较短,移动速度较慢                 D.路程较短,移动速度较快
答案 D
解析 凝胶颗粒内部有许多贯穿的通道,当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;而相对分子质量
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。
2.下列各项中不属于电泳使样品中各分子分离的原因的是(  )
A.分子带电性质的差异                   B.分子的大小
C.分子的形状                       D.分子的变性温度
答案 D
解析 电泳是指带电粒子在电场作用下发生迁移的过程,样品分子的带电性质不同、分子的
大小和形状不同都会影响带电粒子在电场中的迁移速度,与分子的变性温度无关,故选                                     D 项。

3.下列有关提取和分离血红蛋白的程序,叙述错误的是(  )
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相对分子质量较大的杂质,此为样品的粗分离
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
答案 B
解析 首先通过红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液,即样品
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的处理;再经过透析去除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
将相对分子质量大的杂质蛋白除去,即样品的纯化;最后经                         SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行
纯度鉴定,由此可知         B 的叙述错误。由玻璃纸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相对分子质量较小的杂质。
4.下图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置或操作方法,请回答下列问题:


(1)为了提取和分离血红蛋白,首先对红细胞进行洗涤以去除杂蛋白,洗涤时应使用生理盐
水而不使用蒸馏水的原因是                                                   。
(2)图甲表示           过程,该操作目的是去除样品中                            的杂质。现有一定量的
血红蛋白溶液,进行上述操作时若要尽快达到理想的实验效果,可以                                          (写出一
种方法)。一段时间后,若向烧杯中加入双缩脲试剂,透析袋内溶液是否出现紫色,并说明
判断的依据:                                                                  
                                                                        。
(3)观察图乙,往色谱柱中加样的正确操作顺序是                                     (用序号表示)。在进行
④操作前,应该等样品                                  ,且要            (填“打开”或“关闭”
)下端出口。
(4)图丙表示电泳法分离蛋白质的结果,不同蛋白质得以分离是因为                
                                                                        。
答案 (1)防止红细胞吸水破裂 (2)透析(粗分离) 相对分子质量较小 增加缓冲液的量
(或及时更换缓冲液) 出现紫色;双缩脲试剂可以透过半透膜,与袋内血清蛋白反应,生成
紫色物质 (3)②③④① 完全进入凝胶层 关闭 (4)不同蛋白质所带电荷性质、分子大小
和形状不同,导致电泳时迁移速度不同
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解析 (1)生理盐水与红细胞内液为等渗溶液,故用其洗涤红细胞主要是防止红细胞吸水涨
裂。(2)图甲表示血红蛋白粗提取过程,也为透析过程。透析可以去除样品中相对分子质量
较小的杂质;若要尽快达到理想的透析实验效果,则可采用增加缓冲液的量或及时更换缓冲
液等方法。透析袋是一种半透膜,双缩脲试剂可以透过这种半透膜,进入袋内与血清蛋白反
应,生成紫色物质。
(3)根据教材中往色谱柱中加样的顺序可知,正确的排序为②③④①;图中进行④操作是在
样品上部添加缓冲液,在添加缓冲液之前,应该等样品完全进入凝胶层之后,并要关闭下端
出口。(4)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,从而实现样品中各种分子的分离。

                                    课时作业

                                   [学考达标]
1.凝胶色谱法是分离蛋白质分子的一种常用方法,但并非所有的蛋白质都可以用此方法进行
分离,能分离的蛋白质分子之间必须(  )
A.具有相同的相对分子质量
B.相对分子质量不同,但都是相对分子质量较大的分子
C.相对分子质量不同,但都是相对分子质量较小的分子
D.具有不同的相对分子质量
答案 C
解析 若在每种凝胶分离范围之外的分子,在不改变凝胶种类的情况下是很难分离的。对于
分子大小不同,但同属于凝胶分离范围内的各种分子,在凝胶床中的分布情况是不同的,分
子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶。
2.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
答案 D
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。
3.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(  )
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答案 B
解析 相对分子质量较大的蛋白质留在颗粒外面,相对分子质量较小的蛋白质进入颗粒内部;
相对分子质量大的通过凝胶间隙先被洗脱,相对分子质量小的进入凝胶内部而后被洗脱。
4.下面说法不正确的是(  )
A.在一定范围内,缓冲溶液能够抵制外界的酸、碱对溶液                       pH 的影响,维持      pH 基本不变
B.缓冲溶液通常由       1~2  种缓冲剂溶解于水中配制而成
C.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
D.透析袋能使大分子自由进出,而将小分子保留在袋内
答案 D
解析 透析袋一般是用硝酸纤维素(又叫玻璃纸)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。透析可以除去样品中相对分子质量较小的杂质。
5.蛋白质的提取和分离分为哪几步,依次是(  )
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
解析 蛋白质的提取和分离的程序分为:样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定四步。A                                    项描
述的是实验操作过程中的技术。
6.在血红蛋白分离过程中,使用缓冲液的作用是(  )
A.维持溶液浓度不变
B.维持溶液酸碱度不变
C.催化蛋白质分离过程顺利完成
D.无实际意义
答案 B
解析 分离蛋白质时加入缓冲液,其原因是缓冲液在一定范围内能抵制外界酸和碱对反应溶
液  pH 的影响,保持     pH 基本不变。
                                   [高考提能]
7.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
下图所示。下列叙述正确的是(  )
                  中国现代教育网      www.30edu.com  全国最大教师交流平台


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近
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,戊沉淀,则乙、丁、丙均已沉淀;用                                    SDS-
聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质时,电泳迁移率取决于分子大小。
8.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
答案 C
解析 打开下端出口,待样品完全进入凝胶床内,关闭下端出口,再用同样的方法小心加入
适量的    20 mmol/L 的磷酸缓冲液,然后连接缓冲液,洗脱瓶开始洗脱。
9.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
答案 B
解析 凝胶柱制作的一般流程是:选择玻璃管→选择合适的橡皮塞→打孔→挖凹穴→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塞。

10.下列关于蛋白质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
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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,然后置于                    pH 为 4.0 的磷酸缓冲液中透析        12 h
答案 C
解析 红细胞洗涤步骤中应加入生理盐水而不是蒸馏水;血红蛋白释放中加入蒸馏水;透析
时缓冲液     pH 应为 7.0 而不是   4.0。
11.凝胶色谱技术是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离技术,由于设备简单、
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,目前已经被生物化学、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,不但应用于科学实验研究,
而且已经大规模地用于工业生产。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)若选用   Sephadex G—100,则“G”表示              ,100        表示            。
答案 (1)a a    相对分子质量大,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)凝胶的交联程度,膨胀程度及分离范围 凝胶得水值
解析 用凝胶色谱法分离各种物质时,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,而只能分布于颗粒之间,所以向下移动的速
度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外,还可以进入凝胶颗粒的微孔中,在向
下移动的过程中,从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一个凝胶颗粒,如此不断地进入
和扩散,小分子物质的下移速度落后于大分子物质,从而落后于大分子物质洗脱速度。在色
谱柱中填凝胶的时候要尽量紧密,以降低凝胶颗粒之间的空隙。一是在装填凝胶柱时,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。二是凝胶色谱操
作过程中,不能发生洗脱液流干,露出凝胶颗粒的现象。一旦发生上述两种情况,凝胶色谱
柱需要重新装填。
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12.某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中,准备从猪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,而产生不
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)一对等位基因,可以控制合成两种不同的蛋白质
解析 (1)洗涤红细胞所用的溶液是生理盐水,根据渗透作用原理,将红细胞置于低渗溶液
中,红细胞会吸水涨破,释放出血红蛋白。(2)血红蛋白粗分离阶段,透析的目的是除去样
品中的小分子杂质;可通过增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法缩短透析时间,能尽快
达到理想的透析效果。(3)由于各种分子带电性质以及分子大小、形状等的差异,在电泳过
程中产生了不同的迁移速度,实现各种分子的分离。(4)根据图示可知,镰刀型细胞贫血症
的携带者含有两种血红蛋白,原因是携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因,分别控制
合成两种不同的蛋白质。

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。 
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(1)将实验流程补充完整:A          为         ,B  为          。凝胶色谱法是根据                 而达
到蛋白质分离的有效方法。
(2)洗涤红细胞的目的是去除                   ,洗涤次数过少,无法除去                    ;离心速度过高
和时间过长会使               一同沉淀,达不到分离的效果。洗涤干净的标志是                             。释放
血红蛋白的过程中起作用的是                                                   
                                                                        。
(3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为               20         mmol/L 的磷酸缓冲液(pH     为 7.0)的目的是                                                                       
。
如果红色区带        ,说明色谱柱制作成功。
答案 (1)血红蛋白的释放 样品的加入和洗脱 相对分子质量的大小 (2)杂蛋白(血浆蛋
白) 血浆蛋白 白细胞和淋巴细胞 离心后的上清液中没有黄色 蒸馏水和甲苯 (3)准确
模拟生物体内的生理环境,保持体外的                 pH 和体内一致 均匀一致地移动
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,在蛋白质分离与提取
过程中包括样品的处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四步,每一步均应用了不同的操作技术,
需要注意。
                                   [真题体验]
14.(2011·广东,5)以下关于猪血红蛋白提纯的描述中,不正确的是(  )
A.洗涤红细胞时,使用生理盐水可防止红细胞破裂
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
答案 D
解析 生理盐水和红细胞内的溶液为等渗溶液,A                     正确;各种细胞器和细胞核中都含有蛋白
质,所以不含有细胞器和细胞核的红细胞内,蛋白质种类较少,提纯时杂蛋白较少,B                                    正确;
血红蛋白有颜色,所以在凝胶色谱法分离过程中易分辨,可用于监测,C                              正确;凝胶色谱法
分离蛋白质,分子量较小的易进入凝胶内部,移动速度比较慢,故血红蛋白比分子量较小的
杂蛋白移动快,D       错误。
4积分下载