2019-2020学年名师同步人教版生物选修一课下提能：专题5　课题3　血红蛋白的提取和分离

2019-2020学年名师同步人教版生物选修一课下提能：专题5　课题3　血红蛋白的提取和分离

专题 5 课题 3 血红蛋白的提取和分离 课下提能 一、选择题 1．(2019·平遥期中)下列关于电泳技术分离蛋白质原理的叙述，正确的是 ( ) A．蛋白质中含有游离的氨基，是碱性电解质 B．蛋白质中含有游离的羧基，是酸性电解质 C．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 D．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相反的电极方向移动 解析：选 D 氨基酸既有氨基也有羧基，是中性电解质，A、B 错误；蛋白 质在电场中可以向与其自身所带电荷相反的电极方向移动，C 错误、D 正确。 2．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( ) 解析：选 B 用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量较大的蛋白质容易 通过凝胶间隙，先被洗脱出来；相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部， 后被洗脱出来。 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( ) 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，维持其结构和功能不变 解析：选 D 磷酸缓冲液的作用是稳定 pH，从而维持血红蛋白的结构和功 能不变。 4．蛋白质的各种特性的差异，可以作为分离不同种类的蛋白质的依据。下 列可作为分离依据的是( ) A．分子的形状、大小和溶解度 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 解析：选 D 利用蛋白质的各种特性，可以采用不同的方法对蛋白质进行分 离和提取。如蛋白质分子的形状和大小、在不同溶剂中的溶解度、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等，都可作为分离依据。 5．下面是血红蛋白提取和分离实验中对样品的处理措施，不正确的是( ) A．采集血样后要高速短时间离心获得血细胞 B．洗涤三次后如上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则血浆蛋白无法除 净 C．在蒸馏水和甲苯的作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白 D．释放血红蛋白后再经过离心，就可以使血红蛋白和其他杂质分离开来 解析：选 A 采集血样后要低速短时间离心获得血细胞，否则会使淋巴细胞、 血小板等混杂在红细胞中。 6．下列有关血红蛋白的提取与分离的实验操作的叙述，正确的是( ) A．分离红细胞时采用低速长时间离心 B．红细胞释放出血红蛋白只需要加入蒸馏水即可 C．分离血红蛋白溶液要低速短时间离心 D．透析时要用 20 mmol/L 的磷酸缓冲液，透析 12 h 解析：选 D 分离红细胞应采用低速短时间离心，防止白细胞与红细胞一同 沉淀；红细胞释放血红蛋白，需加入蒸馏水和 40%的甲苯，再在磁力搅拌器上充 分搅拌 10 min；分离血红蛋白要高速长时间离心。 7．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的杂蛋白 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：选 D 红细胞的洗涤应用生理盐水，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，而不是洗去细胞表面的杂蛋白，A 项错误；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，B 项错误；血红蛋 白释放时加入有机溶剂，其目的是溶解细胞膜，有利于血红蛋白的释放，而不是 溶解血红蛋白，C 项错误；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，D 项正确。 8．(2019·绵阳南山中学期中)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：选 B 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 正确；图甲中大分子蛋白质因大 不容易进入凝胶内部的通道，路程短，移动速度快，所以最先从层析柱中流出来， B 错误；图乙中凝胶中加入的 SDS 所带负电荷的量大大超过蛋白质分子原有的 电荷量，故可以使蛋白质迁移速率完全取决于分子大小，C 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 正确。 9．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊 5 种蛋白质分子，分子大小、电 荷的性质和数量情况如图所示，下列有关蛋白质分离的叙述，正确的是( ) A．若将样品以 2 000 r/min 的速度离心 10 min，分子戊在沉淀中，则丙也一 定在沉淀中 B．若用凝胶色谱法分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最快 C．将样品装入透析袋中透析 12 h，若分子丙保留在袋内，则乙也一定保留 在袋内 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 分子丁形成的电泳带相距最远 解析：选 A 分子丙的相对分子质量大于戊，所以，在离心时戊存在于沉淀 中，丙也一定在沉淀中，A 正确；用凝胶色谱法分离蛋白质时，甲相对分子质量 最小，容易进入凝胶内部，则移动速度最慢，B 错误；分子丙的相对分子质量大 于乙，则丙保留在袋内，乙可能在袋外也可能在袋内，C 错误；SDS—聚丙烯酰 胺凝胶电泳的迁移速度完全取决于分子的大小，因此，分子甲与丙形成的电泳带 相距最远，D 错误。 10．以下关于猪血红蛋白提纯的描述，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 解析：选 D 凝胶色谱法分离蛋白质过程中，分子量较小的蛋白质易进入凝 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。 二、非选择题 11．请完成下列有关血红蛋白的提取与分离的问题： (1) 洗 涤 红 细 胞 的 目 的 是 ______________ ， 采 集 的 血 样 要 及 时 采 用 ________________的方法分离红细胞，然后用胶头吸管吸出上层透明的黄色血 浆，将下层暗红色的________液体倒入烧杯，再加入__________________，缓慢 搅拌 10 min，低速短时间离心，如此重复洗涤三次，直至____________________， 表明红细胞已洗涤干净。为防止血液凝固，在采血容器中要预先加入抗凝血剂 __________。 (2)血红蛋白的释放过程中，在______________的作用下，红细胞破裂释放 出血红蛋白。 (3)透析时，取 1 mL 的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有 300 mL 的物质的量浓度为 20 mmol/L 的____________中，透析 12 h。透析可以去除 样品中____________的杂质。 解析：(1)洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，采集的血样要及时采用低速短 时间离心的方法分离红细胞，然后用胶头滴管吸出上层透明的黄色血浆，将下层 暗红色的红细胞液体倒入烧杯，再加入(五倍体积的)生理盐水，缓慢搅拌 10 min， 低速短时间离心，如此重复洗涤三次，直至上清液不再呈现黄色，表明红细胞已 洗涤干净。为防止血液凝固，在采血容器中要预先加入抗凝血剂柠檬酸钠。(2) 在蒸馏水和甲苯的作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白。(3)透析时，取血红 蛋白溶液装入透析袋中，再将透析袋放入物质的量深度为 20 mmol/L 的磷酸缓冲 液中，透析 12 h。透析可去除样品中分子量较小的杂质。 答案：(1)去除杂蛋白 低速短时间离心 红细胞 五倍体积的生理盐水 上清液不再呈现黄色 柠檬酸钠 (2)蒸馏水和甲苯 (3)磷酸缓冲液 分子量较 小 12．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 和 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)将实验流程补充完整：①_________________，②___________________。 (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____层是血红蛋白溶液。 (5)如果红色区带______，说明色谱柱制作成功。 (6)相对分子质量测定：化学物质 SDS 能使蛋白质发生完全变性，解聚成单 条肽链。在聚丙烯酰胺凝胶中加入一定量的 SDS，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，某同学得出“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)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，洗涤干净的标志是离心后的上清液不再呈现黄色。 (4)分离血红蛋白时，可明显看到试管中的溶液分为 4 层，从上往下数分别是： 第 1 层为无色透明的甲苯层；第 2 层为白色薄层固体，是脂溶性物质的沉淀层； 第 3 层是红色透明液体，这是血红蛋白溶液；第 4 层是其他杂质的暗红色沉淀物。 (5)如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。(6)从图中可以看出， 得到的血浆某白蛋白含有两种大小不同的肽链，但不一定是两条。 答案：(1)①血红蛋白的释放 ②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) 离心后的上清液不再呈现黄色 (4)三 (5)均匀一 致地移动 (6)不可靠 只能得出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 13．(2019·银川检测)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)甲装置用于________，目的是去除样品中________________的杂质，图 中 A 是__________。B 是__________溶液。 (2)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。 (3)乙装置中，C 是____________，其作用是________________。 (4)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”)。 解析：(1)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。(2)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。(3)乙装置 中，C 溶液为磷酸缓冲液，作用是洗脱血红蛋白。(4)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。 答案：(1)透析(粗分离) 相对分子质量较小 磷酸缓冲液 血红蛋白 (2) 凝胶色谱法 相对分子质量的大小 (3)磷酸缓冲液 洗脱血红蛋白 (4)红色的 蛋白质接近色谱柱底端 小 14．电泳技术是在外电场作用下，利用分子携带的净电荷不同，把待测分子 的混合物放在一定的介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析的实验技术，利用它 可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质。如图是电泳装置和电泳结 果，请据图分析回答下列问题： (1)在电泳过程中，带电分子会向着与其所带电荷________的电极移动。 (2)图 3 是把含有 21 个氨基酸的多肽进行水解，得到的氨基酸混合物进行电 泳的结果，由图可推知该多肽由________种氨基酸构成。 (3)电泳过程中分子的迁移速率除与本身所带净电荷的多少有关外，你认为 影 响 电 泳 过 程 中 分 子 迁 移 速 率 的 因 素 还 包 括 ___________________________________________________(至少列出 2 种)。 解析：(1)带电粒子在电场力的作用下会向着与其所带电荷相反的电极移动。 (2)图 3 显示，该氨基酸混合物电泳的结果出现 6 个条带，说明有 6 种不同的氨 基酸。(3)影响电泳的因素很多，除与待测分子本身所带净电荷的多少有关外， 还与待测分子的大小、待测分子的形状、电泳的电压、凝胶的种类、凝胶的密度 等有关。 答案：(1)相反 (2)6 (3)待测分子的大小、待测分子的形状、电泳的电压、 凝胶的种类、凝胶的密度等(以上各项任选两项即可)