2019-2020学年新培优人教版高中生物选修一练习：专题5　课题3　血红蛋白的提取和分离

2019-2020学年新培优人教版高中生物选修一练习：专题5　课题3　血红蛋白的提取和分离

课题 3 血红蛋白的提取和分离 课时过关·能力提升 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.凝胶色谱法中所用的凝胶的化学本质大多是( ) A.多糖类化合物 B.脂质 C.蛋白质 D.核酸 答案:A 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等一同沉淀,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,下列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)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 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.下列对在凝胶柱上加入样品和洗脱的操作,错误的是 ( ) 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 解析:加样后,打开下端出口,待样品完全进入凝胶层后,关闭下端出口,再小心加入适量的物质的量浓 度为 20 mmol/L 的磷酸缓冲液,然后连接缓冲液洗脱瓶开始洗脱。 答案:C 8.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 9.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,某同学从学校附近的屠宰场索取新鲜的羊血并对羊血进行处理。下列操作 正确的是( ) 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;向离心后的血细胞液中加入蒸馏水并缓慢搅拌,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.下列关于血红蛋白分子组成的叙述,正确的是( ) A.由两个α-肽链和两个β-肽链组成,有一个亚铁血红素基团 B.由一个α-肽链和三个β-肽链组成,有四个亚铁血红素基团 C.由两个α-肽链和两个β-肽链组成,有四个亚铁血红素基团 D.由两个α-肽链和两个β-肽链组成,有两个亚铁血红素基团 解析:血红蛋白分子由四条链组成,包括两条α-肽链和两条β-肽链。其中每条肽链环绕一个亚铁血红 素基团,共有四个亚铁血红素基团。 答案:C 4.凝胶色谱法分离蛋白质时,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.将酶或细胞固定在细胞中 D.与蛋白质分子进行化学反应,从而影响其移动速率 解析:凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质的有效方法,是通过改变蛋白质分子通过 凝胶时的路径来实现的。 答案:A 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,错误的是 ( ) 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.右图是凝胶色谱柱,据图回答下面的问题。 (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)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 。 解析:用凝胶色谱法分离各种大分子物质时,相对分子质量较大的物质先洗脱出来,然后是相对分子质 量较小的物质。相对分子质量较大的物质由于直径较大,不易进入凝胶颗粒的微孔,只能分布于颗粒 之间,所以向下移动的速度较快。相对分子质量较小的物质可以进入凝胶颗粒的微孔中,即进入凝胶 内,在向下移动的过程中,从一个凝胶颗粒内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒,如此不断地进入 和扩散,相对分子质量较小的物质的下移速度落后于相对分子质量较大的物质,从而落后于相对分子 质量较大的物质洗脱出来。 答案:(1)a a 的相对分子质量较大,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)相同 保持稳定 9.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,羊血都是适宜材料吗? 。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。右上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洗 脱的蛋白质应该是 。 解析:(1)羊血是提取血红蛋白的适宜材料,不是提取 DNA 的适宜材料,因为羊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,所以最后洗脱的蛋白质应该是相对分子质量最小的清蛋白。 答案:(1)羊血是提取血红蛋白的适宜材料,不是提取 DNA 的适宜材料 羊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