2020-2021学年高二生物人教版选修1学案：专题5　课题3　血红蛋白的提取和分离 Word版含解析

2020-2021学年高二生物人教版选修1学案：专题5　课题3　血红蛋白的提取和分离 Word版含解析

www.ks5u.com 课题3　血红蛋白的提取和分离 知识点一　　　　　　　　实验原理与方法 ‎1．分离不同种类蛋白质的原理 蛋白质的理化性质(如形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、对其他分子的亲和力等)千差万别，由此可提取和分离各种蛋白质。‎ ‎2．凝胶色谱法(分配色谱法)‎ ‎(1)凝胶：实际上是一些微小的多孔球体，大多数是由多糖类化合物构成的，如葡聚糖、琼脂糖。‎ ‎(2)原理：凝胶小球体内部有许多贯穿的通道，相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部，只能分布在颗粒之间，通过的路程较短，移动速度较快；相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内部的通道，通过的路程较长，移动速度较慢，因此可将各种相对分子质量不同的蛋白质分离。‎ ‎(3)分离过程：蛋白质混合物上柱→洗脱→大分子蛋白质移动快、小分子蛋白质移动慢→收集大分子蛋白质→收集小分子蛋白质 说明：洗脱是从色谱柱上端不断注入缓冲液，促进蛋白质分子的差速流动。‎ ‎3．凝胶电泳法 ‎(1)原理：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。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。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。‎ ‎(2)常见分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳。‎ ‎1．凝胶色谱法的原理总结 ‎　　蛋白质 比较　　　‎ 相对分子质量大 相对分子质量小 凝胶内部 不能进入 能进入 运动方式 垂直向下 垂直向下和无 规则扩散运动 经过路程 较短 较长 洗脱次序 先流出 后流出 ‎2.缓冲溶液 ‎(1)原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成(如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等)，调节酸和盐的用量，可配制在不同pH范围内使用的缓冲液。‎ ‎(2)作用：抵抗外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。‎ ‎【典题精练1】　下图表示对某蛋白质溶液进行SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果(相似于纸层析法分离色素)，下列相关叙述不正确的是(　　)‎ A．蛋白质上某些基团解离后可使蛋白质带电，电场中带电的蛋白质分子(或多肽)会向着与其所带电荷相反的电极移动 B．蛋白质在SDS—聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度完全取决于其所带净电荷多少 C．蛋白质在SDS—聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度基本取决于其相对分子质量的大小 D．电泳结果表明溶液中的蛋白质可能有两种，也可能只有一种 ‎【答案】　B ‎【解析】　蛋白质的氨基与羧基可发生解离，使其带正电或负电，在电场中发生迁移。SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳中所加的SDS可完全掩盖蛋白质本身所带的电荷，故其移动速度与本身所带电荷多少无关，而由其分子大小决定。SDS可使蛋白质变性形成肽链，故结果所示可能是一种蛋白质(有两种肽链)，也可能是两种蛋白质。‎ 解题归纳 蛋白质在凝胶色谱柱中迁移的速度和途径主要与蛋白质的大小相关；在电场中的运动速度和方向除了与蛋白质的大小相关外，蛋白质的带电性质、电量、形状都影响其在电场中的运动方向和运动速度。‎ ‎【典题精练2】　下列关于物质提取、纯化原理的叙述，不正确的是(　　)‎ A．采用凝胶色谱法分离果胶酶的原理是蛋白质分子的相对分子质量不同，在色谱柱中的移动速度不同 B．使用透析法可以去除样品中相对分子质量较大的杂质 C．电泳法是利用样品中各种分子带电性质的差异以及样品分子大小不同，使带电分子产生的迁移速度不同而实现样品中各种分子的分离 D．离心法分离蛋白质的依据是密度不同的物质离心时沉降速度不同 ‎【答案】　B ‎【解析】　用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，通过的路程长，移动的速度慢；相对分子质量大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道，通过的路程短，移动的速度快，因此相对分子质量不同的蛋白质得以分离，A正确；使用透析法可以去除样品中相对分子质量较小的杂质，B错误；电泳法是利用样品中各种分子带电性质的差异以及样品分子大小不同，使带电分子产生的迁移速度不同而实现样品中各种分子的分离，C正确；离心法分离蛋白质的依据是密度不同的物质离心时沉降速度不同，D正确。‎ 知识点二　　　　　　　　实验操作与分析评价 ‎1．实验操作 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。‎ ‎2.结果分析与评价 对部分操作的深度分析 ‎1．红细胞洗涤的要求。红细胞洗涤时，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。洗涤三次后，若上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则红细胞洗涤不干净。‎ ‎2．凝胶色谱柱的装填。(1)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。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，搅乱洗脱液的流动次序，影响分离的效果。(2)一旦发生以下两种情况，凝胶色谱柱需要重新装填。一是在装填凝胶柱时，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；二是在凝胶色谱操作过程中，发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象。‎ ‎3．样品的加入和洗脱。滴加样品时，吸管管口贴着管壁环绕移动加样，不要破坏凝胶面。在蛋白质分离过程中，仔细观察红色区带在洗脱过程中的移动情况，如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。根据红色区带的移动状况判断收集流出液的时间，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收集一试管，连续收集。‎ ‎【典题精练3】　下列关于样品的加入和洗脱的操作不正确的是(　　)‎ 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．加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内 C．等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口 D．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 ‎【答案】　A ‎【解析】　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与凝胶面平齐。‎ 解题归纳 样品的加入和洗脱的步骤及操作要求 步骤 操作要求 ‎①‎ 调整缓冲液液面 打开出口→缓冲液液面缓慢下降→关闭出口 ‎②‎ 滴加透析样品 用吸管吸1 mL样品加到色谱柱的顶端 ‎③‎ 样品渗入凝胶床 打开出口→样品渗入凝胶床→关闭出口 ‎④‎ 洗脱 加入磷酸缓冲液→连接洗脱瓶→打开出口 ‎⑤‎ 收集 待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液 ‎【典题精练4】　在蛋白质的提取和分离中，关于对样品处理过程的分析，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．洗涤时离心速度过低和时间过短会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果 C．洗涤过程选用质量分数为0.1%的生理盐水 D．透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质 ‎【答案】　D ‎【解析】　本题主要考查了血红蛋白提取和分离中的样品处理的操作。洗涤红细胞的目的主要是除去血浆中的杂蛋白；洗涤时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；洗涤过程用到的是质量分数为0.9%的NaCl溶液。‎ 一、选择题 ‎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用此方法进行分离。能分离的蛋白质分子之间必须(　D　)‎ 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 解析：对于分子大小不同，但同属于凝胶分离范围内的各种分子，根据其相对分子质量不同，通过凝胶色谱柱的快慢程度不同进行分离。‎ ‎2．血红蛋白的提取和分离一般分为四步，符合要求的是(　C　)‎ A．粗分离―→样品处理―→纯化―→纯度鉴定 B．粗分离―→纯化―→样品处理―→纯度鉴定 C．样品处理―→粗分离―→纯化―→纯度鉴定 D．纯化―→纯度鉴定―→粗分离―→样品处理 解析：血红蛋白的提取和分离一般可分为四大步，包括样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定，首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品处理；再经过透析法去除分子量较小的杂质，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去，即样品的纯化；最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。‎ ‎3．凝胶色谱分离法分离蛋白质时，凝胶的种类较多，但其作用的共同点是(　A　)‎ 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．将酶或细胞固定在凝胶中 D．与蛋白质分子进行化学反应，从而影响其移动速度 解析：凝胶的种类较多，但每一种凝胶内部都有孔隙。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；相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。‎ ‎4．下列有关凝胶色谱法的叙述，不正确的是(　C　)‎ A．凝胶色谱法是根据分子大小分离蛋白质的有效方法 B．目前经常使用的凝胶有交联葡聚糖、聚丙烯酰胺凝胶和琼脂糖等 C．大分子物质后被洗脱出来，小分子物质先被洗脱出来 D．凝胶色谱法的原理是不同大小的分子所经的路径不同而得以分离 解析：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使所经过的路程较长；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。因此，大分子物质先被洗脱出来，小分子物质后被洗脱出来。‎ ‎5．分离血红蛋白时，将搅拌好的混合液转移到离心管中，以2 000 r/min的速度离心10 min后，可以明显看到试管中的溶液分为4层。下列描述中，正确的是(　A　)‎ A．第1层为无色透明的甲苯层 B．第2层为红色透明层，含血红蛋白 C．第4层为白色薄层固体，是脂溶性沉淀物 D．第3层为暗红色沉淀物，含未破裂的细胞 解析：采集的血样先经处理分离出红细胞，然后在蒸馏水和甲苯的作用下，使红细胞破裂释放出血红蛋白。分离血红蛋白时，将搅拌好的混合液转移到离心管中，以2 000 r/min的速度离心10 min后，可以明显看到试管中的溶液分成4层：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层为红色透明液体，是血红蛋白的水溶液；第4层是其他杂质的暗红色沉淀物。将试管中的液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗静置片刻后，分出下层的红色透明液体，即为血红蛋白溶液。‎ ‎6．在血红蛋白分离过程中，如果红色区带歪曲、散乱、变宽，与其有关的是(　B　)‎ A．血红蛋白释放 B．色谱柱的装填 C．洗脱过程 D．样品的处理 解析：如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确的话，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关。‎ ‎7．下列叙述正确的是(　B　)‎ A．不同类型的凝胶吸水量不同，凝胶膨胀体积的倍数也不同 B．不同类型的凝胶膨胀所需的时间不同 C．若凝胶中含有空气、细菌等不影响分离度 D．可以用高温、高压的方法来加速凝胶的膨胀 解析：不同类型的凝胶其吸水量不同，但凝胶吸水后体积膨胀基本上都是吸水量的2倍。不同类型的凝胶膨胀所需时间不同，如使用软胶时，自然膨胀需24小时至数天。加热可加速凝胶的膨胀，但不能采用高温高压的方式。‎ ‎8．下面关于对血红蛋白提取和分离实验的样品的处理措施中，不正确的是(　A　)‎ A．采集血样后要高速短时离心获得血细胞 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，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：本题考查血红蛋白提取和分离实验的样品处理。采集血样后要低速短时离心获得血细胞，否则，会使淋巴细胞、血小板等细胞混杂在红细胞中。‎ 二、非选择题 ‎9．科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。‎ ‎(1)分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的电荷(带电情况)、大小及形状不同，在电场中的迁移速度不同而实现分离。‎ ‎(2)可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供碳源和氮源。‎ ‎(3)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的数量，确定该蛋白质的抗菌效果。‎ ‎(4)细菌培养常用的接种方法有平板画线法和稀释涂布平板法(稀释混合平板法)。实验结束后，对使用过的培养基应进行灭菌处理。‎ 解析：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。牛肉膏主要为微生物提供碳源、磷酸盐和维生素，蛋白胨主要为微生物提供氮源和维生素。细菌培养中常用的接种方法有平板画线法和稀释涂布平板法，实验结束后，对使用过的培养基应进行灭菌处理，以防造成细菌扩散，带来危害。‎ ‎10．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)将实验流程补充完整：A为血红蛋白的释放，B为样品的加入和洗脱。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。‎ ‎(2)洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白(血浆蛋白)，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一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是离心后的上清液不再呈现黄色 ‎。释放血红蛋白的过程中起作用的是蒸馏水和甲苯。‎ ‎(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)的目的是准确模拟生物体内的生理环境，保证血红蛋白的正常结构和功能。如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。‎ 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。‎ ‎【旁栏思考题】点拨(教材P70)‎ 凝胶实际上是一些微小的多孔球体，小球体内部有许多贯穿的通道。相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部，只能分布在颗粒之间，通过的路程较短，移动速度较快；相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内的通道，通过的路程较长，移动速度较慢。因此，样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出，相对分子质量中等的分子后流出，相对分子质量最小的分子最后流出，从而使各种相对分子质量不同的分子得以分离。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，搅乱洗脱液的流动次序，影响分离的效果。‎ ‎1．‎ 凝胶色谱法也称为分配色谱法，它是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法之一。所用的凝胶实际上是一些微小的多孔球体，这些小球体大多数是由多糖类化合物构成，小球体内部有许多贯穿的通道，当一个含有各种分子的样品溶液缓慢流经时，各分子在色谱柱内进行两种不同的运动，即垂直向下的运动和无规则的扩散运动。相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部，只能分布在颗粒之间，通过的路程较短，移动速度较快；相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内部的通道，通过的路程较长，移动速度较慢。因此，样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出，相对分子质量中等的分子后流出，相对分子质量最小的分子最后流出，这种现象又叫分子筛现象。此外，凝胶本身具有三维网状结构，相对分子质量大的分子通过这种网状结构上的空隙时阻力大，而相对分子质量小的分子通过时阻力小，因此不同相对分子质量的蛋白质分子可以获得分离。‎ ‎2．在一定范围内，能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液pH发生明显变化的作用叫做缓冲作用，具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。缓冲溶液通常是由1～2种缓冲剂溶解于水中制得，调节缓冲剂的比例就可制得在不同pH范围内使用的缓冲液。缓冲溶液的作用是维持反应体系的pH基本不变。在生物体内进行的各种生物化学过程都是在精确的pH下进行的，受到氢离子浓度的严格调控。为了在实验室条件下准确地模拟生物体内的天然环境，就必须保持体外生物化学反应过程有与体内过程完全相同的pH。‎ ‎3．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子，如多肽、蛋白质、核酸等都具有可解离的基团，它们在某个特定的pH下会带上正电或负电；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方向移动。电泳技术就是在电场的作用下，利用待分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异，使带电分子产生不同的迁移速度，从而达到对样品进行分离、鉴定或提纯的目的。‎ ‎4．血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步，包括：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品的处理；再经过透析去除分子量较小的杂质，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；最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。‎ ‎5．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。‎ 专题整合与评估 ‎[知识建网]‎ ‎ ‎ ‎[要语必背]‎ ‎1．DNA不溶于酒精，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可利用酒精将DNA和蛋白质分开。‎ ‎2．DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最低。‎ ‎3．PCR原理：DNA热变性原理。‎ PCR每次循环都包括变性、复性和延伸三步。‎ ‎4．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链。DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。‎ ‎5．利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量大的先洗脱出来，相对分子质量小的后洗脱出来。‎ ‎6．在电泳中，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、形状都会影响分子的迁移速度。‎ ‎7．SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移率完全取决于分子的大小。‎ ‎8．蛋白质提取和分离的一般步骤是：样品处理与粗分离、纯化和纯度鉴定。‎ ‎9．在对蛋白质进行纯度鉴定时，使用最多的方法是SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。‎ ‎[知识整合促贯通]‎ 一、DNA的粗提取与鉴定和蛋白质的提取和分离的比较 大分子物质的提取与分离，一般是根据其固有的理化性质，用不同的物理或化学方法，达到不同成分分离的目的。对于DNA与血红蛋白的提取和分离的相关知识，可通过下表来辨析掌握。‎ ‎【典题精练1】　下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有(　　)‎ A．提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞 B．用同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质 C．蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNA D．蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化 ‎【答案】　D ‎【解析】　本题考查DNA和蛋白质提取与分离的实验原理。提取植物细胞中的DNA时不用蒸馏水涨破细胞。蛋白质提取和分离过程中透析的目的是除去溶液中相对分子质量较小的杂质。DNA在不同浓度的氯化钠溶液中溶解度不同，在物质的量浓度为0.14 mol/L的氯化钠溶液中DNA的溶解度最低，DNA可以析出，通过过滤可以除去蛋白质。用电泳的方法可以将蛋白质、DNA进行分离纯化。‎ ‎【典题精练2】　现代生物学已向两个方面发展，即宏观研究的生态系统水平和微观研究的分子水平。对于分子的研究，相关物质的提取和分离显得尤为重要。下面是物质提取和分离的相关问题，请回答：‎ Ⅰ.DNA分子的提取和分离 ‎(1)在提取菜花细胞中的DNA时，采用的是研磨法，为什么不能像用鸡血那样，用蒸馏水使其破裂？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在提取实验过程中用到两种浓度的NaCl溶液，说明其作用：‎ ‎①2 mol/L NaCl溶液：________________________________________________________________________；‎ ‎②0.14 mol/L NaCl溶液：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)在获取新鲜鸡血后，每100 mL血液中加入3 g柠檬酸钠的作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)鉴定DNA所用的试剂是________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.血红蛋白的提取和分离 ‎(1)在血红蛋白的提取和分离过程中：粗分离、纯化和纯度鉴定时，都会用到缓冲溶液，其作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在洗脱过程中，对洗脱液的流速要求稳定的目的是 ‎________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】　Ⅰ.(1)植物细胞具有细胞壁，不会吸水涨破，只有通过研磨，才能释放出DNA ‎(2)①溶解DNA分子，过滤除去不溶于NaCl溶液的杂质 ‎②使DNA分子析出，过滤除去溶于NaCl溶液中的杂质 ‎(3)防止血液凝固 ‎(4)二苯胺试剂 Ⅱ.(1)维持血红蛋白环境中pH的稳定 ‎(2)维持操作压的稳定 ‎【解析】　Ⅰ.(1)提取DNA分子的理想材料为富含DNA的细胞。鸡血红细胞具有细胞核，放入蒸馏水中会使细胞涨破，释放出DNA，而植物细胞含有细胞壁，不能因吸水而涨破。(2)实验过程中两次用到NaCl溶液，初次为2 mol/L的NaCl溶液，用于溶解DNA，而0.14 mol/L的NaCl溶液会使DNA析出。(3)为了防止血液凝固，应在新采取的血液中加入柠檬酸钠。(4)鉴定DNA所用的试剂为二苯胺试剂。‎ Ⅱ.(1)为保持蛋白质的生理活性，应用缓冲液保持pH的恒定。(2)洗脱液的流速变化过快，操作压变化过大，会使洗脱物质的下降速度变化过大，导致分离纯化不充分。‎ 二、DNA的提取、PCR技术、蛋白质分离实验的比较 ‎【典题精练3】　蛋白质的分离与纯化技术是蛋白质研究的重要技术。下列有关叙述不正确的是(　　)‎ 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 ‎【答案】　A ‎【解析】　蛋白质分子既然不能透过半透膜，那么样品中的各种不同的蛋白质仍在透析袋内，不能达到分离的目的，A所述错误。B所述正确：电泳利用了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。C所述正确：凝胶色谱法也称作分配色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。D所述正确：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，分子大、密度大的在沉淀物中。‎ ‎【典题精练4】　(1)PCR是一种DNA体外扩增技术。1988年，PCR仪问世，并被广泛应用于基因扩增和DNA序列测定。下图是PCR技术示意图，请回答下列问题。‎ ‎①引物是此过程中必须加入的物质，从化学本质上说，引物是一小段________________________________________________________________________。‎ ‎②将双链DNA________，使之变性，从而导致______________________。‎ ‎③引物延伸需提供________________作为原料。‎ ‎(2)红细胞含有大量血红蛋白，我们可以选择猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。请回答下列有关问题。‎ ‎①样品处理，它包括红细胞的洗涤、____________、分离血红蛋白溶液。‎ ‎②收集的血红蛋白溶液在透析袋中经过透析，这就是样品的粗分离。透析的目的是________________。透析的原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】　(1)①单链DNA或RNA　②加热到95 ℃　双链DNA分离成两条单链　③四种脱氧核苷酸 ‎(2)①血红蛋白的释放　②去除相对分子质量较小的杂质　透析袋能使小分子物质自由进出，而大分子物质则保留在透析袋内 ‎【解析】　(1)本小题考查PCR技术的温度变化、原料、引物等条件。PCR技术中所加入的引物是一小段单链的DNA或RNA。引物的延伸需要提供4种脱氧核苷酸为原料。每次循环都包括变性、复性和延伸三步。变性是指在高温90 ℃以上DNA双链解聚为单链的过程。(2)本小题考查血红蛋白的提取与分离的实验操作。该实验中样品的处理可分为三步：①红细胞的洗涤；②血红蛋白的释放；③分离血红蛋白溶液。透析所依据的原理是小分子可以自由进出透析袋，而大分子则保留在透析袋内，目的是除去相对分子质量较小的杂质。‎