高中同步測(cè)控優(yōu)化設(shè)計(jì)2015高中生物選修一課后習(xí)題53課題3血紅蛋白的提取和分離

1、課時(shí)演練·促提升1.使用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)中,相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)在凝膠中的行進(jìn)過(guò)程,可表示為圖中()解析:本題考查對(duì)凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)原理的理解,相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)留在顆粒外面,相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)進(jìn)入顆粒內(nèi)部;相對(duì)分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)通過(guò)凝膠間隙先被洗脫,相對(duì)分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)進(jìn)入凝膠內(nèi)部而后被洗脫。答案:B 2.蛋白質(zhì)提取和分離分為哪幾步?()A.樣品處理、凝膠色譜操作、SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳B.樣品處理、凝膠色譜操作、純化C.樣品處理、粗分離、純化、純度鑒定D.樣品處理、純化、粗分離、純度鑒定解析:A中凝膠色譜操作及SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳為實(shí)驗(yàn)操作

2、過(guò)程中的技術(shù)。答案:C3.在血紅蛋白的整個(gè)提取過(guò)程中,不斷用磷酸緩沖液處理的目的是()A.防止血紅蛋白被氧化B.血紅蛋白是一種兩性物質(zhì),需要酸中和C.磷酸緩沖液會(huì)加速血紅蛋白的提取過(guò)程D.讓血紅蛋白處在穩(wěn)定的pH范圍內(nèi),維持其結(jié)構(gòu)和功能解析:利用磷酸緩沖液模擬細(xì)胞內(nèi)的pH環(huán)境,保證血紅蛋白的正常結(jié)構(gòu)和功能,便于分離觀察(紅色)和研究(活性)。答案:D4.將人紅細(xì)胞置于盛有下列液體的離心管中,10 min后離心,得到沉淀物和上清液,則上清液中K+含量最高的離心管內(nèi)盛有()A.質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氯化鈉溶液B.質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的蔗糖溶液C.質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液D.蒸餾水解析:紅細(xì)胞在蒸餾水

3、中滲透吸水漲破,所以細(xì)胞中K+流出,使上清液中K+含量較高。答案:D5.凝膠色譜分離法分離蛋白質(zhì)時(shí),凝膠的種類較多,但其作用都是()A.改變蛋白質(zhì)分子通過(guò)凝膠時(shí)的路徑B.吸附一部分蛋白質(zhì),從而影響蛋白質(zhì)分子的移動(dòng)速度C.將酶或細(xì)胞固定在凝膠中 D.與蛋白質(zhì)分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),從而影響其移動(dòng)速度解析:凝膠的種類較多,但每一種凝膠內(nèi)部都有孔隙。相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)通過(guò)凝膠時(shí),相對(duì)分子質(zhì)量小的容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道,路程較長(zhǎng),移動(dòng)速度較慢;相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)無(wú)法進(jìn)入凝膠內(nèi)部,只能在凝膠外部移動(dòng),路程較短,移動(dòng)速度較快。相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)分子因此得以分離。答案:A6.SDS-聚丙烯酰胺凝

4、膠電泳法加入SDS的作用是()A.增大蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量B.改變蛋白質(zhì)的形狀C.掩蓋不同種蛋白質(zhì)間的電荷差別D.減少蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量解析:SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳所加的SDS可完全掩蓋不同種蛋白質(zhì)間的電荷差。答案:C7.下列關(guān)于血紅蛋白提取和分離實(shí)驗(yàn)中樣品處理步驟的描述,正確的是()A.紅細(xì)胞的洗滌:加入蒸餾水,緩慢攪拌,低速短時(shí)間離心B.血紅蛋白的釋放:加入生理鹽水和甲苯,置于磁力攪拌器上充分?jǐn)嚢鐲.分離血紅蛋白:將攪拌好的混合液離心、過(guò)濾后,用分液漏斗分離D.透析:將血紅蛋白溶液裝入透析袋,置于pH為4.0的磷酸緩沖液中透析12 h解析:對(duì)紅細(xì)胞進(jìn)行洗滌時(shí),應(yīng)加入生理鹽水,防止細(xì)胞

5、破裂;將血紅蛋白從紅細(xì)胞中釋放時(shí),需要加入蒸餾水,以便使紅細(xì)胞破裂釋放出血紅蛋白;透析時(shí),應(yīng)將透析袋置于pH為7.0的磷酸緩沖液中透析12 h。答案:C8.在蛋白質(zhì)的提取和分離中,關(guān)于對(duì)樣品處理過(guò)程的分析無(wú)誤的是()A.洗滌紅細(xì)胞的目的是去除血漿中的葡萄糖、無(wú)機(jī)鹽B.洗滌時(shí)離心速度過(guò)小,時(shí)間過(guò)短,白細(xì)胞等會(huì)沉淀,達(dá)不到分離的效果C.洗滌過(guò)程選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的NaCl溶液D.透析的目的是去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)解析:洗滌紅細(xì)胞的目的是去除血漿中雜蛋白;洗滌時(shí)離心速度過(guò)大,時(shí)間過(guò)長(zhǎng),白細(xì)胞等會(huì)沉淀,達(dá)不到分離的效果;洗滌過(guò)程選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液。答案:D9.下列有關(guān)透

6、析的敘述,錯(cuò)誤的是()A.用于透析的薄膜要具有選擇透過(guò)性B.透析膜一般是用硝酸纖維素制成的C.透析能使小分子自由進(jìn)出,而將大分子保留在袋內(nèi)D.透析可用于更換樣品的緩沖液解析:透析袋一般是用硝酸纖維素(又稱玻璃紙)制成的,它沒(méi)有生物活性,故不具有選擇透過(guò)性 (活的生物膜才具有選擇透過(guò)性)。透析袋能使小分子自由進(jìn)出,而將大分子保留在袋內(nèi)。透析可以去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì),或用于更換樣品的緩沖液。答案:A10.已知某樣品中存在甲、乙、丙、丁、戊五種蛋白質(zhì)分子,其分子大小、所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)量情況如下圖所示,下列有關(guān)該樣品中蛋白質(zhì)的分離的敘述,正確的是()A.將樣品裝入透析袋中透析12 h,若

7、分子乙保留在袋內(nèi),則分子丙也保留在袋內(nèi)B.若用凝膠色譜柱分離樣品中的蛋白質(zhì),則分子甲移動(dòng)速度最快C.若將樣品以2 000 r/min的速度離心10 min,分子戊存在于沉淀中,則分子甲也存在于沉淀中 D.若用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳分離樣品中的蛋白質(zhì)分子,則分子甲和分子戊形成的電泳帶相距最遠(yuǎn)解析:分子乙留在透析袋內(nèi),說(shuō)明其相對(duì)分子質(zhì)量比較大,分子丙的相對(duì)分子質(zhì)量比分子乙大,所以分子丙也留在袋內(nèi);分子甲的相對(duì)分子質(zhì)量最小,進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道而移動(dòng)速度慢;分子戊比分子甲的相對(duì)分子質(zhì)量大,分子甲可能不存在于沉淀中;SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳中的樣品,其電泳遷移率完全取決于分子的大小,相對(duì)分子質(zhì)量相差

8、越大,形成的電泳帶相距越遠(yuǎn)。 答案:A11.在血紅蛋白分離過(guò)程中,如果紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬,與其有關(guān)的是()A.血紅蛋白釋放B.色譜柱的裝填C.洗脫過(guò)程D.樣品的處理解析:如果凝膠色譜柱裝填得很成功、分離操作也正確的話,能清楚地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻、狹窄、平整,隨著洗脫液緩慢流出;如果紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬,說(shuō)明分離的效果不好,這與凝膠色譜柱的裝填有關(guān)。 答案:B12.下列對(duì)在凝膠柱上加入樣品和洗脫的操作,不正確的是()A.加樣前要使柱內(nèi)凝膠面上的緩沖液下降到與凝膠面平齊B.讓吸管管口沿管壁環(huán)繞移動(dòng),貼壁加樣至色譜柱頂端,不要破壞凝膠面C.打開(kāi)下端出口,待樣品完全進(jìn)入凝膠層后,直接

9、連接緩沖液洗脫瓶開(kāi)始洗脫D.待紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端時(shí),每5 mL收集一管,連續(xù)收集流出液解析:打開(kāi)下端出口,待樣品完全進(jìn)入凝膠層后,關(guān)閉下端出口,再小心加入適量的20 mmol/L的磷酸緩沖液,然后連接緩沖液洗脫瓶開(kāi)始洗脫。答案:C13.下圖表示血紅蛋白提取和分離的部分實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)血紅蛋白是人和其他脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞的主要組成成分,其在紅細(xì)胞中的作用體現(xiàn)了蛋白質(zhì)具有功能。 (2)甲裝置中,B是血紅蛋白溶液,則A是;乙裝置中,C溶液的作用是。 (3)甲裝置用于,目的是。用乙裝置分離蛋白質(zhì)的方法叫,是根據(jù)分離蛋白質(zhì)的有效方法。 (4)用乙裝置分離

10、血紅蛋白時(shí),待時(shí),用試管收集流出液,每5 mL收集一管,連續(xù)收集。 解析:血紅蛋白具有運(yùn)輸O2和部分CO2的作用。用緩沖液可以保持與體內(nèi)的pH一致。甲裝置中,B是血紅蛋白溶液,則A是磷酸緩沖液;乙裝置中,C溶液的作用是洗脫血紅蛋白。甲裝置用于透析(粗分離),目的是去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)。用乙裝置分離蛋白質(zhì)的方法叫凝膠色譜法,是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。答案:(1)運(yùn)輸(2)磷酸緩沖液洗脫血紅蛋白(3)透析(粗分離)去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)凝膠色譜法相對(duì)分子質(zhì)量的大小(4)紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端14.血紅蛋白是人和其他脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞的主要組成成分

11、,負(fù)責(zé)血液中O2或CO2的運(yùn)輸。請(qǐng)根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖回答問(wèn)題。(1)將實(shí)驗(yàn)流程補(bǔ)充完整:A為,B為。 (2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除,洗滌次數(shù)過(guò)少,無(wú)法除去;離心速度過(guò)高和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使一同沉淀,達(dá)不到分離的效果。洗滌干凈的標(biāo)志是。釋放血紅蛋白的過(guò)程中起作用的是。 (3)在洗脫過(guò)程中加入物質(zhì)的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液(pH為7.0)的目的是。如果紅色區(qū)帶,說(shuō)明色譜柱制作成功。 解析:在蛋白質(zhì)分離與提取過(guò)程中包括樣品的處理、粗分離、純化和純度鑒定四步,每一步均應(yīng)用了不同的操作技術(shù)。答案:(1)血紅蛋白的釋放樣品的加入和洗脫(2)雜蛋白(血漿蛋白

12、)血漿蛋白白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞離心后的上清液中沒(méi)有黃色蒸餾水和甲苯(3)準(zhǔn)確模擬生物體內(nèi)的生理環(huán)境,保持體外的pH和體內(nèi)一致均勻一致地移動(dòng)15.某生物興趣小組在“蛋白質(zhì)的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中,準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血紅蛋白,設(shè)計(jì)的“血紅蛋白提取、分離流程圖”如下。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(配制緩沖液、血細(xì)胞懸液)樣品處理(洗滌、破碎、離心等)蛋白質(zhì)粗分離(透析)純化、純度鑒定(凝膠色譜法、電泳等)請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題。(1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH=7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢?可以破碎紅細(xì)胞,破碎細(xì)胞的原理是 。 (2)血紅蛋白粗分離階段,透析

13、的目的是,若要盡快達(dá)到理想的透析效果,可以(寫(xiě)出一種方法)。 (3)電泳利用了待分離樣品中各種分子的等的差異,而產(chǎn)生不同遷移速度,實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。 (4)一同學(xué)通過(guò)血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳,觀察到正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如圖所示。由圖可知攜帶者有種血紅蛋白,從分子遺傳學(xué)的角度作出的解釋是 。 解析:(1)洗滌紅細(xì)胞所用的溶液是生理鹽水,根據(jù)滲透作用原理,將紅細(xì)胞置于低滲溶液中,紅細(xì)胞會(huì)吸水漲破,釋放出血紅蛋白。(2)血紅蛋白粗分離階段,透析的目的是除去樣品中的小分子雜質(zhì)?？赏ㄟ^(guò)增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液等方法縮短透析時(shí)間,盡快達(dá)到理想的透析效果。(3)由于各種分子帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀等的差異,在電泳過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同的遷