课题3 血红蛋白的提取和分离.docx

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课题3血红蛋白的提取和分离

课时训练

1.（2015·临沂高二检测）凝胶色谱法分离蛋白质时，凝胶的种类很多，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】选A。

凝胶既不会吸附蛋白质，也不会与蛋白质发生反应。

凝胶色谱法分离蛋白质的实验利用凝胶颗粒中的多孔通道，改变了蛋白质分子通过凝胶时的路径，使相对分子质量不同的蛋白质得以分离。

故B、D项不正确，A项正确。

将酶或细胞固定的凝胶用于固定化酶或固定化细胞，C项不正确。

2.（2015·吉林高二检测）下列各项中，哪项不是电泳使样品中各分子分离的原因（　　）

A.带电性质差异　　　　　　B.分子的大小

C.分子的形状D.分子的变性温度

【解析】选D。

电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程，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，与分子变性温度无关。

3.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

【解析】选B。

分离度取决于柱高，为分离不同组分，凝胶柱必须有适宜的高度；样品的分布也影响分离度；缓冲溶液的pH影响蛋白质所带的电荷，因此也影响分离度。

只有层析柱的直径一般不会影响分离度。

4.（2015·滨州高二检测）在蛋白质的提取和分离中，有关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.为了增加透析效果，透析过程中可更换磷酸缓冲液

C.为了保证血红蛋白的结构正常，洗涤红细胞要用磷酸缓冲液

D.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

【解析】选B。

洗涤红细胞的目的是除去杂蛋白，A项不正确。

透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质，其原理是小分子通过半透膜的方式为自由扩散，其透析效果取决于透析液的用量、透析时间等，因此透析过程中更换磷酸缓冲液可以提高透析效果，B项正确。

洗涤红细胞时，红细胞未破裂，洗涤液不会影响血红蛋白，因此用0.9%的NaCl溶液保持红细胞不破裂即可，不需要用磷酸缓冲液，C项不正确。

洗涤时的离心要低速短时间，速度过快，时间过长，会导致白细胞等一起沉淀，达不到分离的效果，D项不正确。

【补偿训练】下列关于血红蛋白提取和分离实验中操作步骤的描述，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

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8.0的磷酸缓冲液中透析5h

【解析】选C。

对红细胞进行洗涤时，应该加入生理盐水，防止细胞破裂；进行血红蛋白的释放时，需要加入蒸馏水和甲苯，以使红细胞吸水涨破，释放血红蛋白；分离血红蛋白时，将搅拌好的混合液离心，过滤除去脂溶性沉淀层，用分液漏斗分离出下层红色透明液体；透析时，应将透析袋置于pH为7.0的磷酸缓冲液中透析12h。

5.下列关于凝胶色谱法的原理及操作不正确的是（　　）

A.是利用凝胶把分子大小不同的物质分离开的一种方法

B.在洗脱过程中，大分子不能进入凝胶内部而最先流出，而小分子可以进入凝胶内部而流速缓慢，以致最后流出

C.凝胶内部有很微细的多孔网状结构，其孔隙大小与被分离的物质分子的大小无相应关系

D.一般情况下，凝胶对待分离的物质没有吸附作用，因此所有待分离的物质都应该被洗脱出来

【解题关键】解答本题时应理解两点：

（1）凝胶色谱法分离蛋白质的原理：

根据相对分子质量大小对蛋白质进行分离。

（2）操作过程：

凝胶颗粒只会暂时滞留待分离物质，最终都会被洗脱。

洗脱时，大分子最先流出，小分子最后流出。

【解析】选C。

凝胶色谱法是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法。

凝胶是由多糖类化合物构成的，其内部有很微细的多孔网状结构，小分子蛋白质可以进入凝胶内部，路程较长，移动速度慢，而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部，路程较短，移动速度快，因此在洗脱过程中最先分离。

一般来说，凝胶对待分离的物质没有吸附作用，不会使待分离物质停止运动，最终所有要分离的物质都应该被洗脱出来。

选用不同种凝胶，其网状结构不同，孔隙大小不同，可分离的分子大小不同，二者是相关的，故C项不正确。

6.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1mL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

【解析】选A。

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。

7.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不正确的是（多选）（　　）

A.若将样品以2000r/min的速度离心10min，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12h，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

【解题关键】掌握不同蛋白质分子在离心过程、凝胶色谱法分离过程、透析过程、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳过程中相互分离的原理都是蛋白质的相对分子质量不同，与蛋白质本身携带的电荷无关。

【解析】选B、C、D。

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项正确。

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项错误。

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项错误。

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项错误。

【大题提升练】

1.（2015·济宁高二检测）凝胶色谱技术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。

下图甲为凝胶色谱柱分离蛋白质的示意图，图乙为几种被分离蛋白质相对分子质量大小与洗脱液的洗脱体积的关系，请据图分析回答：

（1）图甲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）若图乙被分离的蛋白质混合液中含有肌红蛋白（相对分子质量为16900）、血清蛋白（相对分子质量为68500）、牛乳球蛋白（相对分子质量为35000）、牛胰岛素（相对分子质量为5700），则图乙中A、B、C、D代表的物质依次是　　　

　　　　　　　　　　。

【解析】

（1）由于不同蛋白质的相对分子质量不同，相对分子质量较大的蛋白质不能进入凝胶内部通道，只能在凝胶外部移动，路程短，速度快，易洗脱；相对分子质量较小的蛋白质则进入凝胶内部通道，路程长，速度慢。

（2）凝胶色谱柱的制作：

底部橡皮塞的凹穴上覆盖尼龙网和100目的尼龙纱，相当于多孔板。

（3）凝胶色谱柱的装填：

装填时尽量紧密，不能有气泡存在，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。

（4）据图可知，四种蛋白质的相对分子质量逐渐增大，因此图乙中A、B、C、D代表的物质依次是牛胰岛素、肌红蛋白、牛乳球蛋白、血清蛋白。

答案：

（1）a　a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100目的尼龙纱

（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）牛胰岛素、肌红蛋白、牛乳球蛋白、血清蛋白

【互动探究】

（1）除了题目中凝胶柱内有气泡需要重新装填色谱柱外，还有什么情况需要重装色谱柱？

提示：

凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒的情况，这种情况下色谱柱也需要重新装填。

（2）洗脱液能不能用清水代替？

并说明原因。

提示：

不能。

洗脱液是磷酸缓冲液，可以防止溶液pH剧烈变化对蛋白质活性的影响，清水则没有此作用，因此不能换成清水。

2.凝胶色谱技术由于设备简单，操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果，目前已被广泛应用于多个领域，请回答问题：

（1）若选用SephadexG-100，则“G”表示　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）通过凝胶色谱法可将从红细胞中分离出的血红蛋白样品进一步　　　　　

　　　　　　　　　。

关于血红蛋白提取和分离的相关操作，回答下列问题：

①实验时要对采集到的血液中的红细胞进行洗涤，洗涤的目的是　　　　　　　　。

②在　　　　　　　的作用下，红细胞会破裂释放出血红蛋白。

③将释放出的血红蛋白收集到透析袋中透析，这是样品的　　　　　，而透析的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

④实验最后经过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行　　　　　　　　　　　　　。

（3）若凝胶色谱操作最后观察到的红色区带歪曲、散乱、变宽，这与　　　　

　　　　　　　　　有关。

【解析】本题考查血红蛋白的提取和分离。

（1）凝胶中“G”表示凝胶的交联程度、膨胀程度和分离范围，100表示每克凝胶膨胀时可吸水10g。

（2）血红蛋白的提取和分离实验，原理是依据蛋白质的各种特性分离蛋白质。

实验步骤分为样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四步。

（3）若最终红色区带歪曲、散乱、变宽，分离效果差，这与色谱柱装填有关。

答案：

（1）凝胶的交联程度、膨胀程度和分离范围

（2）纯化　①去除杂蛋白　②蒸馏水和甲苯　③粗分离

去除相对分子质量较小的杂质　④纯度鉴定

（3）色谱柱装填

3.（2015·赤峰高二检测）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：

（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（以上各项任选二项即可）