学年高中生物 专题42 血红蛋白的提取和分离课时同步试题 新人教版选修1.docx

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学年高中生物专题42血红蛋白的提取和分离课时同步试题新人教版选修1

专题4.2血红蛋白的提取和分离

一、选择题（12小题）

1．在蛋白质的提取和分离中，对于样品的处理过程的分析正确的是

A．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

B．洗涤红细胞的目的是除去血浆中的葡萄糖、无机盐

C．洗涤过程中用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大的杂质

【答案】A

【解析】洗涤红细胞时，采用低速短时间离心法，否则达不到离心的效果，A正确；洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，B错误；洗涤过程中要用0.9%的生理盐水，C错误；透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质，D错误。

2．蛋白质的分离与提纯技术是蛋白质研究的重要技术，下列有关叙述不正确的

A．根据蛋白质分子不能通过半透膜的特性，可将样品中各种不同蛋白质分离

B．根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小，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

考点：

本题考查蛋白质的提取和分离的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。

3．下列有关凝胶色谱法的叙述，不正确的是

A．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

B．目前经常使用的凝胶有交联葡聚糖、聚丙烯酰胺和琼脂糖等

C．大分子物质后被洗脱出来，小分子物质先被洗脱出来

D．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测

【答案】C

4．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20mmol/L的磷酸缓冲液，透析12h

【答案】D

【解析】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，A错误；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10min，B错误；分离血红蛋白要高速长时间离心，C错误；透析时要用20mmol/L的磷酸缓冲液，透析12h，D正确。

5．细胞破碎后，各种蛋白质就会释放出来，再根据蛋白质的不同特性进行提取。

下列关于蛋白质抽提的措施中，不正确的是

A．酸性蛋白质可用稀碱性溶液抽提

B．水溶性蛋白质可用透析液（中性缓冲液）抽提

C．脂溶性蛋白质可用有机溶剂抽提

D．碱性蛋白质可用强酸性溶液抽提

【答案】D

【解析】酸性蛋白质可以用稀碱性溶液提取，A正确；水溶性蛋白质可用中性缓冲液提取，B正确；脂溶性蛋白质可用有机溶剂提取，C正确；强酸、强碱都会使蛋白质变性而沉淀，所以不可用强酸性溶液提取，D错误。

6．关于凝胶色谱柱的装填，下列叙述错误的是

A．交联葡聚糖凝胶（G-75）“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．凝胶用自来水充分溶胀后，配成凝胶悬浮液

C．用300mL的物质的量浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液充分洗涤凝胶12h

D．色谱柱内不能有气泡存在，一旦发现有气泡，必须重装

【答案】B

【解析】凝胶需用磷酸缓冲液充分溶胀后，配成凝胶悬浮液，B错误。

考点：

本题考查蛋白质的分离技术等知识。

7．将处理破裂后的红细胞混合液以2000r/min的速度离心10min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、脂质物质层、红细胞破碎物沉淀层

B．甲苯层、红细胞破碎物沉淀层、血红蛋白、脂质物质层

C．脂质物质层、血红蛋白、甲苯层、红细胞破碎物沉淀层

D．甲苯层、脂质物质层、血红蛋白、红细胞破碎物沉淀层

【答案】D

8．关于电泳的说法不正确的是

A．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程

B．带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动

C．蛋白质在醋酸纤维薄膜上的移动速度取决于它所带净电荷的多少

D．电泳后需经染色、漂洗和脱色，才可长期保存

【答案】C

【解析】电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程，A正确；由于同性相斥、异性相吸，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动，B正确；在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电，加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质-SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小，C错误；电泳后需经染色、漂洗和脱色，才可长期保存，D正确。

9．红细胞中含有大量血红蛋白，我们可以选用猪、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。

下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是

A．血红蛋白提取和分离一般按照“样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定”的顺序进行

B．纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液

C．样品处理过程中用蒸馏水的目的是使红细胞吸水涨破释放出血红蛋白

D．可经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定

【答案】B

【点睛】解决本题需要知道蛋白质的提取和分离的原理：

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，相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，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，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。

血红蛋白的提取与分离的实验步骤主要有：

（1）样品处理；

（2）粗分离；（3）纯化；（4）纯度鉴定——SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。

10．下列有关蛋白质提取和分离的说法，错误的是

A．透析法分离蛋白质的原理是利用蛋白质不能通过半透膜的特性

B．采用透析法使蛋白质与其他小分子化合物分离开来

C．离心沉降法通过控制离心速率使分子大小、密度不同的蛋白质分离

D．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷电性相同的电极方向移动

【答案】D

【解析】蛋白质是生物大分子，不能通过半透膜，而其他小分子可以通过半透膜，可以利用半透膜进行分离得到蛋白质，AB正确。

分子大小、密度不同的蛋白质其离心速率不同，通过控制离心速率使分子大小、密度不同的蛋白质分离，C正确。

蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷电性相反的电极方向移动，D错。

考点：

本题考查蛋白质提取和分离相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构能力。

11．下列关于蛋白质的纯化方法的叙述，错误的是

A．纯化主要是根据蛋白质以及蛋白质与其他物质之间的理化性质的差异进行的

B．透析法可去除小分子化合物杂质，原理是不同分子所携带净电荷不同

C．通过控制离心速率，可使分子大小、密度不同的蛋白质沉降分层，从而分离不同的蛋白质

D．不同的物质在同一电场中的移动速度不同，因此可用电泳法分离蛋白质

【答案】B

12．以下对DNA和血红蛋白的提取与分离（鉴定）实验的分析错误的是

A．都要用猪血细胞来做实验材料

B．在DNA的粗提取中可利用DNA在不同浓度盐溶液中的溶解度不同而析出

C．在实验中都要进行除杂处理以便得到较纯净的DNA或血红蛋白

D．将析出的DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂沸水浴后呈现蓝色

【答案】A

【解析】猪血红细胞没有细胞核，不适宜作DNA粗提取的实验，故A错误；在DNA的粗提取与鉴定实验中，第一次DNA析出利用了DNA易溶于2mol/L的NaCl溶液中，而在0.14mol/L的NaCl溶液溶解度很低，故B正确；在两个实验中都要进行除杂处理以便得到较纯净的DNA或血红蛋白，故C正确；将析出的DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后需要水浴加热会呈现蓝色，故D正确。

考点：

本题考查DNA的粗提取和鉴定实验的有关知识，意在考查考生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力。

二、非选择题（3小题）

13．某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪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”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，而产生不同迁移速度，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作出的解释是________________。

【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，细胞吸水胀破）

（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2携带者具有（控制血红蛋白的）一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质

（2）血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去样品中的小分子杂质；可通过增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法缩短透析时间，能尽快达到理想的透析效果。

（3）由于各种分子带电性质以及分子大小、形状等的差异，在电泳过程中会产生不同的迁移速度，从而实现各种分子的分离。

（4）根据图示可知，镰刀型细胞贫血症的携带者含有两种血红蛋白，原因是携带者具有（控制血红蛋白的）一对等位基因，分别控制合成两种不同的蛋白质。

【点睛】解答本题的关键是掌握血红蛋白提取和分离的程序，明确血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去样品中的小分子杂质。

14．红细胞含有大量的血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的，血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、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，请回答下列有关问题：

（1）血红蛋白提取和分离的过程可分为四步：

________、________、________和________。

（2）实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集、血红蛋白溶液。

①加入柠檬酸钠的目的是________________。

②以上所述的过程即是样品处理，它包括________、________收集血红蛋白溶液。

（3）洗涤红细胞的目的是________________________。

（4）你如何知道红细胞已洗涤干净？

_______________________________________。

（5）分离红细胞时的离心速度及离心时间分别是_______________________________________。

（6）若离心速度过高和时间过长结果会怎样？

_______________________________________。

（7）将收集的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析，即样品的粗分离。

①透析的目的是______________________。

②透析的原理是______________________。

（8）然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。

样品纯化的目的是_______________________________________。

【答案】

（1）样品处理粗分离纯化纯度鉴定

（2）①防止血液凝固②红细胞的洗涤血红蛋白的释放

（3）去除血浆蛋白

（4）离心后的上清液没有黄色

（5）低速500r/min，短时间如2min

（6）离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀，得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度

（7）①去除分子量较小的杂质②透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内

（8）通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去

【解析】

（1）分离、提取血红蛋白的实验流程大致是样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定四个步骤。

（2）①柠檬酸钠是一种抗凝剂，加入柠檬酸钠可以防止血液凝固。

②样品处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、收集血红蛋白溶液。

（3）洗涤红细胞的目的是去除血浆蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。

（4）离心后的上清液没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。

（8）凝胶色谱法是一种根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。

相对分子质量大的蛋白质只能从凝胶间隙通过，路程短，移动速度快，先到达色谱柱的下端；相对分子质量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。

可见，通过凝胶色谱法去除相对分子质量较大的杂质蛋白。

15．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________，B为________。

凝胶色谱法是根据____________而达到蛋白质分离的有效方法。

（2）洗涤红细胞的目的是去除_________，洗涤次数过少，无法除去_________；离心速度过高和时间过长会使_______一同沉淀，达不到分离的效果。

洗涤干净的标志是__________。

释放血红蛋白的过程中起作用的是______________。

（3）在洗脱过程中加入物质的量浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液（pH为7.0）的目的是__________。

如果红色区带____________，说明色谱柱制作成功。

【答案】

（1）血红蛋白的释放样品的加入和洗脱相对分子质量的大小

（2）杂蛋白（血浆蛋白）血浆蛋白白细胞和淋巴细胞

离心后的上清液中没有黄色蒸馏水和甲苯

（3）准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内一致均匀一致地移动

（2）洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，释放血红蛋白的过程是让红细胞吸水胀破。

如果分层不明显，可能是洗涤次数少，无法除去血浆蛋白。

此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。

重复洗涤三次，直至上清液中没有黄色，表明红细胞已洗涤干净，因为甲苯是表面活性剂的一种，可将细胞膜溶解，从而使细胞破裂。

释放血红蛋白的过程中起作用的是蒸馏水和甲苯。

（3）磷酸缓冲液（pH为7.0）能够准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内的一致。

如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀一致地移动，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。

【点睛】本题关键要熟悉血红蛋白的提取、分离和纯化以及鉴定的方法、原理。