2019-2020年高中生物選修1血紅蛋白的提取和分離 學(xué)案導(dǎo)學(xué)誘思1凝膠色譜法凝膠色譜法也稱做 ，是根據(jù) 分離蛋白質(zhì)的有效方法。凝膠實際上是一些由 構(gòu)成的多孔球體，在小球體內(nèi)部有許多貫穿的通道，相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)分子通過凝膠時速度不同，相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì) 進入凝膠內(nèi)部的通道，路程 ，移動速度 ；而相對分子質(zhì)量 的蛋白質(zhì)無法進入凝膠內(nèi)部的通道，只能在 移動，路程 ，移動速度 。相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)分子因此得以分離。2緩沖溶液緩沖溶液的作用是 。緩沖溶液通常由 溶解于水中配制而成的。生物體內(nèi)進行的各種生物化學(xué)反應(yīng)都是在一定的pH下進行的，例如：血漿的pH是 ，要在實驗條件下準(zhǔn)確模擬生物體內(nèi)的過程，必須保持體外的pH與體內(nèi)的基本一致。3電泳電泳是指 。許多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解離的基團，在一定的pH下，這些基團會帶上 。在電場的作用下，這些帶電分子會向著與其所帶電荷 的電極移動。電泳利用了待分離樣品中各分子 以及分子本身的 、 的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的 ，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離。兩種常用的電泳方法是 和 ，在測定蛋白質(zhì)分子量時通常使用 。蛋白質(zhì)在聚丙烯酰胺凝膠中的遷移率取決于 以及 等因素。4蛋白質(zhì)的提取和分離蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步： 、 、 和 。5樣品處理血液由 和 組成，其中紅細胞最多。紅細胞具有 的特點。紅細胞中有一種非常重要的蛋白質(zhì) ，其作用是 ，血紅蛋白有 個肽鏈組成，包括 ，其中每條肽鏈環(huán)繞一個 ，磁基團可攜帶 。血紅蛋白因含有 呈現(xiàn)紅色。紅細胞的洗滌 洗滌紅細胞的目的是 ，采集的血樣要及時采用 分離紅細胞，然后用膠頭吸管吸出上層透明的 ，將下層暗紅色的 倒入燒杯，再加入 ，緩慢攪拌 ，低速短時間離心，如此重復(fù)洗滌三次，直至 ，表明紅細胞已洗滌干凈。血紅蛋白的釋放 在 和 作用下，紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。分離血紅蛋白溶液 將攪拌好的混合溶液離心后，試管中的溶液分為4層。第一層為無色透明的 ，第2層為白色薄層固體，是 ，第3層是紅色透明液體，這是 ，第4層是其他雜質(zhì)的暗紅色沉淀物。將試管中的液體用濾紙過濾，除去之溶性沉淀層，于分液漏斗中靜置片刻后，分出下層的紅色透明液體。透析 取1mL的血紅蛋白溶液裝入 中，將透析袋放入盛有300mL的物質(zhì)的量的濃度為20mmol/L的 中，透析12h。透析可以去除樣品中 的雜質(zhì)，或用于更換樣品的 。6凝膠色譜操作第一步要制作 ，第二步要 ，因為 ，所以裝柱前需要根據(jù)色譜柱的內(nèi)體積計算所需要的凝膠量。在裝填凝膠柱時，不得有 存在。因為氣泡會 ，降低分離效果。第三步是 。疑難點撥1凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)的原理凝膠色譜法也稱為分配色譜法，它是根據(jù)分子量的大小分離蛋白質(zhì)的方法之一。所用的凝膠實際上是一些微小的多孔球體，這些小球體大多數(shù)是由多糖類化合物構(gòu)成，小球體內(nèi)部有許多貫穿的通道，當(dāng)一個含有各種分子的樣品溶液緩慢流經(jīng)時，各分子在色譜柱內(nèi)進行兩種不同的運動，即垂直向下的運動和無規(guī)則的擴散運動，相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)分子不能進入凝膠顆粒內(nèi)部，只能分布在顆粒之間，通過的路程較短，移動速度較快；相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)分子比較容易進入凝膠內(nèi)的通道，通過的路程較長，移動速度較慢。因此，樣品中相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)先流出，相對分子質(zhì)量中等的分子后流出，相對分子質(zhì)量最小的分子最后流出，這種現(xiàn)象又叫分子篩現(xiàn)象。此外，凝膠本身具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，相對分子質(zhì)量大的分子通過這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上的空襲時阻力大，而相對分子質(zhì)量小的分子通過時阻力小，因此不同分子量的蛋白質(zhì)分子可以獲得分離。2與其他真核細胞相比，紅細胞的特點及這一特點對進行蛋白質(zhì)的分離的意義哺乳動物及人的成熟的紅細胞是雙面凹圓餅狀，沒有細胞核和細胞器。其含有的血紅蛋白是有色蛋白，因此在凝膠色譜分離時可以通過觀察顏色來判斷什么時候應(yīng)該收集脫液。這使血紅蛋白的分離過程非常直觀，大大簡化了實驗操作。3電泳的作用及其原理電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。許多重要的生物大分子，如氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、核苷酸、核酸等都具有可解離基團，它們在某個特定的pH下會帶上正電或負電；在電場的作用下，這些帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極方向移動。電泳技術(shù)就是在電場的作用下，利用待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)以及分子本身大小、形狀等性質(zhì)的差異，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而達到對樣品進行分離、鑒定或提純的目的。典例解析用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)時，分子量大的蛋白質(zhì)（ D ）A路程較長，移動速度較慢 B路程較長，移動速度較快C路程較短，移動速度較慢 D路程較短，移動速度較快解析：在小球體內(nèi)部有許多貫穿的通道，當(dāng)相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)通過凝膠時，相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進入凝膠內(nèi)部的通道，路程較長，移動速度較慢；而相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)無法進入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動，路程較短，移動速度較快。