專題4.2 血紅蛋白的提取和分離一、選擇題（12小題）1在蛋白質(zhì)的提取和分離中，對(duì)于樣品的處理過程的分析正確的是A洗滌時(shí)離心速度過高、時(shí)間過長，白細(xì)胞等會(huì)沉淀，達(dá)不到分離的效果B洗滌紅細(xì)胞的目的是除去血漿中的葡萄糖、無機(jī)鹽C洗滌過程中用0.1%的生理鹽水D透析的目的是去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)【答案】A【解析】洗滌紅細(xì)胞時(shí)，采用低速短時(shí)間離心法，否則達(dá)不到離心的效果，A正確；洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白，B錯(cuò)誤；洗滌過程中要用0.9%的生理鹽水，C錯(cuò)誤；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)，D錯(cuò)誤。2蛋白質(zhì)的分離與提純技術(shù)是蛋白質(zhì)研究的重要技術(shù)，下列有關(guān)敘述不正確的A根據(jù)蛋白質(zhì)分子不能通過半透膜的特性，可將樣品中各種不同蛋白質(zhì)分離B根據(jù)蛋白質(zhì)所帶電荷性質(zhì)的差異及分子大小，可通過電泳分離蛋白質(zhì)C根據(jù)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的大小，可通過凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)D根據(jù)蛋白質(zhì)的分子大小、密度不同，可通過離心沉降法分離蛋白質(zhì)【答案】A 考點(diǎn)：本題考查蛋白質(zhì)的提取和分離的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力。3下列有關(guān)凝膠色譜法的敘述，不正確的是A凝膠色譜法的原理是不同大小的分子所經(jīng)的路徑不同而得以分離B目前經(jīng)常使用的凝膠有交聯(lián)葡聚糖、聚丙烯酰胺和瓊脂糖等C大分子物質(zhì)后被洗脫出來，小分子物質(zhì)先被洗脫出來D血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測(cè)【答案】C 4下列有關(guān)血紅蛋白的提取與分離的實(shí)驗(yàn)操作的敘述，正確的是A分離紅細(xì)胞時(shí)采用低速長時(shí)間離心B紅細(xì)胞釋放出血紅蛋白只需要加入蒸餾水即可C分離血紅蛋白溶液要低速短時(shí)間離心D透析時(shí)要用20 mmol/L的磷酸緩沖液，透析12 h【答案】D【解析】分離紅細(xì)胞應(yīng)采用低速短時(shí)間離心，防止白細(xì)胞與紅細(xì)胞一同沉淀，A錯(cuò)誤；紅細(xì)胞釋放血紅蛋白，需加入蒸餾水和40%的甲苯，再在磁力攪拌器上充分?jǐn)嚢?0 min，B錯(cuò)誤；分離血紅蛋白要高速長時(shí)間離心，C錯(cuò)誤；透析時(shí)要用20 mmol/L的磷酸緩沖液，透析12 h，D正確。5細(xì)胞破碎后，各種蛋白質(zhì)就會(huì)釋放出來，再根據(jù)蛋白質(zhì)的不同特性進(jìn)行提取。下列關(guān)于蛋白質(zhì)抽提的措施中，不正確的是A酸性蛋白質(zhì)可用稀堿性溶液抽提B水溶性蛋白質(zhì)可用透析液(中性緩沖液)抽提C脂溶性蛋白質(zhì)可用有機(jī)溶劑抽提D堿性蛋白質(zhì)可用強(qiáng)酸性溶液抽提【答案】D【解析】酸性蛋白質(zhì)可以用稀堿性溶液提取，A正確；水溶性蛋白質(zhì)可用中性緩沖液提取，B正確；脂溶性蛋白質(zhì)可用有機(jī)溶劑提取，C正確；強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)使蛋白質(zhì)變性而沉淀，所以不可用強(qiáng)酸性溶液提取，D錯(cuò)誤。6關(guān)于凝膠色譜柱的裝填，下列敘述錯(cuò)誤的是A交聯(lián)葡聚糖凝膠（G-75）“G”表示凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分離范圍，75表示凝膠得水值B凝膠用自來水充分溶脹后，配成凝膠懸浮液C用300 mL的物質(zhì)的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液充分洗滌凝膠12 hD色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在，一旦發(fā)現(xiàn)有氣泡，必須重裝【答案】B【解析】凝膠需用磷酸緩沖液充分溶脹后，配成凝膠懸浮液，B錯(cuò)誤?？键c(diǎn)：本題考查蛋白質(zhì)的分離技術(shù)等知識(shí)。7將處理破裂后的紅細(xì)胞混合液以2000r/min的速度離心10min后，離心管中的溶液分為四層，從上到下的順序依次是A血紅蛋白、甲苯層、脂質(zhì)物質(zhì)層、紅細(xì)胞破碎物沉淀層B甲苯層、紅細(xì)胞破碎物沉淀層、血紅蛋白、脂質(zhì)物質(zhì)層C脂質(zhì)物質(zhì)層、血紅蛋白、甲苯層、紅細(xì)胞破碎物沉淀層D甲苯層、脂質(zhì)物質(zhì)層、血紅蛋白、紅細(xì)胞破碎物沉淀層【答案】D 8關(guān)于電泳的說法不正確的是A電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程B帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)C蛋白質(zhì)在醋酸纖維薄膜上的移動(dòng)速度取決于它所帶凈電荷的多少D電泳后需經(jīng)染色、漂洗和脫色，才可長期保存【答案】C【解析】電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程，A正確；由于同性相斥、異性相吸，帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)，B正確；在一定pH下，使蛋白質(zhì)基團(tuán)帶上正電或負(fù)電，加入帶負(fù)電荷多的SDS，形成“蛋白質(zhì)-SDS復(fù)合物”，使蛋白質(zhì)遷移速率僅取決于分子大小，C錯(cuò)誤；電泳后需經(jīng)染色、漂洗和脫色，才可長期保存，D正確。9紅細(xì)胞中含有大量血紅蛋白，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動(dòng)物的血液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來提取和分離血紅蛋白。下列對(duì)血紅蛋白提取和分離的敘述，錯(cuò)誤的是A血紅蛋白提取和分離一般按照“樣品處理粗分離純化純度鑒定”的順序進(jìn)行B純化過程中要用生理鹽水充分溶脹凝膠來配制凝膠懸浮液C樣品處理過程中用蒸餾水的目的是使紅細(xì)胞吸水漲破釋放出血紅蛋白D可經(jīng)SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定【答案】B 【點(diǎn)睛】解決本題需要知道蛋白質(zhì)的提取和分離的原理：凝膠色譜法是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小來分離蛋白質(zhì)的有效方法，相對(duì)分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程長，移動(dòng)的速度慢，相對(duì)分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)不容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程短，移動(dòng)的速度快，因此相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)得以分離。血紅蛋白的提取與分離的實(shí)驗(yàn)步驟主要有：(1)樣品處理；(2)粗分離；(3)純化；(4)純度鑒定SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳。10下列有關(guān)蛋白質(zhì)提取和分離的說法，錯(cuò)誤的是A透析法分離蛋白質(zhì)的原理是利用蛋白質(zhì)不能通過半透膜的特性B采用透析法使蛋白質(zhì)與其他小分子化合物分離開來C離心沉降法通過控制離心速率使分子大小、密度不同的蛋白質(zhì)分離D蛋白質(zhì)在電場中可以向與其自身所帶電荷電性相同的電極方向移動(dòng)【答案】D【解析】蛋白質(zhì)是生物大分子，不能通過半透膜，而其他小分子可以通過半透膜，可以利用半透膜進(jìn)行分離得到蛋白質(zhì)，AB正確。分子大小、密度不同的蛋白質(zhì)其離心速率不同，通過控制離心速率使分子大小、密度不同的蛋白質(zhì)分離，C正確。蛋白質(zhì)在電場中可以向與其自身所帶電荷電性相反的電極方向移動(dòng)，D錯(cuò)?？键c(diǎn)：本題考查蛋白質(zhì)提取和分離相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能力。11下列關(guān)于蛋白質(zhì)的純化方法的敘述，錯(cuò)誤的是A純化主要是根據(jù)蛋白質(zhì)以及蛋白質(zhì)與其他物質(zhì)之間的理化性質(zhì)的差異進(jìn)行的B透析法可去除小分子化合物雜質(zhì)，原理是不同分子所攜帶凈電荷不同C通過控制離心速率，可使分子大小、密度不同的蛋白質(zhì)沉降分層，從而分離不同的蛋白質(zhì)D不同的物質(zhì)在同一電場中的移動(dòng)速度不同，因此可用電泳法分離蛋白質(zhì)【答案】B 12以下對(duì)DNA和血紅蛋白的提取與分離（鑒定）實(shí)驗(yàn)的分析錯(cuò)誤的是A都要用豬血細(xì)胞來做實(shí)驗(yàn)材料B在DNA的粗提取中可利用DNA在不同濃度鹽溶液中的溶解度不同而析出C在實(shí)驗(yàn)中都要進(jìn)行除雜處理以便得到較純凈的DNA或血紅蛋白D將析出的DNA溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺試劑沸水浴后呈現(xiàn)藍(lán)色【答案】A【解析】豬血紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，不適宜作DNA粗提取的實(shí)驗(yàn)，故A錯(cuò)誤；在DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中，第一次DNA析出利用了DNA易溶于2 mol/L的NaCl溶液中，而在0.14 mol/L的NaCl溶液溶解度很低，故B正確；在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都要進(jìn)行除雜處理以便得到較純凈的DNA或血紅蛋白，故C正確；將析出的DNA溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺試劑后需要水浴加熱會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色，故D正確?？键c(diǎn)：本題考查DNA的粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生能獨(dú)立完成“生物知識(shí)內(nèi)容表”所列的生物實(shí)驗(yàn)，包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運(yùn)用的能力。二、非選擇題（3小題）13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”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pH7.0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，透析的目的是_，若要盡快達(dá)到理想的透析效果，可以_（寫出一種方法）。（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)果如下圖所示。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_。 【答案】（1）生理鹽水 滲透原理（當(dāng)外界溶液濃度低于動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水脹破）（2）除去小分子雜質(zhì) 增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液 （3）帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀 2 攜帶者具有（控制血紅蛋白的）一對(duì)等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)（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)；可通過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，能盡快達(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，在電泳過程中會(huì)產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。（4）根據(jù)圖示可知，鐮刀型細(xì)胞貧血癥的攜帶者含有兩種血紅蛋白，原因是攜帶者具有（控制血紅蛋白的）一對(duì)等位基因，分別控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。【點(diǎn)睛】解答本題的關(guān)鍵是掌握血紅蛋白提取和分離的程序，明確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)。14紅細(xì)胞含有大量的血紅蛋白，紅細(xì)胞的機(jī)能主要是由血紅蛋白完成的，血紅蛋白的主要功能是攜帶O2或CO2，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動(dòng)物的血液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來提取和分離血紅蛋白，請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：（1）血紅蛋白提取和分離的過程可分為四步：_、_、_和_。（2）實(shí)驗(yàn)前取新鮮的血液，要切記在采血容器中預(yù)先加入檸檬酸鈉，取血回來，馬上進(jìn)行離心，收集、血紅蛋白溶液。加入檸檬酸鈉的目的是_。以上所述的過程即是樣品處理，它包括_、_收集血紅蛋白溶液。（3）洗滌紅細(xì)胞的目的是_。（4）你如何知道紅細(xì)胞已洗滌干凈？_。（5）分離紅細(xì)胞時(shí)的離心速度及離心時(shí)間分別是_。（6）若離心速度過高和時(shí)間過長結(jié)果會(huì)怎樣？_。（7）將收集的血紅蛋白溶液放在透析袋中進(jìn)行透析，即樣品的粗分離。透析的目的是_。透析的原理是_。（8）然后通過凝膠色譜法將樣品進(jìn)一步純化，最后經(jīng)SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。樣品純化的目的是_?！敬鸢浮浚?）樣品處理 粗分離 純化 純度鑒定 （2）防止血液凝固 紅細(xì)胞的洗滌 血紅蛋白的釋放 （3）去除血漿蛋白 （4）離心后的上清液沒有黃色 （5）低速500 r/min，短時(shí)間如2 min（6）離心速度過高和時(shí)間過長會(huì)使白細(xì)胞等一同沉淀，得不到純凈的紅細(xì)胞，影響后續(xù)血紅蛋白的提取純度（7）去除分子量較小的雜質(zhì) 透析袋能使小分子自由進(jìn)出，而大分子則保留在袋內(nèi)（8）通過凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去【解析】（1）分離、提取血紅蛋白的實(shí)驗(yàn)流程大致是樣品處理粗分離純化純度鑒定四個(gè)步驟。（2）檸檬酸鈉是一種抗凝劑，加入檸檬酸鈉可以防止血液凝固。樣品處理包括紅細(xì)胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、收集血紅蛋白溶液。（3）洗滌紅細(xì)胞的目的是去除血漿蛋白，以利于后續(xù)步驟的分離純化。（4）離心后的上清液沒有黃色，表明紅細(xì)胞已洗滌干凈。 （8）凝膠色譜法是一種根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。相對(duì)分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)只能從凝膠間隙通過，路程短，移動(dòng)速度快，先到達(dá)色譜柱的下端；相對(duì)分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程較長，移動(dòng)速度較慢?？梢?，通過凝膠色譜法去除相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)蛋白。15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，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題。 （1）將實(shí)驗(yàn)流程補(bǔ)充完整：A為_，B為_。凝膠色譜法是根據(jù)_而達(dá)到蛋白質(zhì)分離的有效方法。（2）洗滌紅細(xì)胞的目的是去除_，洗滌次數(shù)過少，無法除去_；離心速度過高和時(shí)間過長會(huì)使_一同沉淀，達(dá)不到分離的效果。洗滌干凈的標(biāo)志是_。釋放血紅蛋白的過程中起作用的是_。（3）在洗脫過程中加入物質(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_，說明色譜柱制作成功?！敬鸢浮浚?）血紅蛋白的釋放 樣品的加入和洗脫 相對(duì)分子質(zhì)量的大小 （2）雜蛋白（血漿蛋白）血漿蛋白 白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞 離心后的上清液中沒有黃色 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) （2）洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白，釋放血紅蛋白的過程是讓紅細(xì)胞吸水脹破。如果分層不明顯，可能是洗滌次數(shù)少，無法除去血漿蛋白。此外，離心速度過高和時(shí)間過長，會(huì)使白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞一同沉淀，也得不到純凈的紅細(xì)胞，影響后續(xù)血紅蛋白的提取純度。重復(fù)洗滌三次，直至上清液中沒有黃色，表明紅細(xì)胞已洗滌干凈，因?yàn)榧妆绞潜砻婊钚詣┑囊环N，可將細(xì)胞膜溶解，從而使細(xì)胞破裂。釋放血紅蛋白的過程中起作用的是蒸餾水和甲苯。（3）磷酸緩沖液（pH為7.0）能夠準(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)的一致。如果凝膠色譜柱裝填得很成功、分離操作也正確，能清楚地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻一致地移動(dòng)，隨著洗脫液緩慢流出；如果紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬，說明分離的效果不好，這與凝膠色譜柱的裝填有關(guān)?！军c(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要熟悉血紅蛋白的提取、分離和純化以及鑒定的方法、原理。