第2節(jié)蛋白質的提取和分離課時過關能力提升一、基礎鞏固1.下列相關說法不正確的是()A.提取乳酸脫氫酶同工酶時要用新鮮的動物心臟、肝臟、骨骼肌等B.乳酸脫氫酶一般含有5種同工酶C.提取乳酸脫氫酶同工酶可在任意條件下進行,包括環(huán)境溫度等D.最終觀察電泳乳酸脫氫酶的結果應該是5個條帶答案:C解析:同工酶檢測必須依靠其具有催化活性的特點,從而使其和其他的可溶性蛋白質區(qū)分開來。因此在提取此類蛋白質時必須提供必要的緩沖系統(tǒng)和低溫環(huán)境以保持其生物活性。2.下列有關蛋白質提取和分離的說法,錯誤的是()A.透析法提純蛋白質的原理是利用蛋白質不能通過半透膜的特性B.采用透析法使蛋白質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、密度不同的蛋白質分離D.蛋白質在電場中可以向與其自身所帶電荷相同的電極方向移動答案:D解析:蛋白質在電場中的遷移,主要與其所帶電荷的性質和多少、分子的形狀和大小有關,向與其自身所帶電荷相反的電極方向移動。3.蛋白質各種特性的差異,可以用來分離不同種的蛋白質。下列可以作為分離依據(jù)的是()A.分子的大小、形狀和溶解度B.所帶電荷的性質和多少、吸附性質C.對其他分子的親和力D.以上三項都是答案:D解析:可依據(jù)分子的大小、形狀和溶解度、所帶電荷的性質和多少、吸附性質以及對其他分子的親和力來分離不同種類的蛋白質。4.凝膠色譜分離法分離蛋白質時,凝膠的種類較多,但其作用的共同點是()A.改變蛋白質分子通過凝膠時的路徑B.吸附一部分蛋白質,從而影響蛋白質分子的移動速度C.將酶或細胞固定在凝膠中D.與蛋白質分子進行化學反應,從而影響其移動速度答案:A解析:凝膠的種類較多,但每一種凝膠內部都有孔隙。相對分子質量不同的蛋白質通過凝膠時,相對分子質量較小的蛋白質容易進入凝膠內部的通道,路程較長,移動速度較慢;相對分子質量較大的蛋白質只能在凝膠外部移動,路程較短,移動速度較快。相對分子質量不同的蛋白質分子因此得以分離。二、能力提升5.已知某樣品中存在甲、乙、丙、丁、戊五種物質,其分子大小、電荷的性質和數(shù)量情況如圖所示。下列敘述正確的是()A.將樣品裝入透析袋中透析12 h,若分子乙保留在袋內,則分子甲也保留在袋內B.若五種物質都為蛋白質,則用凝膠色譜柱分離時,甲的移動速度最快C.將樣品以2 000 r/min的速度離心10 min,若分子戊存在于沉淀中,則分子丙也存在于沉淀中D.若五種物質都為蛋白質,用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳分離樣品中的蛋白質分子,則分子甲和分子戊形成的電泳帶相距最遠答案:C解析:透析的原理是相對分子質量小的物質能透過半透膜,相對分子質量大的物質不能透過,乙保留在袋內,甲則不一定保留在袋內。凝膠色譜柱分離時,相對分子質量小的物質路程長、移動慢。離心時相對分子質量大的物質先沉淀,分子戊沉淀,則分子乙、丁、丙均已沉淀。SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳的遷移速率完全取決于分子本身的大小,由于甲和丙的相對分子質量差距最大,因此甲和丙形成的電泳帶相距最遠。6.測定蛋白質的相對分子質量是研究蛋白質的一項重要技術,常用的測定方法是凝膠色譜法。某人欲使用凝膠色譜法比較A、B兩種蛋白質的相對分子質量大小。請你選擇需要的材料,幫助其設計實驗步驟,并預測實驗結果,得出相關結論。實驗步驟:。實驗結果及結論:。答案:實驗步驟:將含有A、B兩種蛋白質的混合液加入裝滿凝膠的玻璃管上端,用緩沖液進行洗脫,檢測它們洗脫的先后順序實驗結果及結論:若A先于B洗脫出來,則A的相對分子質量大于B;若B先于A洗脫出來,則B的相對分子質量大于A7.凝膠色譜技術是一種快速而又簡單的分離技術,由于具有設備簡單、操作方便,不需要有機溶劑,對高分子物質有很好的分離效果的特點,目前該技術已經(jīng)在生物化學、分子生物學、生物工程學、分子免疫學以及醫(yī)學等有關領域廣泛應用。請據(jù)圖回答問題。(1)a、b均為蛋白質分子,其中先從層析柱中洗脫出來的是,原因是。(2)自己制作凝膠色譜柱時,在色譜柱底部d位置相當于多孔板的結構可由替代。(3)裝填凝膠色譜柱時,色譜柱內不能有氣泡存在,原因是。(4)洗脫用的液體應盡量與浸泡凝膠所用的液體(填“相同”或“不同”),洗脫時,對洗脫液的流速要求是。答案:(1)aa相對分子質量較大,無法進入凝膠內部的通道,只能在凝膠外部移動,路程較短,移動速度較快 (2)尼龍網(wǎng)和尼龍紗(3)氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序,降低分離效果(4)相同保持穩(wěn)定解析:用凝膠色譜技術分離各種大分子物質時,大分子物質先洗脫出來,然后是小分子物質。大分子物質由于直徑較大,不易進入凝膠顆粒的微孔,而只能在顆粒之間移動,所以向下移動的速度較快。小分子物質可以進入凝膠顆粒的微孔,下移速度落后于大分子物質,從而落后于大分子物質洗脫出來。在色譜柱中裝填凝膠的時候要盡量緊密,以降低凝膠顆粒之間的空隙。同時在裝填凝膠柱時,不得有氣泡存在,因為氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序,降低分離效果。三、綜合應用8.科學家發(fā)現(xiàn)家蠅體內存在一種抗菌活性蛋白。這種蛋白質具有極強的抗菌能力,受到研究者重視。(1)分離該抗菌蛋白可用電泳法,其原理是根據(jù)蛋白質分子的、大小及形狀不同,在電場中的不同而實現(xiàn)分離。(2)可用金黃色葡萄球菌來檢驗該蛋白的體外抗菌特性。抗菌實驗所用培養(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨主要為細菌生長提供和。(3)分別在加入和未加入該抗菌蛋白的培養(yǎng)基中接種等量菌液。培養(yǎng)一定時間后,比較兩種培養(yǎng)基中菌落的,確定該蛋白質的抗菌效果。(4)細菌培養(yǎng)常用的接種方法有和。實驗結束后,對使用過的培養(yǎng)基應進行處理。答案:(1)電荷(帶電情況)遷移速度(2)碳源氮源(3)數(shù)量(4)平板劃線分離法涂布分離法滅菌解析:(1)電泳法分離蛋白質的原理是根據(jù)蛋白質分子的帶電情況、大小、形狀不同,在電場中的遷移速度不同而實現(xiàn)分離。(2)在微生物的培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨主要為細菌生長提供碳源和氮源。(3)若抗菌活性蛋白的抗菌效果好,則在培養(yǎng)基中加入該抗菌蛋白后,接種等量的菌液,與未加入抗菌蛋白的培養(yǎng)基相比,菌落數(shù)目應該少,否則數(shù)目應該相當。(4)細菌培養(yǎng)接種的常用方法有平板劃線分離法和涂布分離法。在實驗結束后,應對使用過的培養(yǎng)基進行滅菌,防止污染環(huán)境。