2022-2023學(xué)年高中生物 專題5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題3 血紅蛋白的提取和分離優(yōu)化練習(xí) 新人教版選修1

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1、2022-2023學(xué)年高中生物 專題5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題3 血紅蛋白的提取和分離優(yōu)化練習(xí) 新人教版選修1 一、選擇題 1．凝膠色譜法是分離蛋白質(zhì)分子的一種常用方法，但并非所有的蛋白質(zhì)都可用此方法進(jìn)行分離。能分離的蛋白質(zhì)分子之間必須(　　) A．具有相同的相對(duì)分子質(zhì)量 B．相對(duì)分子質(zhì)量不同，但都是相對(duì)分子質(zhì)量較大的分子 C．相對(duì)分子質(zhì)量不同，但都是相對(duì)分子質(zhì)量較小的分子 D．相對(duì)分子質(zhì)量不同，但都在一定范圍之內(nèi) 解析：相對(duì)分子質(zhì)量大小不同的多種成分在通過凝膠時(shí)，按照相對(duì)分子質(zhì)量大小“排隊(duì)”，從而將各種成分分開。在每種凝膠分離范圍之外的分子，在不改變凝膠種類的情況下是很

2、難分離的。 答案：D 2．下列關(guān)于凝膠色譜法的原理及操作，不正確的是(　　) A．是利用凝膠把分子大小不同的物質(zhì)分離開的一種方法 B．在洗脫過程中，大分子不能進(jìn)入凝膠內(nèi)部而最先流出；小分子因進(jìn)入凝膠內(nèi)部而流速緩慢，后流出 C．凝膠內(nèi)部有很微細(xì)的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其孔隙大小與被分離的物質(zhì)分子的大小無相應(yīng)關(guān)系 D．一般情況下，凝膠對(duì)要分離的物質(zhì)沒有吸附作用，因此所有要分離的物質(zhì)都應(yīng)該被洗脫出來 解析：選用不同種凝膠，其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不同，孔隙大小不同，因此可分離出的分子大小也不同。凝膠一般對(duì)分離的物質(zhì)無吸附作用，所有要分離的物質(zhì)都應(yīng)該被洗脫出來，這是凝膠色譜法與一般層析法的不同。 答案：

3、C 3．下列關(guān)于凝膠柱上加入樣品和洗脫操作的敘述，不正確的是(　　) A．加樣前要使柱內(nèi)凝膠面上的緩沖液下降到與凝膠面平齊 B．讓吸管管口沿管壁環(huán)繞移動(dòng)貼壁加樣至色譜柱頂端，不要破壞凝膠面 C．打開下端出口，待樣品完全進(jìn)入凝膠層后，直接連接緩沖液洗脫瓶開始洗脫 D．待紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端時(shí)，每5 mL收集一管，連續(xù)收集流出液 解析：樣品完全進(jìn)入凝膠層后，加入磷酸緩沖液到適當(dāng)高度，再連接緩沖液洗脫瓶，開始洗脫。 答案：C 4．凝膠色譜柱制作的程序一般是(　　) ①橡皮塞打孔?、谕诎佳ā、垩b玻璃管?、苌w尼龍網(wǎng)　⑤蓋尼龍紗?、迣⑾鹌と迦氩ＡЧ堋、呓幽猃埞?、裝螺旋夾　⑧柱頂插

4、入安裝了玻璃管的橡皮塞 A．①→③→④→⑤→⑥→⑧→⑦→② B．①→②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧ C．①→②→③→④→⑥→⑤→⑧→⑦ D．①→②→③→⑦→⑥→⑤→⑧→④ 解析：凝膠柱制作的一般流程是：選擇玻璃管→選擇合適的橡皮塞→打孔→挖凹穴→裝玻璃管→蓋尼龍網(wǎng)→蓋尼龍紗→將橡皮塞插入玻璃管→接尼龍管→裝螺旋夾→柱頂插入安裝了玻璃管的橡皮塞。 答案：B 5．蛋白質(zhì)的分離與純化技術(shù)是蛋白質(zhì)研究的重要技術(shù)。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．根據(jù)蛋白質(zhì)分子不能透過半透膜的特性，可將樣品中各種不同的蛋白質(zhì)分離 B．根據(jù)蛋白質(zhì)所帶電荷性質(zhì)的差異及分子大小等，可通過電泳分離蛋白質(zhì) C．

5、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) 解析：蛋白質(zhì)分子不能透過半透膜，而溶液中的小分子物質(zhì)則可以透過半透膜，因此透析可以將蛋白質(zhì)和溶液中的小分子物質(zhì)分離。 答案：A 6．在提取和分離豬血紅蛋白的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使用(　　) A．檸檬酸鈉溶液洗滌紅細(xì)胞，防止紅細(xì)胞破裂 B．蒸餾水和甲苯處理紅細(xì)胞，使其釋放出血紅蛋白 C．生理鹽水透析血紅蛋白溶液，保持血紅蛋白活性 D．生理鹽水洗脫，有利于血紅蛋白在凝膠柱中移動(dòng) 解析：檸檬酸鈉可與血漿中的鈣離子結(jié)合，防止血液凝固；在蒸餾水和甲苯的作用下，紅細(xì)胞破裂，釋放出血紅蛋白；透析用的是磷酸緩沖

6、液；磷酸緩沖液有利于血紅蛋白在凝膠柱中移動(dòng)。 答案：B 7．下列有關(guān)提取和分離血紅蛋白實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．該實(shí)驗(yàn)的材料必須選用雞血 B．通過透析可以去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，此為樣品的粗分離 C．凝膠色譜法是利用蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì) D．電泳法是利用各種分子帶電性質(zhì)的差異及分子的大小和形狀不同進(jìn)行分離 解析：該實(shí)驗(yàn)的材料不能選用雞血，而應(yīng)選用哺乳動(dòng)物的血液，因?yàn)楹笳咚募t細(xì)胞沒有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，有利于得到較純凈的血紅蛋白；透析袋能使小分子自由進(jìn)出，而將大分子保留在袋內(nèi)，因此通過透析可以去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，此為樣品的粗分離

7、；凝膠色譜法是利用蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)；電泳法是利用各種分子帶電性質(zhì)的差異及分子的大小和形狀不同進(jìn)行分離。 答案：A 8．以下關(guān)于豬血紅蛋白的分離與提取的描述，正確的是(　　) A．透析的目的是去除樣品中分子量較大的雜質(zhì) B．血紅蛋白釋放后應(yīng)進(jìn)行低速短時(shí)間離心 C．蛋白質(zhì)通過凝膠時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量較大的移動(dòng)速度慢 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) 解析：透析可以除去分子量較小的雜質(zhì)；血紅蛋白釋放后，以2 000 r/min的高速離心10 min，從而分離血紅蛋白溶液；凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量較大的在凝膠外部移動(dòng)，移動(dòng)速度快；血紅蛋白的顏色

8、可用于觀察紅色區(qū)帶的移動(dòng)情況。 答案：D 9．下列關(guān)于DNA和血紅蛋白的提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．可用蒸餾水漲破細(xì)胞的方法從豬的紅細(xì)胞中提取到DNA和蛋白質(zhì) B．用不同濃度的NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA可除去部分雜質(zhì) C．透析法分離蛋白質(zhì)的依據(jù)是蛋白質(zhì)不能通過半透膜 D．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 解析：豬是哺乳動(dòng)物，哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核和線粒體，不能從其紅細(xì)胞中提取出DNA。 答案：A 10．下列關(guān)于血紅蛋白提取和分離實(shí)驗(yàn)中樣品處理步驟的描述，正確的是(　　) A．紅細(xì)胞的洗滌：加入蒸餾水，緩慢攪拌，低速短時(shí)間

9、離心 B．血紅蛋白的釋放：加入生理鹽水和甲苯，置于磁力攪拌器上充分?jǐn)嚢? C．分離血紅蛋白：將攪拌好的混合液離心、過濾后，用分液漏斗分離 D．透析：將血紅蛋白溶液裝入透析袋，然后置于pH為4.0的磷酸緩沖液中透析12 h 解析：紅細(xì)胞洗滌過程中應(yīng)該用生理鹽水，不能用蒸餾水；血紅蛋白的釋放應(yīng)該加入蒸餾水和甲苯，使紅細(xì)胞吸水漲破，釋放其中的血紅蛋白；將攪拌好的混合液通過離心、過濾后，用分液漏斗分離出血紅蛋白溶液；透析所用的磷酸緩沖液的pH為7.0。 答案：C 11．下列有關(guān)緩沖溶液的說法，不正確的是(　　) A．緩沖溶液能夠抵制外界任何酸和堿對(duì)溶液pH的影響，維持pH基本不變 B．緩

10、沖溶液通常由1～2種緩沖劑溶解于水中配制而成 C．調(diào)節(jié)緩沖劑的使用比例就可以制得在不同pH范圍內(nèi)使用的緩沖溶液 D．生物體內(nèi)進(jìn)行的各種生物化學(xué)反應(yīng)都是在一定的pH下進(jìn)行的 解析：緩沖溶液通常由1～2種緩沖劑溶解于水中配制而成。調(diào)節(jié)緩沖劑的使用比例就可以制得在不同pH范圍內(nèi)使用的緩沖液。在一定范圍內(nèi)，緩沖溶液能夠抵制外界的酸和堿對(duì)溶液pH的影響，維持pH基本不變，但其調(diào)節(jié)能力有一定的限度。 答案：A 12．已知某樣品中存在甲、乙、丙、丁、戊五種蛋白質(zhì)分子，其分子大小、所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)量情況如圖所示，下列有關(guān)該樣品中蛋白質(zhì)的分離的敘述，正確的是(　　) A．將樣品裝入透析袋中透析

11、12 h，若分子乙保留在袋內(nèi)，則分子丙也保留在袋內(nèi) B．若用凝膠色譜柱分離樣品中的蛋白質(zhì)，則分子甲移動(dòng)速度最快 C．若將樣品以2 000 r/min的速度離心10 min，分子戊存在于沉淀中，則分子甲也存在于沉淀中 D．若用SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳分離樣品中的蛋白質(zhì)分子，則分子甲和分子戊形成的電泳帶相距最遠(yuǎn) 解析：分子甲的相對(duì)分子質(zhì)量最小，會(huì)進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道而移動(dòng)速度慢；若分子乙留在透析袋內(nèi)，說明其相對(duì)分子質(zhì)量比較大，分子丙比分子乙相對(duì)分子質(zhì)量大，所以分子丙也留在袋內(nèi)；分子戊比分子甲的相對(duì)分子質(zhì)量大，分子戊存在于沉淀中分子甲可能不在沉淀物中；SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳中的樣品，其電泳

12、遷移率完全取決于分子的大小，相對(duì)分子質(zhì)量相差越大，形成的電泳帶相距越遠(yuǎn)，故分子甲和分子丙形成的電泳帶相距最遠(yuǎn)。 答案：A 二、非選擇題 13．電泳技術(shù)和凝膠色譜法都可對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分離?；卮鹣铝袉栴}： (1)利用瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分離時(shí)，在電泳過程中，影響蛋白質(zhì)遷移速度的因素包括蛋白質(zhì)分子的__________________以及分子的形狀等。 (2)圖1、圖2分別表示對(duì)同一樣品分離得到的結(jié)果，則圖2中曲線與圖1中蛋白質(zhì)P相對(duì)應(yīng)的是_______________________________________________________________________

13、_。 解析：(1)電泳時(shí)，影響蛋白質(zhì)遷移的因素有蛋白質(zhì)分子的大小、帶電性質(zhì)和所帶凈電荷量及分子的形狀等。(2)SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳裝置是垂直的裝置，電泳時(shí)蛋白質(zhì)的遷移率主要取決于蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的大小，相對(duì)分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)分子，移動(dòng)距離大，因此從圖1的電泳結(jié)果分析，蛋白質(zhì)P比蛋白質(zhì)N、M移向“＋”極的距離大，說明蛋白質(zhì)P的相對(duì)分子質(zhì)量比較小，因此其從層析柱中洗脫出來的時(shí)間較長，圖2中的曲線c符合。 答案：(1)大小、帶電性質(zhì)和所帶凈電荷量　(2)c 14．對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行研究和應(yīng)用，首先需要獲得高純度的蛋白質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題： (1)蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步：_____

14、___、________、________和純度鑒定。 (2)在血紅蛋白的提取與分離實(shí)驗(yàn)中，采集新鮮血液前要在采血容器中加入檸檬酸鈉溶液的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)樣品的處理過程又可以細(xì)分為：紅細(xì)胞的洗滌、________和分離血紅蛋白溶液。其中分離血紅蛋白溶液時(shí)需要用到________(儀器)分出下層紅色透明液

15、體。 (4)收集的血紅蛋白溶液在透析袋中可以經(jīng)過透析進(jìn)行粗分離。 ①透析的目的是________________________________________________________________________； ②透析的原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)然后通過凝膠色譜法將樣品進(jìn)一步純化，最后經(jīng)SDS

16、—聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。 ①樣品純化的目的是________________________________________________________________________； ②血紅蛋白的特點(diǎn)是________________________________________________________________________； 這一特點(diǎn)對(duì)分離血紅蛋白的意義是________________________________________________________________________ ________________________

17、________________________________________________。 解析：透析袋能使小分子物質(zhì)自由進(jìn)出，而大分子物質(zhì)被保留在袋內(nèi)，所以透析可以除去相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)；樣品純化的目的是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；血紅蛋白呈現(xiàn)紅色，在用凝膠色譜法分離時(shí)可以通過觀察顏色來判斷收集洗脫液的時(shí)期；同時(shí)，通過觀察顏色，使血紅蛋白的分離過程更直觀，大大簡化了實(shí)驗(yàn)操作。 答案：(1)樣品處理　粗分離　純化　(2)防止血液凝固　(3)血紅蛋白的釋放　分液漏斗　(4)①去除相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)?、谕肝龃苁剐》肿幼杂蛇M(jìn)出，而大分子則被留在袋內(nèi)　(5)①通

18、過凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量大的雜蛋白除去?、诔尸F(xiàn)紅色　在用凝膠色譜法分離血紅蛋白時(shí)，可以通過觀察顏色來判斷什么時(shí)期該收集洗脫液，這使血紅蛋白的分離過程非常直觀，大大簡化了實(shí)驗(yàn)操作 15．如圖表示血紅蛋白提取和分離實(shí)驗(yàn)的部分裝置或操作方法，請(qǐng)回答下列問題： (1)為了提取和分離血紅蛋白，首先對(duì)紅細(xì)胞進(jìn)行洗滌以去除雜質(zhì)蛋白，洗滌時(shí)應(yīng)使用生理鹽水而不使用蒸餾水的原因是________________________________________________________________________。 (2)圖甲表示________________過程，該操作目的是去除樣品中

19、________________的雜質(zhì)。現(xiàn)有一定量的血紅蛋白溶液，進(jìn)行上述操作時(shí)若要盡快達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果，可以________________________________________________________________________ (寫出一種方法)。一段時(shí)間后，若向燒杯中加入雙縮脲試劑，透析袋內(nèi)溶液是否出現(xiàn)紫色，并說明判斷的依據(jù)：________________________________________________________________________ ______________________________________________

20、__________________________。 (3)圖乙是凝膠色譜法分離血紅蛋白時(shí)樣品的加入示意圖，正確的加樣順序是________________。在進(jìn)行④操作時(shí)要________(填“打開”或“關(guān)閉”)下端出口。 (4)圖丙為用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳鑒定血漿某白蛋白的結(jié)果。根據(jù)電泳結(jié)果，某同學(xué)得出“提取的血漿某白蛋白有兩條肽鏈”的結(jié)論，這種說法可靠嗎？理由是________________________________________________________________________ ___________________________________

21、_____________________________________。 解析：(1)生理鹽水與紅細(xì)胞內(nèi)液為等滲溶液，故用其洗滌紅細(xì)胞主要是防止紅細(xì)胞吸水破裂。(2)圖甲表示血紅蛋白粗提取過程，也稱為透析過程。透析可以去除樣品中分子量較小的雜質(zhì)；若要盡快達(dá)到理想的透析效果，可采用增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液等方法。透析袋是一種半透膜，雙縮脲試劑可以透過半透膜，進(jìn)入袋內(nèi)與血紅蛋白反應(yīng)，生成紫色物質(zhì)。(3)根據(jù)教材中往色譜柱中加樣的順序可知，正確的排序?yàn)棰冖邰堍伲粓D中進(jìn)行④操作是在樣品上部添加緩沖液，此時(shí)要關(guān)閉下端出口。(4)電泳的原理是利用待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子的大小、形狀等的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，本實(shí)驗(yàn)只能判斷肽鏈的大小，而不能判斷其條數(shù)。 答案：(1)防止紅細(xì)胞吸水破裂 (2)透析(粗分離)　分子量較小　增加緩沖液的量(或及時(shí)更換緩沖液)　出現(xiàn)紫色，因?yàn)殡p縮脲試劑可以透過半透膜，與袋內(nèi)血紅蛋白反應(yīng)，生成紫色物質(zhì) (3)②③④①　關(guān)閉 (4)不可靠。只能得出提取的血漿某白蛋白含有兩種大小不同的肽鏈，不一定是兩條