2019年高中生物专题5课题3血红蛋白的提取和分离教学案人教版选修1

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人的成熟红细胞无细胞核，结构简单，血红蛋白含量丰富，便于提取血红蛋白。

2．用凝胶色谱法分离蛋白质时，分子量大的蛋白质( ) A．路程较长，移动速度较慢 B．路程较长，移动速度较快 C．路程较短，移动速度较慢 D．路程较短，移动速度较快

解析：选D 在小球体内部有许多贯穿的通道，当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较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；而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只有在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快。

3．下列有关缓冲溶液的说法，错误的是( )

A．缓冲溶液能够抵制外界任何酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变 B．缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成

C．调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲溶液 D．生物体内进行的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的

解析：选A 缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲液。在一定范围内，缓冲溶液能够抵制外界的酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变，但其调节能力有一定的限度。

4．在血红蛋白的提取和分离中，将搅拌好的混合液转移到离心管中，离心后，可以明显看到试管中的溶液从上到下分为4层，其中第3层是( )

A．无色透明的甲苯层 B．脂溶性物质的沉淀层 C．血红蛋白的水溶液 D．其他杂质的暗红色沉淀

解析：选C 从上到下第1层为无色透明的甲苯层，第2层为白色薄层固体，是脂溶性物质的沉淀层，第3层是红色透明液体，是血红蛋白的水溶液，第4层是其他杂质的暗红色沉淀物。

5．下列关于凝胶色谱操作的说法不正确的是( ) ．A．干的凝胶要用蒸馏水充分溶胀后，才能装填 B．在装填凝胶柱时，不得有气泡产生 C．在操作过程中，不能让洗脱液流干 D．洗脱液接近色谱柱底端时开始收集流出液

解析：选D 在分离时，要等到红色的蛋白质接近色谱柱底端时开始收集流出液。 6．在血红蛋白的整个提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是( )

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①防止血红蛋白被氧气氧化 ②血红蛋白是一种碱性物质，需要酸中和 ③防止色谱柱内产生气泡，影响洗脱效果 ④让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能

A．①② B．②③ C．②④ D．③④

解析：选D 在血红蛋白的提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是防止色谱柱内产生气泡，影响洗脱效果，同时也是为了让血红蛋白处在稳定的pH范围内，以维持其结构和功能。

7．随着人类基因组计划的进展和多种生物基因组测序工作的完成，人类跨入了后基因组和蛋白质组时代。对蛋白质进行研究时，首先要获得纯度较高的蛋白质。如图是某生物兴趣小组在“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、分离流程图：

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)血红蛋白的纯化是通过____________法将相对分子质量大的杂质蛋白除去。 (4)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。

(5)

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_______________________________________________________________。

解析：(1)样品处理中红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、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，破碎细胞的原理是渗透原

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理(当外界溶液浓度低于动物细胞内溶液浓度时，细胞吸水涨破)。(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去小分子杂质。(4)电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异，而产生不同的迁移速度，实现各种分子的分离。(5)由图可知携带者有2种血红蛋白，因为携带者具有(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。

答案：(1)生理盐水 渗透(作用)原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内溶液浓度时，细胞吸水涨破) (2)除去小分子杂质 增加缓冲液的量或及时更换缓冲液 (3)凝胶色谱 (4)带电性质以及分子大小、形状 (5)2 携带者具有一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质

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一、选择题

1．凝胶色谱法是分离蛋白质分子的一种常用方法，但并非所有的蛋白质都可用此方法进行分离。能分离的蛋白质分子之间必须( )

A．具有相同的相对分子质量

B．相对分子质量不同，但都是相对分子质量较大的分子 C．相对分子质量不同，但都是相对分子质量较小的分子 D．相对分子质量不同，但都在一定范围之内

解析：选D 相对分子质量大小不同的多种成分在通过凝胶时，按照相对分子质量大小“排队”，从而将各种成分分开。在每种凝胶分离范围之外的分子，在不改变凝胶种类的情况下是很难分离的。

2．下列关于血红蛋白提取和分离实验中样品处理步骤的描述，正确的是( ) A．红细胞的洗涤：加入蒸馏水，缓慢搅拌，低速短时间离心

B．血红蛋白的释放：加入生理盐水和甲苯，置于磁力搅拌器上充分搅拌 C．分离血红蛋白：将搅拌好的混合液离心、过滤后，用分液漏斗分离

D．透析：将血红蛋白溶液装入透析袋，然后置于pH为4.0的磷酸缓冲液中透析12 h 解析：选C 红细胞洗涤过程中应该用生理盐水，不能用蒸馏水；血红蛋白的释放应该加入蒸馏水和甲苯，使红细胞吸水涨破，释放其中的血红蛋白；将搅拌好的混合液通过离心、过滤后，用分液漏斗分离出血红蛋白溶液；透析所用的磷酸缓冲液的pH为7.0。

3．下列关于凝胶色谱法的原理及操作，错误的是( ) A．是利用凝胶把分子大小不同的物质分离开的一种方法

B．在洗脱过程中，大分子不能进入凝胶内部而最先流出；小分子因进入凝胶内部而流速缓慢，后流出

C．凝胶内部有很微细的多孔网状结构，其孔隙大小与被分离的物质分子的大小无相应关系

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D．一般情况下，凝胶对要分离的物质没有吸附作用，因此所有要分离的物质都应该被洗脱出来

解析：选C 选用不同种凝胶，其立体网状结构不同，孔隙大小不同，因此可分离出的分子大小也不同。凝胶一般对分离的物质无吸附作用，所有要分离的物质都应该被洗脱出来，这是凝胶色谱法与一般层析法的不同。

4．下列关于凝胶柱上加入样品和洗脱操作的叙述，错误的是( ) A．加样前要使柱内凝胶面上的缓冲液下降到与凝胶面平齐

B．让吸管管口沿管壁环绕移动贴壁加样至色谱柱顶端，不要破坏凝胶面 C．打开下端出口，待样品完全进入凝胶层后，直接连接缓冲液洗脱瓶开始洗脱 D．待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，每5 mL收集一管，连续收集流出液

解析：选C 样品完全进入凝胶层后，加入磷酸缓冲液到适当高度，再连接缓冲液洗脱瓶，开始洗脱。

5．凝胶色谱柱制作的程序一般是( )

①橡皮塞打孔 ②挖凹穴 ③装玻璃管 ④盖尼龙网 ⑤盖尼龙纱 ⑥将橡皮塞插入玻璃管 ⑦接尼龙管、装螺旋夹 ⑧柱顶插入安装了玻璃管的橡皮塞

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：选B 凝胶柱制作的一般流程是：选择玻璃管→选择合适的橡皮塞→打孔→挖凹穴→装玻璃管→盖尼龙网→盖尼龙纱→将橡皮塞插入玻璃管→接尼龙管→装螺旋夹→柱顶插入安装了玻璃管的橡皮塞。

6．蛋白质的分离与纯化技术是蛋白质研究的重要技术。下列有关叙述错误的是( ) A．根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可将样品中各种不同的蛋白质分离 B．根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通过电泳分离蛋白质 C．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

解析：选A 蛋白质分子不能透过半透膜，而溶液中的小分子物质则可以透过半透膜，因此透析可以将蛋白质和溶液中的小分子物质分离。

7．在提取和分离猪血红蛋白的实验中，应使用( ) A．柠檬酸钠溶液洗涤红细胞，防止红细胞破裂 B．蒸馏水和甲苯处理红细胞，使其释放出血红蛋白 C．生理盐水透析血红蛋白溶液，保持血红蛋白活性 D．生理盐水洗脱，有利于血红蛋白在凝胶柱中移动

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