2019_2020学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术课题3血红蛋白的提取和分离精练（含解析）新人教版选修1

课题3　血红蛋白的提取和分离

一、选择题

1．SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法中加入的SDS的作用是(　　)

A．增大蛋白质的相对分子质量

B．将蛋白质分解成单个氨基酸

C．掩盖不同蛋白质分子间的电荷差别

D．增加不同蛋白质分子间的电荷差别

解析：选C　SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法中加入SDS的目的是使蛋白质完全变性，解聚成单条肽链；同时SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差别。

2．下列叙述中错误的是(　　)

A．改变NaCl溶液的浓度只能使DNA溶解而不能使其析出

B．在沸水浴中，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色

C．用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质

D．用透析法可除去蛋白质样品中的小分子物质

解析：选A　在不同浓度的NaCl溶液中DNA的溶解度不同，在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小，DNA析出，呈丝状物，过滤后存在于黏稠物中；在物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中溶解度最大，DNA呈溶解状态，过滤后存在于滤液中。

3．如凝胶色谱柱取长为40 cm，内径为1.6 cm，下列有关说法不正确的是(　　)

A．凝胶色谱柱直径的大小不影响分离的效果，但直径过大造成洗脱液体积增大，样品的稀释度过大

B．凝胶色谱柱过高超过1 m，不影响分离的效果，但耗用洗脱液过多，样品的稀释度过大

C．凝胶色谱柱过矮，则影响混合物的分离度

D．以上说法有两种正确

解析：选B　凝胶色谱柱直径的大小不影响分离的效果，但是直径过大会造成洗脱液体积增大，样品的稀释度过大，因此应选择直径不超过2 cm的色谱柱。凝胶色谱柱的高度与分离度有关，一般不超过1 m，过短也会影响混合物的分离。

4．下列说法不正确的是(　　)

A．血红蛋白在释放时，加蒸馏水到原血液的体积，再加40%体积的甲苯，充分搅拌10 min，红细胞破裂释放出血红蛋白

B．血红蛋白溶液离心后分为4层，第1层为白色薄层固体

C．血红蛋白溶液离心后分为4层，第4层为其他杂质的暗红色沉淀物

D．血红蛋白溶液离心后分为4层，第3层为红色透明液体，这是血红蛋白的水溶液

解析：选B　血红蛋白溶液离心后分为4层，其中第1层为无色透明甲苯层；第2层为白色薄层固体，是脂溶性物质沉淀层；第3层为红色透明的血红蛋白的水溶液层；第4层为暗红色杂质沉淀层。

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　凝胶色谱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．(2019·佛山质检)关于电泳的说法，不正确的是(　　)

A．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程

B．带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动

C．蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带净电荷的多少

D．用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳，蛋白质的电泳迁移率完全取决于分子的大小

解析：选C　蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。SDS能与各种蛋白质形成蛋白质—SDS复合物，SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差异，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。

7．以下关于猪血红蛋白的分离与提取的描述，不正确的是(　　)

A．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测

B．透析的目的是去除样品中分子量较小的杂质

C．血红蛋白的释放应加入生理盐水和甲苯，在搅拌器上充分搅拌

D．蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较大的移动速度快

解析：选C　血红蛋白的释放中加入的是蒸馏水和甲苯。

8．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(　　)

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。

9．(2019·武汉模拟)下列有关提取和分离猪血红蛋白的实验，叙述错误的是(　　)

A．用生理盐水洗涤红细胞，以防止红细胞破裂

B．用蒸馏水和甲苯处理红细胞，使其释放出血红蛋白

C．用生理盐水透析血红蛋白溶液，以保持血红蛋白活性

D．用磷酸缓冲液洗脱，有利于血红蛋白在凝胶柱中移动

解析：选C　洗涤红细胞时要用生理盐水，以防止红细胞破裂，A正确；在蒸馏水和甲苯的作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白，B正确；透析用的是磷酸缓冲液，C错误；洗脱用的是磷酸缓冲液，有利于血红蛋白在凝胶柱中移动，D正确。

10．下面是血红蛋白提取和分离实验中对样品的处理措施，不正确的是(　　)

A．采集血样后要高速短时间离心获得血细胞

B．洗涤三次后若上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则血浆蛋白无法除净

C．在蒸馏水和甲苯的作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白

D．释放血红蛋白后再经过离心，就可以使血红蛋白和其他杂质分离开来

解析：选A　采集血样后要低速短时间离心获得血细胞，否则会使淋巴细胞、血小板等混杂在红细胞中。

11．(2019·苏州检测)相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的行进过程(如图)可表示为(　　)

解析：选B　用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量较大的蛋白质容易通过凝胶间隙，先被洗脱出来；相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部，后被洗脱出来。

12．(2019·绵阳期中)如图为凝胶色谱法分离蛋白质的示意图和SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳示意图。据图分析不正确的是(　　)

A．在装填图甲中凝胶色谱柱时一旦发现柱内有气泡存在，就需要重装

B．图甲中大分子蛋白质因阻力大而移动得慢，所以最后从层析柱中流出来

C．图乙中凝胶中加入的SDS可以使蛋白质迁移速率完全取决于分子大小

D．已知凝胶中的SDS带负电，则应在电泳槽的①处接电源负极，②处接电源正极

解析：选B　在装填凝胶色谱柱时，凝胶装填在色谱柱内要均匀，不能有气泡存在，因为气泡会影响蛋白质洗脱的次序，A正确；图甲中大分子蛋白质因不容易进入凝胶内部的通道，路程短，移动速度快，所以最先从层析柱中流出来，B错误；图乙中凝胶中加入的SDS所带负电荷的量大大超过蛋白质分子原有的电荷量，故可以使蛋白质迁移速率完全取决于分子大小，C正确；凝胶中的SDS带负电，所以电泳槽的①处接电源负极，②处接电源正极，D正确。

二、非选择题

13．(2019·银川期末)对蛋白质进行研究和应用，首先需要获得高纯度的蛋白质。请回答下列问题：

(1)蛋白质的提取和分离一般分为四步：____________、____________、____________和纯度鉴定。

(2)在血红蛋白的提取与分离实验中，采集新鲜血液前在采血容器中加入柠檬酸钠溶液的目的是__________________________________。

(3)样品的处理过程又可以细分为：红细胞的洗涤、__________________和分离血红蛋白溶液。其中分离血红蛋白溶液时需要用到________(填仪器)分出下层的红色透明液体。

(4)收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以经过透析进行粗分离。

①透析的目的是________________________________________；

②透析的原理是_________________________________________。

(5)通过凝胶色谱法将样品进一步纯化。

①样品纯化的目的是___________________________________________；

②血红蛋白的特点是____________________，这一特点对分离血红蛋白的意义是_____________________________________________________。

解析：(1)蛋白质的提取和分离一般分为样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四个步骤。(2)柠檬酸钠有抗凝血的作用，在采血容器中加入柠檬酸钠可以防止采集的血液凝固。(3)血红蛋白分离和提取中，样品处理又可细分为红细胞的洗涤、血红蛋白的释放和分离血红蛋白溶液，其中分离血红蛋白溶液时用到分液漏斗。(4)透析袋能使小分子物质自由进出，而大分子物质被保留在袋内，所以透析可以除去分子量较小的杂质。(5)样品纯化的目的是将相对分子质量大的杂蛋白除去。血红蛋白呈现红色，在用凝胶色谱法分离时可以通过观察颜色来判断收集洗脱液的时期，使血红蛋白的分离过程更直观，大大简化了实验操作。

答案：(1)样品处理　粗分离　纯化　(2)防止血液凝固　(3)血红蛋白的释放　分液漏斗　(4)①去除样品中分子量较小的杂质　②透析袋能使小分子自由进出，而大分子则被留在袋内　(5)①将相对分子质量大的杂蛋白除去　②呈现红色　在用凝胶色谱法分离血红蛋白时，可以通过观察颜色来判断什么时期该收集洗脱液，这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作

14．目前，凝胶色谱技术不仅应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。如图所示为凝胶色谱柱示意图，请据图回答下列问题：

(1)若选用Sephadex G－75，则“G”表示________________________，“75”表示_______________________________________________。

(2)a、b均为蛋白质分子，其中最后从层析柱中洗脱出来的是________，原因是_________________________________________________________________。

(3)在加样前，应先打开色谱柱下端的流出口，目的是使_______________。

加样后，打开下端出口，目的是使_____________________________。

(4)装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，原因是____________。

(5)利用凝胶色谱法提取血红蛋白时，使用的洗脱液为________________，待_____________________________________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。

解析：(1)Sephadex G－75中的“G”表示凝胶的交联程度、膨胀程度及分离范围；75表示凝胶得水值，即每克凝胶膨胀时吸水7.5 g。(2)凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。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。(3)加样前，应先打开色谱柱下端的流出口，目的是使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐；加样后，要打开下端出口，目的是使样品渗入凝胶床内。(4)因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果，所以装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在。(5)利用凝胶色谱法提取血红蛋白时，使用的洗脱液为磷酸缓冲液，待红色的蛋白质接近色谱柱的底端时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。  

答案：(1)凝胶的交联程度、膨胀程度及分离范围　凝胶得水值，即每克凝胶膨胀时吸水7.5 g　(2)b　b的相对分子质量小，需要进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢　(3)柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐　样品渗入凝胶床内　(4)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果　(5)磷酸缓冲液　红色的蛋白质接近色谱柱的底端

15．PCR技术是把某一DNA片段在酶的作用下，在体外合成许多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异地扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段；电泳技术则是在外电场作用下，利用分子携带的净电荷不同，把待测分子的混合物放在一定的介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析的实验技术，利用它可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质作亲子鉴定。图中是电泳装置及相应电泳结果。

(1)电泳和叶绿体色素分离采用的纸层析法比较，后者使用的介质是________，叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是______________。

(2)PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是___________。PCR实验步骤主要包括______________________。

(3)图3是把含21个氨基酸的多肽进行水解，得到的氨基酸混合物进行电泳的结果，据图可推知该多肽由________种氨基酸构成。

(4)图4通过提取某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA，分别由酶处理后，生成含有若干DNA片段，并进行扩增得到的混合物，然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱。请分析：F1～F4中，谁是该小孩真正生物学上的父亲？___________________________________________________________。

为什么？___________________________________________________。

解析：(1)色素分离的原理是色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。(2)PCR原理是DNA分子复制。PCR扩增DNA的过程包括：变性、复性、延伸三个过程。(3)某氨基酸混合物电泳后出现分离，共有6个区域，故可推知，该多肽由6种氨基酸构成。(4)子代的DNA是亲代DNA复制而来的，因为子代与亲代DNA相同，故F2与C为父子关系。

答案：(1)层析液　各种色素随层析液在滤液上的扩散速度不同　(2)DNA复制　变性、复性、延伸　(3)6　(4)F2　子代与亲代DNA相同，故F2与C为父子关系