高中生物 专题5 DNA和蛋白质技术 课题3 血红蛋白的提取和分离学业分层测评 新人教版选修1

专题5 DNA和蛋白质技术课题3 血红蛋白的提取和分离学业分层测评(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列有关凝胶色谱法的叙述，不正确的是( )A．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B．目前经常使用的凝胶有交联葡聚糖、聚丙烯酰胺和琼脂糖等C．大分子物质后被洗脱出来，小分子物质先被洗脱出来D．凝胶色谱法的原理是不同大小的分子所经的路径不同而得以分离【解析】相对分子质量较小的蛋白质由于扩散作用进入凝胶颗粒内部而使其所经过的路程较长；相对分子质量较大的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。

因此，大分子物质先被洗脱出来，小分子物质后被洗脱出来。

【答案】 C2．凝胶色谱法分离蛋白质的原理是( )A．根据蛋白质分子与凝胶的亲和力的大小B．根据蛋白质相对分子质量的大小C．根据蛋白质所带电荷的多少D．根据蛋白质溶解度的大小【解析】凝胶色谱法所用的凝胶实际上是一些微小多孔的球体，在小球体内部有许多贯穿的通道，相对分子质量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；相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快，从而使相对分子质量不同的蛋白质分子得以分离。

故选B。

【答案】 B3．洗涤红细胞时，离心所采用的方法是( )A．低速长时间离心B．低速短时间离心C．高速长时间离心D．高速短时间离心【解析】高速或长时间离心，会导致白细胞和淋巴细胞一同沉淀，得不到纯净的红细胞，而影响后面血红蛋白的提取纯度。

【答案】 B4．对在凝胶柱上加入样品和洗脱的操作，不正确的是( )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，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集流出液【解析】打开下端出口，待样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口，再用同样的方法小心加入适量的20 mmol/L的磷酸缓冲液到适当高度，然后连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口，开始洗脱。

【答案】 C5．取1 mL血红蛋白溶液装入透析袋中进行透析，相关说法不正确的是( )A．透析液为300 mL 20 mmol/L的磷酸缓冲液B．透析时间至少为1～2 h，时间过长血红蛋白也会渗漏出去C．缓冲液量远多于血红蛋白溶液量有利于杂质分子充分地向外扩散D．透析时也可更换样品的缓冲液【解析】透析过程除去了相对分子质量较小的杂质，实现了粗分离，更换样品的缓冲液可加强透析的结果；透析时烧杯中加入300 mL 20 mmol/L的磷酸缓冲液，透析时间为12 h，这样可使小分子杂质与血红蛋白充分分离。

【答案】 B6．有关“血红蛋白的提取和分离”的叙述，正确的是( ) 【导学号：05520043】A．用蒸馏水进行红细胞的洗涤，其目的是去除细胞表面杂蛋白B．将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较大的杂质C．血红蛋白释放时要加入有机溶剂，其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂D．整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构【解析】用质量分数为0.9%的NaCl溶液进行红细胞的洗涤，其目的是去除血浆蛋白等杂质，有利于后续步骤的分离纯化；将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质；血红蛋白释放时要加入有机溶剂，其目的是溶解细胞膜；整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构。

【答案】 D7．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以用此方法进行分离，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．具有不同的相对分子质量【解析】若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。

对于分子大小不同，但同属于凝胶分离范围内的各种分子，在凝胶床中的分布情况是不同的，分子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶。

【答案】 C8．凝胶色谱法分离蛋白质时，凝胶的种类较多，但其作用的共同点是( )A．改变蛋白质分子通过凝胶时的路径B．吸附一部分蛋白质，从而影响蛋白质分子的移动速度C．将酶或细胞固定在凝胶中D．与蛋白质分子进行化学反应，从而影响其移动速度【解析】凝胶的种类较多，但每种凝胶内部都有孔隙。

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分子可以进入凝胶内部，通过的路程较长，洗脱时从凝胶柱中出来的较晚，相对分子质量较大的蛋白质分子则可以较早地洗脱出来，从而达到分离蛋白质的目的。

【答案】 A9．使用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质相对分子质量时，可选用一组已知相对分子质量的标准蛋白同时进行电泳，根据已知相对分子质量的标准蛋白的电泳区带位置，用电泳迁移率和相对分子质量的对数作标准曲线，可以测出未知蛋白的相对分子质量。

下列说法不正确的是( )A．SDS能与蛋白质形成复合物而掩盖不同蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率取决于分子的大小B．与已知相对分子质量的标准蛋白的电泳带相比，只能大概估计出待测蛋白质的相对分子质量C．SDS在引发剂和催化剂的作用下参与构成聚丙烯酰胺凝胶D．如果只是分离混合物而不需测定蛋白质的相对分子质量时，就无需加入SDS，此时蛋白质的电泳迁移率取决于所带电荷和分子的大小【解析】聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙烯酰胺和交联剂N，N′—亚甲基双丙烯酰胺在引发剂和催化剂的作用下聚合交联成的具有三维网状结构的凝胶。

【答案】 C10．如图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置或操作方法，请回答下列问题：(1)为了提取和分离血红蛋白，首先对红细胞进行洗涤以去除杂蛋白，洗涤时应使用生理盐水而不使用蒸馏水的原因是_____________________________。

(2)图甲表示________过程，该操作目的是去除样品中________________的杂质。

现有一定量的血红蛋白溶液，进行上述操作时若要尽快达到理想的实验效果，可以________________(写出一种方法)。

一段时间后，若向烧杯中加入双缩脲试剂，透析袋内溶液是否出现紫色，并说明判断的依据：_________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)观察图乙，往色谱柱中加样的正确操作顺序是________(用序号表示)。

在进行④操作前，应该等样品________________，且要________(填“打开”或“关闭”)下端出口。

(4)图丙表示电泳法分离蛋白质的结果，不同蛋白质得以分离是因为_______________________________________________________________________。

【解析】(1)生理盐水与红细胞内液为等渗溶液，故用其洗涤红细胞主要是防止红细胞吸水胀裂。

(2)图甲表示血红蛋白粗提取过程，也为透析过程。

透析可以去除样品中相对分子质量较小的杂质；若要尽快达到理想的透析实验效果，则可采用增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法。

透析袋是一种半透膜，双缩脲试剂可以透过这种半透膜，进入袋内与血清蛋白质反应，生成紫色物质。

(3)根据教材中往色谱柱中加样的顺序可知，正确的排序为②③④①；图中进行④操作是在样品上部添加缓冲液，在添加缓冲液之前，应该等样品完全进入凝胶层之后，并要关闭下端出口。

(4)电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。

【答案】(1)防止红细胞吸水破裂(2)透析(粗分离) 相对分子质量较小增加缓冲液的量(或及时更换缓冲液) 出现紫色；双缩脲试剂可以透过半透膜，与袋内血清蛋白质反应，生成紫色物质(3)②③④①完全进入凝胶层关闭(4)不同蛋白质所带电荷性质、分子大小和形状不同，导致电泳时迁移速度不同[能力提升]11．将处理破裂后的红细胞混合液以2 000 r/min的速度离心10 min后，离心管中的溶液分为四层，从上到下的顺序依次是( )A．血红蛋白、甲苯层、脂质物质层、红细胞破碎物沉淀层B．甲苯层、红细胞破碎物沉淀层、血红蛋白、脂质物质层C．脂质物质层、血红蛋白、甲苯层、红细胞破碎物沉淀层D．甲苯层、脂质物质层、血红蛋白、红细胞破碎物沉淀层【解析】混合液经离心后按密度大小排列，在离心管中从上到下的顺序依次是：第1层为无色透明的甲苯层，第2层白色薄层固体是脂溶性物质沉淀层，第3层红色透明液体是血红蛋白水溶液，第4层暗红色沉淀物主要是红细胞破碎物沉淀。

【答案】 D12．如图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置，下列有关叙述不正确的是( )A．首先用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较小的杂质B．图乙装置的试管中收集到的液体中最先出现的是相对分子质量较小的蛋白质C．用图乙装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每管收集5 mL，连续收集D．图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷，在电场的作用下向一极移动【解析】图乙装置表示通过凝胶色谱法分离蛋白质的过程，蛋白质的相对分子质量较大，被排阻在凝胶颗粒的外面，在颗粒之间迅速通过。

【答案】 B13．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种物质，其分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示。

下列叙述正确的是( )A．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子甲也保留在袋内B．若五种物质为蛋白质，则用凝胶色谱柱分离时，甲的移动速度最快C．将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，若分子戊存在于沉淀中，则分子丙也存在于沉淀中D．若五种物质为蛋白质，用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最近【解析】透析的原理是相对分子质量小的物质能透过半透膜，相对分子质量大的物质不能透过，乙保留在袋内，甲则不一定保留在袋内；凝胶色谱柱分离时，相对分子质量小的物质路程长、移动慢；离心时相对分子质量大的物质先沉淀，戊沉淀，则乙、丁、丙均已沉淀；用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质时，电泳迁移率主要取决于分子大小。

【答案】 C14．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。