高中生物选修1专题5课题3同步练习 5页

‎ ‎ ‎[学生用书 P53～P54]‎ ‎1．下列关于凝胶色谱法的原理及操作不正确的是(　　)‎ 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，而小分子可以进入凝胶内部而流速缓慢，以致最后流出 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 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。凝胶色谱法是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法，凝胶是由多糖类化合物构成的，其内部有很微细的多孔网状结构，小分子蛋白质可以进入凝胶内部，路程较长，移动速度慢，而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部，路程较短，移动速度快，因此在洗脱过程中分离。选用不同种凝胶，其网状结构不同，孔隙大小不同，可分离的分子大小不同，二者是相关的，故C项不正确。‎ ‎2．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。‎ ‎3．(2011年宿州高二检测)下列操作正确的是(　　)‎ A．分离红细胞时采用低速长时间离心 B．红细胞释放出血红蛋白只需要加入蒸馏水就可 C．分离血红蛋白溶液是低速短时间离心 D．透析时要用20 m mol/L的磷酸缓冲液，透析12 h 解析：选D。分离红细胞时，采用低速短时间离心，如500 r/min离心2 min；分离血红蛋白溶液时，离心时间较长，如2000 r/min离心10 min。释放血红蛋白时，加入蒸馏水和40%体积的甲苯；透析时用物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液，以除去相对分子质量较小的杂质。‎ ‎4．有关缓冲溶液的说法不正确的是(　　)‎ A．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 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 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，超过一定范围，缓冲溶液就起不到这样的作用了。‎ ‎5.‎ 已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示，下列有关蛋白质分离的叙述正确的是(　　)‎ A．若将样品以2000 r/min的速度离心10 min，分子戊在沉淀中，则丙也一定在沉淀中 B．若用凝胶色谱法分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最快 C．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子丙保留在袋内，则乙也一定保留在袋内 D．若用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子丁形成的电泳带相距最远 解析：选A。分子丙的相对分子质量大于戊，所以，在离心时戊存在于沉淀中，丙也一定在沉淀中，A项正确。用凝胶色谱法分离蛋白质时，甲相对分子质量最小，容易进入凝胶内部，则移动速度最慢，B项错误。分子丙的相对分子质量大于乙，则丙保留在袋内，乙可能在袋外，C项错误。SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移速度完全取决于分子的大小，因此，分子甲与丙形成的电泳带相距最远，D项错误。‎ ‎6．(2011年邵阳高二检测)如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请据图回答下列问题。‎ ‎(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，它在红细胞中的作用体现了蛋白质具有________功能。‎ ‎(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是________；乙装置中，C溶液的作用是________。‎ ‎(3)甲装置用于________，目的是____________。用乙装置分离蛋白质的方法叫____________，是根据____________分离蛋白质的有效方法。‎ ‎(4)用乙装置分离血红蛋白时，待____________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。‎ 解析：用透析法(如图甲)对血红蛋白进行粗分离，将血红蛋白溶液装入透析袋中，可以除去样品中分子较小的杂质。血红蛋白的纯化采用凝胶色谱法(如图乙)，血红蛋白相对分子质量较大，无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路径较短，移动速度较快，可以收集到红色的蛋白质。‎ 答案：(1)运输 ‎(2)磷酸缓冲溶液　洗脱血红蛋白 ‎(3)透析(粗分离)　去除样品中相对分子质量较小的杂质　凝胶色谱法　相对分子质量的大小 ‎(4)红色的蛋白质接近色谱柱的底端 ‎(紧扣教材，思考感悟)‎ 你能从凝胶色谱的分离原理分析出为什么凝胶的装填要紧密、均匀吗？(教材P70)‎ 答案：凝胶实际上是一些微小的多孔球体，小球体内部有许多贯穿的通道。相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部，只能分布在颗粒之间，通过的路程较短，移动速度较快；相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内的通道，通过的路程较长，移动速度较慢。因此，样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出，相对分子质量中等的分子后流出，相对分子质量最小的分子最后流出，从而使各种相对分子质量不同的分子得以分离。如果凝胶装填得不够紧密、均匀，就会在色谱柱内形成无效的空隙，使本该进入凝胶内部的样品分子从这些空隙中通过，搅乱洗脱液的流动次序，影响分离的效果。‎ ‎1．凝胶色谱法分离蛋白质的原理依据是(　　)‎ 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：选B。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。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。‎ ‎2．用凝胶色谱法分离蛋白质的实验中，相对分子质量不同的两种蛋白质在凝胶中的行进过程，可表示为图中哪一个(　　)‎ 解析：选B。如图所示，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。‎ ‎3．关于血红蛋白分子组成的叙述正确的是(　　)‎ A．两个α肽链、两个β肽链、一个亚铁血红素基团 B．一个α肽链、三个β肽链、四个亚铁血红素基团 C．两个α肽链、两个β肽链、四个亚铁血红素基团 D．两个α肽链、两个β肽链、两个亚铁血红素基团 解析：选C。血红蛋白又称血色素，是红细胞的主要组成成分。血红蛋白由四条肽链组成，它包括两个α肽链、两个β肽链。其中每条肽链环绕一个亚铁血红素基团，因此共有四个亚铁血红素基团。‎ ‎4．蛋白质提取和分离分为哪几步(　　)‎ A．样品处理、凝胶色谱操作、SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳 B．样品处理、凝胶色谱操作、纯化 C．样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定 D．样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定 解析：选C。A中凝胶色谱操作及SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳为实验操作过程中的技术。‎ ‎5．SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳中决定蛋白质或多肽移动速度的主要因素是(　　)‎ A．蛋白质分子所带的电荷 B．蛋白质分子的形状 C．蛋白质分子的相对分子质量 D．缓冲溶液的pH 解析：选C。在样品和凝胶中加入还原剂和SDS后，分子被解聚成单条肽链，解聚后的氨基酸侧链和SDS结合成蛋白质—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，这样就消除了不同分子间的电荷差异和结构差异，从而达到仅根据蛋白质相对分子质量的不同来分离蛋白质的目的。‎ ‎6．高温灭菌和酒精灭菌分别利用蛋白质的何种作用，作用结果是什么被破坏所致(　　)‎ A．变性、变性；空间结构 B．分解、变性；化学结构 C．变性、变性；平面结构 D．分解、分解；空间结构 解析：选A。蛋白质的变性是个不可逆转的过程，高温(热)和酒精(化学物质)都会使蛋白质发生变性，破坏其空间结构，起到灭菌的作用。‎ ‎7．(2011年邵阳高二检测)将搅拌好的混合液离心来分离血红蛋白溶液时，第2层是(　　)‎ A．甲苯层 B．血红蛋白水溶液 C．脂溶性物质的沉淀层 D．其他杂质的沉淀物 解析：选C。血红蛋白溶液经过离心后，试管中的液体分为4层：第1层为无色透明的甲苯层；第2层为白色薄层固体，即脂溶性物质的沉淀层；第3层为红色透明的液体，即血红蛋白的水溶液；第4层为其他杂质的暗红色沉淀物。‎ ‎8．在装填色谱柱时，不得有气泡存在的原因是(　　)‎ A．气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果 B．气泡阻碍蛋白质的运动 C．气泡能与蛋白质发生化学反应 D．气泡会在装填凝胶的时候使凝胶不紧密 解析：选A。凝胶是一些微小的多孔球体，小球内部有许多贯穿的通道，如果凝胶装填得不够紧密、均匀，就会在色谱柱内形成一些空隙，使本该进入凝胶内部的样品分子从这些空隙中通过，搅乱了洗脱液的流动次序，从而影响分离效果。‎ ‎9．蛋白质的分离与纯化是蛋白质研究的重要技术。下列有关叙述不正确的是(　　)‎ 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．根据蛋白质相对分子质量的大小，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。蛋白质分子是生物大分子，都不能通过半透膜，因此不能利用半透膜分离蛋白质；蛋白质分子所带电荷性质的差异及分子大小可以使蛋白质分子在电场中获得不同的迁移速度，因此可以利用电泳法分离蛋白质；蛋白质相对分子质量的大小不同，通过凝胶柱的时间不同，可通过凝胶色谱法分离蛋白质；蛋白质的分子大小、密度不同，具有不同的离心力，可通过离心沉降法分离蛋白质。‎ ‎10．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(　　)‎ A．磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程 B．血红蛋白是一种两性物质，需要酸进行中和 C．防止血红蛋白被氧气氧化 D．让血红蛋白处在稳定的pH范围内，以维持其结构和功能 解析：选D。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，从而有利于血红蛋白的分离。‎ ‎11．红细胞含有大量血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成，血红蛋白的主要功能是携带O2和CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。请回答下列有关问题：‎ ‎(1)血红蛋白的提取和分离一般可分为四步：________、粗分离、纯化和________。‎ ‎(2)实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。‎ ‎①加入柠檬酸钠的目的是________________________________________________________________________。‎ ‎②以上所述的过程即是样品处理，它包括红细胞的洗涤、______________、______________。‎ ‎(3)收集的血红蛋白溶液要进行粗分离，其方法是________________________________________________________________________‎ ‎__________________。‎ (4)然后通过____________将样品进一步纯化，最后经________进行纯度鉴定。样品纯化的目的是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及________、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。‎ 解析：本题主要考查血红蛋白的提取和分离方法。蛋白质的提取和分离一般可分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。样品处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放和分离血红蛋白溶液；将得到的血红蛋白溶液放入磷酸缓冲液中进行透析，除去小分子的杂质，即样品的粗分离；通过凝胶色谱法进一步纯化蛋白质；利用电泳法对其进行纯度鉴定。‎ 答案：(1)样品处理　纯度鉴定 ‎(2)①防止血液凝固　②血红蛋白的释放　分离血红蛋白溶液　(3)透析 ‎(4)凝胶色谱法　SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳　通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去 ‎(5)分子本身的大小 ‎12.‎ 凝胶色谱技术是一种快速而又简单的分离技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果，目前已经被生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛应用，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。据图回答下列问题：‎ ‎(1)a、b均为蛋白质分子，其中先从层析柱中洗脱出来的是__________，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d位置相当于多孔板的结构可由__________________________替代。‎ ‎(3)装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)洗脱用的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体__________(填“相同”或“不同”)，洗脱时，对洗脱液的流速要求是____________________。‎ 解析：用凝胶色谱技术分离各种大分子物质时，大分子物质先洗脱出来，然后是小分子物质。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布于颗粒之间，所以向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔，即进入凝胶内，在向下移动的过程中，从一个凝胶颗粒内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质从而落后于大分子物质洗脱出来。在色谱柱中装填凝胶的时候要尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。一是在装填凝胶柱时，不得有气泡存在，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。二是凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象。一旦发生上述两种情况，凝胶色谱柱需要重新装填。‎ 答案：(1)a　a相对分子质量较大，无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快 ‎(2)尼龙网和尼龙纱 ‎(3)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果 ‎(4)相同　保持稳定 ‎