2019-2020学年人教版高中生物选修一学练测精练：专题5　课题3　血红蛋白的提取和分离 8页

专题 5 DNA 和蛋白质技术 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