2019-2020学年高中生物 第四章 生物化学与分子生物学技术实践 第一节 生物成分的分离与测定技

1第1课时蛋白质的分离与提取[随堂检测][学生用书P52]知识点一蛋白质分离技术1．凝胶色谱法分离蛋白质依据的原理是()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：选B。凝胶色谱法是根据蛋白质相对分子质量的大小分离蛋白质的一种方法。2．下列有关透析的叙述，错误的是()A．用于透析的薄膜要具有选择透过性B．透析膜是一种半透膜C．透析能使小分子自由出入，而将大分子保留在袋内D．透析膜可用于更换样品的缓冲液解析：选A。透析膜能使小分子自由出入，大分子不能通过，具有半透性，但不具有选择性，A项错。透析过程中小分子可自由出入，因此，可用于更换样品的缓冲液，B、C、D项都正确。3．电泳实现样品中各种蛋白质分子的分离是利用了()A．各种分子带电性质的差异B．分子本身的大小不同C．分子形状的不同D．以上都正确解析：选D。电泳是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。知识点二电泳法与凝胶色谱法分离蛋白质的过程4．如图为凝胶色谱法分离蛋白质示意图和SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳示意图。据图分析不正确的是()2A．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；SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移速率完全取决于分子大小，因此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，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。5．如图能正确表示相对分子质量不同的蛋白质，属于在凝胶中的行进过程的是()解析：选B。相对分子质量大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道，路程短，移动的速度快，A错误；相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程长，移动的速度慢，相对分子质量大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道，路程短，移动的速度快，B正确；相对分子质量大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道，C错误；相对分子质量大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道，且其路程短，移动的速度快，D错误。6．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的，血红蛋白的主要功能是携带O2。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。根据材料回答下列问题：(1)实验前取新鲜血液，要在采血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。加入柠檬酸钠的目的是________________________________________________________________________。(2)在对样品进行处理时，主要包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析等步骤。其中透析技术的原理是________________________________________________________________________。(3)同学甲利用琼脂糖凝胶电泳技术将得到的蛋白质进行分离，在电泳过程中，影响蛋3白质迁移速率的因素包括蛋白质分子的________、________以及分子的形状等。(4)图1、图2分别是同学甲、乙利用同一种样品分离得到的结果，则图2中与图1中蛋白质P对应的是________________________________________________________________________。解析：(1)加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固。(2)透析的原理是小分子可以自由进出透析袋(半透膜)，而大分子不能通过。(3)电泳时，影响蛋白质迁移速率的因素有蛋白质分子大小、带电性质及分子的形状等。(4)SDS凝胶电泳装置是垂直的装置，此种电泳方法主要取决于蛋白质分子量的大小，与电荷无关，同时加样在“－”极，通电后，样品蛋白质向“＋”极移动，相对分子质量相对小的，移动距离大，因此从图1的电泳结果分析，P比N、M移向“＋”距离大，说明P的相对分子质量相对比较小，因此洗脱出来的时间比较长，符合图2中的丙。答案：(1)防止血液凝固(2)小分子可以自由进出透析袋(半透膜)，而大分子不能通过(3)大小带电性质(4)丙[课时作业][学生用书P91(单独成册)]一、选择题1．下列关于蛋白质提取的说法中，不正确的是()A．一般用机械方法破碎生物组织B．破碎细胞常用的方法有研磨法、超声波法和酶解法C．一般来说，酸性蛋白质要用酸性溶液抽提D．抽提得到的蛋白质粗提取物可用离心法去除固体杂质解析：选C。一般酸性蛋白质要用偏碱性溶液抽提。2．离心沉降法是纯化蛋白质的方法之一，在这一过程中蛋白质会分层，这一现象与蛋白质的何种性质有关()A．酸碱性B．所带电荷多少C．分子大小和密度D．种类解析：选C。根据蛋白质之间或蛋白质与其他分子之间在分子大小和密度上的不同，采4用离心沉降法，使其分层而分离；酸碱性不同可用电泳法；所带电荷多少不同可采用电泳法等。3．利用凝胶色谱法哪种蛋白质先洗脱出来()A．相对分子质量大的B．溶解度高的C．相对分子质量小的D．所带电荷多的解析：选A。相对分子质量较小的蛋白质能进入凝胶内部通道，洗脱路程较长，移动速度较慢；相对分子质量大的蛋白质不能进入凝胶内部而沿凝胶颗粒间的空隙移动，洗脱路程较短，移动速度较快，首先洗脱出来。4．在pH＝5.12时进行电泳，下列哪种蛋白质既不向正极移动也不向负极移动()A．血红蛋白：pI(等电点)＝7.07B．鱼精蛋白：pI＝12.20C．α1­球蛋白：pI＝5.06D．β­球蛋白：pI＝5.12解析：选D。β­球蛋白在pH＝5.12时不带电，在电泳时既不向正极移动也不向负极移动。5．关于蛋白质提取的叙述中，不正确的是()A．分离与纯化蛋白质之前首先要用适当的方法使蛋白质释放出来B．抽提时要依据蛋白质的不同特性选择不同的溶剂C．蛋白质的粗提取物离心可除去一些小分子杂质D．蛋白质的粗制品可能是多种蛋白质的混合物解析：选C。分离纯化蛋白质之前要先让细胞中的蛋白质释放出来，A正确；提取蛋白质时，要根据蛋白质的不同特性选用不同的溶剂，B正确；对蛋白质的粗提取物离心可以除去一些固体杂质，C错误；蛋白质的粗制品是多种蛋白质的混合物，D正确。6．下列有关凝胶色谱法和电泳法的说法，正确的是()A．它们都是分离蛋白质的重要方法B．它们的原理相同C．使用凝胶色谱法需要使用缓冲溶液而电泳不需要D．以上说法都正确解析：选A。不同蛋白质的分子量不同，因此凝胶色谱法可以根据相对分子质量的大小分离蛋白质；电泳法中带电分子的迁移速度不仅与分子大小有关，也与分子所带的电荷有关，A正确、B错误；这两种方法都用到缓冲溶液，以调节溶液的酸碱度，C错误。7．下列关于蛋白质纯化方法的叙述，错误的是()5A．纯化主要是根据蛋白质以及蛋白质与其他物质之间的理化性质的差异进行的B．透析法可去除小分子化合物杂质，原理是不同分子所携带净电荷不同C．通过控制离心速率，可使分子大小、密度不同的蛋白质沉降分层，从而分离不同的蛋白质D．不同的物质在同一电场中的泳动速度不同，因此可用电泳法分离蛋白质解析：选B。透析法是利用蛋白质分子不能透过半透膜的特性，将蛋白质与其他小分子化合物分离开来。8．下列关于血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳实验的说法，不正确的是()A．实验所用的巴比妥缓冲液的pH为8.6B．点样是在薄膜的光泽面上进行的C．实验后可以得到五条色带D．整个实验最关键的步骤是点样解析：选B。在点样时，用盖玻片在薄膜的非光泽面且离薄膜一端2cm处轻轻点样。9．下图是人血清蛋白在以醋酸纤维薄膜为支持物，pH为8.6的巴比妥缓冲液中电泳分离结果示意图，由此图不能得出的结论是()A．在pH为8.6的巴比妥缓冲液中γ、β、α2、α1和清蛋白都带负电荷B．在pH为8.6的巴比妥缓冲液中电泳时，γ、β、α2、α1和清蛋白迁移速率不同C．β球蛋白的相对分子质量一定比α球蛋白的相对分子质量大D．在pH为8.6的巴比妥缓冲液中γ球蛋白迁移速率最慢，清蛋白迁移速率最快解析：选C。带电粒子在电场中迁移的速率是带电粒子带电性质、带电量、粒子大小、粒子形状共同作用的结果。10．如图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验装置，下列叙述不正确是()A．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5mL，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6的作用下向一极移动解析：选B。图甲装置为透析法，通过对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较小的杂质，A正确；图乙装置为凝胶色谱法，试管中收集到的液体中最先出现的是相对分子质量较大的蛋白质，B错误；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5mL，连续收集，C正确；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，D正确。11.如图表示对某蛋白质溶液进行SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果(类似于纸层析法分离色素)，下列相关叙述不正确的是()A．蛋白质上某些基团解离后可使蛋白质带电，电场中带电的蛋白质分子(或多肽)会向着与其所带电荷相反的电极移动B．蛋白质在SDS—聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度完全取决于其所带净电荷多少C．蛋白质在SDS—聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度基本取决于其分子量大小D．电泳结果表明溶液中蛋白质可能有两种，但也可能只有一种解析：选B。蛋白质的氨基与羧基可发生解离，使其带正电或负电，在电场中发生迁移。SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳中所加的SDS可完全掩盖蛋白质本身所带电荷，故其移动速度与本身所带电荷无关，而由其分子量大小决定。SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳会使蛋白质水解成肽链，故结果所示可能只有一种蛋白质(有两种肽链)，也可能有两种蛋白质。12．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，最后流出C．凝胶内部有很微细的多孔网状结构，其空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，相对分子质量较小的蛋白质可以进入凝胶内部，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，路程较短，移动速度较快，因此在洗脱过程中先分离出来。不同的凝胶，其立体网状结构不同，孔隙大小不同，因此可分离的分子大小也不同。凝胶一般对分离的物质无吸附作用，所以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。7二、非选择题13．请根据血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳实验回答下列问题：(1)实验所用的主要试剂有：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验所用缓冲液的pH为________，为什么