复习与测试教学设计

5.3血红蛋白的提取和分离 同步测试人教版选修一

一、选择题

1．凝胶色谱法所用的凝胶的化学本质大多是(

) A．糖类化合物

C．蛋白质

B．脂质

D．核酸

解析

在用于蛋白质分离的凝胶色谱法中所用凝胶是一些微小的多孔球体，它们多是由多糖类化合物构成的。

答案

A 2．分离血红蛋白溶液时，离心后试管的溶液分四层，血红蛋白在第________层(

) A．一

C．三

B．二

D．四

解析

分离血红蛋白溶液时，离心后可明显观察到试管中液体分四层，从上向下数依次为：无色透明的甲苯层，白色薄层固体(脂溶性物质的沉淀层)、红色透明液体(血红蛋白水溶液)、暗红色沉淀物(其他杂质)，故血红蛋白分布于第三层。

答案

C 3．________的蛋白质能进入凝胶内部通道(

) A．相对分子质量大的

C．相对分子质量小的

B．吸附性高的

D．溶解度低的

解析

由多糖类化合物构成的凝胶是微小的多孔球体，球体内有许多贯穿的通道，相对分子质量较小的蛋白质易进入通道，路程较长，移动速度慢。

答案

C 4．下列试剂可用于血红蛋白释放的是(

)

- 1 -

①0.9%的生理盐水

②甲苯

③磷酸缓冲液

④蒸馏水

⑤柠檬酸钠

A．②④

C．④⑤

B．①④

D．①③

解析

甲苯作用为溶解，脂类物质，也有利于红细胞破裂和血红蛋白的释放，蒸馏水作用是使红细胞吸水涨破。

答案

A 5．洗涤红细胞时，离心所采用的方法是(

) A．低速长时间离心

C．高速长时间离心

B．低速短时间离心

D．高速短时间离心

解析

洗涤红细胞时，转速要低，时间要短，否则白细胞会与之一起沉淀，达不到分离目的。

答案

B 6．下列各项中，一般不影响凝胶色谱法分离蛋白质中的分离度的是(

) A．层析柱高

C．缓冲溶液

B．层析柱的直径

D．样品的分布

解析

分离度取决于柱高，为分离不同组分，凝胶柱必须有适宜的高度，分离度与柱高相关。样品的分布也影响分离度，缓冲溶液的pH影响蛋白质所带的电荷，因此也影响分离度。只有层析柱的直径一般不会影响分离度。

答案

B 7．在蛋白质的提取和分离中，关于对样品处理过程中，分析无误的是(

) A．洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐

- 2 -

B．洗涤时离心速度过小，时间过短，白细胞等会沉淀，达不到分离的效果

C．洗涤过程选用0.1%的生理盐水

D．透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质

解析

洗涤红细胞目的是使血浆中血浆蛋白、白细胞等与红细胞分离，如果洗涤次数过少，无法除去血浆蛋白，如离心速度过高和时间过长，会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果，洗涤时选用0.9%的生理盐水。

答案

D 8．蛋白质的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

蛋白质的提取和分离分为样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定四步。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。

答案

C 9．SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳法中加入SDS的作用是(

) A．增大蛋白质的相对分子质量

B．改变蛋白质的形状

C．掩盖不同种蛋白质间的电荷差别

D．减少蛋白质的相对分子质量

解析

SDS的作用是使蛋白质完全变性，SDS所带负电荷量大大超过蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖不同种类蛋白质间电荷差别。

- 3 -

答案

C 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．防止血红蛋白被氧化

B．血红蛋白是一种两性物质，需要酸中和

C．磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程

D．让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能

解析

利用磷酸缓冲液模拟细胞内pH环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于分离观察和研究。

答案

D 11．使用凝胶色谱法分离蛋白质时，洗涤红细胞、释放血红蛋白和透析过程中，分别使用下列哪些试剂(

) ①蒸馏水

②生理盐水

③20 mmol/L的磷酸缓冲液

④清水

⑤柠檬酸钠

A．①③⑤

C．②①③

B．①②③

D．④①③

解析

在分离蛋白质时，用生理盐水洗涤红细胞，以去除杂蛋白，然后将其加入蒸馏水中使红细胞破裂，释放血红蛋白，透析需用磷酸缓冲液，以维持pH稳定。

答案

C 12．关于血红蛋白分子组成的叙述正确的是(

) A．两条α－肽链、两条β－肽链、一个亚铁血红素基团

B．一条α－肽链、三条β－肽链、四个亚铁血红素基团

C．两条α－肽链、两条β－肽链、四个亚铁血红素基团

D．两条α－肽链、两条β－肽链、两个亚铁血红素基团

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解析

血红蛋白由四条肽链组成，包括两条α－肽链和两条β－肽链，其中每条肽链环绕一个亚铁血红素基团，共四个。

答案

C 13．下面说法不正确的是(

) A．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

B．缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成

C．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程

D．透析袋能使大分子自由进出，而将小分子保留在袋内

解析

透析袋一般是用硝酸纤维素(又叫玻璃纸)制成的。透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内。透析可以除去样品中相对分子质量较小的杂质，或用于更换样品的缓冲液。

答案

D 14．下列关于凝胶色谱法的正确认识是(

) A．凝胶实际上是一些微小的多孔球体，这些多孔球体是由脂类化合物构成的

B．蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的移动速度快，先分离出来

C．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

D．蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较大的移动速度慢，后分离出来

解析

凝胶多为多糖类物质，蛋白质通过凝胶时，相对分子质量小的所经路程远，移动速度慢，分离出来晚。

答案

C

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15．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，其分子大小、电荷的性质和数量情况如下图所示，下列有关蛋白质分离的叙述正确的是(

)

A．将样品装入透析袋中透析12小时，若分子乙保留在袋内，则分子丙也保留在袋内

B．若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最快

C．若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，分子戊存在于沉淀中，则分子甲也存在于沉淀中

D．若用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最远

解析

由图可排列出分子质量由大到小依次为：丙>丁>乙>戊>甲，透析法可除去样品中分子质量较小的杂质，若分子乙保留在袋内，则丙和丁也在袋内，A项正确；凝胶色谱法分离蛋白质时，分子质量越大的分离越快，则丙的移动速度最快，B项错；如果戊存在于沉淀中，则丙、丁、乙也在沉淀中，甲不能确定，C项错；“SDS”电泳过程中只和蛋白质的分子量大小有关，而与所带电荷无关，而分子量相差最远的是甲与丙，D项错。

答案

A 二、非选择题

16．某生物兴趣小组在学习完“蛋白质的提取和分离”后，联系相关实验，准备从猪肝研磨液中初步提取过氧化氢酶，设计的“过氧

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化氢酶提取、分离流程图”如下：

实验准备配制缓冲液及肝细胞悬液―→样品处理洗涤、破碎、离心等―→蛋白质粗分离纯化、纯度鉴定―→凝胶色谱法、电泳等

透析试回答下列有关问题：

(1)向肝细胞悬液中加入一定量pH＝7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎肝细胞，破碎细胞的原理是____________。与使用蒸馏水相比，使用缓冲液的优点是____________。

(2)蛋白质粗分离阶段透析的目的是______________。

(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的__________________等的差异，而产生不同的迁移速度，实现各种分子的分离。

(4)实验小组以3%过氧化氢溶液和获得的过氧化氢酶为材料进行温度对酶催化活性影响的探究，得到下图所示结果。

根据实验结果得出“过氧化氢酶能耐受100 ℃高温”的结论，请问这一结论是否可靠？为什么？______________________。

解析

破碎细胞方法为使细胞吸水涨破，所应用原理为渗透作用，为了保证所提取H2O2酶活性，要保证液体pH等条件稳定，故此应加入缓冲液而不用蒸馏水。蛋白质分离时透析的目的是除去小的杂质，

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在研究温度对酶的活性的影响时，一般不用H2O2酶对H2O2的分解作用，因为温度本身对H2O2分解有影响。

答案

(1)渗透原理

可以保证酶溶液pH基本稳定，避免因pH变化影响H2O2酶活性

(2)除去小分子化合物(杂质) (3)带电性质、分子大小、形状(答对两项得分) (4)不可靠，高温也能促使过氧化氢分解

17．红细胞含有大量血红蛋白，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，血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。请回答下列有关问题：

(1)样品处理，它包括______、____、收集血红蛋白溶液。

(2)收集的血红蛋白溶液在透析袋中经过透析，这就是样品的粗分离。透析的目的是________________________________。透析的原理是_______________________________________________________ _________________。

(3)通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。样品纯化的目的是__________________________。

解析

样品的处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液。透析的目的是除去相对分子质量较小的杂质；应用的原理是半透膜的选择透过性，具体说就是小分子能自由出入，大分子保留在袋中。纯化的目的是将分子质量大的杂质蛋白除去。

答案

(1)红细胞的洗涤

血红蛋白的释放

(2)去除相对分子质量较小的杂质

透析袋能使小分子自由进出，

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而大分子则保留在透析袋内

(3)通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去

18．测定蛋白的相对分子质量是研究蛋白的一项重要技术，常用凝胶(由多孔性网状物质构成的颗粒，其孔能让小分子物质进出)过滤法测定，即在一根垂直的玻璃柱中装满凝胶，然后在其上端加入蛋白混合液并用缓冲液进行洗脱。根据各种蛋白质洗脱的先后顺序可以比较它们的相对分子质量大小。利用下列材料，鉴定样品液(含有A、B两种相对分子质量大小不同的蛋白质)中蛋白质相对分子质量的大小。

材料用具：支架台、符合要求的凝胶柱、吸管、缓冲液洗脱瓶、带有开关的玻璃导管、橡胶软管、夹子、试管若干、足量的缓冲液等。

(1)实验步骤：

①加样前先___________________________________________ _____________________________；

②加样：________________________________________________ ___________________；

③洗脱：________________________________________________ ____________________；

④收集并检测它们洗脱的先后顺序。

(2)实验结果及结论：

________________________________________________________________________。

(3)请用坐标图表示出不同蛋白质相对分子质量大小与洗脱液体积的关系。

解析

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，相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部通道，在凝胶外部移动，速度快、路程短；而相对分子质量较小的蛋白质，扩散进入

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凝胶内部而被滞留，需要更多的缓冲液将它们洗脱出来，这样相对分子质量不同的分子得以分离，这是凝胶色谱法的实验原理。加样前，应先使凝胶柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐；加样时，注意不要破坏凝胶面，缓冲液洗脱前，应先使样品渗入凝胶床，加缓冲液洗脱。根据实验原理，谁先洗脱出来，谁的相对分子质量大，洗脱液消耗少；反之洗脱液消耗多。

答案

(1)①将凝胶柱垂直固定在支架台上，打开色谱柱下端的流出口，使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐，关闭出口

②用吸管小心将1 mL含有A、B两种蛋白质的混合样液加到色谱柱顶端，注意不要破坏凝胶面；打开下端出口，使样品渗入凝胶床内后关闭下端出口

③小心加入缓冲液到适当高度，连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口，用缓冲液进行洗脱

(2)经过检测若A先于B洗脱出来，则A的相对分子质量大于B；若B先于A洗脱出来，则B的相对分子质量大于A (3)

19．回答下列有关提取生物体内物质的问题：

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(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成部分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有________功能。我们应选用________的血液进行实验。取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入________。

(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)最后经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行________。

(5)图丙为用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果。根据结果，某同学得出：“提取的血红蛋白有两条肽链”的结论，这种说法可靠吗？并说明理由_________________________________ _______________________________________。

解析

(1)血红蛋白可运输氧气，以供给组织细胞利用。因哺乳动物成熟的红细胞无细胞核及其他细胞器，所以是提取血红蛋白的良好实验材料。

(2)在一定范围内，磷酸缓冲液可维持pH基本不变，从而保持血红蛋白的活性正常。磷酸缓冲液还可洗脱血红蛋白。

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(3)透析袋相当于半透膜，可除去样品中相对分子量较小的杂质。

(4)电泳利用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，可进行纯度的鉴定。

答案

(1)运输

哺乳动物(猪、牛、羊)

柠檬酸钠(抗凝剂) (2)磷酸缓冲液

洗脱血红蛋白(洗脱) (3)透析(粗分离)

去除样品中分子量较小的杂质

凝胶色谱法

相对分子质量的大小

(4)纯度鉴定

(5)不可靠。只能得出提取的血红蛋白含有两种大小不同的肽链，不一定是两条

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