人教版生物选修1课时作业：5.3 血红蛋白的提取和分离

5.3
新提升·课后作业
一、
选择题(每小题5分，共50分)
1.在血红蛋白分离过程中如果红色带区歪曲、散乱、变宽，与其有关的是
(　　)
A．凝胶色谱柱的制作
B．色谱柱的装填
C．洗脱过程
D．样品的处理
【解析】　色谱柱装填时不能有气泡的存在，气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，若色谱柱装填得很成功、分离操作也正确，则能清楚的看到红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓缓流出，如果出现红色带区域歪曲、散乱、变宽的现象，说明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关，B项正确，A、C、D三项均错误。
【答案】　B
2．下图能正确表示相对分子质量不同的蛋白质，在凝胶中的行进过程的是(　　)
【解析】　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。
【答案】　B
3．下列关于血红蛋白提取和分离的过程及原理叙述，正确的是(　　)
A．为了防止血液凝固，应在采血器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠
B．红细胞洗涤使用5倍体积的蒸馏水，直到离心后上清液不呈现黄色为止
C．利用0.9%的NaCl对血红蛋白溶液的透析12小时，可以去除小分子杂质
D．在凝胶柱中加入蛋白样品后即可连接缓冲溶液洗脱瓶进行洗脱和收集样品
【解析】　为了防止血液凝固，应在采血器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠，A正确；红细胞的洗涤过程应该用生理盐水洗涤，不能用蒸馏水洗涤，B错误；将血红蛋白溶液通过透析进行粗分离时应该选用磷酸缓冲液，不是质量分数为0.9%的NaCl溶液，C错误；凝胶柱中加入蛋白样品后要使样品完全进入凝胶层后，小心加入缓冲液到适当高度后才可连接缓冲溶液洗脱瓶进行洗脱和收集样品，D错误。
【答案】　A
4．下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(　　)
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】　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。
【答案】　B
5．下列有关“血红蛋白提取和分离”的相关叙述中，正确的是(　　)
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】　对红细胞洗涤时应该用生理盐水，不能用蒸馏水，A错误；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，B错误；血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是溶解磷脂，加速血红蛋白的释放，C错误；整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持pH相对稳定，防止血红蛋白的结构发生改变，D正确。
【答案】　D
6.以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是(　　)
A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂
B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少
C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测
D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢
【解析】　洗涤红细胞时，洗涤的目的是去除杂蛋白以利于后续步骤的分离纯化，加入的是生理盐水，可防止红细胞破裂，A正确；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核与众多的细胞器，提纯时杂蛋白较少，B正确；血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液，C正确；在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白的分子量比杂蛋白大，质量越大的，通过凝胶色谱柱的速度越快，D错误。
【答案】　D
7．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．凝胶内部有许多贯穿的通道，其直径大小与被分离的物质分子的大小无相应关系
D．一般情况，凝胶对要分离物质没有吸附作用，因此所有要分离的物质都应该被洗脱出来
【解析】　凝胶色谱法是根据蛋白质分子的大小不同在色谱柱移动的速度不同从而将不同分子量的蛋白质分子分离的方法，凝胶内部有许多贯穿的通道，其直径大小与被分离的物质分子的大小有关，分子量大的蛋白质最先洗脱出来，一般情况，凝胶对要分离物质没有吸附作用，因此所有要分离的物质都应该被洗脱出来。
【答案】　C
8.以下对DNA和血红蛋白的提取与分离(鉴定)实验的分析错误的是(　　)
A．都要用猪血细胞来做实验材料
B．在
DNA
的粗提取中可利用DNA在不同浓度盐溶液中的溶解度不同而析出
C．在实验中都要进行除杂处理以便得到较纯净的
DNA
或血红蛋白
D．将析出的
DNA
溶解在
2mol/L的
NaCl溶液中，加入二苯胺试剂沸水浴后呈现蓝色
【解析】　猪血红细胞没有细胞核，不适宜做DNA粗提取的实验，故A错误；在DNA的粗提取与鉴定试验中，第一次DNA析出利用了DNA易溶于2
mol/L的
NaCl溶液中，而在0.14
mol/L的NaCl溶液溶解度很低，故B正确；在两个实验中都要进行除杂处理以便得到较纯净的DNA或血红蛋白，故C正确；将析出的DNA溶解在2
mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后需要水浴加热会呈现蓝色，故D正确。
【答案】　A
9．将处理破裂后的红细胞混合液以2000
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、细胞破碎物沉淀层
B．甲苯层、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、细胞破碎物沉淀层
D．甲苯层、脂质物质层、血红蛋白、细胞破碎物沉淀层
【解析】　将处理破裂后的红细胞混合液以2000
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甲苯层、脂质物质层、血红蛋白、细胞破碎物沉淀层，D正确。
【答案】　D
10.下图是用除去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】　试题分析：透析袋是一种半透膜，小分子能自由进出，大分子保留在袋内，可去除样品分子量较小的杂质，A正确；凝胶色谱法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5
mL，连续收集，C正确；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，D正确。
【答案】　B
二、非选择题
11.(25分)下面是某研究小组开展的“猪血浆某白蛋白的提取及分子量测定”研究，请协助完成有关问题：
材料仪器：新鲜猪血、低速冷冻离心机、透析袋、电泳仪等。
化学试剂：pH为7.4的缓冲液、柠檬酸钠、奈氏试剂(与NH反应出现黄色或红棕色沉淀)、饱和(NH4)2SO4溶液、生理盐水等。
实验步骤：
(1)样品获取：向新鲜猪血中加入________，静置一段时间后取上层____________。
(2)盐析法粗提蛋白质：
①向血浆中加入一定体积的饱和(NH4)2SO4溶液，使(NH4)2SO4的浓度达到50%，充分混合后静置、离心，取沉淀物。
②向沉淀物中加入适量生理盐水使之溶解，再向其中加入一定体积的饱和(NH4)2SO4溶液，使(NH4)2SO4的浓度达到33%，充分混合后静置、离心，取沉淀物。
③重复步骤①、②2～3次，最后用生理盐水将沉淀溶解即得粗提品。盐析粗提“血浆某白蛋白”的主要原理是________________________，重复步骤①、②的主要目的是________。
(3)透析除盐：将粗提品装入透析袋，以pH为7.4的缓冲液作透析液，每隔4
h更换一次透析液，每次更换前利用奈氏试剂检测透析液中NH的量。利用缓冲液作透析液的目的是________________________。检测中，若观察到透析液________________________时，即可终止透析。
(4)凝胶色谱法分离：透析后的样品经凝胶柱洗脱，获得纯净血浆某白蛋白样品。
(5)分子量测定：化学物质SDS能使蛋白质变性，解聚成单条肽链。在聚丙烯酰胺凝胶电泳中加入一定量的SDS，电泳迁移率完全取决于肽链的分子大小。下图为本实验中用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血浆某白蛋白的结果。根据电泳结果，某同学得出“提取的血浆某白蛋白有两条肽链”的结论，这种说法可靠吗？理由是__________________________________________。
【解析】　(1)为防止血液凝固，在采血容器中要预先加入抗凝剂柠檬酸钠；静置一段时间后取上层血浆。
(2)③盐析粗提“血浆某白蛋白”的主要原理是该血浆白蛋白在50%和33%的(NH4)2SO4溶液中溶解度低；重复步骤①、②的主要目的是除去更多的杂蛋白。
(3)强酸、强碱、温度过高都会使蛋白质发生变性，利用缓冲液作透析液的目的是避免因pH变化对蛋白质结构造成破坏；检测中，若观察到透析液中不出现黄色或红棕色沉淀时，即可终止透析。
(5)电泳的原理是利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子的大小、形状等的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，本实验只能判断肽链的大小有两种，而不能判断其条数。　
【答案】　(1)(适量的)柠檬酸钠　血浆
(2)③该血浆白蛋白在50%和33%的(NH4)2SO4溶液中溶解度低　除去更多的杂蛋白
(3)避免因pH变化对蛋白质结构造成破坏　不出现黄色或红棕色沉淀
(5)不可靠，只能得出提取的血浆某白蛋白含有两种大小不同的肽链，不一定是两条
12．(25分)如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：
(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有____________功能。我们通常选用猪、牛、羊等动物的血液进行实验，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。加入柠檬酸钠的目的是________________________________________________________________________。
(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。
在操作中加样(下图)的正确顺序是____________________________________。
(4)最后经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行________________________。
【解析】　(1)血红蛋白能携带氧气，体现了蛋白质具有运输功能。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，柠檬酸钠具有防止血液凝固的作用。(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是磷酸缓冲液；乙装置中，C溶液的作用是洗脱血红蛋白。(3)甲装置用于透析(粗分离)，目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质。用乙装置分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。(4)经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
【答案】　(1)运输　防止血液凝固　(2)磷酸缓冲液　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、①、②、③
(4)纯度鉴定