课时素养评价
十二 血红蛋白的提取和分离
(30分钟 100分)
一、选择题(共5小题,每小题6分,共30分)
1.分离不同种类的蛋白质依据的原理不包括
( )
A.分子的形状和大小
B.所带电荷的性质和多少、吸附性质
C.对其他分子的亲和力
D.蛋白质分子的组成元素
【解析】选D。根据分离蛋白质的方法可以知道,分离不同种类的蛋白质依据的原理包括分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、吸附性质、对其他分子的亲和力和蛋白质分子的溶解度等。蛋白质分子的组成元素不是分离不同蛋白质的依据。
【方法规律】分离不同蛋白质的方法
(1)根据配体的特异性:亲和色谱法。
(2)根据蛋白质分子大小的差别:包括透析法和凝胶色谱法等。
(3)根据蛋白质带电性质和电荷的多少:电泳法、离子交换法。
(4)根据蛋白质溶解度的不同:蛋白质的盐析、等电点沉淀法和低温有机溶剂沉淀法。
2.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.加速血红蛋白的提取过程
D.让血红蛋白处在稳定pH范围内,维持其结构和功能
【解析】选D。磷酸缓冲液与血红蛋白是否被氧化无关,A错误;磷酸缓冲液不属于酸类,B错误;磷酸缓冲液主要是维持pH范围,C错误;磷酸缓冲液可以让血红蛋白处在稳定pH范围内,维持其结构和功能,D正确。
3.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,凝胶对待分离的物质没有吸附作用,因此所有待分离的物质都应该被洗脱出来
【解题关键】解答本题时应理解两点:
(1)凝胶色谱法分离蛋白质的原理:根据相对分子质量大小对蛋白质进行分离。
(2)操作过程:凝胶颗粒只会暂时滞留待分离物质,最终都会被洗脱。洗脱时,大分子最先流出,小分子最后流出。
【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,因此在洗脱过程中最先分离。一般来说,凝胶对待分离的物质没有吸附作用,不会使待分离物质停止运动,最终所有要分离的物质都应该被洗脱出来。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。
4.下列对凝胶电泳的相关认识错误的是
( )
A.蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移率只取决于分子的大小
B.蛋白质在SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移率完全取决于分子的大小
C.SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳不仅用于蛋白质相对分子质量的测定,还可用于蛋白质混合组分的分离
D.凝胶中加入SDS可以消除净电荷对迁移率的影响
【解析】选A。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移率取决于分子的大小和所带电荷的多少等,A错误;由于加入带负电荷多的SDS,形成“蛋白质—SDS复合物”,蛋白质在SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移率完全取决于分子的大小,B正确;SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳不仅用于蛋白质相对分子质量的测定,还可用于蛋白质混合组分的分离,C正确;凝胶中加入SDS可以消除净电荷对迁移率的影响,使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小,D正确。
5.下列对在凝胶柱上加入样品和洗脱的操作错误的是
( )
A.加样前要使柱内凝胶面上的缓冲液下降到与凝胶面平齐
B.让吸管管口沿管壁环绕移动,贴壁加样至色谱柱顶端,不要破坏凝胶面
C.打开下端出口,待样品完全进入凝胶层后直接连接缓冲液洗脱瓶,开始洗脱
D.待红色的蛋白质接近色谱柱底端时,用试管收集流出液,每5
mL收集一管,连续收集
【解析】选C。加样前,打开色谱柱下端的流出口,使柱内凝胶面上的缓冲液下降到与凝胶面平齐,关闭出口。用吸管管口沿管壁环绕移动,贴壁加样至色谱柱顶端,不要破坏凝胶面。加样后,打开下端出口,使样品渗入凝胶床内。等样品完全进入凝胶层后,关闭下端出口。加入磷酸缓冲液到适当的高度,连接缓冲液洗脱瓶,打开下端出口,进行洗脱。待红色的蛋白质接近色谱柱底端时,用试管收集流出液,每5
mL收集一管,连续收集。
二、非选择题(共4小题,共70分)
6.(17分)科研工作者对蛋白质的研究和应用,需要获得高纯度的蛋白质。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)如果要从红细胞中分离出血红蛋白,实验前取新鲜血液要在采血容器中预先加入柠檬酸钠,这样做的目的是________________________。分离血红蛋白溶液时需要用到______________________(仪器)分离出下层红色透明液体。?
(3)装填凝胶色谱柱时,要注意色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡必须重新装。这是因为______________________________________________。?
(4)欲探究色谱柱的高度是否影响蛋白质分离的因素,应把____________作为自变量,把________________________作为无关变量,把____________________作为因变量。?
【解析】(1)蛋白质的提取和分离一般分为四步:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。
(2)血液加入柠檬酸钠,能防止血液凝固。分液漏斗能分离出下层红色透明液体。
(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)根据实验目的可确定色谱柱的高度变化为自变量,其他因素包括缓冲液的用量和pH、样品的用量、温度等为无关变量,大小不同的蛋白质分子的间距为因变量。
答案:(1)样品处理 粗分离 纯化
(2)防止血液凝固 分液漏斗
(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)色谱柱的高度变化 缓冲液的用量和pH、样品的用量、温度等因素 大小不同的蛋白质分子的间距
7.(20分)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,负责血液中O2或CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。
(1)将实验流程补充完整:A为__________,B为__________。凝胶色谱法是根据____________________而分离蛋白质的有效方法。?
(2)洗涤红细胞的目的是去除________,洗涤次数过少,无法除去________;离心速度过高和时间过长会使____________________一同沉淀,达不到分离的效果。洗涤干净的标志是____________________。释放血红蛋白的过程中起作用的是____________________。?
(3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为20
mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是________________________。如果红色区带__________________,说明色谱柱制作成功。?
【解析】(1)样品处理过程为:红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液→透析,所以A表示血红蛋白的释放,B表示样品的加入和洗脱。凝胶色谱法的原理是相对分子质量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙,路程短,流动快;相对分子质量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部,路程长,流动慢。(2)洗涤红细胞的目的是去除血浆、蛋白,洗涤次数过少,无法除去血浆蛋白,离心时间过长和速度过高,会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀,达不到分离的效果。离心后的上清液中没有黄色,说明洗涤干净;释放血红蛋白时,需要在红细胞悬液中加入蒸馏水和甲苯。(3)磷酸缓冲液(pH为7.0)能够准确模拟生物体内的生理环境,保持体外的pH和体内的一致。如果凝胶色谱柱装填得很成功,分离操作也正确,能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整地随着洗脱液缓慢流出;如果红色区带歪曲、散乱、变宽,说明分离的效果不好,这与凝胶色谱柱的装填有关。
答案:(1)血红蛋白的释放 样品的加入和洗脱 相对分子质量的大小 (2)杂蛋白(血浆蛋白) 血浆蛋白 白细胞和淋巴细胞 离心后的上清液中没有黄色 蒸馏水和甲苯
(3)准确模拟生物体内的生理环境,保持体外的pH和体内一致 均匀一致地移动
8.(18分)凝胶色谱技术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。下图甲为凝胶色谱柱分离蛋白质的示意图,图乙为几种被分离蛋白质相对分子质量大小与洗脱液的洗脱体积的关系,请据图分析回答:
(1)图甲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)若图乙被分离的蛋白质混合液中含有肌红蛋白(相对分子质量为16
900)、血清蛋白(相对分子质量为68
500)、牛乳球蛋白(相对分子质量为35
000)、牛胰岛素(相对分子质量为5
700),则图乙中A、B、C、D代表的物质依次是__。?
【解析】(1)由于不同蛋白质的相对分子质量不同,相对分子质量较大的蛋白质不能进入凝胶内部通道,只能在凝胶外部移动,路程短,速度快,易洗脱;相对分子质量较小的蛋白质则进入凝胶内部通道,路程长,速度慢。
(2)凝胶色谱柱的制作:底部橡皮塞的凹穴上覆盖尼龙网和100目的尼龙纱,相当于多孔板。
(3)凝胶色谱柱的装填:装填时尽量紧密,不能有气泡存在,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。
(4)据图可知,四种蛋白质的相对分子质量逐渐增大,因此图乙中A、B、C、D代表的物质依次是牛胰岛素、肌红蛋白、牛乳球蛋白、血清蛋白。
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100目的尼龙纱 (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)牛胰岛素、肌红蛋白、牛乳球蛋白、血清蛋白
【互动探究】
(1)除了题目中凝胶柱内有气泡需要重新装填凝胶色谱柱外,还有什么情况需要重装凝胶色谱柱?
提示: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,一旦发生这种情况,凝胶色谱柱需要重新装填。
(2)洗脱液能不能用清水代替?并说明原因。
提示:不能。洗脱液是磷酸缓冲液,可以防止溶液pH
剧烈变化对蛋白质活性的影响,清水则没有此作用,因此不能换成清水。
9.(15分)已知蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀),随着硫酸铵浓度的增加,混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。下表是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白质混合液中的硫酸铵浓度范围。
蛋白质混合液中的硫酸铵浓度/%
析出的蛋白质
15～20
甲蛋白
23～30
乙蛋白
25～35
丙蛋白
38～40
丁蛋白
请据表回答:
(1)若只完全析出甲蛋白,混合液中最合适的硫酸铵浓度应为________。?
(2)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵),使混合液中的硫酸铵浓度达到30%,会析出若干种蛋白质,它们分别是______________。?
(3)通过改变混合液中的硫酸铵浓度________(填“能”或“不能”)从混合液中得到所有的、不含有其他蛋白质的乙蛋白,原因是________________________
_____________。?
(4)如果蛋白质析出物中还含有一定量的硫酸铵,可用半透膜除去析出物中的硫酸铵。用半透膜能除去析出物中硫酸铵的原理是?______________________。?
【解析】(1)分析表格信息可以看出,只完全析出甲蛋白,最合适的硫酸铵的浓度为20%。(2)从表中信息分析可知,混合液中硫酸铵的浓度达到30%时,会析出甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白三种蛋白质。(3)由于乙蛋白和丙蛋白析出所需要的硫酸铵的浓度范围有重叠,因此改变混合液中的硫酸铵的浓度,不能只得到乙蛋白。(4)硫酸铵属于小分子物质,而蛋白质是大分子,所以可以用半透膜将二者分离。
答案:(1)20%
(2)甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白
(3)不能 乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有重叠
(4)半透膜是一种选择透过性膜,只允许小分子的硫酸铵通过,不允许大分子蛋白质通过(共39张PPT)
课题3 血红蛋白的提取和分离
一、基础知识
1.蛋白质的分离依据:
蛋白质各种特性的差异,如分子的形状和_____、所带_____的性质和多少、溶
解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等。
2.凝胶色谱法:
(1)含义:也称做分配色谱法,是根据___________________分离蛋白质的有效方
法。
必备知识·自主学习
大小
电荷
相对分子质量的大小
(3)常用凝胶:
_______和琼脂糖。
(4)分离原理:
分离物质
通道
路程
速度
相对分子质量较大
凝胶外部
_____
较快
相对分子质量较小
_________
较长
_____
葡聚糖
较短
凝胶内部
较慢
3.缓冲溶液:
(1)作用:在一定范围内,缓冲溶液能够抵制_____________对溶液pH的影响,维
持pH基本不变。
(2)配制:通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的_________
就可以制得___________________的缓冲液。
(3)意义:为了能够在实验室条件下准确模拟生物体内的过程,保持_________
_____与体内环境中的pH基本一致。
外界的酸和碱
使用比例
在不同pH范围内使用
体外溶液
的pH
4.电泳:
(1)含义:带电粒子在_____的作用下发生_____的过程。
(2)原理。
①带电粒子:许多重要的生物大分子,如多肽、核酸等都具有_______的基团,在
一定的pH下,这些基团会带上___________。
②迁移动力与方向:在电场的作用下,带电分子会向着与其_____________的电
极移动。
电场
迁移
可解离
正电或负电
所带电荷相反
③分离依据:电泳利用了待分离样品中各种分子_______________以及分子本身
的_____、_____的不同,使带电分子产生_______________,从而实现样品中各
种分子的分离。
(3)常用的电泳方法:___________电泳和_______________电泳。
带电性质的差异
大小
形状
不同的迁移速度
琼脂糖凝胶
聚丙烯酰胺凝胶
二、实验操作
1.样品处理:
(1)红细胞的洗涤。
①目的:去除_______。
②方法:_______________。
③标准:直至上清液不再呈现_____。
(2)血红蛋白的释放。
杂蛋白
低速短时间离心
黄色
(3)分离血红蛋白溶液。
①方法:混合液
分层。
②分层结果(自上而下):
第1层:无色透明的_______。
第2层:脂溶性物质的_______——白色薄层固体。
第3层:_________的水溶液——_____透明液体。
第4层:其他杂质的暗红色沉淀物。
③结果处理:将试管中的液体用_____过滤,除去_______沉淀层,于分液漏斗中
静置片刻后,分出下层的_________液体。
甲苯层
沉淀层
血红蛋白
红色
滤纸
脂溶性
红色透明
2.透析——粗分离:
(1)过程:取1
mL的_________溶液装入_______中,将其放入盛有300
mL的物质
的量浓度为20
mmol/L的___________中(pH为7.0),透析12
h。
(2)原理:透析袋能使_______自由进出,而将_______保留在袋内。
(3)目的:去除样品中_________________的杂质。
3.凝胶色谱操作——纯化:
(1)凝胶色谱柱的制作。
(2)凝胶色谱柱的装填。
凝胶用_______充分溶胀后,配成凝胶悬浮液,_______缓慢倒入凝胶色谱柱内。
血红蛋白
透析袋
磷酸缓冲液
小分子
大分子
相对分子质量较小
蒸馏水
一次性
(3)样品的加入。
①加样前:打开流出口,使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面_____,
关闭出口。
②加样:用吸管小心地将1
mL透析后的样品加到色谱柱的_____,注意不要破坏
凝胶面。
③加样后:打开下端出口,使样品渗入_______内。
(4)洗脱:_____下端出口,加入磷酸缓冲液,连接_____________,_____下端出
口,进行洗脱。
平齐
顶端
凝胶床
关闭
缓冲液洗脱瓶
打开
4.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳——纯度鉴定:
判断纯化的蛋白质是否达到要求,需要进行___________的鉴定。鉴定方法中,
使用最多的是________________________。
蛋白质纯度
SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳
三、操作提示
1.红细胞的洗涤:
_________、离心速度与_________十分重要。洗涤次数过少,
无法除去_____蛋白;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。
2.色谱柱填料的处理:商品凝胶使用前需直接放在_______中膨胀,可以将加入
洗脱液的湿凝胶用沸水浴加热,加速膨胀。
3.凝胶色谱柱的装填:在装填凝胶柱时,不得有气泡存在。气泡会搅乱洗脱液中
蛋白质的_________,降低_________。
4.蛋白质的分离:如果红色区带均匀一致地移动,说明色谱柱制作成功。
洗涤次数
离心时间
血浆
洗脱液
洗脱次序
分离效果
【易错辨析】
1.相对分子质量较大的蛋白质,无法进入凝胶内部的通道,移动速度较慢。(
)
分析:相对分子质量较大的蛋白质,无法进入凝胶内部的通道,移动速度较快。
2.凝胶色谱法分离蛋白质时利用了蛋白质相对分子质量大小和空间结构的不同。
(
)
分析:凝胶色谱法分离蛋白质只与其相对分子质量大小有关,与其空间结构无关。
3.红细胞的洗涤是为了彻底除去杂蛋白,应快速高速离心。
(
)
分析:红细胞的洗涤目的是除去杂蛋白,离心的目的是使红细胞沉淀,而杂蛋白等均在
上清液中,应低速缓慢离心,如果高速离心则会导致白细胞等一起沉淀,起不到分离的
效果。
×
×
×
4.哺乳动物成熟红细胞不含细胞器和细胞核,提纯时杂蛋白较少。
(
)
5.样品处理和粗分离的目的都是除去相对分子质量较小的杂质。
(
)
分析:样品处理的目的是除去相对分子质量较大的杂质。
6.SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法中加入SDS的作用是掩盖不同蛋白质分子间的电荷差别。
(
)
分析:加入SDS使蛋白质的电泳迁移率完全取决于分子大小。
√
×
√
关键能力·合作学习
一、分离血红蛋白的原理
1.凝胶色谱法分离血红蛋白的原理:
(1)蛋白质分离的原理:根据蛋白质分子的相对分子质量大小分离蛋白质。
(2)蛋白质分子在凝胶中的运动情况:
内容
相对分子质量大
相对分子质量小
直径大小
大于凝胶颗粒空隙直径
小于凝胶颗粒空隙直径
运动方式
垂直向下运动
无规则的扩散运动
运动速度
较快
较慢
运动路程
较短
较长
洗脱顺序
先从凝胶柱中洗脱出来
后从凝胶柱中洗脱出来
2.电泳法分离血红蛋白的原理:
(1)蛋白质分离的原理:根据蛋白质分子带电性质的差异、分子本身的大小、形状等的不同产生不同的迁移速度分离蛋白质。
(2)常用方法比较:
内容
琼脂糖凝胶电泳
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
介质特性
琼脂不带电荷
SDS带有大量的负电荷
决定迁移
速度因素
所带净电荷多少、
分子大小等
完全取决于分子大小
蛋白质
不变性
变性,解聚成单条肽链
应用
分离蛋白质
分离蛋白质、测定蛋白质相对分子质量
3.凝胶色谱法与电泳法的比较:
内容
凝胶色谱法
电泳法
分离依据
分子相对分子质量大小
分子带电性质差异、
分子大小和形状等
分离动力
重力
电场力
分子大小
的影响
分子大,移动速度快
分子大,阻力大,
移动速度慢
易错提醒:
琼脂糖凝胶电泳和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的两点区别
(1)分离原理不同。
①琼脂糖凝胶电泳依据分子所带电荷的差异和分子大小、形状等。
②SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳则完全取决于分子大小,而非电荷性质和分子形状。
(2)用途不同。
①琼脂糖凝胶电泳广泛应用于核酸的研究中,用于分离大分子核酸。
②SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳则广泛应用于分离蛋白质和相对分子质量较小的核酸。
【选修对接必修】对接必修3:内环境的稳态
(1)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,血液也
具有缓冲溶液的作用,其中主要的缓冲对是____________。
(2)过酸和过碱对蛋白质分子结构有何影响?
提示:破坏蛋白质分子的空间结构,使蛋白质变性。
H2CO3/NaHCO3
【典题通关】
从混合物中分离纯化出所需目的蛋白质的方法,是当代生物产业的核心技术。请回答下列有关蛋白质分离纯化的问题。
(1)从生物体内提取出来的蛋白质,将其分离提纯的最简便易行的方法是________技术,其原理是根据蛋白质分子的__________大小和所带__________多少分离蛋白质。?
(2)某同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳,观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如图所示。由图可知携带者有________种血红蛋白,从分子遗传学的角度作出的解释是:________________。?
【解题关键】解答本题的关键是:
(1)明确电泳法分离蛋白质的原理。
(2)明确携带者是杂合子。
【解析】(1)电泳是分离提纯蛋白质的最简便易行的方法,它的原理是根据蛋白质分子的相对分子质量和所带电荷多少来分离蛋白质。
(2)根据图示可知,镰刀型细胞贫血症的携带者含有两种血红蛋白,原因是携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因,分别控制合成两种不同的蛋白质。
答案:(1)电泳 相对分子质量 电荷
(2)两 携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因,可以控制合成两种不同的蛋白质
【误区警示】(1)第(1)小题没根据题目要求“最简便易行的方法”回答,而误答成凝胶色谱法。
(2)第(2)小题误认为携带者表现型正常,只表达一种血红蛋白,实际上由图可知显、隐性基因均进行了表达。
【跟踪小练】
1.新冠肺炎康复者血浆含有抗体,能有效杀死新型冠状病毒,若用凝胶色谱法提
纯抗体用于研究,下列选项能表示抗体和小分子杂质分离过程的是( )
【解析】选B。相对分子质量较大的抗体通过多孔凝胶颗粒的间隙,路程短,流
动快;小分子杂质穿过多孔凝胶颗粒内部,路程长,流动慢。
2.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
【解题关键】解答本题的关键应明确以下两点:
(1)凝胶色谱法的原理:依据在凝胶柱中的移动路径不同来分离不同分子。
(2)电泳法的原理:由于分子带电性质的差异和分子本身的大小、形状不同而导致不同的迁移速度。
【解析】选A。不同蛋白质的相对分子质量不同,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,所以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,所以C错误。
二、血红蛋白的提取和分离的实验操作
1.各操作的主要目的:
操作
目的
红细胞洗涤
去除杂蛋白,如血浆蛋白
血红蛋白释放
使红细胞破裂,释放血红蛋白
分离血红蛋白溶液
经过离心使血红蛋白与其他杂质分离开
透析
除去样品中相对分子质量较小的杂质
纯化
除去相对分子质量较大的杂质蛋白质
2.凝胶色谱操作的注意事项:
(1)凝胶色谱柱的直径不宜过大,一般不超过2
cm。若直径过大会造成洗脱液体积增大,样品的稀释度过大。
(2)色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡且无法消除,必须重装。
(3)洗脱过程中不能发生洗脱液(磷酸缓冲液)流干现象,否则色谱柱需要重新装填。
易错提醒:
凝胶色谱法分离蛋白质时的两点提醒
(1)小心加入磷酸缓冲液到适当高度后,再连接缓冲液洗脱瓶,打开下端出口,进行洗脱,不能边加缓冲液边洗脱,这样会扰乱洗脱顺序。
(2)待红色的蛋白质接近色谱柱底端时,再用试管收集流出液,此时收集到的才是纯度较高的血红蛋白溶液。收集时间不要过早或过晚,若收集时间过早,血红蛋白还未洗脱出,若收集时间过晚,则血红蛋白早已经洗脱出,得不到血红蛋白。
【选修对接必修】对接必修1:细胞的成分和结构
(1)在红细胞的组成中,含量最多的有机物是血红蛋白,其具有_________的功能。
(2)血红蛋白由四条肽链组成,每条肽链环绕一个亚铁血红素基团。这体现了无
机盐具有的作用是_____________________________。
运输氧气
某些复杂化合物的重要组成成分
【典题通关】
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)图甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是________;乙装置中,C溶液的作用是________。?
(2)图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。?
(3)用图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。?
【解题关键】解答本题的关键是:
(1)区分图甲是透析装置,图乙装置所示方法叫凝胶色谱法。
(2)掌握用试管收集流出液的时间是红色的蛋白质接近色谱柱底端。
【解析】(1)图甲是透析装置,加入磷酸缓冲液,通过它可去除样品中相对分子质量较小的杂质。
(2)图乙装置方法叫凝胶色谱法,它是依据相对分子质量的大小来分离蛋白质。
(3)待红色的蛋白质接近色谱柱底端时,用试管收集流出液。
答案:(1)磷酸缓冲液 洗脱血红蛋白 (2)凝胶色谱法 相对分子质量的大小 (3)红色的蛋白质接近色谱柱底端
【误区警示】(1)第(1)小题误认为A是蒸馏水,忽略了应保持pH稳定,实际上是磷酸缓冲液。
(2)第(3)小题误认为待洗脱液流出时,就用试管收集流出液。
【跟踪小练】
下列有关“血红蛋白提取和分离”的叙述中,正确的是
( )
A.透析可去除样品中相对分子质量较小的杂质
B.血红蛋白释放后应低速短时间离心
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.洗脱液接近色谱柱底端时开始收集流出液
【解析】选A。透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质,A正确;血红蛋白释放后应中速长时间离心,B错误;血红蛋白释放时加入有机溶剂,其目的是破坏细胞膜,加速血红蛋白的释放,C错误;血红蛋白为有色蛋白,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,即红色的血红蛋白接近色谱柱底端时,开始收集流出液,D错误。
