专题五 DNA和蛋白质技术
1.以下三图是提取和分离蛋白质实验中的有关示意图，甲图用于________，目的是______________________________________________________________ ___________________________________________________________________； 乙图分离蛋白质的方法为______________，是根据____________________分离蛋白质的有效方法；丙图分离蛋白质的方法为__________________，其中的__________________________法分离蛋白质完全取决于蛋白质分子的大小。
提示 透析 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 电泳法 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳
2.血红蛋白的提取和分离实验流程
(1)提取DNA常选用________(A.猪血 B.鸡血)，原因是____________________；提取血红蛋白常选用________(A.猪血 B.鸡血)，原因是___________________。 (2)洗涤红细胞所用溶液是______________，洗涤的目的是__________________，洗涤干净的标准是____________________。
(3)释放血红蛋白所用溶液有________________，其作用是__________________。 (4)写出血红蛋白溶液离心分离的结果
(5)将收集的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析，透析的原理和目的分别是什
么？________________________________________________________________。
提示 (1)B 猪血中红细胞不含有DNA，鸡血中红细胞含有DNA A 猪血中红细胞不含有细胞核和各种细胞器，而是充满血红蛋白溶液，减少其他杂质的干扰
(2)生理盐水 去除细胞表面的杂质蛋白，且保持红细胞不破裂 上清液中没有黄色
(3)蒸馏水和甲苯 蒸馏水的作用：使红细胞吸水破裂，释放细胞内的血红蛋白；甲苯的作用：溶解细胞膜，有助于血红蛋白释放
(4)无色透明 液体 甲苯 红色透明 液体 血红蛋白溶液 暗红色 沉淀 红细胞破碎物
(5)血红蛋白是大分子物质，不能透过透析袋，这样可以去除样品中相对分子质量较小的杂质 3.凝胶色谱柱操作
(1)分析凝胶色谱柱制作不规范对血红蛋白分离产生的影响：
①凝胶色谱柱高度不足：_______________________________________________。 ②凝胶装填得不够紧密、均匀：__________________________________________。 ③装填凝胶柱时有气泡存在：___________________________________________。 (2)凝胶色谱柱制作成功的标准是_______________________________________。 提示 (1)达不到分离效果 会在色谱柱内形成无效的空隙，使本该进入凝胶内部的样品分子从这些空隙中通过，搅乱洗脱液的流动次序，影响分离效果 搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果 (2)红色区带在洗脱过程中均匀一致地移动
4.随着人类基因组计划的进展和多种生物基因组测序工作的完成，人类跨入了后基因组和蛋白质组时代。对蛋白质进行研究时，首先要获得纯度较高的蛋白质。下图1是某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪的血液中初步提取血红蛋白，设计的“血红蛋白提取、分离流程图”： 实验准备 配制缓冲液血细胞悬液
→
样品处理 洗涤、破碎、离心等
→
蛋白质粗分离 透析
→纯化、纯度鉴定 凝胶色谱法、电泳等
图1
请回答下列有关问题：
(1)样品处理中红细胞的洗涤要用________反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH 7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是_______________________________________________________。 (2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是______________________________， 若要尽快达到理想的透析效果，可以________________________(写出一种方法)。
(3)血红蛋白的纯化是通过____________________法将相对分子质量大的杂质蛋白除去。
(4)电泳利用了待分离样品中各种分子的____________等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。
解析 (1)样品处理中红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH＝7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破)。(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去小分子杂质。(3)血红蛋白的纯化是通过凝胶色谱法除去相对分子质量大的杂质蛋白。(4)电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异，而产生不同的迁移速度，实现各种分子的分离。(5)由如图2可知携带者有2种血红蛋白，因为携带者具有(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。
答案 (1)生理盐水 渗透(作用)原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破)
(2)除去小分子杂质 增加缓冲液的量或及时更换缓冲液 (3)凝胶色谱
(4)带电性质以及分子大小、形状 5.回答有关蛋白质分离和纯化的问题：
(1) 要获得血清蛋白的粗制品，必须将含有柠檬酸钠的血液进行____________处理，然后将____________装入透析袋中除去____________。
(2) 要获得血红蛋白，应如何破碎红细胞？________________________________
____________________________________________________________________。 (3)下图为血清蛋白通过醋酸纤维薄膜的电泳图谱，你认为含量最多的蛋白质是____________，含负电荷最多的球蛋白是____________，相对分子质量最大的球蛋白是____________。
(4)电泳是目前应用最为普遍的________蛋白质的方法。
答案 (1)离心 上清液 小分子物质 (2)加蒸馏水使其胀破 (3)清蛋白 α1-球蛋白 γ-球蛋白 （4）(分离)纯化
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。我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，提取和分离血红蛋白。下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，实验时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________________；该操作目的是去除样品中________________。乙装置中，操作压一定，保证C溶液的流速
________(填“快”“慢”或“一定”)。 (3)用乙装置分离蛋白质的方法叫____________。 (4)最后经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行________。
(5)还有同学将大肠杆菌破碎并提取得到大肠杆菌蛋白质，一同学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，影响蛋白质迁移速度的因素包括蛋白质分子的分子大小、________以及分子的形状等。而另一位同学则利用乙图分离，待蛋白质接近色柱底端时，用试管连续收集流出液。先收集到的蛋白质与后收集到的蛋白质的区别是先收集到的蛋白质______________________。 解析 (1)血红蛋白具有运输氧气的功能；在分离蛋白质的实验中，加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固。(2)在血红蛋白的溶液中，加入适宜的磷酸缓冲溶液，可以除掉分子量较小的杂质；在利用凝胶色谱法分离蛋白质的时候，洗脱液的速度应当保持一定。(3)装置乙分离蛋白质的方法是凝胶色谱法。(4)最后用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳对血红蛋白进行纯度鉴定。(5)利用凝胶电泳进行蛋白质分离时，蛋白质的相对分子质量、带电性质、分子形状等因素都能影响蛋白质的移动速度；结果是相对分子质量越大，运动路程越短，越先被洗脱出来。
答案 (1)运输 防止血液凝固 (2)磷酸缓冲液 分子量小的杂质 一定 (3)凝胶色谱法 (4)纯度鉴定 (5)带电性质 分子量大
生物选修一 专题五 DNA和蛋白质技术练习题
