- 血红蛋白的提取和分离
- 共132题
红细胞含有大量血红蛋白,红细胞的功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或CO2,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______、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)同学乙利用凝胶色谱法进行血红蛋白分离(如图一),他在操作中加样的正确顺序是______,在执行图一中②所示操作时,色谱柱下端连接的尼龙管应该______(打开或关闭)
(5)图二、图三分别是同学甲、乙利用同一种样品分离得到的结果,则图三中与图二中蛋白质P对应的是______.
正确答案
解:(1)加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固.
(2)对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、透析等步骤.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,这样可以除去相对分子质量较小的杂质.
(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)正确的加样顺序可依据样品在色谱柱及凝胶层中的渗入量进行分析,可以得出是④①②③;同时进行②环绕加样时,应关闭下出口.
(5)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,分子量相对小的,移动距离大,因此从图二的电泳结果分析,P比N、M移向“+”距离大,说明P的分子量相对比较小,因此洗脱出来的时间比较长,符合图三中的丙.
故答案为:
(1)防止血液凝固
(2)红细胞的洗涤 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)④①②③关闭
(5)丙
解析
解:(1)加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固.
(2)对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、透析等步骤.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,这样可以除去相对分子质量较小的杂质.
(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)正确的加样顺序可依据样品在色谱柱及凝胶层中的渗入量进行分析,可以得出是④①②③;同时进行②环绕加样时,应关闭下出口.
(5)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,分子量相对小的,移动距离大,因此从图二的电泳结果分析,P比N、M移向“+”距离大,说明P的分子量相对比较小,因此洗脱出来的时间比较长,符合图三中的丙.
故答案为:
(1)防止血液凝固
(2)红细胞的洗涤 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)④①②③关闭
(5)丙
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NH4+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4h更换一次透析液,每次更换前利用奈氏试剂检测透析液中NH4+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.如图为本实验中用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______.
正确答案
解:实验步骤:
(1)样品获取:向新鲜猪血中加入(适量的)柠檬酸钠以防止血液凝固,静置一段时间后取上层血浆.
(2)盐析法粗提蛋白质:
分析实验步骤可知,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)利用缓冲液作透析液的目的是维持pH值的相对稳定,防止pH变化对蛋白质结构造成破坏.检测中,若观察到透析液不出现黄色或红棕色沉淀时,说明小分子血浆蛋白已去除干净,即可终止透析.
(5)不可靠,由图可知,只能得出提取的血浆某白蛋白含有两种大小不同的肽链,而不一定是只有两条.
故答案为:
(1)(适量的)柠檬酸钠 血浆
(2)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)防止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
解析
解:实验步骤:
(1)样品获取:向新鲜猪血中加入(适量的)柠檬酸钠以防止血液凝固,静置一段时间后取上层血浆.
(2)盐析法粗提蛋白质:
分析实验步骤可知,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)利用缓冲液作透析液的目的是维持pH值的相对稳定,防止pH变化对蛋白质结构造成破坏.检测中,若观察到透析液不出现黄色或红棕色沉淀时,说明小分子血浆蛋白已去除干净,即可终止透析.
(5)不可靠,由图可知,只能得出提取的血浆某白蛋白含有两种大小不同的肽链,而不一定是只有两条.
故答案为:
(1)(适量的)柠檬酸钠 血浆
(2)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)防止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
红细胞含有大量血红蛋白,血红蛋白的主要功能是携带O2和CO2.我们可以选用猪、牛、羊或其他哺乳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,目的是______.
(2)提取和分离血红蛋白的程序是:样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定.
①在样品处理步骤中,洗涤红细胞的目的是______,用______溶液洗涤,洗涤后离心分离的速度和时间要求是______,离心后的上清液没有______就说明红细胞已洗涤干净.
②在粗分离步骤中,透析的目的是______.
③纯化步骤用凝胶色谱法,图一操作中加样的正确顺序是______,在执行图一中②所示操作时,色谱柱下端连接的尼龙管应该______(填“打开”或“关闭”).图二是利用样品分离得到的结果,则图二中蛋白质分子量最小的是______.
④纯度鉴定步骤,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______、______以及分子的形状等.而加入SDS后,使得蛋白质的迁移率只取决于______.
正确答案
解:(1)在采血器中加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固.
(2)①在样品处理步骤中,洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白或(血浆蛋白 ),用磷酸缓冲液洗涤,洗涤后进行低速、短时间(如500r/min离心2min)离心,离心后的上清液没有黄色就说明红细胞已洗涤干净.
②透析的目的是去除相对分子量较小的杂质.
③纯化步骤:调节缓冲液面→加入蛋白质样品→调节缓冲液面→洗脱→收集分装蛋白质.图一操作中,加样的正确顺序是④①②③,在执行图一中②所示操作时,色谱柱下端连接的尼龙管应该关闭.凝胶色谱法分离蛋白质的原理是凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质的有效方法,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,因此相对分子质量不同的蛋白质得以分离.因此图二中蛋白质分子量最小的是丙.
④电泳法是利用待测样品中各种分子带电性质的差异和分子本身的大小、形状不同,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或鉴定.因此,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大小、带电性质以及分子的形状等,而加入SDS后,使得蛋白质的迁移率只取决于分子的大小.
故答案为:
(1)防止血液凝固
(2)①去除杂蛋白或(血浆蛋白 ) 磷酸缓冲液 低速、短时间(如500r/min离心2min) 黄色
②去除相对分子量较小的杂质
③④①②③关闭 丙
④大小 带电性质 分子的大小
解析
解:(1)在采血器中加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固.
(2)①在样品处理步骤中,洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白或(血浆蛋白 ),用磷酸缓冲液洗涤,洗涤后进行低速、短时间(如500r/min离心2min)离心,离心后的上清液没有黄色就说明红细胞已洗涤干净.
②透析的目的是去除相对分子量较小的杂质.
③纯化步骤:调节缓冲液面→加入蛋白质样品→调节缓冲液面→洗脱→收集分装蛋白质.图一操作中,加样的正确顺序是④①②③,在执行图一中②所示操作时,色谱柱下端连接的尼龙管应该关闭.凝胶色谱法分离蛋白质的原理是凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质的有效方法,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,因此相对分子质量不同的蛋白质得以分离.因此图二中蛋白质分子量最小的是丙.
④电泳法是利用待测样品中各种分子带电性质的差异和分子本身的大小、形状不同,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或鉴定.因此,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大小、带电性质以及分子的形状等,而加入SDS后,使得蛋白质的迁移率只取决于分子的大小.
故答案为:
(1)防止血液凝固
(2)①去除杂蛋白或(血浆蛋白 ) 磷酸缓冲液 低速、短时间(如500r/min离心2min) 黄色
②去除相对分子量较小的杂质
③④①②③关闭 丙
④大小 带电性质 分子的大小
回答下列有关提取生物体内物质的问题:
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正确答案
解:(1)血红蛋白能运输氧气,这体现了蛋白质具有运输功能.
(2)甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是磷酸缓冲溶液;乙装置中,C是洗脱液,其作用是洗脱血红蛋白.
(3)甲装置用于血红蛋白溶液的透析,目的是去除样品中分子量较小的杂质.
(4)胡萝卜素粗品鉴定的方法是纸层析法,a的作用是防止有机溶剂的挥发,e为标准样品点,若f没及e会导致胡萝卜素溶解于有机溶剂中,导致实验失败.
故答案为:
(1)运输
(2)磷酸缓冲溶液 洗脱血红蛋白
(3)血红蛋白溶液的透析 去除样品中分子量较小的杂质
(4)纸层析法 防止有机溶剂的挥发 标准样品点 胡萝卜素溶解于有机溶剂中,导致实验失败
解析
解:(1)血红蛋白能运输氧气,这体现了蛋白质具有运输功能.
(2)甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是磷酸缓冲溶液;乙装置中,C是洗脱液,其作用是洗脱血红蛋白.
(3)甲装置用于血红蛋白溶液的透析,目的是去除样品中分子量较小的杂质.
(4)胡萝卜素粗品鉴定的方法是纸层析法,a的作用是防止有机溶剂的挥发,e为标准样品点,若f没及e会导致胡萝卜素溶解于有机溶剂中,导致实验失败.
故答案为:
(1)运输
(2)磷酸缓冲溶液 洗脱血红蛋白
(3)血红蛋白溶液的透析 去除样品中分子量较小的杂质
(4)纸层析法 防止有机溶剂的挥发 标准样品点 胡萝卜素溶解于有机溶剂中,导致实验失败
甲型血友病是由X染色体上的隐性基因导致的遗传病(H对h为显性)。图1中两个家系都有血友病发病史,Ⅲ2和Ⅲ3婚后生下一个性染色体组成是XXY的非血友病儿子(Ⅳ2),家系中的其他成员性染色体组成均正常。
(1)根据图1, (填“能”或“不能”)确定Ⅳ2两条X染色体的来源;Ⅲ4与正常女子结婚,推断其女儿患血友病的概率是 。
(2)两个家系的甲型血友病均由凝血因子Ⅷ(简称F8,即抗血友病球蛋白)基因碱基对缺失所致。为探明Ⅳ2的病因,对家系的第Ⅲ、Ⅳ代成员F8基因的特异片段进行了PCR扩增,其产物电泳结果如图2所示,结合图Ⅰ,推断3的基因型是 。请用图解和必要的文字说明Ⅳ2非血友病XXY的形成原因。
(3)现Ⅲ3再次怀孕,产前诊断显示胎儿(Ⅳ3)细胞的染色体为46,XY;F8基因的PCR检测结果如图2所示。由此建议Ⅲ3 。
(4)补给F8可治疗甲型血友病。采用凝胶色谱法从血液中分离纯化F8时,在凝胶装填色谱柱后,需要用缓冲液处理较长时间,其目的是 ;若F8比某些杂蛋白收集到,说明F8的相对分子质量较这些杂蛋白 ______ 。
(5)利用转基因猪乳腺生物反应器可生产F8。要使乳腺细胞合成F8,构建表达载体时,必须将F8基因cDNA与猪乳腺蛋白基因的 等调控组件重组在一起。F8基因cDNA可通过克隆筛选获得,该cDNA比染色体上的F8基因短,原因是该cDNA没有 _______ 。
(6)为获得更多的转基因母猪,可以采用体细胞克隆技术,将纯合转基因母猪的体细胞核注入 ,构成重组胚胎进行繁殖。
正确答案
(1)不能 0
(2)XHXh
(3)终止妊娠
(4)使凝胶装填紧密 大
(5)启动子 内含子
(6)去核的卵母细胞
PCR技术是把某一DNA片段在体外酶的作用下,合成许多相同片段的一种方法,利用它能快速而特异地扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段;电泳技术则是在外电场作用下,利用分子携带的净电荷不同,把待测分子的混合物放在一定的介质(如琼脂糖 凝胶)中进行分离和分析的实验技术,利用它可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质和作亲子鉴定。下图是电泳装置和电泳结果:
(1)与电泳和叶绿体色素分离采用的纸层析法比较,后者使用的介质是__________,叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是_______________。
(2)PCR技术能把某一DNA分子片断进行扩增。依据的原理是____________。
(3)图3是把含有21个氨基酸的多肽进行水解,得到的氨基酸混合物进行电泳的结果,故可推知该多肽由___________种氨基酸构成。
(4)图4通过提取某小孩和其母亲,以及待测定的四位男性的DNA,分别由酶处理后,生成含有若干DNA片段,并进行扩增得到的混合物,然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱,请分析:F1~F4中,谁是该小孩真正生物学上的父亲?为什么?__________________,______________________。
正确答案
(1)层析液;各种色素随层析液在滤液上的扩散速度不同
(2)碱基互补配对原理
(3)6
(4)F2;C和F2两者的DNA指纹图谱完全相同
回答下列与细胞有关的实验问题。
(1)下列4项实验中,需保持细胞生理活性的有____(填序号)。
①观察叶绿体和原生质的流动 ②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布 ③探究酵母菌的呼吸方式 ④红细胞中血红蛋白的提取和分离
(2)按下面步骤进行质壁分离实验。
步骤一:在洁净的载玻片中央加一滴清水,取一片藓类小叶,盖上盖玻片。
步骤二:从盖玻片一侧滴入0.3g/mL的蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次,使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中。
步骤三:在显微镜下观察,结果如图所示。
①.图中A、B处的颜色分别是________。
②.如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3g/mL的蔗糖溶液,则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是_________。
③.如果将步骤二中浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片,放在80℃条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后,为更准确地判断A处颜色,对显微镜的操作方法是______、______。如果A处呈绿色,可能的原因是______________。
正确答案
(l)①③
(2)①.无色、绿色 ②.红色、绿色 ③.改变光圈大小 调节反光镜(电光源亮度) 高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过件,叶绿素等色素进入A处
下列蛋白质的混合物在什么pH时电泳,分离效果最好?
(1)血清清蛋白(pI=4.9)和血红蛋白(pI=6.8);
(2)肌红蛋白(pI=7.0)和胰凝乳蛋白酶原(pI=9.5);
(3)卵清蛋白(pI=4.6)、血清清蛋白(pI=4.9)和脲酶(pI=5.0)。
正确答案
(1)血清清蛋白的pI=4.9,血红蛋白的pI=6.8,两者的平均值为5.85,即(4.9+6.8)/2=5.85。因此,在pH5.85时将样品点在中间电泳,分离效果最好。此时血清清蛋白向阳极移动,而血红蛋白向阴极移动。
(2)肌红蛋白的pI=7.0,胰凝乳蛋白酶原的pI=9.5,两者的平均值为8.25,即(7.0+9.5)/2=8.25。因此,在pH8.25时将样品点在中间电泳,分离效果最好。此时肌红蛋白向阳极移动,而胰凝乳蛋白酶原向阴极移动。
(3)卵清蛋白的pI=4.6,血清清蛋白的pI=4.9,脲酶的pI=5.0。在pH4.9时将样品点在中间电泳,分离效果最好。此时血清清蛋白留在原点,卵清蛋白向阳极移动,而脲酶向阴极移动。
蛋白质分子中,氨基酸的α-氨基和α-羧基虽然大部分结合成为肽键,但是蛋白质分子内仍含有各种酸性基团和碱性基团,如肽链末端的α-氨基和α-羟基、天冬氨酸和谷氨酸残基中的羟基、赖氨酸和组氨酸残基中的各种碱性基团,所以蛋白质是两性电解质。在酸性溶液中,碱性基团的解离增大,使蛋白质带正电荷;在碱性溶液中,酸性基团的解离加强,使蛋白质带负电荷。当溶液到达某一pH时,蛋白质可因内部酸性和碱性基团的解离相等而呈等电状态,这时的溶液pH叫做蛋白质的等电点。不处于等电点状态的蛋白质分子的正、负电荷量是不相同的。试回答下列问题:
(1)多数蛋白质的等电点近于5,一般含碱性基团较多的蛋白质的等电点______(填“偏高”或“偏低”)。
(2)根据等电点的不同,你能用____方法将不同种类的蛋白质分子分开。
(3)简述根据等电点分离不同种类的蛋白质分子的原理。
正确答案
(1)偏高
(2)电泳
(3)调节电泳槽中缓冲液的pH,使某种蛋白质处于等电点状态,而其他蛋白质带有电荷,在电场作用下,带有正、负电荷的蛋白质分别移向两极,而不带电荷的蛋白质留在原处。
某同学在实验课前从学校附近的屠宰场取新鲜的猪血,并在采血容器中预先加入了抗凝血剂柠檬酸钠,取血回来马上进行实验。请回答红细胞洗涤的有关问题:
(1)洗涤红细胞的目的是________________。
(2)你如何知道红细胞已洗涤干净?___________________。
(3)分离红细胞时的离心速度及离心时间分别是___________________。
(4)如若离心速度过高或时间过长,则结果会怎样?______________________。
正确答案
(1)去除血浆蛋白
(2)离心后的上清液没有黄色
(3)低速如500r/min,短时间如2min
(4)离心速度过高或时间过长会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀,得不到纯净的红细胞,影响后续血红蛋白的提纯
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