内容正文:
专题4 DNA和蛋白质技术
精做05 血红蛋白的提取和分离
1.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”:
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的pH为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)。[来源:Zxxk.Com]
(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。
(5)一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_____________________________________________________。
2.如图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置和操作方法,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成分,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,加入柠檬酸钠的目的是_____________。
(2)如图甲表示____________过程,该操作目的是去除样品中分子量(大或小)____________的杂质。
(3)如图乙,往色谱柱中加样的正确操作顺序____________(用序号表示)。在进行④操作前,应该等样品____________,且要____________(填“打开”或“关闭”)下端出口。
(4)如图丙,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___________。
3.红细胞内含有大量血红蛋白,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。请回答下列有关问题:
(1)血红蛋白的提取和分离一般可分为四步:________、粗分离、纯化和________。
(2)实验前取新鲜的血液,切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,取血回来,马上进行处理、离心后,收集血红蛋白溶液。以上所述的过程即是样品处理,它包括红细胞的洗涤、____________________、____________________。
(3)收集的血红蛋白溶液要进行粗分离,其方法是________。然后通过________将样品进一步纯化,最后经________进行纯度鉴定。
(4)下图是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品加入和洗脱示意图。请据图回答下列问题。
a.在加样品示意图中,正确的顺序是___________________。
b.用吸管加样品时,应注意正确操作,分别是______________、______________、____________。
c.待________________时,才加入缓冲溶液。
d.待________接近色谱柱底端时,用试管收集流出液,每________mL收集一管,连续收集。
4.蛋白质分子的大小、形状、结构不同,所带电荷的性质和多少不同,以及在盐溶液中溶解度不同,可以利用以上的不同对不同种类的蛋白质进行分离纯化,请回答以下问题:
(1)分子大小:对于分子大小方面有一定差别的蛋白质可采用密度梯度离心、________、________等方法将它们分开。
(2)形状:对两种相同质量的蛋白质而言,________形蛋白质具有较小的有效半径,在通过膜、凝胶过滤或电泳凝胶中的小孔运动时,遇到的摩擦力小,从而也能达到分离蛋白质的目的。[来源:Zxxk.Com]
(3)溶解度:蛋白质具有盐溶和________现象,根据蛋白质在不同浓度的盐溶液中________不同,通过控制____________可分离析出蛋白质;蛋白质在不同浓度的有机溶剂中的溶解度有很大不同,从基本不溶(<10 μg/mL)直至极易溶解(>300 μg/mL)不等,故可分离蛋白质。
(4)电荷:蛋白质净电荷取决于________________________,利用待分离样品中各种分子带电性质,可用________的方法将其分离;或者改变蛋白质混合物溶液