2018-2019高中生物 第4章 現(xiàn)代生物技術(shù) 4.2 蛋白質(zhì)的提取和分離練習(xí) 北師大版選修1 .doc

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第2節(jié)　蛋白質(zhì)的提取和分離 課時(shí)過關(guān)能力提升 一、基礎(chǔ)鞏固 1.下列相關(guān)說法不正確的是(　　) A.提取乳酸脫氫酶同工酶時(shí)要用新鮮的動(dòng)物心臟、肝臟、骨骼肌等 B.乳酸脫氫酶一般含有5種同工酶 C.提取乳酸脫氫酶同工酶可在任意條件下進(jìn)行,包括環(huán)境溫度等 D.最終觀察電泳乳酸脫氫酶的結(jié)果應(yīng)該是5個(gè)條帶 答案:C 解析:同工酶檢測必須依靠其具有催化活性的特點(diǎn),從而使其和其他的可溶性蛋白質(zhì)區(qū)分開來。因此在提取此類蛋白質(zhì)時(shí)必須提供必要的緩沖系統(tǒng)和低溫環(huán)境以保持其生物活性。 2.下列有關(guān)蛋白質(zhì)提取和分離的說法,錯(cuò)誤的是(　　) A.透析法提純蛋白質(zhì)的原理是利用蛋白質(zhì)不能通過半透膜的特性 B.采用透析法使蛋白質(zhì)與其他小分子化合物分離開來 C.離心沉降法通過控制離心速率使分子大小、密度不同的蛋白質(zhì)分離 D.蛋白質(zhì)在電場中可以向與其自身所帶電荷相同的電極方向移動(dòng) 答案:D 解析:蛋白質(zhì)在電場中的遷移,主要與其所帶電荷的性質(zhì)和多少、分子的形狀和大小有關(guān),向與其自身所帶電荷相反的電極方向移動(dòng)。 3.蛋白質(zhì)各種特性的差異,可以用來分離不同種的蛋白質(zhì)。下列可以作為分離依據(jù)的是(　　) A.分子的大小、形狀和溶解度 B.所帶電荷的性質(zhì)和多少、吸附性質(zhì) C.對其他分子的親和力 D.以上三項(xiàng)都是 答案:D 解析:可依據(jù)分子的大小、形狀和溶解度、所帶電荷的性質(zhì)和多少、吸附性質(zhì)以及對其他分子的親和力來分離不同種類的蛋白質(zhì)。 4.凝膠色譜分離法分離蛋白質(zhì)時(shí),凝膠的種類較多,但其作用的共同點(diǎn)是(　　) A.改變蛋白質(zhì)分子通過凝膠時(shí)的路徑 B.吸附一部分蛋白質(zhì),從而影響蛋白質(zhì)分子的移動(dòng)速度 C.將酶或細(xì)胞固定在凝膠中 D.與蛋白質(zhì)分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),從而影響其移動(dòng)速度 答案:A 解析:凝膠的種類較多,但每一種凝膠內(nèi)部都有孔隙。相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)通過凝膠時(shí),相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道,路程較長,移動(dòng)速度較慢;相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)只能在凝膠外部移動(dòng),路程較短,移動(dòng)速度較快。相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)分子因此得以分離。 二、能力提升 5.已知某樣品中存在甲、乙、丙、丁、戊五種物質(zhì),其分子大小、電荷的性質(zhì)和數(shù)量情況如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A.將樣品裝入透析袋中透析12 h,若分子乙保留在袋內(nèi),則分子甲也保留在袋內(nèi) B.若五種物質(zhì)都為蛋白質(zhì),則用凝膠色譜柱分離時(shí),甲的移動(dòng)速度最快 C.將樣品以2 000 r/min的速度離心10 min,若分子戊存在于沉淀中,則分子丙也存在于沉淀中 D.若五種物質(zhì)都為蛋白質(zhì),用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳分離樣品中的蛋白質(zhì)分子,則分子甲和分子戊形成的電泳帶相距最遠(yuǎn) 答案:C 解析:透析的原理是相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)能透過半透膜,相對分子質(zhì)量大的物質(zhì)不能透過,乙保留在袋內(nèi),甲則不一定保留在袋內(nèi)。凝膠色譜柱分離時(shí),相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)路程長、移動(dòng)慢。離心時(shí)相對分子質(zhì)量大的物質(zhì)先沉淀,分子戊沉淀,則分子乙、丁、丙均已沉淀。SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳的遷移速率完全取決于分子本身的大小,由于甲和丙的相對分子質(zhì)量差距最大,因此甲和丙形成的電泳帶相距最遠(yuǎn)。 6.測定蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量是研究蛋白質(zhì)的一項(xiàng)重要技術(shù),常用的測定方法是凝膠色譜法。某人欲使用凝膠色譜法比較A、B兩種蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量大小。請你選擇需要的材料,幫助其設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出相關(guān)結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)步驟:　。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論:　。 答案:實(shí)驗(yàn)步驟:將含有A、B兩種蛋白質(zhì)的混合液加入裝滿凝膠的玻璃管上端,用緩沖液進(jìn)行洗脫,檢測它們洗脫的先后順序 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論:若A先于B洗脫出來,則A的相對分子質(zhì)量大于B;若B先于A洗脫出來,則B的相對分子質(zhì)量大于A 7.凝膠色譜技術(shù)是一種快速而又簡單的分離技術(shù),由于具有設(shè)備簡單、操作方便,不需要有機(jī)溶劑,對高分子物質(zhì)有很好的分離效果的特點(diǎn),目前該技術(shù)已經(jīng)在生物化學(xué)、分子生物學(xué)、生物工程學(xué)、分子免疫學(xué)以及醫(yī)學(xué)等有關(guān)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。請據(jù)圖回答問題。 (1)a、b均為蛋白質(zhì)分子,其中先從層析柱中洗脫出來的是　　　,原因是　　。 (2)自己制作凝膠色譜柱時(shí),在色譜柱底部d位置相當(dāng)于多孔板的結(jié)構(gòu)可由　　　　　　　　　　替代。 (3)裝填凝膠色譜柱時(shí),色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在,原因是　。 (4)洗脫用的液體應(yīng)盡量與浸泡凝膠所用的液體　　　　　　(填“相同”或“不同”),洗脫時(shí),對洗脫液的流速要求是　　　　　　　　。 答案:(1)a　a相對分子質(zhì)量較大,無法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道,只能在凝膠外部移動(dòng),路程較短,移動(dòng)速度較快 (2)尼龍網(wǎng)和尼龍紗 (3)氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序,降低分離效果 (4)相同　保持穩(wěn)定 解析:用凝膠色譜技術(shù)分離各種大分子物質(zhì)時(shí),大分子物質(zhì)先洗脫出來,然后是小分子物質(zhì)。大分子物質(zhì)由于直徑較大,不易進(jìn)入凝膠顆粒的微孔,而只能在顆粒之間移動(dòng),所以向下移動(dòng)的速度較快。小分子物質(zhì)可以進(jìn)入凝膠顆粒的微孔,下移速度落后于大分子物質(zhì),從而落后于大分子物質(zhì)洗脫出來。在色譜柱中裝填凝膠的時(shí)候要盡量緊密,以降低凝膠顆粒之間的空隙。同時(shí)在裝填凝膠柱時(shí),不得有氣泡存在,因?yàn)闅馀輹噥y洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序,降低分離效果。 三、綜合應(yīng)用 8.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)家蠅體內(nèi)存在一種抗菌活性蛋白。這種蛋白質(zhì)具有極強(qiáng)的抗菌能力,受到研究者重視。 (1)分離該抗菌蛋白可用電泳法,其原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子的　　　　　　　、大小及形狀不同,在電場中的　　　　　　　　不同而實(shí)現(xiàn)分離。 (2)可用金黃色葡萄球菌來檢驗(yàn)該蛋白的體外抗菌特性?？咕鷮?shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨主要為細(xì)菌生長提供　　　　和　　　　。 (3)分別在加入和未加入該抗菌蛋白的培養(yǎng)基中接種等量菌液。培養(yǎng)一定時(shí)間后,比較兩種培養(yǎng)基中菌落的　　　　,確定該蛋白質(zhì)的抗菌效果。 (4)細(xì)菌培養(yǎng)常用的接種方法有　　　　　　　　　　和　　　　　　　　。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,對使用過的培養(yǎng)基應(yīng)進(jìn)行　　　　處理。 答案:(1)電荷(帶電情況)　遷移速度　 (2)碳源　氮源　 (3)數(shù)量　 (4)平板劃線分離法　涂布分離法　滅菌 解析:(1)電泳法分離蛋白質(zhì)的原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子的帶電情況、大小、形狀不同,在電場中的遷移速度不同而實(shí)現(xiàn)分離。(2)在微生物的培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨主要為細(xì)菌生長提供碳源和氮源。(3)若抗菌活性蛋白的抗菌效果好,則在培養(yǎng)基中加入該抗菌蛋白后,接種等量的菌液,與未加入抗菌蛋白的培養(yǎng)基相比,菌落數(shù)目應(yīng)該少,否則數(shù)目應(yīng)該相當(dāng)。(4)細(xì)菌培養(yǎng)接種的常用方法有平板劃線分離法和涂布分離法。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)對使用過的培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌,防止污染環(huán)境。