高中生物 热点课题6 血红蛋白的提取和分离复习学案 新人教版选修1.doc

课题六 血红蛋白的提取和分离【课题目标】本课题通过尝试对血液中血红蛋白的提取和分离，使学生能够体验从复杂体系中提取生物大分子的基本过程和方法，并了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理，为今后学习运用这些技术打下基础。【课题重点与难点】课题重点：凝胶色谱法的原理和方法。课题难点：样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。【导学诱思】思考1：分离生物大分子的基本思路是什么？思考2：蛋白质的分离和提取的原理是什么？思考3： 高温灭菌和酒精灭菌分别利用蛋白质的何种作用，作用结果是什么被破坏？思考4：人们用鸡的红细胞提取dna，用人的红细胞提取血红蛋白的原因是什么？一、基础知识： 凝胶色谱法（分配色谱法）：1、概念：根据被分离蛋白质的 ，利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用，来分离蛋白质的有效方法。2、原理：当不同的蛋白质通过凝胶时，相对 的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程 ，移动速度 ，而 的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在 移动，路程 ，移动速度 ，相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。3、具体过程：凝胶颗粒相对分子质量较小的蛋白质相对分子质量较大的蛋白质（1）（2）（3）（4）（5）ba多孔板a. 的蛋白质由于 作用进入凝胶颗粒内部而被滞留； 的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在了里之间迅速通过。b.（1） 混合物上柱；（2）洗脱开始， 的蛋白质扩散进入凝胶颗粒内； 的蛋白质被排阻于凝胶颗粒之外；（3） 的蛋白质被滞留； 的蛋白质被向下移动。（4） 不同的蛋白质分子完全分开；（5） 的蛋白质行程较短，已从 中洗脱出来， 的蛋白质还在行进中。 缓冲溶液：1、概念：在一定的范围内，能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液ph发生明显变化的作用叫做缓冲作用，具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。2、作用：能够抵制 的对溶液的 的影响，维持ph基本不变。3、缓冲溶液的配制通常由 种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的 就可以制得 使用的缓冲液。思考：说出人体血液中缓冲对？ 思考：在血红蛋白整个实验室中用的缓冲液是什么？它的目的是什么？使用的是磷酸缓冲液，目的是利用缓冲液模拟细胞内的ph环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于观察（红色）和材料的科学研究（活性）电泳：1、概念：指 发生迁移的过程。2、原理：许多重要的生物大分子，如 等都具有 在 下，这些基团会带上 。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其 移动。电泳利用了待分离样品中各种分子 以及分子本身 、 的不同使带电分子产生不同的 ，从而实现样品中各种分子的分离。3、分类： 电泳 电泳。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带静电荷的多少以及分子的大小等因素。为了消除静电荷对迁移率的影响可以在凝胶中加入 。sds能使蛋白质发生完全变性。由几条肽链组成的蛋白质复合体在sds的作用下会解聚成单条肽链，因此测定的结果只是 。sds能与各种蛋白质形成蛋白质sds复合物，sds所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有电荷量。因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于 。二 实验操作蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理粗分离纯化纯度鉴定1.样品处理 (1)红细胞的洗涤目的：去除 方法： 离心（速度越高和时间越长会使白细胞和淋巴细胞等一同沉淀达不到分离的效果），然后用胶头吸管吸出上层透明的 ，将下层 的红细胞液体倒入 再加入用 的 质量分数为0.9的氯化钠溶液洗涤低速离心（低速短时间）重复4、5步骤 次，直至上清液中已没有 ，表明洗涤干净。利于后续血红蛋白的分离纯化，不可洗涤次数过少。(2)血红蛋白的释放加 到 体积，再加40体积的 溶解细胞膜） ，置于 上充分搅拌10分钟（加速细胞破裂）, 细胞破裂释放出血红蛋白.(3)分离血红蛋白溶液：将搅拌好混合液转移到离心管内，以2000r/min的速度离心10 min ，试管中的溶液分为4层:第1层（最上层）： 甲苯层第2层（中上层）： 的沉淀层， 色薄层固体第3层（中下层）： 的水溶液层， 的液体第4层（最下层）：其它杂质 的沉淀层(4)透析思考：与其它真核细胞相比，红细胞有什么特点？这一特点对你进行蛋白质的分离有什么意义？血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱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。这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作。思考：你能描述血红蛋白分离的完整过程吗？血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步，包括：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品的处理；再经过透析去除分子量较小的杂质，即（ ）；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大杂质蛋白除去，即样品的（ ）；最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行（ ）。课堂练习1.用凝胶色谱法分离蛋白质时，分子量大的蛋白质 ( ) a路程较长，移动速度较慢 b路程较长，移动速度较快 c路程较短，移动速度较慢 d路程较短，移动速度较快2.蛋白质提取和分离分为哪几步 ( )a样品处理、凝胶色谱操作、sds一聚丙烯酰胺凝胶电泳 b样品处理、凝胶色谱操作、纯化 c样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定 d样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定3. 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磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程 b血红蛋白是一种两性物质，需要酸中和 c防止血红蛋白被02氧化 d让血红蛋白处在稳定的ph范围内，维持其结构和功能4在盛有红褐色的fe(oh)3，胶体的u形管的两个管口，各插一个电极，通直流电后，发现阴极附近的颜色逐渐加深，这说明 ( ) afe(oh)3胶体粒子带正电荷，向阴极移动 bfe(oh)3胶体粒子带负电荷，向阳极移动 cfe(oh)3胶体粒子带正电荷，向阳极移动 dfe(oh)3胶体粒子带负电荷，向阴极移动5.样品的加入和洗脱的操作不正确的是（ ） a. 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缓慢下降到凝胶面的下面 b. 加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内 c. 等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口 d. 用吸管小心的将1ml透析后的样品加到色谱柱的顶端，不要破坏凝胶面综合测试题一、选择题（共30小题，每小题2分，共60分。每题只有一个选项最符合题目要求，多选少选都不得分。）1、用化学成分不清楚或不恒定的天然有机物配成的培养基称为a天然培养基 b半合成培养基 c合成培养基 d加富培养基2、琼脂在培养基中的作用是a碳源 b氮源 c凝固剂 d生长因子3、培养基的配制需要运用灭菌技术。下列关于灭菌的叙述中，正确的是a杀死一定环境中的所有细菌 b杀死一定环境中的所有的有害细菌c杀死一定环境中的所有微生物 d杀死一定环境中的所有微生物的细胞、芽孢和孢子4、生产果醋用的乳酸菌等细菌都具有的特征是 a都是异养生物 b仅在有水条件下繁殖c仅在有氧条件下生长 d生存温度都超过805、嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是a炒肉的过程中加入 b肉炒熟后起锅前加入c先用沸水溶解后与肉片混匀再炒熟 d室温下与肉片混匀，放置一段时间再炒熟6、下列关于腐乳制作过程中的操作，不正确的是a先将豆腐切成块放在消毒的笼屉中，保持温度在1518，并具有一定湿度b将长满毛霉的豆腐放在瓶中，并逐层加盐，接近瓶口铺面的盐要铺厚一些c卤汤中酒的含量一般控制在12左右 d卤汤中香辛料越多，口味越好7、不同的微生物对营养物质的需要各不相同。下列有关一种以co2为惟一碳源的自养微生物营养的描述中，不正确的是a氮源物质为该微生物提供必要的氮素b碳源物质也是该微生物的能源物质c无机盐是该微生物不可缺少的营养物质d水是该微生物的营养要素之一8、下列说法正确的是a加酶洗衣粉就是将酶直接加到洗衣粉中b目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶；脂肪酶；淀粉酶；蔗糖酶c温度、酸碱度和表面活性剂都会影响酶的活性d普通洗衣粉只是缺少酶，不会污染环境9、某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖罐口封闭不严促进了需氧腐生菌的生长和繁殖a b c d10、关于果醋制作过程中的叙述正确的是a打开发酵瓶是因为全过程需要通入氧气，排出二氧化碳b醋酸菌在糖源和氧气充足时，能将葡萄糖分解成醋酸和二氧化碳c当糖源不足时，醋酸菌可将酒精分解成醋酸d要使果酒变成果醋只需通入氧气，加入醋酸菌就可以了a时间酒精浓度时间酒精浓度时间酒精浓度时间酒精浓度bcd11、在普通的密封的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，下面的有关坐标图，正确的是12、市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，能迅速、彻底清除衣物上的汗渍、血迹及人体排放的蛋白质，下列衣料中不能用此加酶洗衣粉洗涤的是棉织品 毛织品 腈纶织品 蚕丝织品 涤纶织品 锦纶织品a b c d13、果胶酶能分解果胶，使榨取果汁变得更容易，提高水果的出汁率。某同学为探究温度对果胶酶活性的影响，在不同温度下，将等量的果胶酶加入到等量的苹果泥中，在反应同样时间后，再将反应液过滤同样时间，用量筒测出滤出苹果汁的体积。下列能正确反映实验结果的曲线是 14、在农田土壤的表层自生固氮菌较多。将用表层土制成的稀泥浆接种到特制的培养基上培养，可将自生固氮菌与其他细菌分开，对培养基的要求是加抗生素 不加抗生素 加氮素 不加氮素 加葡萄糖 不加葡萄糖 37恒温箱中培养 2830温度下培养a b c d15、图甲是果醋发酵装置。发酵初期不通气，溶液中有气泡产生；中期可以闻到酒香；后期接种醋酸菌，适当升高温度并通气，酒香逐渐变成醋香。图乙中能表示整个发酵过程培养液ph变化的曲线是a b c d16、下列是关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述，其中错误的是a用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板b取104、105 、106倍的土壤稀释液和无菌水各01ml，分别涂布于各组平板上c将实验组和对照组平板倒置，370c恒温培养24-48小时d确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数17、取500ml广口瓶装人100ml的液体培养液（5葡萄糖溶液），接种步量新鲜的发面酵母菌，随后密封好瓶口，放在适宜条件下培养。定期抽样检测酵母菌的数量，最终得到广口瓶中酵母菌种群数量变化的曲线，最接近以下哪一曲线（横坐标为时间、纵坐标为种群数量）18、有三个盛放葡萄糖液的密封瓶，已知一瓶混有酵母菌，一瓶混有乳酸菌，一瓶只有葡萄糖，下列叙述正确的是a有气泡的瓶子肯定混有酵母菌 b发热的瓶子肯定混有乳酸菌c只盛放葡萄糖液的瓶子能量会增加 d混有乳酸菌的瓶子物质种类会减少19、用酵母菌发酵制作葡萄酒时，酒精成分一般不会超过14，正确解释是a原料中用于发酵的成分太少 b酒精达到一定的浓度会抑制酵母菌的发酵c酒精达到一定的浓度会妨碍酵母菌的存活d随着发酵的进行，高温会使酵母菌死亡20、变酸的酒表面有一层膜、泡菜坛表面长的一层膜、腐乳外面有一层致密的皮，它们分别是a醋酸菌、乳酸菌、毛霉菌丝 b醋酸菌、毛霉菌、毛霉菌丝c醋酸菌、酵母菌、毛霉菌 d酵母菌、醋酸菌、乳酸菌21、腐乳味道鲜美，易于消化、吸收，是因为其主要成分是a水、无机盐、维生素 b水、无机盐、蛋白质、脂肪c多肽、氨基酸、甘油、脂肪酸 d蛋白质、脂肪、味精、辛香料22、下列关于菌落的叙述中，不正确的是a每个菌落由多种细菌组成，相当于生物群落b菌落菌落在一定液体培养基才能形成，相当于种群c菌落特征是鉴定细菌种类的重要依据 d球菌菌落比杆菌菌落大，边缘不整齐23、接种时微生物培养和微生物选择的必要步骤之一。下列关于接种的叙述中，不正确的是a接种通常在酒精灯火焰附近进行 b接种之前要对接种环进行灼烧灭菌c接种指无菌条件下将微生物接入培养基的操作d接种时接种环要将培养基的表面划破24、在自然环境中常常是多种微生物混杂在一起，要对其中的某种微生物进行研究，就必需获得其纯培养物，以排除其他微生物的干扰。下列关于微生物纯培养的叙述中，不正确的是a分离和纯培养微生物最常用的培养基是琼脂固体培养基b分离和纯培养微生物最常用的手段是平板分离微生物c涂布平板法和稀释平板法是平板分离法常用的两种方法d平板分离法可以采取连续划线的方法使微生物均匀分布25、北魏齐民要术中记载：“作盐水，令极咸，于盐水中洗菜，即内雍中”。此记载介绍的是下列哪种微生物应用技术？a制作泡菜技术 b制作酱菜技术 c制作果酒技术 d制作果醋技术26、亚硝酸盐是一类化学物质，易溶于水，常用于生产噶中染料，也作为防冻剂使用。亚硝酸盐进入血液后能将血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，高铁血红蛋白失去携带氧气的能力，导致组织缺氧，出现中毒现象。下列有关亚硝酸盐的叙述中，正确的是a含有亚硝酸盐的泡菜、酱菜不能食用 b只在蔬菜类食品中能检测出亚硝酸盐c在食品加工过程中也会产生亚硝酸盐 d吃剩隔夜后的蔬菜亚硝酸盐含量降低27、下列有关酶活力的叙述中，正确的是a温度越高，酶活力越大 b酶活力越高，酶催化反应速率越大c酶活力的大小由底物浓度决定 d酶活力的大小由酶的浓度决定28、洗涤剂中不能直接去除污垢，但能增强洗涤效果的成分是a脂肪酶 b蛋白酶 c纤维素酶 d淀粉酶29、下列关于酶的叙述中，不正确的是a酶的水溶液具有亲水胶体性质，不能通过半透膜b酶能在温和条件下加快反应速率，并且具有专一性c酶的活性不受高温、紫外线等物理因素的影响d过酸、过碱会导致酶的变性，从而影响酶活力30、从水果中提取果胶酶的适合条件是a高温、偏酸性提取液 b低温、偏酸性提取液c高温、偏碱性提取液 d低温、偏碱性提取液二、非选择题（本卷共4个小题，满分40分。）31（10分）右图是某同学利用葡萄酿制葡萄酒和果醋的实验装置示意图。该同学设计的实验流程如下：采摘新鲜葡萄冲洗葡萄，去除梗枝发酵瓶消毒，葡萄榨汁、过滤葡萄汁装入发酵瓶发酵酿造葡萄酒发酵酿造果醋请结合实验装置示意图和实验流程回答下面的问题：（1）该同学把葡萄汁装入发酵瓶后没有向发酵瓶接种酵母菌，但是他仍然通过发酵获得了葡萄酒。为什么？ 。（2）该同学所设计的实验装置中充气口的作用是 ，排气口的作用是 ，排气口通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接有什么作用？ 。（3）葡萄汁装入时留出1/3空间的目的是 。（4）葡萄汁为酵母菌生长繁殖提供的营养有 。（5）使用该装置制酒时，应该 充气口；制醋时，应将充气口 。（6）有人说：“做酒坛坛好，做醋坛坛酸。做酒坛坛好做醋，坛坛酸。” 说明了做酒和做醋的辨证关系。这两句话文字意思完全不同。虽然意思完全不同，但两句话的意思都是对的。你怎样理解“做酒坛坛好做醋，坛坛酸。”？32（10分）从自然菌样中筛选较理想生产菌种的一般步骤是：采集菌样富集培养纯种分离性能测定。（1）不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。培养噬盐菌的菌样应从 环境采集，培养厌氧菌的菌样应从 采集。（2）富集培养指创设仅适应于该条件的微生物旺盛生长的特定的环境条件，使待分离微生物在群落中的数量大大增加，从而达到从自然界中分离到所需的特定微生物目的的微生物培养方法。对噬盐菌富集培养的培养基应是 培养基；对高温淀粉酶的富集培养应选择 的培养基，并在 条件下培养。（3）实验室最常用的灭菌方法是利用高温处理达到杀菌的效果。高温灭菌的原理是高温使微生物的 等物质发生 。 灭菌法是微生物研究和教学中应用最广、效果最好的湿热灭菌法。ab（4）下面两图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解，请分析接种的具体方法。获得图a效果的接种方法是 ，获得图b效果的接种方法是 。33东北网2005年11月10日电：韩国食品药品安全厅确认在一些国产泡菜中发现寄生虫卵后，国内的泡菜企业非常紧张。有问题的泡菜企业的产品在各大商场纷纷下架，对外销售基本已经中断。泡菜制作流程：选料清洗切块盐渍漂洗腌制分装封罐、灭菌。（1）泡菜在发酵期间，起主要作用的微生物是 ，发酵产物主要是 。（2）根据微生物的活动情况和发酵产物积累量，可以将泡菜发酵过程分为三个阶段。发酵初期指蔬菜刚入坛时，此时较为活跃的微生物是 ，发酵过程中有较多气泡产生，气泡中的气体主要是 。发酵中期坛内缺氧状态形成， 开始活跃。发酵后期由于发酵产物的大量积累，微生物的活动受到抑制。（4）下表是不同食盐浓度的泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图：从上表可以看出影响泡菜中亚硝酸盐含量的因素包括食盐浓度和发酵天数，通过分析上表你能得出什么结论？泡菜在发酵初期，其亚硝酸盐含量 ，在发酵到 时，其亚硝酸盐含量会达到一个最高值。不同的 会影响泡菜中的亚硝酸盐含量，过高或过低的 对泡菜中的亚硝酸盐含量都有不同程度的影响。 泡菜要在发酵时间达到 以后食用才比较适宜。34.（10分）酶是生物体内细胞合成的生物催化剂，没有酶，生物体内的所有代谢反应都不能进行。随着生物科学技术的发展，酶已经走出实验室走进人们的生产和生活。（1）每当到了丰收的季节，苹果堆满了仓库，但如果交通的不便，就会有很多苹果因保存不当或不能及时运出，而渐渐腐烂变质，苹果腐烂的原因是 ； 。为了减少损失，提高产品的经济效益，人们想到了榨取果汁，要想使果汁尽可能榨出来，应加入 ，在该物质的作用下，果胶分解成可溶性的 。（2）果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。