Question

【题目】某生物兴趣小组在学习了生物技术实践的相关知识后，欲利用一些实验装置来进行相关实验。请回答下列问题：

（1）该小组欲了解固定化酶与固定化细胞的技术。

①制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是____________。

②制备固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和____________溶液中形成凝胶珠。

部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是____________。

（2）在利用葡萄酒制作葡萄醋时，除控制好温度等条件外，还要注意控制气体条件，因为醋酸菌是 ____________（填“好氧”、“厌氧”或“兼性厌氧”）型细菌。

（3）该小组欲用甲、乙装置进行血红蛋白的提取和分离：

①为了提取和分离血红蛋白，首先对红细胞进行洗涤以去除杂质蛋白，洗涤时应使用生理盐水而不使用蒸馏水的原因是____________。

②甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是____________；乙装置中，C溶液的作用是____________。

③用乙装置分离血红蛋白时，待____________时，用试管收集流出液，每5mL收集一管，连续收集。

Answer 1

【答案】海藻酸钠 CaCl2 海藻酸钠浓度过高（或针筒离液面过近，高度不够） 好氧 防止红细胞吸水破裂 磷酸缓冲液（透析液） 洗脱血红蛋白 红色的蛋白质接近色谱柱底端

【解析】

1、固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学的方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括①化学结合法、②物理吸附法和③包埋法．固定化酶优点是使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用，固定化细胞优点是成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应。
2、海藻酸钠溶液固定酵母细胞的注意事项：
（1）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊；
（2）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡；
（3）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入；
（4）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。

3、蛋白质的提取和分离：
（1）原理：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；用磷酸缓冲液处理的目的是让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能；气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。

4、血红蛋白的提取与分离的实验步骤主要有：（1）样品处理：①红细胞的洗涤，②血红蛋白的释放，③分离血红蛋白溶液；（2）粗分离：①分离血红蛋白溶液，②透析；（3）纯化：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；（4）纯度鉴定--SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。

（1）①固定化细胞技术是利用物理或化学的方法将细胞固定在一定空间内的技术，制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是海藻酸钠；

②制备固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和CaCl2溶液中形成凝胶珠；若部分同学使用的海藻酸钠浓度过高或操作时针筒离液面过近，高度不够，实验制得的凝胶珠则不是圆形或椭圆形。

（2）醋酸菌是好氧型细菌，故在利用葡萄酒制作葡萄醋时，除控制好温度等条件外，还要注意控制气体条件，应一直通气或通入无菌空气。

（3）①为了提取和分离血红蛋白，首先对红细胞进行洗涤以去除杂质蛋白，生理盐水能维持细胞的形态，防止红细胞吸水破裂，故洗涤时应使用生理盐水而不使用蒸馏水。

②甲装置中，B是血红蛋白溶液，磷酸缓冲液能让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能，故A是磷酸缓冲液（透析液）；乙装置为血红蛋白的分离装置，装置中C溶液的作用是洗脱血红蛋白。

③用乙装置分离血红蛋白时，血红蛋白为红色，故待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每5mL收集一管，连续收集。