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20.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”如图1:

试回答下列有关问题:
(1)样品处理中红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、离心.向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH=7.0的缓冲液并充分搅拌,可以破碎红细胞,破碎细胞的原理是渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时,细胞吸水涨破).
(2)血红蛋白粗分离阶段,透析的目的是除去小分子杂质.
(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异,而产生不同的迁移速度,实现各种分子的分离.
(4)一同学通过血红蛋白醋酸迁维薄膜电泳,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.由如图2可知携带者有2种血红蛋白,从分子遗传学的角度作出的解释携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因,可以控制合成两种不同的蛋白质.

分析 血红蛋白的提取和分离:
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.
2、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.
3、分离血红蛋白溶液时,将搅拌好的混合液转移到离心管中,经过中速长时离心后,可明显看到试管中溶液分为4层,从上往下数,第1层为甲苯层,第2层为脂溶性物质的沉淀层,第3层为血红蛋白水溶液,第4层为杂质沉淀层.
4、气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果.
5、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.6、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.

解答 解:(1)样品处理中红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、离心.向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH=7.0的缓冲液并充分搅拌,可以破碎红细胞,破碎细胞的原理是渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时,细胞吸水涨破).
(2)血红蛋白粗分离阶段,透析的目的是除去小分子杂质.
(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异,而产生不同的迁移速度,实现各种分子的分离.
(4)由如图2可知携带者有2种血红蛋白,因为携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因,可以控制合成两种不同的蛋白质.
故答案为:
(1)生理盐水     渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时,细胞吸水涨破)
(2)除去小分子杂质     增加缓冲液的量或及时更换缓冲液
(3)带电性质以及分子大小、形状
(4)2    携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因,可以控制合成两种不同的蛋白质

点评 本题结合图解,考查蛋白质的提取和分离,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验过程、实验采用的试剂及试剂的作用等,需要考生在平时的学习过程中注意积累.

练习册系列答案
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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

10.如图1是基因型为AaBB的生物细胞分裂示意图,图2表示由于DNA中碱基改变导致蛋白质中的氨基酸发生改变的过程,表3为部分氨基酸的密码子表.据图回答:
表3
第一个字母第二个字母第三个字母
UCAG
A异亮氨酸苏氨酸天冬胺酸丝氨酸U
异亮氨酸苏氨酸天冬胺酸丝氨酸C
异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸A
甲硫氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸G
(1)据图1推测,此种细胞分裂过程中,出现的变异类型有基因突变或基因重组.
(2)在植物叶肉细胞中图中Ⅱ过程发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体.
(3)图3提供了几种氨基酸的密码子.如果图2的碱基改变为碱基对替换,则X是图3氨基酸中的丝氨酸可能性最小,原因是必须同时替换2个碱基对.图2所示变异,除由碱基对替换外,还可由碱基对增添或缺失导致.
(4)A与a基因的根本区别在于基因中碱基对排列顺序不同.

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11.下列有关同位素标记实验的说法,正确的有几项?(  )
①科学家把用放射性标记的氨基酸注入细胞中,发现放射性依次出现于:附有核糖体的内质网、分泌小泡、高尔基体、小囊泡、细胞膜
②卡尔文向小球藻提供14C标记的CO2,并追踪检测其放射性,探明了暗反应的全过程
③赫尔希和蔡斯利用32P和35S标记噬菌体侵染细菌的实验中,采用了搅拌和离心等手段将DNA和蛋白质分开,再分别检测其放射性
④要证明DNA通过半保留的方式进行复制,可以将15N标记的细菌放在14N的培养基中培养一代后,再检测后代DNA放射性的强弱.
A.O项B.1项C.2项D.3项

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8.(1)单细胞生物,单个细胞就能完成各种生命活动,多细胞生物依赖各种分化的细胞的密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动.例如,以细胞代谢为基础的生物与环境之间物质和能量的交换;以细胞增殖分化为基础的生长发育;以细胞内基因的传递与变化为基础的遗传和变异.
(2)使用高倍镜观察几种细胞,方法步骤:①转动反光镜使视野明亮;②在低倍镜下观察清楚后,把要放大的物象移到视野中央;③转动转换器换成高倍物镜;④观察并用细准焦螺旋调焦.

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15.在科学研究中常用呼吸熵(RQ=$\frac{释放C{O}_{2}的体积}{消耗{O}_{2}的体积}$)表示生物用于有氧呼吸能源物质的不同.测定发芽种子呼吸熵的装置如图所示.关闭活塞,在25℃下经20分钟读出刻度管中着色液移动的距离.设装置1和装置2的着色液分别移动x和y(mm).x和y值反映了容器内气体体积的变化.下列相关说法中错误的是(  )
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C.为使测得的数值更精确,还应再设置一对照装置,内放无生命力的种子和蒸馏水
D.如果要测定已经长出真叶的幼苗的呼吸熵,需要将装置放在黑暗处

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5.基因工程技术也称为DNA重组技术,其实施必须具备的四个必要条件是(  )
A.目的基因    限制性核酸内切酶   运载体              体细胞
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C.工具酶     目的基因        运载体          受体细胞
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12.下列关于动物细胞培养的有关叙述中正确的是(  )
A.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中
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C.动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理
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9.据图回答问题.

(1)图甲中含有4种核苷酸,连接甲硫氨酸和赖氨酸之间的化学键是肽键.
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10.某四倍体植物的一个染色体组中有16条染色体,该植物的单倍体细胞处于有丝分裂后期时,染色体组和DNA分子数目依次是(  )
A.4和32B.2和32C.4和64D.2和64

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