2019-2020年高中生物 第4章 現(xiàn)代生物技術(shù) 第14課時(shí) 蛋白質(zhì)的提取和分離同步備課教學(xué)案 北師大版選修1.doc

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2019-2020年高中生物 第4章 現(xiàn)代生物技術(shù) 第14課時(shí) 蛋白質(zhì)的提取和分離同步備課教學(xué)案 北師大版選修1 [學(xué)習(xí)導(dǎo)航]　1.閱讀教材P74～75內(nèi)容，理解電泳、同工酶和蛋白質(zhì)組學(xué)。2.結(jié)合教材P73～75內(nèi)容，進(jìn)行乳酸脫氫酶同工酶的提取和電泳分離。3.結(jié)合教材P73～75內(nèi)容，總結(jié)在瓊脂糖凝膠電泳中影響蛋白質(zhì)遷移率的因素。 [重難點(diǎn)擊]　1.進(jìn)行乳酸脫氫酶同工酶的提取和電泳分離。2.總結(jié)在瓊脂糖凝膠電泳中影響蛋白質(zhì)遷移率的因素。 一、電泳、同工酶和蛋白質(zhì)組學(xué) 帶電荷的物質(zhì)在電場(chǎng)中的趨向運(yùn)動(dòng)稱為電泳。電泳的種類多，應(yīng)用非常廣泛，它已成為分子生物學(xué)技術(shù)中分離生物大分子的重要手段。 1.電泳 (1)概念：帶電粒子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過(guò)程。 (2)原理 ①帶電粒子：許多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)會(huì)帶上正電或負(fù)電。 ②遷移動(dòng)力與方向：在電場(chǎng)的作用下，帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。 ③分離依據(jù)：電泳利用了待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。 (3)常用的電泳方法 ①瓊脂糖凝膠電泳：在電泳緩沖液和凝膠中加入瓊脂糖，蛋白質(zhì)分子的遷移速率主要取決于其所帶凈電荷以及分子的大小和形狀等因素。 ②變性膠電泳：在電泳緩沖液和凝膠中加入十二烷基硫酸鈉(SDS)變性劑，蛋白質(zhì)都變?yōu)闄E圓形，SDS帶有大量的負(fù)電荷，掩蓋了不同蛋白質(zhì)的電荷差異，因此變性膠電泳中影響蛋白質(zhì)的遷移速率的主要因素是蛋白質(zhì)分子的大小。 2.同工酶 同工酶是指催化相同的化學(xué)反應(yīng)而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。乳酸脫氫酶一般含有5種同工酶，其相對(duì)分子質(zhì)量相同，但所帶電荷不同。 3.蛋白質(zhì)組學(xué) 蛋白質(zhì)組學(xué)指的是在大規(guī)模水平上研究蛋白質(zhì)的特征，包括蛋白質(zhì)的氨基酸組成分析、立體結(jié)構(gòu)研究和蛋白質(zhì)的人工合成等。由此獲得蛋白質(zhì)水平上的關(guān)于疾病發(fā)生、細(xì)胞代謝等過(guò)程的整體而全面的認(rèn)識(shí)。蛋白質(zhì)組學(xué)的研究不僅能分析生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的組成，還可以揭示各種蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)的相互作用與聯(lián)系。 1.從電荷方面思考，適合電泳法分離的各種分子需具備什么條件？ 答案　各種分子應(yīng)帶有不同種類和不同量的電荷。 2.變性膠電泳分離蛋白質(zhì)是否依據(jù)蛋白質(zhì)所帶電荷的差異？為什么？ 答案　否。因?yàn)镾DS能與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成蛋白質(zhì)－SDS復(fù)合物，SDS所帶負(fù)電荷的量遠(yuǎn)大于蛋白質(zhì)分子原有的電荷量，因而掩蓋了不同蛋白質(zhì)間的電荷差異，使電泳遷移率完全由蛋白質(zhì)分子的大小決定。 歸納總結(jié)　瓊脂糖凝膠電泳和變性膠電泳的兩點(diǎn)區(qū)別 (1)分離原理不同 ①瓊脂糖凝膠電泳依據(jù)分子所帶電荷的差異和分子大小、形狀等。 ②變性膠電泳則完全取決于分子大小，而非電荷性質(zhì)和分子形狀。 (2)用途不同 ①瓊脂糖凝膠電泳廣泛應(yīng)用于核酸的研究中，用于分離大分子核酸。 ②變性膠電泳則廣泛應(yīng)用于分離蛋白質(zhì)和相對(duì)分子質(zhì)量較小的核酸。 1.帶電荷的蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中移動(dòng)的速度主要取決于(　　) A.所帶的電荷多少 B.蛋白質(zhì)的分子大小 C.蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量 D.蛋白質(zhì)的分子大小和所帶的電荷多少 答案　D 2.下列說(shuō)法中，不正確的是(　　) A.同工酶催化的化學(xué)反應(yīng)相同，但結(jié)構(gòu)不完全相同 B.同工酶的相對(duì)分子質(zhì)量一定不同 C.蛋白質(zhì)的多樣性決定了其功能的多樣性 D.蛋白質(zhì)組學(xué)是21世紀(jì)生命科學(xué)研究領(lǐng)域新的前沿 答案　B 解析　同工酶催化的化學(xué)反應(yīng)相同，但結(jié)構(gòu)不完全相同，乳酸脫氫酶的5種同工酶的相對(duì)分子質(zhì)量是相同的。 特別提醒　同工酶存在于生物的同一種屬或同一個(gè)體的不同組織、甚至同一組織或細(xì)胞中。產(chǎn)生同工酶的主要原因是在進(jìn)化過(guò)程中基因發(fā)生變異，而其變異程度尚不足以成為一個(gè)新酶。 二、乳酸脫氫酶同工酶的提取和分離 下面我們以乳酸脫氫酶同工酶的提取和分離為例，體驗(yàn)蛋白質(zhì)的提取和分離技術(shù)。 1.乳酸脫氫酶同工酶的提取 (1)取5 g新鮮的動(dòng)物心臟，漂洗干凈后剪碎到預(yù)冷的玻璃勻漿器中，加入25 mL磷酸提取緩沖液，然后冰浴研磨成勻漿(如圖1)。 (2)將勻漿收集到冰浴的離心管中，在4 ℃條件下12 000 rpm離心10 min。吸取上清液，然后在4 ℃條件下保存?zhèn)溆?如圖2)。 2.瓊脂糖凝膠電泳分離 (1)制備瓊脂糖凝膠：用TBE電泳緩沖液配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的瓊脂糖凝膠，加熱溶解后混勻，緩慢倒入膠床中，插入適當(dāng)?shù)氖嶙樱覝乩鋮s至凝膠凝固。拔出梳子，將凝膠放入電泳槽中，然后向電泳槽中加入適量TBE電泳緩沖液(如圖3)。 (2)加樣：取適量同工酶提取液與等量載樣緩沖液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%的蔗糖溶液、0.25%溴酚藍(lán))混勻，然后取20 μL加入樣品孔內(nèi)。 (3)電泳：100 V條件下進(jìn)行電泳約30 min。 (4)染色：當(dāng)溴酚藍(lán)指示劑電泳到凝膠底部時(shí)切斷電源，取出膠板浸入染色液中，37 ℃染色15～30 min，水洗后觀察電泳結(jié)果。 3.結(jié)果分析 由圖中電泳結(jié)果可以看出： (1)每個(gè)器官形成了5個(gè)條帶說(shuō)明乳酸脫氫酶有5種同工酶。 (2)LDH2在心臟中含量最高，在骨骼肌中含量最低，說(shuō)明不同的器官同一種同工酶的含量不同。 (3)骨骼肌中含量最高的是LDH5，含量最低的是LDH1，說(shuō)明同一器官不同的同工酶含量不同。 1.提取和分離乳酸脫氫酶同工酶過(guò)程中為什么要保持酶的活性？ 答案　酶作為一類特殊的蛋白質(zhì)(具有生物催化活性)，在其提取和分離過(guò)程中必須保持其生物活性，這樣分離出的酶才有可能用來(lái)研究其生化性質(zhì)及相關(guān)功能。 2.制備乳酸脫氫酶同工酶提取液的過(guò)程中，哪些是為了保持酶活性而采取的措施？ 答案?、偬峁┍匾木彌_系統(tǒng)，以維持pH的相對(duì)穩(wěn)定，防止破壞其活性；②保持低溫環(huán)境，如將玻璃勻漿器和離心管預(yù)冷，低溫離心；③避免引入其他雜質(zhì)或變性劑，導(dǎo)致酶變性，如對(duì)材料進(jìn)行漂洗。 3.溴酚藍(lán)為什么能作為乳酸脫氫酶同工酶的指示劑？ 答案　溴酚藍(lán)能和乳酸脫氫酶同工酶發(fā)生特定的反應(yīng)，形成特殊的藍(lán)紫色產(chǎn)物。 歸納總結(jié)　　(1)實(shí)驗(yàn)步驟概括：取材→剪碎→漂洗→勻漿→離心→制凝膠→加樣→電泳→染色→沖洗→觀察。 (2)實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn) ①所有提取乳酸脫氫酶同工酶用到的器具最好都提前在冰箱中預(yù)冷處理，這樣能更好地保持酶的活性。 ②蛋白質(zhì)樣品在上樣之前，要與等量載體緩沖液混勻。載樣緩沖液中的蔗糖可增加蛋白質(zhì)樣品的比重，防止加樣時(shí)發(fā)生“漂樣”現(xiàn)象；溴酚藍(lán)作為一種電泳前沿指示劑，判斷電泳的進(jìn)行程度。 ③將蛋白質(zhì)樣品加在電泳槽的負(fù)極段的加樣孔，因?yàn)樵趬A性緩沖液中帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在外加電場(chǎng)作用下會(huì)向正極移動(dòng)。 3.在乳酸脫氫酶同工酶分離過(guò)程中，使用緩沖液的作用是(　　) A.維持溶液濃度不變 B.維持溶液酸堿度不變 C.催化蛋白質(zhì)分離過(guò)程順利完成 D.無(wú)實(shí)際意義 答案　B 解析　分離蛋白質(zhì)時(shí)加入緩沖液，其原因是緩沖液在一定范圍內(nèi)能抵制外界酸和堿對(duì)反應(yīng)溶液pH的影響，保持pH基本不變。 4.下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.在酶的提取和分離過(guò)程中必須保持其生物活性 B.將心臟研磨成勻漿時(shí)要在冰浴下進(jìn)行，是為了保證酶的活性 C.載樣緩沖液中的溴酚藍(lán)是一種酸堿緩沖物質(zhì)，維持pH穩(wěn)定 D.電泳結(jié)果出現(xiàn)了5個(gè)條帶，說(shuō)明乳酸脫氫酶有5種同工酶 答案　C 解析　酶提取之后要進(jìn)行一系列活性條件下的研究，因此在酶的提取和分離過(guò)程中必須保持其生物活性，將心臟研磨成勻漿時(shí)要在冰浴下進(jìn)行，就是為了保證酶的活性。載樣緩沖液中的溴酚藍(lán)是一種指示劑，指示酶的遷移位置；電泳結(jié)果出現(xiàn)了5個(gè)條帶說(shuō)明乳酸脫氫酶有5種同工酶。 特別提醒　瓊脂糖凝膠電泳的優(yōu)點(diǎn) (1)瓊脂糖含液體量大，近似自由電泳。 (2)瓊脂糖作為支持體有均勻、區(qū)帶整齊、分辨率高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。 (3)電泳速度快。 (4)區(qū)帶易染色，樣品易回收，有利于制備。 (5)操作簡(jiǎn)單、快速、靈敏。 1.下列有關(guān)同工酶的概念，描述正確的是(　　) A.催化相同的化學(xué)反應(yīng)，酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)不同，電泳行為不同 B.催化不同的化學(xué)反應(yīng) C.催化不同的化學(xué)反應(yīng)，酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)相同，電泳行為相同 D.催化相似的化學(xué)反應(yīng) 答案　A 解析　同工酶是指催化相同的化學(xué)反應(yīng)而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)以及免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。 2.乳酸脫氫酶有幾種同工酶(　　) A.2 B.3 C.4 D.5 答案　D 解析　乳酸脫氫酶的同工酶共有5種。 3.下列各項(xiàng)中，除哪項(xiàng)外均為電泳使樣品中各分子分離的原因(　　) A.分子帶電性質(zhì)的差異 B.分子的大小 C.分子的形狀 D.分子的變性溫度 答案　D 解析　電泳是指帶電粒子在電場(chǎng)作用下發(fā)生遷移的過(guò)程。樣品分子的帶電性質(zhì)不同、分子的大小和形狀不同都會(huì)影響帶電粒子在電場(chǎng)中的遷移速度，與分子的變性溫度無(wú)關(guān)，故選D項(xiàng)。 4.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)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，受到研究者的重視。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(chǎng)中的__________不同而實(shí)現(xiàn)的分離。 答案　電荷(帶電情況)　遷移速度 解析　電泳利用了待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。 課時(shí)作業(yè) [基礎(chǔ)過(guò)關(guān)] 1.電泳是指帶電粒子在電場(chǎng)的作用下向著與其所帶電荷__________的電極移動(dòng)(　　) A.相同 B.相反 C.相對(duì) D.相向 答案　B 解析　在一定的pH下，生物大分子中有某些可解離的基團(tuán)，這些基團(tuán)會(huì)帶上正電荷或負(fù)電荷，在電場(chǎng)作用下，這些帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。 2.電泳實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離是利用了(　　) A.各種分子帶電性質(zhì)的差異 B.分子本身的大小不同 C.分子形狀的不同 D.以上都正確 答案　D 解析　電泳利用了待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小和形狀差異，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。 3.下列關(guān)于同工酶的敘述正確的是(　　) A.同工酶是由多個(gè)亞基以共價(jià)鍵結(jié)合形成的復(fù)合物 B.同工酶對(duì)同一種底物有不同的專一性 C.同工酶是催化同一種反應(yīng)，但結(jié)構(gòu)不完全相同的同一種酶的多種形式 D.各種同工酶在電場(chǎng)電泳時(shí)，遷移速率相同 答案　C 解析　同工酶是指催化相同的化學(xué)反應(yīng)而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。 4.在進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳前，用什么溶液溶解瓊脂糖(　　) A.蒸餾水 B.自來(lái)水 C.緩沖液 D.蔗糖溶液 答案　C 解析　用電泳緩沖液溶解瓊脂糖，如TBE，這樣就能保證凝膠中的離子濃度與電泳液中的離子濃度相同，在電場(chǎng)中活動(dòng)一致。 5.各種動(dòng)物血清內(nèi)乳酸脫氫酶同工酶的組成是不同的?？梢酝ㄟ^(guò)比較各種動(dòng)物乳酸脫氫酶同工酶差異的大小來(lái)判斷動(dòng)物之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近。下列各種實(shí)驗(yàn)方法中，不能采用的是(　　) A.測(cè)乳酸脫氫酶同工酶的氨基酸序列 B.測(cè)控制乳酸脫氫酶同工酶合成的基因堿基序列 C.用電泳法比較各種動(dòng)物乳酸脫氫酶同工酶的電泳帶 D.檢測(cè)不同動(dòng)物的乳酸脫氫酶同工酶的pH 答案　D 解析　生物是由共同的原始祖先進(jìn)化而來(lái)的，各種生物之間具有或近或遠(yuǎn)的親緣關(guān)系，親緣關(guān)系越近，則其對(duì)應(yīng)基因的堿基序列的相似程度就越高，而基因控制蛋白質(zhì)的合成，故其對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)的氨基酸序列相似程度也就越高。因此，可以采用測(cè)定基因或蛋白質(zhì)序列的方法進(jìn)行判斷。若蛋白質(zhì)的相似程度高，則進(jìn)行電泳時(shí)，電泳帶的相似程度也就越高。不同動(dòng)物的乳酸脫氫酶同工酶組成雖然不相同，但不能說(shuō)明其pH就一定不相同。 6.下圖表示對(duì)某蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行變性膠電泳的結(jié)果(類似于紙層析法分離色素)，下列相關(guān)敘述不正確的是(　　) A.蛋白質(zhì)上某些基團(tuán)解離后可使蛋白質(zhì)帶電，電場(chǎng)中帶電的蛋白質(zhì)分子(或多肽)會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng) B.蛋白質(zhì)在變性膠中的遷移速率完全取決于其所帶凈電荷多少 C.蛋白質(zhì)在變性膠中的遷移速率基本取決于其相對(duì)分子質(zhì)量大小 D.電泳結(jié)果表明溶液中蛋白質(zhì)可能有兩種，但也可能只有一種 答案　B 解析　蛋白質(zhì)的氨基與羧基可發(fā)生解離，使其帶正電或負(fù)電，在電場(chǎng)中發(fā)生遷移。變性膠電泳所加的SDS可完全掩蓋蛋白質(zhì)本身所帶電荷，故其遷移速率與本身所帶電荷無(wú)關(guān)，而由其分子大小決定。變性膠電泳會(huì)使蛋白質(zhì)水解成肽鏈，故結(jié)果所示可能只有一種蛋白質(zhì)(有兩種肽鏈)，也可能是兩種蛋白質(zhì)。 7.下圖是心臟、骨骼肌和腦中的乳酸脫氫酶同工酶的電泳圖譜，據(jù)圖分析下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A.3種器官中都含有5種乳酸脫氫酶同工酶 B.LDH2在心臟中含量最高，在骨骼肌中含量最低 C.骨骼肌中含量最高的是LDH5，含量最低的LDH1 D.不同的器官同一種同工酶的含量不同，同一器官不同的同工酶含量差別不大 答案　D 解析　電泳圖譜中每個(gè)器官形成了5個(gè)條帶，說(shuō)明乳酸脫氫酶有5種同工酶。根據(jù)條帶的寬度可以判斷，LDH2在心臟中含量最高，在骨骼肌中含量最低，說(shuō)明不同的器官同一種同工酶的含量不同。骨骼肌中含量最高的是LDH5，含量最低的是LDH1，說(shuō)明同一器官不同的同工酶含量不同。 [能力提升] 8.下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.在一定范圍內(nèi)，緩沖溶液能夠抵制外界的酸和堿對(duì)溶液pH的影響，維持pH基本不變 B.緩沖溶液通常由1～2種緩沖劑溶解于水中配制而成 C.電泳是指帶電粒子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過(guò)程 D.透析袋能使大分子自由進(jìn)出，而將小分子保留在袋內(nèi) 答案　D 解析　透析袋一般是用硝酸纖維素(又叫玻璃紙)制成的。透析袋能使小分子自由進(jìn)出，而將大分子保留在袋內(nèi)。透析可以除去樣品中分子量較小的雜質(zhì)，或用于更換樣品的緩沖液。 9.蛋白質(zhì)的分離與純化是蛋白質(zhì)研究的重要技術(shù)。下列有關(guān)敘述中，不正確的是(　　) A.根據(jù)蛋白質(zhì)分子不能透過(guò)半透膜的特性，可將樣品中各種不同的蛋白質(zhì)分離 B.根據(jù)蛋白質(zhì)分子所帶電荷性質(zhì)的差異及分子大小等，可利用電泳法分離蛋白質(zhì) C.根據(jù)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的大小，可通過(guò)凝膠色譜法分離蛋白質(zhì) D.根據(jù)蛋白質(zhì)的分子大小、密度不同，可通過(guò)離心沉降法分離蛋白質(zhì) 答案　A 解析　蛋白質(zhì)分子是生物大分子，都不能通過(guò)半透膜，因此不能利用半透膜分離蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)分子所帶電荷性質(zhì)的差異及分子大小，可以使蛋白質(zhì)分子在電場(chǎng)中獲得不同的遷移速度，因此可以利用電泳法分離蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的大小不同，通過(guò)凝膠柱的時(shí)間不同，可通過(guò)凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)的分子大小、密度不同，具有不同的離心力，可通過(guò)離心沉降法分離蛋白質(zhì)。 10.蛋白質(zhì)各種特性的差異，可以用來(lái)分離不同種類的蛋白質(zhì)。下列正確的是(　　) A.分子的形狀、大小和溶解度 B.所帶電荷的性質(zhì)和多少 C.對(duì)其他分子的親和力 D.以上三項(xiàng)都是 答案　D 解析　根據(jù)蛋白質(zhì)各種特性的差異，如分子的形狀和大小、所帶電荷的性質(zhì)和多少、溶解度和吸附的性質(zhì)及對(duì)其他分子的親和力等，都可以用來(lái)分離不同蛋白質(zhì)。 11.下列關(guān)于電泳的說(shuō)法，不正確的是(　　) A.電泳是指帶電粒子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過(guò)程 B.帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng) C.蛋白質(zhì)在聚丙烯酰胺凝膠中的遷移率取決于它所帶凈電荷的多少 D.用SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳，蛋白質(zhì)的電泳遷移率完全取決于分子的大小 答案　C 解析　蛋白質(zhì)在聚丙烯酰胺凝膠中的遷移率取決于它所帶凈電荷的多少以及分子的大小等因素，SDS能與各種蛋白質(zhì)形成蛋白質(zhì)—SDS復(fù)合物，SDS所帶負(fù)電荷的量大大超過(guò)了蛋白質(zhì)分子原有的電荷量，因而掩蓋了不同種蛋白質(zhì)間的電荷差異，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。 12.電泳技術(shù)是在外電場(chǎng)作用下，利用分子攜帶的凈電荷不同，把待測(cè)分子的混合物放在一定的介質(zhì)(如瓊脂糖凝膠)中進(jìn)行分離和分析的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。利用電泳技術(shù)可以分離氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、核苷酸、核酸等物質(zhì)和做親子鑒定。下列圖甲～丁是電泳裝置及相應(yīng)電泳結(jié)果。請(qǐng)問(wèn)答： (1)利用瓊脂糖凝膠電泳分離乳酸脫氫酶同工酶時(shí)，需將提取的蛋白質(zhì)樣品加在圖甲中的________(填“正極”或“負(fù)極”)，理由是________________________________________。電泳過(guò)程中分子的遷移率除與本身所帶凈電荷的多少有關(guān)外，你認(rèn)為還受什么因素的影響？(列出2種)_________________________________ ______________________________。 (2)進(jìn)行乳酸脫氫酶同工酶瓊酯糖凝膠電泳時(shí)，當(dāng)圖乙中出現(xiàn)__________________________的現(xiàn)象，即可停止電泳。 (3)圖丙是把含有21個(gè)氨基酸的多肽進(jìn)行水解，得到的氨基酸混合物進(jìn)行電泳的結(jié)果。故可推知該多肽由______________種氨基酸組成。 (4)圖丁是通過(guò)提取某小孩和其母親以及待測(cè)定4位男性的DNA，分別由酶處理并擴(kuò)增后，生成含有若干DNA片段的混合物，然后進(jìn)行電泳所得到的一組DNA指紋圖譜，該小孩真正生物學(xué)上的父親是______________，理由是 ________________________________________________________________________。 答案　(1)負(fù)極　在堿性緩沖液中帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在外加電場(chǎng)作用下會(huì)向正極移動(dòng)　電泳的電壓、被測(cè)分子的大小、被測(cè)分子的形狀、凝膠的種類密度等　(2)溴酚藍(lán)指示劑電泳到凝膠底部　(3)6　(4)F2　C和F2兩者的DNA指紋圖譜完全相同 解析　(1)將蛋白質(zhì)樣品加在電泳槽的負(fù)極段的加樣孔，因?yàn)樵趬A性緩沖液中帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在外加電場(chǎng)作用下會(huì)向正極移動(dòng)，電泳過(guò)程中分子的遷移率除受自身電荷的性質(zhì)、電荷多少的影響外，還受電泳的電壓、被測(cè)分子的大小、被測(cè)分子的形狀、凝膠的種類密度等因素影響。(2)乳酸脫氫酶同工酶提取液加樣前，需與載體緩沖液混合，載體緩沖液中含有溴酚藍(lán)指示劑，作為電泳進(jìn)行程度的指示劑，當(dāng)溴酚藍(lán)指示劑電泳到凝膠底部意味著電泳結(jié)束。(3)圖中電泳結(jié)果出現(xiàn)6條帶，意味著含有6種氨基酸。(4)分析DNA指紋圖譜可知，C和F2兩者的DNA指紋圖譜完全相同。 13.試回答下列“蛋白質(zhì)的提取和分離實(shí)驗(yàn)”的有關(guān)問(wèn)題： (1)為了提取和分離血紅蛋白，首先對(duì)紅細(xì)胞進(jìn)行洗滌以去除雜質(zhì)蛋白，洗滌時(shí)應(yīng)使用生理鹽水而不使用蒸餾水的原因是__________________________________。 (2)若要去除血清蛋白中的小分子雜質(zhì)，采用圖1裝置。透析液是________________，一段時(shí)間后，若向燒杯中加入雙縮脲試劑，透析袋內(nèi)溶液是否出現(xiàn)紫色？并說(shuō)明判斷的依據(jù)： ________________________________________________________________________。 (3)圖2、圖3分別表示電泳法分離蛋白質(zhì)和紙層析法分離葉綠體中色素的結(jié)果。不同蛋白質(zhì)得以分離是因?yàn)開_______________________________________________________________； 不同色素得以分離是因?yàn)開_________________________________。條帶c呈__________色。 答案　(1)防止紅細(xì)胞吸水漲破　(2)(磷酸)緩沖液　出現(xiàn)紫色。雙縮脲試劑可以透過(guò)半透膜，與袋內(nèi)血紅蛋白反應(yīng)，生成紫色物質(zhì)　(3)不同蛋白質(zhì)所帶電荷性質(zhì)、分子大小和形狀不同，導(dǎo)致電泳時(shí)遷移速度不同　不同色素在層析液中溶解度不同，導(dǎo)致層析時(shí)擴(kuò)散速度不同　黃綠 14.某生物興趣小組在“蛋白質(zhì)的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血紅蛋白，設(shè)計(jì)的“血紅蛋白提取、分離流程圖”如下： →→ → 請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題： (1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用__________________反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH＝7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢?，可以破碎紅細(xì)胞，破碎細(xì)胞的原理是____________________________________________________________________。 (2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是____________________，若要盡快達(dá)到理想的透析效果，可以____________________________________________________(寫出一種方法)。 (3)電泳利用了待分離樣品中各種分子的__________________________等的差異，而產(chǎn)生不同遷移速度，實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。 (4)一同學(xué)通過(guò)血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳，觀察到正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如圖所示。由圖可知攜帶者有____種血紅蛋白，從分子遺傳學(xué)的角度作出的解釋是______________________________________________________________________。 答案　(1)生理鹽水　滲透原理(當(dāng)外界溶液濃度低于動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水漲破) (2)除去小分子雜質(zhì)　增加緩沖液的量(或及時(shí)更換緩沖液) (3)帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀 (4)2　攜帶者具有(控制血紅蛋白的)一對(duì)等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì) 解析　(1)洗滌紅細(xì)胞所用的溶液是生理鹽水，根據(jù)滲透作用原理，將紅細(xì)胞置于低滲溶液中，紅細(xì)胞會(huì)吸水漲破，釋放出血紅蛋白。(2)血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是除去樣品中的小分子雜質(zhì)；可通過(guò)增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液等方法縮短透析時(shí)間，能盡快達(dá)到理想的透析效果。(3)由于各種分子帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀等的差異，在電泳過(guò)程中產(chǎn)生了不同的遷移速度，實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。(4)根據(jù)圖示可知，鐮刀型細(xì)胞貧血癥的攜帶者含有兩種血紅蛋白，原因是攜帶者具有(控制血紅蛋白的)一對(duì)等位基因，分別控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。