Question

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．

Answer 1

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．