4.你能从凝胶色谱的分离原理分析为什么凝胶的装填要紧密、均匀吗?
答:凝胶实际上是一些微小的多孔球体,小球体内部有许多贯穿的通道。相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部,只能分布在颗粒之间,通过的路程较短,移动速度较快;相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易进入凝胶内的通道,通过的路程较长,移动速度较慢。因此,样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出,相对分子质量中等的分子后流出,相对分子质量最小的分子最后流出,从而使各种相对分子质量不同的分子得以分离。如果凝胶装填得不够紧密、均匀,就会在色谱柱内形成无效的空隙,使本该进入凝胶内部的样品分子从这些空隙中通过,搅乱洗脱液的流动次序,影响分离的效果。
[典例解析]
用凝胶色谱法分离蛋白质时,分子量大的蛋白质( D )
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
解析:在小球体内部有许多贯穿的通道,当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时,相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速度较慢;而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快。
经典例题剖析
例题1、关于果酒制作过程中的叙述正确的是( B )
A先去烂子粒和枝梗,再用清水冲洗污物 B发酵的温度维持在20℃最好
C发酵过程中需要适时打开瓶盖放气,以防发酵瓶破裂 D需要不断的充入氧气
解析:为防杂菌污染,烂子粒应该冲洗之前去除,而去枝梗应在冲洗之后;酵母菌酒精发酵需在无氧条件下进行,通气时只能拧松瓶盖不可打开瓶盖;最适宜温度为20℃。
例题2、关于果醋制作过程中的叙述正确的是( C )
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
解析:醋酸菌和酵母菌发酵的区别在于前者需氧,不产生二氧化碳,而且发酵的最适温度也不同。
例题3、腐乳制作过程中影响其风味和品质的因素有哪些?( A )
①盐的用量 ② 酒的种类和用量 ③发酵温度 ④ 发酵时间 ⑤辛香料的用量
A①②③④⑤ B ①②③ C ①②⑤ D ③④
解析:盐、酒、辛香料不仅用来调味,还可抑菌,防腐乳变质。适宜的盐的用量和酒的浓度还影响发酵中蛋白酶的作用发挥;发酵时间和温度都会影响腐乳的风味。
例题4、将10毫升酵母菌液放在适宜的温度下培养,并且于不同时间内等量均匀取样4次,分别测定样品中酵母菌的数量和PH,结果如下表。请分析回答:
|
样品 |
酵母菌的数量(个/mm3) |
PH |
|
1 |
1210 |
4.8 |
|
2 |
820 |
5.4 |
|
3 |
1210 |
3.7 |
|
4 |
1000 |
5.0 |
① 表中样品取样先后次序是
②对酵母菌而言,10毫升该培养液的环境负荷量为 个。
③若第五次均匀取样时,样品中的酵母菌数量为760(个/mm3),产生这一结果的原因是 。
解析:(1)由于酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都产生二氧化碳,使发酵液的酸性增强。根据样品PH大小,越早取样PH越大,由此取样顺序为2、4、1、3。
(2)经过培养10mL培养液中有菌数1210个/mm3,环境负荷量应为1.21×107。
(3)培养液中的营养物质不断被消耗,pH值减小,部分酵母菌因营养缺乏不适应而死亡并解体。
答案: 2、4、1、3;1.21×107;培养液中的营养物质不断被消耗,pH值减小,部分酵母菌因营养缺乏不适应而死亡并解体。
例题5、水果罐头盖上印有“如发现盖子鼓起,请勿选购”的字样,引起盖子鼓起的最可能原因是( B )
A、好氧型细菌呼吸,产生CO2和H2O B、酵母菌呼吸,产生CO2和C2H5OH
C、乳酸菌呼吸,产生 CO2和 C3H6O3 D、酵母菌呼吸,产生CO2和 H2O
[解析] 罐头是密封、杀菌的,但不排除有微生物的孢子等存活下来,只有进行无氧呼吸的微生物可以生存;罐头鼓胀是过期后微生物生活产气的结果,乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,无气体产生;酵母菌既可以在有氧条件下生活,也可以在无氧条件下发酵产生酒精和二氧化碳。
例题6、有人测定了A、B、C、D四种植物体内多种酶的活性与温度的关系,结果如下图所示。根据图中的信息,你认为在25摄氏度条件下,竞争能力最强的生物和对温度适应范围最广的生物分别是( A )
A B和D B B和C C B和A D A和C
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![]()
催
C D
![]()
化 100
A
B
效
率 50
( %)
0 5 10 15 20 25 30 35 40
[解析] 酶活性具有一定的温度范围和适宜温度,温度过高酶会失活,低温对酶活性抑制;在一定温度下,最适宜该温度的酶活性最强,该生物生活的也最好,竞争力就强;酶有活性的范围最大,生物的生存温度范围就越广。
例题7、(05年杭州高三第一次检测)下图是人体内某个化学反应的示意图,图中代表酶的英文字母是( A )
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[解析] 酶是起催化作用的,它在反应前后的性质保持不变,据图可以解释A 所代表的物质是酶。所以在特定条件和一定的时间内,酶的催化作用可以一直保持。
例题8、(04年北京东城区综合检测) 实验研究pH对酶活性的影响,准备5支含有等量胃蛋白酶溶液但pH各不相同的试管,每支试管加1块1 cm3的正方体凝固蛋白块,试管均置于25 ℃室温条件下,将各试管蛋白块消失的时间记录于下表:
|
酶溶液的pH |
蛋白块消失的时间(min) |
|
1 2 3 4 5 |
13 9 11 45 >60 |
(1)酶活性最强时的pH是_________。
(2)蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系是_________。
(3)请以2种方法改进实验,使实验在更短的时间内完成。
(4)在人体消化道中,能分泌本实验中酶的部位是_________。
(5)为确认蛋白块的消失是由于酶的作用,还应对实验进行什么设计
[答案] (1)2
(2)酶活性越大,蛋白质分解越快,蛋白块消失的时间越短
(3)方法Ⅰ:将题给温度由25℃提高至大约37℃。方法Ⅱ:将原题中正方体蛋白块处理得更小(如切成0.5×0.5×0.5=0.125 cm3),这相当于消化道内进行的物理性消化
(4)胃(答小肠不给分,因pH与题意不符)
(5)另增加一个试管,放入等量的蛋白块并将pH调得适当,但不加酶溶液
例题9、现有相同容积的玻璃缸几只,利用自然的清水、同龄且发育状态相同的小蝌蚪60只、饲喂蝌蚪的饲料、未经处理的具有生物活性的甲状腺激素,并把具有生物活性的甲状腺激素放在50℃的温水中处理10 min。根据这些现有的条件,请你设计一个实验,验证甲状腺激素经过处理以后,是否还有生物活性。
(1) 实验方案的设计
第一步,取玻璃缸3只,分别标记为甲、乙、丙;
第二步, ;
第三步,如果甲缸每天饲喂饲料,丙缸每天饲喂用具有生物活性的甲状腺激素相拌的饲料,则乙缸怎样饲喂? ;
最后经过一定时间的饲喂,观察现象,得出结果和结论。
(2) 结果分析
①若乙、丙缸的蝌蚪发育同步,迅速变态为小青蛙,而甲缸还是蝌蚪状态,说明
;
②若甲、乙缸的蝌蚪发育同步,而丙缸发育变态迅速,说明了
。
③若乙缸的蝌蚪发育比甲缸快,比丙缸慢,则说明了
。
(3)该实验设置甲、丙两组实验的目的是 。
[答案](1)分别加入等量的清水和20只蝌蚪 每天饲喂用经过处理过的甲状腺激素
相拌的饲料
(2)①甲状腺激素经过50℃的温水处理后,对其生物活性没有影响 ②甲状腺激素经过50℃的温水处理后,完全丧失了生物活性 ③甲状腺激素经过50℃的温水处理后,使生物活性有所降低
(3)起对照作用
例10、 在DNA分子的粗提取实验中,两次向烧杯中加入蒸馏水的作用是( )
A. 稀释血液、冲洗样品
B. 使血细胞破裂,降低NaCl浓度使DNA析出
C. 使血细胞破裂,增大DNA溶解度
D. 使血细胞破裂,提取含杂质较少的DNA
解析:在该实验过程中,第一次加入蒸馏水的目的是使血细胞过度吸水而破裂,以便核物质溶解。第二次加入蒸馏水是为了降低NaCl浓度至0.14mol/l,因为此时的DNA溶解度最小,可使DNA析出。
例11、 在制备鸡血细胞液的过程中,加入柠檬酸钠的目的是( A )
A. 防止凝血 B. 加快DNA析出 C. 加快DNA溶解 D. 加速凝血
解析:柠檬酸钠的作用是利用柠檬酸根离子与血浆中Ca2+离子结合成柠檬酸钠,降低Ca2+离子浓度,使有关凝血酶活性降低。因此柠檬酸钠是抗凝血物质,防止凝血,有利于鸡血细胞液的制备。
例12、去除DNA杂质时,可直接在滤液中加入( A ),反应10-15min
A. 嫩肉粉 B. 蒸馏水 C. 2mol/lNaCl D. 酒精
解析:嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质
例13、 DNA在NaCl溶液中溶解度有二重性,随着NaCl溶液的变化而变化。
(1)请在下列NaCl溶液中选出溶解度能使DNA析出最彻底的一种( )和溶解度最高的一种( )
A. 0.14mol/l B. 2mol/l C. 0.15mol/l D. 0.3mol/l
(2)DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液,利用这一原理可以____________,可以推测溶于酒精中的物质可能有____________。
(3)利用DNA与_____变蓝色的特性,将该物质作为鉴定______的试剂。其实验过程要点是向放有_____的试管中加热4ml的____。混合均匀后,将试管置于___5min,待试管______,观察试管中溶液颜色的变化,这个实验也说明DNA耐___温。
解析:根据实验原理可知DNA在0.14mol/l的NaCl溶液中溶解度最低,在高浓度2mol/l中,溶解度最高。DNA存在于染色体上,为了把DNA和其他物质分开,采取DNA不溶于酒精的方法,目的是除去杂质;利用DNA与二苯胺(沸水浴)成蓝色的特性,可以鉴定提取的DNA。
答案:(1)A;B
(2)除去杂质;某些脂类、蛋白质、糖类或其他大分子物质
(3)二苯胺;DNA;DNA;二苯胺试剂;沸水中水浴加热;冷却后;高
例14、关于DNA在NaCl溶液中的溶解度,下面叙述中正确的时( D )
A. 随着NaCl溶液浓度的增大,DNA在NaCl溶液中的溶解度也增大
B. 随着NaCl溶液浓度的减少,DNA在NaCl溶液中的溶解度也减少
C. DNA在NaCl溶液中的溶解度与NaCl溶液的浓度无关
D. 当NaCl溶液的浓度为0.14mol/l时,DNA的溶解度最低
例15、在“DNA的粗提取与鉴定”的实验中,将提取获得的含有DNA的粘稠物(还含有较多杂质)分别处理如下:
第一, 放入0.14mol/l的NaCl溶液,搅拌后过滤,得滤液A和粘稠物a
第二, 放入2mol/l的NaCl溶液,搅拌后过滤,得滤液B和粘稠物b
第三, 放入冷却的95%的酒精溶液中,搅拌后过滤,得滤液C和粘稠物c
以上过程获得的滤液和粘稠物中因含DNA少而可以放弃的是 A、b、C 。
解析:在不同浓度的NaCl溶液中DNA的溶解度是不同的。在0.14mol/l的NaCl溶液中DNA的溶解度最小,呈丝状物析出。在2mol/l的NaCl溶液中DNA的溶解度最大,所以DNA呈溶解状态,过滤后存在于滤液中。酒精溶液可使DNA分子凝集,呈丝状物,过滤后存在于粘稠物中。