崂山一中2009-2010学年度第二学期高二生物（理科）
专题5课题3 血红蛋白的提取和分离
课型：新授课 撰稿人：付爱兰 审稿人：孟菁华、郝会芳
[课题目标]：尝试对血液中血红蛋白的提取和分离；体验从复杂体系中提取生物大分子的基
本过程和方法；了解色谱法，电泳法等分离生物大分子的基本原理。 [课题重点]：凝胶色谱法的原理和方法
[课题难点]：样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。 【基础梳理】 一、凝胶色谱法
1、概念：也称做 ；其用途是根据 分离蛋白质。 2、原理
（1）由 构成的凝胶，内部有许多贯穿的的 。
（2）当 不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量 的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程 ，移动速度 ，而相对分子质量 的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在 移动，路程 ，移动速度 ，从而使 不同的蛋白质分子得以分离。 二、缓冲溶液
1、作用：在一定范围内，抵制 的 对溶液pH的影响，维持pH 。 2、配制：由 种缓冲剂溶解于 中配制而成，通过调节缓冲剂的 就可以得到不同pH范围内使用的缓冲液。 三、电泳
1、概念：指 在电厂的作用下发生 的过程。
2、原理：在一定的 下， 、 等生物大分子的可解离基团会带上 或 ，在 的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷 的电极移动。
3、作用：电泳利用了待分离样品中各种分子 的差异及分子本身的 、 的不同，使带电分子产生不同的 ，从而实现样品中 的分离。
4、方法：常用的电泳方法有 和 。测定蛋白质分子量时通常使用 。 四、实验操作
蛋白质的提取和分离一般分为四步： 、 、 和纯度鉴定。 1、样品处理、
(1)红细胞的洗涤：目的是 。分离时采取 ，直至上清液中没有 ，
表明红细胞已洗涤干净。 (2)血红蛋白的释放：在 和 的作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白。 (3)分离血红蛋白溶液：把 离心后，将试管中的液体用 过滤、除去 ，于 中静置片刻后，分离出下层的 。 （4）透析
① 方法：将血红蛋白溶液装入 ，将 放入一定量适宜浓度的 中，透析 h。
② 目的：将 的杂质除去。
③ 原理：透析袋能使小分子自由进出，而将大分子物质保留在袋内。
3、纯化:通过凝胶色谱柱将相对分子质量较大的杂质蛋白除去。操作如下：
(1)凝胶色谱柱的制作。 (2)凝胶色谱柱的装填
①材料：本实验使用的是 。
②方法：凝胶用 充分溶胀后。配成 ，一次性 倒人色谱柱内。不能有 存在；不能发生 流干露出凝胶颗粒的现象。 (3)样品的加入和洗脱
①a、准备：加样前，打开流出口，使柱内凝胶面上的 缓慢下降到与 平齐，关闭出口。
b、加样：用 小心地将1mL透析后的样品加到 的顶端，注意不要破坏 。
c、加样后：打开下端出口，使样品渗入 内。
②洗脱：加入 ，打开下端出口，进行 。
4、纯度鉴定：在鉴定的方法中，使用最多的是 。五、操作提示
1、红细胞的洗涤： 、 与 十分重要。 过少，无法除去血浆蛋白； 过高和 过长会使 等一同沉淀，达不到分离效果。
2、色谱柱填料的处理：商品凝胶使用前需直接放在 中膨胀，可以将加入其中的 用 加热，加速膨胀。 3、凝胶色谱柱的装填：在装填凝胶柱时，不得有气泡存在。气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的 ，降低 。
4、蛋白质的分离：如果红色区带 地移动，说明色谱柱制作成功。 【探究归纳】
一、人们用鸡的红细胞提取DNA，而用人成熟的红细胞提取血红蛋白的原因是什么?
二、洗涤红细胞时为什么不能用蒸馏水代替生理盐水?
三、在血红蛋白释放过程中。加入蒸馏水和甲苯的目的是什么?
四、凝胶色谱法的原理归纳
【典例导析】
类型一 凝胶色谱法分离蛋白质
【例l】凝胶色谱技术是一种快速而又简单的分离技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果，目前已经被生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛应用，不但应用于科学实验研究，而且，已经大规模地用于工业生产。据图回答问题：
（1）a、b均为蛋白质分子，其中先从层析柱中洗脱出来的是 ，原因是
。
（2）自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d位置相当于多孔板的结构可由 替代。
（3）装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，原因是 。 （4）洗脱用的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体 (填“相同”或“不
同”)，洗脱时，对洗脱液的流速要求是 。 【提能演练】 一、选择题
1、凝胶色谱分离法分离蛋白质时，凝胶的种类较多，但其作用的共同点是 ( ) A、改变蛋白质分子通过凝胶时的路径
B、吸附一部分蛋白质，从而影响蛋白质分子的移动速度 C、将酶或纽胞固定在凝胶中
D、与蛋白质分子进行化学反应，从而影响其移动速度
2、下列各项中，一般不影响凝胶色谱法分离蛋白质中的分离度的是 ( ) A、层析柱高 B、层析柱的直径 C、缓冲溶液 D、样品的分布
3、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中决定蛋白质或多肽移动速度的主要因素是 ( ) A、蛋白质分子所带的电荷 B、蛋白质分子的形状
C、蛋白质分子的相对分子质量 D、缓冲溶液的pH
4、为了提取血红蛋白，从学校附近的屠宰场索取新鲜的猪血，对猪血处理的正确操作是 A、要在采血容器中预先加人抗凝血剂柠檬酸钠 B、取血回来后，马上进行高速长时问离心 C、将离心后的血细胞加入清水缓慢搅拌 D、重复洗涤直到上清液呈红色为止
5、下面说法不正确的是 ( )
A、在一定范围内，缓冲溶液能够抵制外界的酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变 B、缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成 C、电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程 D、透析袋能使大分子自由进出，而将小分子保留在袋内 6、蛋白质的提取和分离分为哪几步 ( )
A、样品处理、凝胶色谱操作、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳 B、样品处理、凝胶色谱操作、纯化
C、样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定 D、样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定 7、洗涤红细胞时，离心所采用的方法是
A、低速长时间离心 B、低速短时间离心 C、高速长时间离心 D、高速短时间离心
8、凝胶色谱法分离蛋白质中使用的凝胶是交联葡聚糖凝胶(Sephadex G一75)，其中G、75的含义为 ( )
A、G表示凝胶的使用量，75表示加25 g水
B、G表示凝胶的交联程度，75表示需加热到75℃
C、G表示凝胶的交联程度，膨胀程度及分离范围，75表示每克凝胶膨胀时吸水7、5g D、G表示凝胶的膨胀体积,75表示每克凝胶膨胀时体积可达75cm3
二、非选择题
9、下面是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品的加入(图I)和洗脱(图Ⅱ)示意图，请据图回答下列问题。
(1)在加样示意图中，正确的加样顺序是 。
(2)用吸管加样时，应注意正确操作，分别是① 。②贴着管壁加样、③ 。(3)等样品 。时，才加入缓冲液 。
待 接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每 mL收集一管，连续收集。 10、(2008·山东高考)科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力，受到研究者重视。
(1)分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的 、大小及形状不同，在电场中的 不同而实现分离。
(2)可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供 和 。
(3)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的 ，确定该蛋白质的抗菌效果。
(4)细菌培养常用的接种方法有 和 。实验结束后，对使用过的培养基应进行 处理。
