高二生物人教版选修一课下能力提升：(十四) 血红蛋白的提取和分离 Word版含解析
新人教版生物选修1课题3《血红蛋白的提取和分离》word学案
新人教版生物选修1课题3《血红蛋白的提取和分离》word 学案【课题目标】本课题通过尝试对血液中血红蛋白的提取和分离，使学生能够体验从复杂体系中提取生物大分子的差不多过程和方法，并了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的差不多原理，为今后学习运用这些技术打下基础。
【课题重点与难点】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。
【导学诱思】摸索1：分离生物大分子的差不多思路是什么？摸索2：蛋白质的分离和提取的原理是什么？摸索3： 高温灭菌和酒精灭菌分别利用蛋白质的何种作用，作用结果是什么被破坏？摸索4：人们用鸡的红细胞提取DNA ，用人的红细胞提取血红蛋白的缘故是什么？一、基础知识：㈠ 凝胶色谱法（分配色谱法）：1、概念：依照被分离蛋白质的 ，利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用，来分离蛋白质的有效方法。
2、原理：当不同的蛋白质通过凝胶时，相对 的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程 ，移动速度 ，而 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 ，相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。
3、具体过程：A. 的蛋白质由于 作用进入凝胶颗粒内部而被滞留； 的蛋白质被排阻在凝胶颗粒别处，在了里之间迅速通过。
颗相对量较相对量较（1）（2） （3） （4） （5） B AB.（1） 混合物上柱；（2）洗脱开始， 的蛋白质扩散进入凝胶颗粒内； 的蛋白质被排阻于凝胶颗粒之外；（3） 的蛋白质被滞留； 的蛋白质被向下移动。
（4） 不同的蛋白质分子完全分开；（5） 的蛋白质行程较短，已从 中洗脱出来， 的蛋白质还在行进中。
㈡ 缓冲溶液：1、概念：在一定的范畴内，能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液PH 发生明显变化的作用叫做缓冲作用，具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。
2、作用：能够抵制 的对溶液的 的阻碍，坚持PH 差不多不变。
3、缓冲溶液的配制通常由 种缓冲剂溶解于水中配制而成。
人教版高二生物选修一专题五课题3《血红蛋白的提取和分离》教学设计(共1课时)
- 题型：请描述血红蛋白的提取和分离实验操作步骤。
- 答案：血红蛋白的提取和分离实验操作步骤包括动物组织的研磨、离心、层析等。首先将动物组织研磨成匀浆，然后通过离心将细胞成分分离，最后通过层析进一步分离血红蛋白和其他蛋白。
3. 血红蛋白的提取和分离实验结果分析
- 题型：请分析血红蛋白的提取和分离实验结果。
5. 实践情景：血红蛋白的模拟与设计
- 引导学生了解血红蛋白的模拟与设计在材料科学领域的应用，如血红蛋白纳米材料、血红蛋白生物材料等。
6. 实践情景：血红蛋白的抗氧化作用
- 引导学生了解血红蛋白的抗氧化作用在生物医学领域的应用，如抗氧化药物的制备、抗氧化保健品的研究等。
7. 实践情景：血红蛋白的环保应用
教学目标
教学目标：
1. 理解血红蛋白的提取和分离的实验原理，如离心、层析等。
2. 掌握血红蛋白的提取和分离的实验操作步骤，例如，如何进行动物组织的研磨、如何进行离心等。
3. 能够运用血红蛋白的提取和分离的实验结果来分析血红蛋白的功能和性质，例如，如何通过实验结果来分析血红蛋白的氧结合能力。
4. 培养学生的实验探究力和科学素养，例如，如何设计实验、如何分析实验结果等。
- 引导学生了解血红蛋白的环保应用在环境科学领域的应用，如重金属离子检测、环境污染治理等。
8. 实践情景：血红蛋白的能源应用
- 引导学生了解血红蛋白的能源应用在能源领域的应用，如燃料电池、光合作用模拟等。
9. 实践情景：血红蛋白的生物信息学
- 引导学生了解血红蛋白的生物信息学在生物信息学领域的应用，如蛋白质结构预测、基因序列分析等。
10. 实践情景：血红蛋白的生物工程
- 引导学生了解血红蛋白的生物工程在生物工程领域的应用，如组织工程、细胞工程等。
(优选)人教版高中生物选修一血红蛋白的提取和分离
你认为在血红蛋白整个实验中用的缓 冲液是什么？目的是什么？
本实验使用的是磷酸缓冲液，目的是利用缓冲液 模拟细胞内的pH环境，保证血红蛋白的正常结构 和功能，便于观察（红色）和科学研究（活性）。
（三）电泳
1、概念：指带电粒子在电场作用下发生迁移过程。 2、原理： ①许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有 可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上 正电或负电。
思考
在提取血红蛋白实验中用的缓冲液是什么？ 它的目的是什么？
使用的是磷酸缓冲液，目的是利用缓冲液模 拟细胞内的PH环境，保证血红蛋白的正常结构和 功能，便于观察（红色）和材料的科学研究。
思考
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？
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。
1.调液面
样品的加入和洗脱
2.加样 3.再调液面
4.洗脱
缓冲液
凝胶
5.收集
注意事项
1.红细胞的洗涤： 洗涤次数不能过少；低速、短时离心。 2.色谱柱的装填： 装填尽量紧密，降低颗粒间隙；无气泡；洗脱液 不能断流。 3.凝胶的预处理： 沸水浴法时间短，还能除去微生物和气泡 4.色谱柱成功标志：红色区带均匀一致地移动。
血红蛋白的分离和提取
血红蛋白的分离和提取血红蛋白是一种存在于红细胞中的重要蛋白质，它负责运输氧气到身体的各个部位。
对于血红蛋白的分离和提取，无论是在医学研究、疾病诊断还是生物技术领域，都具有重要的意义。
要进行血红蛋白的分离和提取，首先需要了解它的基本性质。
血红蛋白由珠蛋白和血红素组成，相对分子质量约为 64500，等电点在 7 左右。
准备工作是必不可少的。
我们需要新鲜的血液样本，通常可以从健康的志愿者或者实验动物身上获取。
采集到血液后，要尽快进行处理，以防止血红蛋白的变性和降解。
第一步是红细胞的分离。
将采集到的血液加入抗凝剂，如肝素或柠檬酸钠，然后通过离心的方法，将红细胞从血浆中分离出来。
离心的速度和时间需要根据具体情况进行调整，一般来说，以较低的转速离心一段时间，就可以使红细胞沉淀在离心管的底部。
得到红细胞后，接下来就是裂解红细胞以释放出血红蛋白。
常用的方法是低渗裂解法，将红细胞置于低渗溶液中，如蒸馏水，红细胞会因为吸水而膨胀破裂，释放出其中的内容物，包括血红蛋白。
然后是去除杂质。
裂解后的溶液中含有大量的其他细胞成分和杂质，需要通过过滤、离心等方法进行去除。
例如，可以再次离心，使较大的细胞碎片沉淀下来，然后取上清液。
接下来就是血红蛋白的初步分离。
常用的方法有盐析法。
向溶液中逐渐加入适量的中性盐，如硫酸铵，随着盐浓度的增加，蛋白质的溶解度会逐渐降低而沉淀出来。
不同的蛋白质在不同的盐浓度下沉淀，通过控制盐的浓度，可以初步分离出血红蛋白。
经过初步分离后，还需要进一步的纯化。
层析法是常用的手段之一。
比如凝胶过滤层析，根据蛋白质分子大小的不同进行分离；离子交换层析，依据蛋白质的带电性质差异来分离。
在分离和提取的过程中，要始终注意保持适当的温度、pH 值等条件。
温度过高或过低、pH 值不适宜都可能导致血红蛋白的变性和失活。
另外，实验过程中的操作要规范、细致，尽量减少人为因素造成的误差和损失。
例如，在转移溶液时要避免洒出，使用的仪器要经过严格的清洗和消毒。
高中生物课件：血红蛋白的提取和分离(人教版选修1)
⑤收集：待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集 流出液，每5ml收集一试管，连续收集。（在分离过程中，如 果红色区带均匀一致的移动，说明色谱柱制作成功）
⑥注意：正确的加样操作：1、不要触及并破坏凝胶面。2、 贴壁加样。3、使吸管管口沿管壁环绕移动。
3.缓冲溶液的配制:
通常由1－2 种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲 剂的使用比例就可以制得在不同PH范围内使用的缓冲液。
4.提问：在本课题中使用的缓冲液是:_磷___酸__缓__冲__液, 其目的是:
利用缓冲液模拟细胞内的PH环境，保证血红蛋白 的正常结构和功能，高便中生于物分课观离件(人：察教血版红(选蛋红修白1的色) 提取)和和 科学研究(活性)
高中生物课件：血红蛋白的提取和 分离(人教版选修1)
（三）SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳（选做）
1.目的： 鉴定血红蛋白纯度。 2.试剂的配制： 3.方法步骤：（略）
高中生物课件：血红蛋白的提取和 分离(人教版选修1)
三、实验结果分析与评价
1、你是否完成了对血液样品的处理？你能描述处 理后的样品发生了哪些变化吗？
高中生物课件：血红蛋白的提取和 分离(人教版选修1)
（2）凝胶色谱柱的装填
④洗涤平衡：装填完毕后， 立即用缓冲液洗脱瓶，在50cm 高的操作压下，用300ml的 20mmol/l的磷酸缓冲液（pH为 7.0）充分洗涤平衡12小时。 注意：1、液面不要低于凝胶 表面，否则可能有气泡混入， 影响液体在柱内的流动与最终 生物大分子物质的分离效果。 2、不能发生洗脱液流干，露 出凝胶颗粒的现象。
②电泳法 ③缓冲溶液 ④它们在血红蛋白的提取中分别起到什么作用。 2. 主要原理：
高二生物人教版选修一教学案：专题5_课题3_血红蛋白的提取和分离_word版有答案
一、蛋白质提取、分离（阅读教材P64～66）1．蛋白质分离的理论依据2．凝胶色谱法(分配色谱法)(1)概念：根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。
(2)分离原理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；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。
3．缓冲溶液(1)作用：在一定范围内，缓冲溶液能抵制外界酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变。
(2)配制：通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成，调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内的缓冲液。
4．电泳(1)概念：带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。
(2)原理①许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上正电或负电。
②在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。
③电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，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。
二、血红蛋白的提取和分离（阅读教材P66～70）1．样品处理(1)红细胞的洗涤①目的：去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。
②过程：分离(低速短时间离心)→用胶头吸管吸出上层透明的黄色血浆→下层暗红色的红细胞用生理盐水洗涤(如此重复三次)。
(2)血红蛋白的释放①目的：使红细胞破裂释放血红蛋白。
②过程(3)分离血红蛋白溶液：离心(以2 000 r/min速度，离心10 min)→观察到离心管中的溶液分为4层，从上往下依次为：第1层：无色透明的甲苯层。
第2层：脂溶性物质的沉淀层——白色薄层固体。
第3层：血红蛋白的水溶液——红色透明液体。
第4层：其他杂质的暗红色沉淀物。
将液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的红色透明液体。
2．透析——粗分离过程：取1 mL的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有300 mL的物质的量浓度为20 mmol·L －1的磷酸缓冲液中(pH＝7.0)，透析12 h。
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课题：血红蛋白的提取和分离教学目标：1、尝试从血液中提取和分离血红蛋白2、了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理教学重点：凝胶色谱法的原理和方法教学难点：样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填教学过程：（一）引入新课蛋白质是生命活动的主要承担者，是细胞内含量最高的有机化合物。
对蛋白质的研究有助于人们对生命过程的认识和理解。
所以需要从细胞中提取蛋白质进行研究。
怎样提取蛋白质呢？（二）进行新课1．基础知识蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。
1．1凝胶色谱法（分配色谱法）：（1）原理：（见课件图）分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。
（2）凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。
[（3）分离过程：混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子＊洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质分子的差速流动。
1．2缓冲溶液（1）原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成（如H2CO3－NaHCO3，HC －NaC，NaH2PO4/Na2HPO4等），调节酸和盐的用量，可配制不同pH的缓冲液。
（2）缓冲液作用：抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。
1．3凝胶电泳法：（1）原理：不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同［思考］阅读投影补充材料后，填写下表：（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺经胶电泳等。
（3）分离过程：在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质－SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。
2．实验设计2.1蛋白质的提取和分离一般分为哪些基本步骤？样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。
血红蛋白的分离和提取
血红蛋白的分离和提取血红蛋白是人体内一种极其重要的蛋白质，负责运输氧气到身体的各个部位。
对血红蛋白的分离和提取，不仅有助于我们深入了解其结构和功能，还在医学诊断、疾病研究以及生物制药等领域具有重要意义。
要进行血红蛋白的分离和提取，首先得准备好相应的材料和试剂。
新鲜的血液是必不可少的，通常可以从健康的志愿者或动物身上获取。
此外，还需要一系列的化学试剂，如磷酸盐缓冲液、生理盐水、抗凝剂等等，以及各种实验仪器，如离心机、分光光度计、电泳设备等。
在实际操作中，第一步是采集血液样本。
为了防止血液凝固，需要在采集过程中加入适当的抗凝剂。
采集后的血液要尽快进行处理，以保证血红蛋白的活性和完整性。
接下来就是红细胞的分离。
这通常通过离心的方法实现。
将采集到的血液放入离心机中，以适当的转速和时间进行离心。
由于红细胞的密度较大，会沉淀在离心管的底部，而上层则是血浆和白细胞等成分。
小心地吸取上层液体，留下沉淀的红细胞。
然后，对红细胞进行裂解，以释放出其中的血红蛋白。
这可以通过加入低渗溶液来实现。
低渗溶液会使红细胞的细胞膜破裂，从而释放出细胞内的物质，包括血红蛋白。
裂解后的混合物中含有大量的杂质，需要进一步的纯化处理。
纯化血红蛋白的方法有多种，常见的有盐析法、凝胶过滤法和离子交换层析法等。
盐析法是利用不同蛋白质在不同盐浓度下溶解度的差异，来分离和纯化蛋白质。
在血红蛋白的纯化中，可以逐渐增加盐的浓度，使其他杂质蛋白沉淀，而血红蛋白则留在溶液中。
凝胶过滤法是根据蛋白质分子大小的不同来进行分离的。
将裂解后的混合物通过装有特定凝胶的层析柱，大分子的蛋白质先被洗脱出来，小分子的则后洗脱，从而实现血红蛋白与其他小分子杂质的分离。
离子交换层析法则是基于蛋白质的带电性质进行分离。
选择合适的离子交换树脂，使血红蛋白能够与树脂结合，而其他杂质蛋白则不结合或结合较弱。
通过改变洗脱液的离子强度或 pH 值，将血红蛋白洗脱下来，达到纯化的目的。
在整个分离和提取过程中，每一步操作都需要严格控制条件，如温度、pH 值、离子强度等，以确保血红蛋白的活性和纯度。
血红蛋白的分离和提取
血红蛋白的分离和提取在探索血红蛋白的分离和提取时，我们仿佛打开了一扇通往生命奥秘的大门。
血红蛋白，这个在我们体内默默工作的英雄，负责运送氧气，维持生命的火焰。
今天，我们就来深入探讨一下，如何从头到尾把它分离出来。
首先，了解血红蛋白的基本结构很重要。
它由四个亚基构成，每个亚基里都有一个铁离子，正是这个小小的铁离子让血红蛋白有了“吸氧”的能力。
嘿，想想看，这铁可是血液的灵魂。
我们提取它的第一步就是要把这些亚基给分开。
通常，我们使用盐析法。
这是一种古老却有效的方法。
简单来说，就是用不同浓度的盐水，使血液中的蛋白质沉淀下来。
盐的浓度高了，蛋白质就沉底了。
这个过程像是在筛选出珍珠，越是纯粹的成分，越容易浮出水面。
接下来，我们要进行离心。
听起来挺高大上的，其实就是把样品放进一个高速旋转的机器里。
你可以想象一下，像个旋转的过山车。
这样，重的成分会被甩到底部，而轻的成分则会悬浮在上面。
经过几轮离心，我们就能获得较为纯净的血红蛋白。
这一步确实需要耐心，毕竟急于求成可不行。
接着，我们还可以使用层析法。
这种方法就像在看一场精彩的魔术表演。
通过使用不同的色谱柱，血红蛋白会被分成不同的成分，层层剥离，最终呈现出它的真面目。
我们可以使用亲和层析或者离子交换层析，具体选择哪种方法，得看实际情况和目标而定。
无论怎样，成功提取的瞬间总是令人兴奋。
之后，我们必须验证提取的血红蛋白是否有效。
通常，我们会用紫外光谱法来测量它的吸收光谱，确保其波长符合标准。
这可不是马虎的事，稍有不慎，可能会错失重要的实验数据。
检查后，如果一切正常，那就可以进行后续的研究或应用了。
在这个过程中，温度和pH值的控制同样至关重要。
想想看，如果温度过高，蛋白质就会变性，失去活性。
这就像一朵美丽的花，失去了阳光和水分，最终枯萎。
保持适宜的环境条件，才能让我们的血红蛋白焕发活力。
总结来说，血红蛋白的分离和提取是一门复杂却充满乐趣的科学。
每一个环节都需要细致入微的操作，绝不能掉以轻心。
生物选修血红蛋白的提取和分离
实验结束后，应按照规定正确 处理实验废弃物，确保实验室
和环境安全。
安全防范措施
防毒防害
在实验过程中，应佩戴合适的个人防护装备，如化学防护 眼镜、化学防护服、化学防护手套等，防止有毒有害物质 侵入人体。
防机械伤害
在实验过程中，应避免使用不合适的工具或设备，防止机 械性损伤。同时，应定期检查实验室设备是否完好无损。
防火防爆
在实验过程中，应远离火源和易燃易爆物品，避免使用明 火加热和产生火花。同时，应定期检查实验室消防设施是 否完好有效。
防触电
在实验过程中，应避免接触带电设备和线路，防止触电事 故发生。同时，应定期检查实验室电气设施是否符合安全 标准。
THANKS
感谢观看
离心机、分液漏斗、研钵、滤纸 、尼龙布、蒸发皿、玻璃棒
实验原理
血红蛋白是一种含铁的蛋白质，具有与氧结合的能力，因此具有运输氧的功能。
通过将红细胞破碎，分离出血红蛋白，可以研究其结构和功能。
在实验中，利用不同物质在溶剂中的溶解度不同进行分离，采用离心、过滤和蒸发 等方法提取和分离血红蛋白。
实验步骤
生物选修血红蛋白 的提取和分离
contents
目录
• 血红蛋白简介 • 血红蛋白的提取 • 血红蛋白的分离 • 血红蛋白的应用 • 实验注意事项与安全防范措施
01
血红蛋白简介
血红蛋白的组成
血红蛋白由珠蛋白和血红素组成，其 中珠蛋白是由两条α-珠蛋白和两条β珠蛋白组成的四聚体，血红素则是一 个含铁卟啉的化合物。
生物传感器
血红蛋白可用于生物传感器的制备，通过与特定物质结合，实现对氧气、二氧 化碳等物质的检测。
生物燃料
血红蛋白可以作为生物燃料的生产原料，通过发酵等技术将其转化为可再生能 源。
高中生物人教版选修一血红蛋白的提取与分离
聚丙烯酰胺凝胶电泳装置 及其原理示意图
（2）电泳方法步骤
1)根据厂家说明书安装电泳用的玻璃板
2）SDS—聚丙烯酰胺凝胶制备
① SDS-聚丙烯酰胺分离胶制备 用去离子水4.6 mL，30%的丙烯酰胺2.7
mL，1.5mol、pH 8.8的Tris缓冲液2.5 mL， 10%的SDS 0.1 mL，10%的过硫酸胺0.1 mL， TEMED 0.006mL，混合均匀，迅速灌注在两玻 璃板的间隙中间，要留出灌注浓缩胶所需空间 (梳子的齿长再加0.5 cm)，再在胶液面上小心 注入一层水（约高2—3 mm），以阻止氧气进 入凝胶溶液。
1、概念：指带电粒子在电场的作用下发生 迁移的过程。
2、原理：许多重要的生物大分子，如 （多肽、核酸）等都具有( 可解离的基团 ) 在( 一定的PH )下，这些基团会带上 （正电或负电） 。在电场的作用下，这些 带电分子会向着与其（ 所带电荷相反的 ） 电极移动。电泳利用了待分离样品中各种
分子（ 带电性质的差异 ）以及分子本身
的凝胶浸泡于（蒸馏水）中充分溶胀后， 配成（ 凝胶悬浮液 ）。
（3）凝胶色谱柱的装填方法
①固定：将色谱柱垂直固定在支架上。
②装填： 将（ 凝胶悬浮液 ）一次性的缓慢
倒入（ 色谱柱）内，装填时轻轻敲动色 谱柱，使凝胶填装均匀。
注意：凝胶装填时尽量紧密，以降低凝胶 颗粒之间的空隙。装填凝胶柱时不能有气 泡存在：因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质 的洗脱次序，降低分离效果。
第1层（最上层）： （无色透明）甲苯层
第2层（中上层）： （ 脂溶性物质 ）的沉淀层， （白 ）色薄层固体
第3层（中下层）： （血红蛋白）的水溶液层 （红色透明）的液体
第4层（最下层）： 其它杂质（ 暗红色 ）的沉淀层
血红蛋白的提取和分离
本课题学习要点和难点
体验从复杂体系中提取生物大分子旳基本过 程和措施，并了解色谱法、电泳法等分离生 物大分子旳基本原理。
3、课题要点：凝胶色谱法旳原理和措施 4、课题难点：
①样品旳预处理 ②色谱柱填料旳处理和色谱柱旳装填。
2023年4月14日宣告人类基因组序列图完毕，这标志着进入了后基因组和蛋 白质组时代
2、你装填旳凝胶色谱柱是否有气泡产生？你旳色谱 柱装填得成功吗？你是怎样判断旳？
因为凝胶是一种半透明旳介质，所以能够在凝胶柱旁放一支与 凝胶柱垂直旳日光灯，检验凝胶是否装填得均匀。另外，还能够 加入大分子旳有色物质，例如蓝色葡聚糖—2023或红色葡聚糖， 观察色带移动旳情况。假如色带均匀、狭窄、平整，阐明凝胶色 谱柱旳性能良好。假如色谱柱出现纹路或是气泡，轻轻敲打柱体 以消除气泡，消除不了时要重新装柱。
血红蛋白的提取和分 离
本课题学习目的
体验从复杂体系中提取生物大分子旳基本过 程和措施，并了解色谱法、电泳法等分离生 物大分子旳基本原理。
1、主要概念：①凝胶色谱法 ②电泳法 ③缓冲溶液 ④ 它们在血红蛋白旳提取中分别起到什么作用。
2. 主要原理：
①凝胶色谱法分离蛋白质旳原理
②电泳法分离样品旳原理
③缓冲溶液旳构成和作用机理
④洗脱：小心加入pH=7.0 旳20mmol/l旳磷酸缓冲液到合 适高度，连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口进行洗脱。
⑤搜集：待红色旳蛋白质接近色谱柱底端时，用试管搜集流 出液，每5ml搜集一试管，连续搜集。（在分离过程中，假如 红色区带均匀一致旳移动，阐明色谱柱制作成功）
⑥注意：正确旳加样操作：1、不要触及并破坏凝胶面。2、 贴壁加样。3、使吸管管口沿管壁围绕移动。
装配好旳凝胶柱
2019-2020学年高二生物人教版选修一课下能力提升：(十四) 血红蛋白的提取和分离 Word版含解析
课下能力提升（十四）血红蛋白的提取和分离【基础题组】1．下列有关凝胶色谱法的叙述，错误的是( )A．凝胶色谱法是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法B．目前经常使用的凝胶有交联葡聚糖、聚丙烯酰胺和琼脂糖等C．大分子物质后被洗脱出来，小分子物质先被洗脱出来D．凝胶色谱法的原理是不同大小的分子所经的路径不同而得以分离解析：选C 相对分子质量较小的蛋白质由于扩散作用进入凝胶颗粒内部而使其所经过的路程较长；相对分子质量较大的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。
因此，大分子物质先被洗脱出来，小分子物质后被洗脱出来。
2．下列有关缓冲溶液的说法，错误的是( )A．缓冲溶液能够抵制外界任何酸和碱对溶液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．调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲溶液D．生物体内的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的解析：选A 缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成；调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲溶液；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，超过一定范围，缓冲溶液就起不到这样的作用了。
3．(2018·福建名校月考)下列有关提取和分离血红蛋白的叙述，错误的是( )A．样品的处理就是通过一系列操作收集血红蛋白溶液的过程B．通过透析可以去除样品中分子质量较大的杂质，此为样品的粗分离C．可通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化D．可通过SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度解析：选B 透析是通过半透膜使样品中较小的分子透过到膜外，因此通过透析可以去除样品中分子质量较小的杂质，此为样品的粗分离。
4．下列有关凝胶色谱操作的叙述，错误的是( )A．干的凝胶要用蒸馏水充分溶胀后，才能装填B．在装填凝胶色谱柱时，不得有气泡产生C．在装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管先打开后关闭D．在样品洗脱过程中，不能让洗脱液流干解析：选C 在装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管应始终打开。
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课下能力提升（十四）血红蛋白的提取和分离【基础题组】1．下列有关凝胶色谱法的叙述，错误的是()A．凝胶色谱法是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法B．目前经常使用的凝胶有交联葡聚糖、聚丙烯酰胺和琼脂糖等C．大分子物质后被洗脱出来，小分子物质先被洗脱出来D．凝胶色谱法的原理是不同大小的分子所经的路径不同而得以分离解析：选C相对分子质量较小的蛋白质由于扩散作用进入凝胶颗粒内部而使其所经过的路程较长；相对分子质量较大的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。
因此，大分子物质先被洗脱出来，小分子物质后被洗脱出来。
2．下列有关缓冲溶液的说法，错误的是()A．缓冲溶液能够抵制外界任何酸和碱对溶液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．调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲溶液D．生物体内的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的解析：选A缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成；调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲溶液；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，超过一定范围，缓冲溶液就起不到这样的作用了。
3．(2018·福建名校月考)下列有关提取和分离血红蛋白的叙述，错误的是()A．样品的处理就是通过一系列操作收集血红蛋白溶液的过程B．通过透析可以去除样品中分子质量较大的杂质，此为样品的粗分离C．可通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化D．可通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度解析：选B透析是通过半透膜使样品中较小的分子透过到膜外，因此通过透析可以去除样品中分子质量较小的杂质，此为样品的粗分离。
4．下列有关凝胶色谱操作的叙述，错误的是()A．干的凝胶要用蒸馏水充分溶胀后，才能装填B．在装填凝胶色谱柱时，不得有气泡产生C．在装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管先打开后关闭D．在样品洗脱过程中，不能让洗脱液流干解析：选C在装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管应始终打开。
5．下列关于血红蛋白提取和分离的过程及原理的叙述，正确的是()A．为了防止血液凝固，应在采血器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠B．红细胞洗涤使用5倍体积的蒸馏水，直到离心后上清液不呈现黄色C．利用质量分数为0.9%的NaCl溶液对血红蛋白溶液透析12 h，可以去除小分子杂质D．在凝胶色谱柱中加入蛋白质样品后即可连接缓冲液洗脱瓶进行洗脱和收集样品解析：选A为了防止血液凝固，应在采血器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠；红细胞洗涤时应该用生理盐水，不能用蒸馏水；将血红蛋白溶液通过透析进行粗分离时应该用磷酸缓冲液，不能用质量分数为0.9%的NaCl溶液；在凝胶色谱柱中加入蛋白质样品后，要使样品完全进入凝胶层，关闭下端出口，小心加入缓冲液到适当高度后才可连接缓冲液洗脱瓶进行洗脱。
6．在蛋白质的提取和分离中，对于样品的处理过程的分析正确的是()A．洗涤红细胞的目的是除去血浆中的葡萄糖、无机盐B．洗涤时离心速度过慢，时间过短，白细胞等会沉淀，达不到分离的效果C．洗涤过程选用质量分数为0.1%的NaCl溶液D．透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质解析：选D洗涤红细胞的目的主要是除去血浆中的蛋白质；洗涤时离心速度过快，时间过长，会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果；洗涤过程用到的是质量分数为0.9%的NaCl溶液。
7．下列说法错误的是()A．血红蛋白释放时，加蒸馏水到原血液的体积，再加40%体积的甲苯，充分搅拌10 min，红细胞破裂释放出血红蛋白B．血红蛋白溶液离心后分为4层，第一层为白色薄层固体C．血红蛋白溶液离心后分为4层，第四层为暗红色沉淀物D．血红蛋白溶液离心后分为4层，第三层为红色透明层解析：选B用生理盐水洗涤好的红细胞，加入蒸馏水和40%体积的甲苯并进行充分搅拌10 min，即可释放出血红蛋白；血红蛋白溶液离心后分为4层，第一层为有机溶剂层，第四层为暗红色的红细胞破碎物沉淀，第三层为红色透明的血红蛋白溶液层。
8．对在凝胶柱上加入样品和洗脱的操作，错误的是()A．加样前要使柱内凝胶面上的缓冲液下降到与凝胶面平齐B．让吸管管口沿管壁环绕移动，贴壁加样至色谱柱顶端，不要破坏凝胶面C．打开下端出口，待样品完全进入凝胶层后，直接连接缓冲液洗脱瓶，开始洗脱D．待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，每5 mL收集一管，连续收集流出液解析：选C打开下端出口，待样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口，再用同样的方法小心加入适量的20 mmol/L的磷酸缓冲液，然后连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口，【能力题组】9．蛋白质的分离与纯化技术是蛋白质研究的重要技术。
下列有关叙述错误的是() A．根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可将样品中各种不同的蛋白质分离B．根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通过电泳分离蛋白质C．根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质D．根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质解析：选A透析的原理是小分子可以自由通过透析袋，而大分子留在透析袋内，因此可以将蛋白质和溶液中的小分子物质分离。
10．以下关于猪血红蛋白提纯的描述，错误的是()A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可以防止红细胞破裂B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子质量较小的杂蛋白移动慢解析：选D在凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，相对分子质量较小的分子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分子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。
所以血红蛋白比相对分子质量较小的杂蛋白移动速度要快。
11．下列关于血红蛋白提取和分离实验中样品处理步骤的描述，正确的是()A．红细胞的洗涤：加入蒸馏水，缓慢搅拌，低速短时间离心B．血红蛋白的释放：加入生理盐水和甲苯，置于磁力搅拌器上充分搅拌C．分离血红蛋白溶液：将搅拌好的混合液离心、过滤后，用分液漏斗分离D．透析：将血红蛋白溶液装入透析袋，然后置于pH为4.0的磷酸缓冲液中透析12 h 解析：选C红细胞洗涤过程中应该用生理盐水，不能用蒸馏水；血红蛋白的释放过程应该加入蒸馏水，使红细胞吸水涨破，释放其中的血红蛋白；将搅拌好的混合液离心、过滤后，用分液漏斗分离出血红蛋白溶液；透析所用的磷酸缓冲液的pH为7.0。
12．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种物质，其分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示。
下列叙述正确的是()A．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子甲也保留在袋内B．若五种物质为蛋白质，则用凝胶色谱柱分离时，甲的移动速度最快C．将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，若分子戊存在于沉淀中，则分子丙也存D．若五种物质为蛋白质，用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最近解析：选C乙保留在透析袋内，甲则不一定保留在袋内；用凝胶色谱柱分离时，相对分子质量小的物质路程长、移动慢，故甲移动速度最慢；离心时相对分子质量大的物质先沉淀，戊沉淀，则乙、丁、丙均已沉淀；用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质时，电泳迁移率主要取决于蛋白质分子大小。
13．如图为血红蛋白的提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有____________________________________________________________ 功能。
(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是___________________________________；乙装置中，C溶液的作用是____________________________________________。
(3)用乙装置分离蛋白质的方法称为__________________________________________，是根据_________________________________________________分离蛋白质的有效方法。
(4)用乙装置分离血红蛋白时，待_____________________________________________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。
(5)血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。
其中样品处理包括__________________、__________________________、分离血红蛋白溶液。
解析：图甲为透析装置，图乙为样品的洗脱装置。
(1)血红蛋白能运输氧气，体现了蛋白质的运输功能。
(2)甲装置中用磷酸缓冲液来透析；乙装置中C溶液为磷酸缓冲液，其作用是洗脱蛋白质。
(3)乙装置是利用凝胶色谱法分离血红蛋白，它是根据蛋白质相对分子质量的大小来分离蛋白质的。
(4)洗脱时先流出的是相对分子质量与血红蛋白相比较大的蛋白质，血红蛋白呈红色，故待红色的蛋白质接近色谱柱底端时就可用试管收集流出液。
(5)样品处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放和分离血红蛋白溶液。
答案：(1)运输(2)磷酸缓冲液洗脱血红蛋白(3)凝胶色谱法相对分子质量的大小(4)红色的蛋白质接近色谱柱底端(5)红细胞的洗涤血红蛋白的释放14．下图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置或操作方法，请回答下列问题：(1)图甲表示________过程，该操作目的是去除样品中______________________的杂质。
现有一定量的血红蛋白溶液，进行上述操作时若要尽快达到理想的实验效果，可以____________________________________________________(写出一种方法)。
(2)如图乙，向凝胶色谱柱中加样的正确操作顺序是________(用序号表示)。
在进行④操作前，应该等样品________________，且要________(填“打开”或“关闭”)下端出口。
(3)如图丙，a、b均为蛋白质分子，其中先从凝胶色谱柱中洗脱出来的是__________，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：(1)图甲表示血红蛋白粗提取过程，也称为透析过程。