红细胞含有大量的血红蛋白,红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的,血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2,我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验,来提取和分离血红蛋白,请回答下列有关问题:
(1)血红蛋白提取和分离的过程可分为四步:________、________、________和________。
(2)实验前取新鲜的血液,要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,取血回来,马上进行离心,收集、血红蛋白溶液。
①加入柠檬酸钠的目的是________________。
②以上所述的过程即是样品处理,它包括________、________收集血红蛋白溶液。
(3)洗涤红细胞的目的是________________________。
(4)你如何知道红细胞已洗涤干净?_______________________________________。
(5)分离红细胞时的离心速度及离心时间分别是_______________________________________。
(6)若离心速度过高和时间过长结果会怎样?_______________________________________。
(7)将收集的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析,即样品的粗分离。
①透析的目的是______________________。
②透析的原理是______________________。
(8)然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化,最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。样品纯化的目的是_______________________________________。
【答案】样品处理 粗分离 纯化 纯度鉴定 防止血液凝固 红细胞的洗涤 血红蛋白的释放 去除血浆蛋白 离心后的上清液没有黄色 低速500 r/min短时间如2 min 离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀,得不到纯净的红细胞,影响后续血红蛋白的提取纯度 去除分子量较小的杂质 透析袋能使小分子自由进出,而大分子则保留在袋内 通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去
【解析】主要考查蛋白质分离与鉴定的基本原理及实验流程。
(1)分离、提取血红蛋白的实验流程大致是样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定四个步骤。(2)①柠檬酸钠是一种抗凝剂,加入柠檬酸钠可以防止血液凝固。②样品处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、收集血红蛋白溶液。
(3)洗涤红细胞的目的是去除血浆蛋白,以利于后续步骤的分离纯化。
(4)离心后的上清液没有黄色,表明红细胞已洗涤干净。
(5)分离红细胞应采用低速短时间离心,如500 r/min离心2 min。
(6)若离心速度过高和时间过长,会使白细胞等一同沉淀,得不到纯净的红细胞,影响后续血红蛋白的提取纯度。
(7)①透析的目的是:去除分子量较小的杂质。②透析的原理是:透析袋一般是用硝酸纤维素制成的,透析袋能使小分子自由进出,而将大分子保留在袋内。
(8)凝胶色谱法是一种根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。相对分子质量大的蛋白质只能从凝胶间隙通过,路程短,移动速度快,先到达色谱柱的下端;相对分子质量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。可见,通过凝胶色谱法去除相对分子质量较大的杂质蛋白。