㈠ 凝胶色谱法(分配色谱法):
1、概念:根据被分离蛋白质的( ),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外面,在了里之间迅速通过。
B. (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:在一定的范围内,能对抗外来少量强酸、强碱或 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( )的影响,维持PH基本不变。
3、缓冲溶液的配制
通常由( )种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的( )就可以制得( )使用的缓冲液。
3.电泳
电泳是指 。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 。在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷 的电极移动。电泳利用了待分离样品中各分子 以及分子本身的 、 的不同,使带电分子产生不同的 ,从而实现样品中各种分子的分离。
两种常用的电泳方法是 和 ,在测定蛋白质分子量时通常使用 。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于 以及 等因素。
4.蛋白质的提取和分离
蛋白质的提取和分离一般分为四步: 、 、 和 。
5.样品处理
血液由 和 组成,其中红细胞最多。红细胞具有
的特点。红细胞中有一种非常重要的蛋白质 ,其作用是
,血红蛋白有 个肽链组成,包括 ,其中每条肽链环绕一个 ,磁基团可携带 。血红蛋白因含有 呈现红色。
红细胞的洗涤 洗涤红细胞的目的是 ,采集的血样要及时采用 分离红细胞,然后用胶头吸管吸出上层透明的 ,将下层暗红色的 倒入烧杯,再加入 ,缓慢搅拌 ,低速短时间离心,如此重复洗涤三次,直至 ,表明红细胞已洗涤干净。
血红蛋白的释放 在 和 作用下,红细胞破裂释放出血红蛋白。
分离血红蛋白溶液 将搅拌好混合液转移到离心管内,以2000r/min的速度离心10 min ,试管中的溶液分为4层:
第1层(最上层):( )甲苯层
第2层(中上层):( )的沉淀层,( )色薄层固体
第3层(中下层):( )的水溶液层,( )的液体
第4层(最下层):其它杂质( )的沉淀层
透析 取1mL的血红蛋白溶液装入 中,将透析袋放入盛有300mL的物质的量的浓度为20mmol/L的 中,透析12h。透析可以去除样品中 的杂质,或用于更换样品的 。
6.凝胶色谱操作
第一步要制作 ,第二步要 ,因为 ,所以装柱前需要根据色谱柱的内体积计算所需要的凝胶量。在装填凝胶柱时,不得有 存在。因为气泡会 ,降低分离效果。第三步是
。
2)凝胶色谱柱填料的处理
(1)凝胶的选择:( )。
(2)方法:
配置凝胶悬浮液:计算并称取一定量的凝胶浸泡于( )中充分溶胀后,配成( )。
(3)凝胶色谱柱的装填方法
1 固定:将色谱柱处置固定在支架上
②装填:将( )一次性的缓慢倒入( )内,装填时轻轻敲动色谱柱,使凝胶填装均匀。
③洗涤平衡
装填完毕后,立即用缓冲液洗脱瓶,在( )高的操作压下,用300ml的20mmol/l的磷酸缓冲液(pH为7.0)充分( )12小时。
3)样品加入与洗脱
(1)加样前:打开下端出口,使柱内凝胶面上的( )缓慢下降到与( )平齐,关闭出口
(2)加透析样品
①调整缓冲液面:与凝胶面平齐
②滴加透析样品:用( )将1ml( )的样品加到色谱柱的( )
③样品渗入凝胶床:( )
④洗脱:打开下端,用磷酸缓冲液洗脱
⑤收集:待( )接近色谱柱底端时,用试管收集流出液,每( )收集一试管连续收集
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。
例: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
例:(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。
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
: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
例:(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。
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、PCR技术可扩增DNA分子,电泳技术是将待测样品放在光滑的凝胶薄膜上,并加上直流电场,可利用分子带电荷不同分离和分析氨基酸和多核苷酸片段等有机物。这两项技术综合应用于现代刑侦,可以获得最可靠的证据。如图是一次寻找嫌犯的测试结果:图申是把遗迹中含有21个氨基酸的多肽进行水解,将氨基酸混合物进行电泳的结果;图乙是通过提取罪犯B遗迹DNA和四位嫌犯的DNA进行扩增,并采用特定限制酶处理后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱。
(1)在同一电场下,由于蛋白质或DNA的 以及 、 不同而产生不同的迁移方向或速度,从而实现样品的分离。
(2)在电泳过程中,带电分子会向着 的电极移动。
(3)由图甲得知,多肽由 种氨基酸组成;由图乙可知B最可能的对象是 。
9.(1)④→①→②→③ (2)不要破坏凝胶面 使吸管管口沿管壁环绕移动
(3)完全进入凝胶层 红色的蛋白质 5
10.(1)带电性质 分子本身大小、形状 (2)与其所带电荷相反 (3)7 F2