Question

【題目】隨著人類基因組計(jì)劃的進(jìn)展和多種生物基因組測(cè)序工作的完成，人類跨入了后基因組和蛋白質(zhì)組時(shí)代。對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行研究時(shí)，首先要獲得純度較高的蛋白質(zhì)。下圖是某生物興趣小組在“蛋白質(zhì)的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血紅蛋白，設(shè)計(jì)的“血紅蛋白提取、分離流程圖”：

請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：

（1）樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用___________反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度PH7．0的緩沖液并充分?jǐn)嚢瑁�可以破碎紅細(xì)胞，破碎細(xì)胞的原理是___________。

（2）血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是___________，若要盡快達(dá)到理想的透析效果，可以增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液。

（3）血紅蛋白的純化是通過(guò)___________法將相對(duì)分子質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去。

（4）電泳利用了待分離樣品中各種分子的___________等的差異，而產(chǎn)生不同遷移速度，實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。

（5）一同學(xué)通過(guò)血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳，觀察到正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如圖所示。由圖可知攜帶者有___________種血紅蛋白，從分子遺傳學(xué)的角度作出的解釋是___________。

Answer 1

【答案】生理鹽水 滲透（作用）原理（當(dāng)外界溶液濃度低于動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水漲破） 除去小分子雜質(zhì) 凝膠色譜法 帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀 2 攜帶者具有一對(duì)等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)

【解析】

血紅蛋白提取和分離的程序可分為四大步，包括：樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定.首先通過(guò)洗滌紅細(xì)胞、血紅蛋白的釋放、離心等操作收集到血紅蛋白溶液，即樣品的處理；再經(jīng)過(guò)透析去除分子量較小的雜質(zhì)，即樣品的粗分離；然后通過(guò)凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去，即樣品的純化；最后經(jīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。

（1）洗滌紅細(xì)胞所用的溶液是生理鹽水，根據(jù)滲透作用原理，將紅細(xì)胞置于低滲溶液中，紅細(xì)胞會(huì)吸水漲破，釋放出血紅蛋白。

（2）血紅蛋白粗分離階段，透析的目的是除去樣品中的小分子雜質(zhì)；可通過(guò)增加緩沖液的量或及時(shí)更換緩沖液等方法縮短透析時(shí)間，能盡快達(dá)到理想的透析效果。

（3）樣品純化是通過(guò)凝膠色譜法（分配色譜法）去掉分子量較大的雜質(zhì)。凝膠色譜法是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量大小分離蛋白質(zhì)的有效方法，相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程長(zhǎng)，移動(dòng)的速度慢，相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)不容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程短，移動(dòng)的速度快。

（4）由于各種分子帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀等的差異，在電泳過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。

（5）根據(jù)圖示可知，鐮刀型細(xì)胞貧血癥的攜帶者含有兩種血紅蛋白，原因是攜帶者具有（控制血紅蛋白的）一對(duì)等位基因，分別控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。