Question

【題目】隨著人類基因組計劃的進展和多種生物基因組測序工作的完成，人類跨入了后基因組和蛋白質(zhì)組時代。對蛋白質(zhì)進行研究時，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”實驗中，準備從豬的血液中初步提取血紅蛋白，設(shè)計的“血紅蛋白提取、分離流程圖”：

請回答下列有關(guān)問題：

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

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

（3）血紅蛋白的純化是通過___________法將相對分子質(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，實現(xiàn)各種分子的分離。

（5）一同學通過血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳，觀察到正常人和鐮刀型細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，從分子遺傳學的角度作出的解釋是___________。

Answer 1

【答案】生理鹽水 滲透（作用）原理（當外界溶液濃度低于動物細胞內(nèi)液濃度時，細胞吸水漲破） 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.首先通過洗滌紅細胞、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)過透析去除分子量較小的雜質(zhì)，即樣品的粗分離；然后通過凝膠色譜法將相對分子質(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行純度鑒定。

（1）洗滌紅細胞所用的溶液是生理鹽水，根據(jù)滲透作用原理，將紅細胞置于低滲溶液中，紅細胞會吸水漲破，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)；可通過增加緩沖液的量或及時更換緩沖液等方法縮短透析時間，能盡快達到理想的透析效果。

（3）樣品純化是通過凝膠色譜法（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)相對分子質(zhì)量大小分離蛋白質(zhì)的有效方法，相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進入凝膠內(nèi)部的通道，路程長，移動的速度慢，相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)不容易進入凝膠內(nèi)部的通道，路程短，移動的速度快。

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

（5）根據(jù)圖示可知，鐮刀型細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）一對等位基因，分別控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。