2017-2018学年高中生物选修一教学案：第四章第一节

1、1分离与测定生物成分中蛋白质的技术包括离 心沉降法、薄膜透析法、凝胶色谱法和电泳法等。2离心沉降法是通过控制离心速度，使分子大 小、密度不同的蛋白质发生沉降分层，从而分离岀不 同种类的蛋白质。3凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法，相对分子质量大的先洗脱岀来，相对 分子质量小的后洗脱岀来。4在电泳中，待分离样品中分子带电性质的差 异以及分子本身的大小、 形状都会影响分子的迁移速 度。5薄膜透析法是利用蛋白质分子不能透过半透 膜的特性，使蛋白质与其他小分子化合物分离开的纯 化蛋白质的方法。6提取植物芳香油的方法有蒸馏法、压榨法和mra分离与测定生物成分中的蛋白质读總为i抽提液的选择

2、酸性蛋白质偏碱性溶液抽提喊性蛋白质 L 偏酸性溶液抽提脂蛋白I-冇机溶剂抽提2.分离蛋白质的方法(1)离心沉降法：通过控制离心速度，使分子大小、密度不同的蛋白质发生沉降分层。(2)薄膜透析法：利用蛋白质分子不能透过半透膜的特性，使蛋白质与小分子化合物分离开 的纯化蛋白质的方法。(3)凝胶色谱法：生物成分的分离与测定技术II解-教材新矩採究式学层级比设计新和TT 击碾对应学生用书P35关键语句1概念：根据蛋白质分子的大小对其进行有效分离的方法。:微小的多孔球体2凝胶 组成：大多由多糖类化合物构成结构：内部具有很细微的多孔网状结构3原理：是否进入凝胶颗粒移动途径路程移动速度洗脱次序大分子蛋白质不能

3、进入凝胶颗粒间隙较短较快先洗脱出来小分子蛋白质可以进入凝胶颗粒内部较长较慢后洗脱出来 电泳法：将所带电荷的数量和性质不同的蛋白质从混合样品中分离并纯化出来。3血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳配制试剂准备器材架滤纸桥瑕泡薄膜一T细心点样平悬薄膜实施电 泳 染色 漂洗-脱色4.凝胶色谱法分离血红蛋白(1)样品处理：以低速短时间离心分离红细胞，获得被洗净的红细胞。(2)血红蛋白的释放、分离和透析：1用蒸馏水和甲苯破裂红细胞，释放出血红蛋白，得到混合液。2离心混合液，过滤除去沉淀层，用分液漏斗分离出红色透明液体。3用磷酸缓冲液透析红色透明液体12 h。(3)凝胶的制备：用蒸馏水溶胀交联葡聚糖凝胶，制成凝胶悬浮

4、液。(4)色谱柱的装填：1垂直固定洗净的层析柱，选择有薄膜的端为下口。2打开了端的乳胶管开口，将搅动均匀的凝胶悬浮液沿柱的内壁缓缓一次性倒入柱内。3连接洗脱瓶，用洗脱液充分洗涤平衡凝胶12 h。(5)样品的加入1打开流出口，让缓冲液下降到刚好与凝胶面平行，关闭出口。2用滴管将样品溶液沿柱壁轻轻地加入到色谱柱顶端。3打开流出口，使样品液逐渐渗入到凝胶。(6)洗脱与收集：1连接好层析系统，调节洗脱流速为每分钟1 mL，进行洗脱。2当红色的蛋白质接近出口时，收集洗脱液。问题_玫営为刪乩究出静作畫流”1在抽提液中加入蛋白酶抑制剂的目的是什么？提示：防止提取过程中蛋白质被蛋白酶分解。2.在电泳过程中，影

5、响泳动速度的因素有哪些？提示：带电颗粒的性质，即颗粒的大小、形状和所带电荷的多少；此外还有电场强度、溶液 的pH等因素。3洗涤红细胞时能否用蒸馏水代替生理盐水？提示：不能。生理盐水能保持红细胞的渗透压稳定而不至于破裂，在未洗净血浆中的杂质蛋白前，红细胞如果提前破裂，就可能使血红蛋白质与杂质血浆蛋白混在一起，加大了分离的难度。4.在血红蛋白释放的过程中加入蒸馏水和甲苯的目的是什么？提示：加入蒸馏水使红细胞吸水小涨破。细胞膜的主要成分中含磷脂，磷脂易溶于甲苯等有 机溶剂，加入甲苯能加速红细胞破裂以释放血红蛋白。占 _1.蛋白质的分离方法(1)薄膜透析法：1原理：蛋白质水溶液具有亲水胶体溶液性质，不

6、能透过半透膜。2目的：去除小分子化合物杂质，如无机盐、单糖、二糖、氨基酸等。3常用的半透膜：肠衣、玻璃纸等。4步骤：将待纯化的蛋白质溶液装入透析袋内，再把透析袋放入透析液中即可。(2)离心沉降法：1原理：在离心力的作用下，分子大小、密度不同的分子沉降速度不同，从而被分离。2目的：使分子大小、密度不同的不同种类的蛋白质彼此分离。(3)电泳：1概念：带电颗粒在电场作用下向着与其电性相反的电极移动的现象。2原理：不同的物质所带电荷不同，颗粒的大小，形状不同，因此，在电场中的泳动速度不 同。3影响泳动速度的因素：带电颗粒的性质，即颗粒的大小、形状和所带电荷的多少；此外还 有电场强度、溶液的pH等因素。

7、4泳动规律：带电颗粒直径越小、越接近于球形，所带净电荷越多，则在电场中的泳动速度 越快；反之，则越慢。5常用方法：支持物电泳。6支持物：滤纸、醋酸纤维薄膜、大分子凝胶等。2.血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳(1)特点：电泳后区带界限清晰。2通电时间较短(6090 min)。3它对各种蛋白质都几乎完全不吸附，因此无拖尾现象。4对染料也没有吸附，因此不结合的染料能完全洗掉，无样品处几乎完全无色。(2)关键步骤及其技术要求：点样是本实验的关键步骤。点样前，应将薄膜表面多余的缓冲液用滤纸吸去，以免引起样品扩散；但不宜太干，否则样品不易进入膜内，造成点样起始参差不 齐，影响分离效果。(3)结果及其分析:结果：结

8、果分析：从电泳图谱示意图中可以看出：a血清蛋白主要包括五种蛋白质，且含量最多的是清蛋白，其他依次是：丫-球蛋白a1-球蛋白a2-球蛋白3-球蛋白。b由五种蛋白质所处的位置可判断出它们均带负电荷，四种球蛋白在电场中的泳动速度由 快到慢依次为ai-球蛋白a2-球蛋白3-球蛋白 丫-球蛋白。3.凝胶色谱法分离蛋白质的原理相对分子质量大相对分子质量小直径大小大于凝胶颗粒空隙直径，被排阻在外面小于凝胶颗粒空隙直径， 可以进入颗粒内部运动方式在颗粒间隙垂直向下移动在颗粒内部无规则扩散运动运动速度较快较慢运动路程较短较长洗脱次序先从凝胶柱洗脱出来后从凝胶柱洗脱出来| 从生物材料中提取芳香油读鱒为1提取方法主

9、要有蒸馏法、压榨法和萃取法等，具体采用的方法要根据植物材料的特点来决定。2.蒸馏(1)概念：将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却再凝结为液体，这两个过血沾蛊白略战纤址帖膜电泳图诸示惑圈程的联合操作称为蒸馏，是分离和提纯液态混合物常用的方法之一。(2)分离的种类：1易挥发和不易挥发的物质。2液体混合物中沸点不同的物质。3水蒸气蒸馏法提取橘皮中的芳香油问题_玫为斷畳 突出静作史流1橘皮芳香油的主要成分是什么？有哪些主要用途?提示：主要成分是柠檬烯。主要用于生产食用香精、化妆品香精和医药香精。2采用水蒸气蒸馏法提取橘皮芳香油的原理是什么？提示：橘皮芳香油性质稳定，易挥发，能随水蒸气一同蒸

10、发。3.在水蒸气蒸馏橘皮中的芳香油时，冷凝管的出水口为什么安装在进水口的上端？提示：目的是为了使产生的蒸气充分冷却。占尊nA玫点11为关辄穽出囁师主导”1.水蒸气蒸馏装置分析有关蒸馏装置包括铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶，以及连接进水口和出水口的橡皮管，如下图。所有仪器必须事先干燥,保证无水。整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，其中左边的部分通过加热进行蒸馏，中间部 分将蒸馏物冷凝，右边的部分用来接收。1安装装置顺序：从左到右，自下而上(拆卸顺序相反)。2温度计位置：温度计的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口下沿保持水平。3冷凝管中水流方向：从下

11、方进水，上方出水，与蒸气流向相反。4加热时防暴沸：垫石棉网，向液体中加入几片碎石或瓷片。5烧瓶内液体量：烧瓶容积的1/32/3。橘皮+水放入蒸馏瓶 安装水蒸气蒸馏装置蒸馏静置分橘皮芳香油特别提醒用蒸馏法分离植物有效成分时，温度会影响植物成分的性质，因此需要严格控制温度，温度过高会破坏植物成分的结构，温度过低则会导致分离不出植物有效成分。延长时间可以使蒸馏的过程较充分。2植物芳香油各种提取方法的比较方法水蒸气蒸馏法压榨法萃取法实验原理利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油使芳香油溶解在有机溶 剂中，蒸发溶剂后就可 获得芳香油优点简单易行，便于分离生产成本低，

12、易保持原料原来的结构和功能产率咼，易分离局限性水中蒸馏会导致某些原料焦糊和有效成分水解分离较为困难，出油率相对较低使用有机溶剂处理不当会影响提取物的质量适用范围适用于提取玫瑰油、薄荷油、橘皮芳香油等挥发性强的芳香油适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取适用范围广，要求原料 的颗粒要尽可能细小， 能充分浸泡在有机溶剂 中方法步骤水蒸气蒸馏2分离油层3除水过滤1石灰水浸泡、漂洗2压榨、过滤、静置再次过滤1粉碎、干燥2萃取、过滤浓缩幘細訥|知雌学丽|知能粋升圾对应学生用书 P37例1下列有关蛋白质提取和分离的说法，不.正确的是（）A.透析法分离蛋白质的原理是利用蛋白质不能通过半透膜的特性B.采用透析法使

13、蛋白质与其他小分子化合物分离开来C.离心沉降法通过控制离心速率使分子大小、密度不同的蛋白质分离D.蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相同的电极方向移动精讲精析电泳法分离物质的原理是电场中带电物质能向与自身所带电荷相反的方向移 动，移动的速度和距离取决于物质所带电荷的量及相对分子质量。答案D例2分析图示装置，回答有关问题:呂把握-命题热点(1)写出图中数字所代表的名称：_,_,_(2)在图中用箭头表示水的流动方向。(3)该装置为 _ 蒸馏装置。(4)分离后的油层中，有一定的水分，此时可加入 _夜。(5)_某同学采用1.5 kg的玫瑰花瓣，出油为0.45 g，则出油率为 _。精讲精析(1)图中水

14、蒸气蒸馏装置中表示温度计，表示出水口，表示进水口。(2)水从进水口进入，从出水口流出，起到冷凝作用。(3)水蒸气蒸馏法的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层，从而将芳香油分离出来。过滤得到的油层中含有少量的水分，可以用无水N&SQ吸去。(5)出油率=(芳香油质量/原料质量)X100%F0.45-(1.5X1 000)X100%F0.03%。答案:(1)温度计 出水口 进水口(2)水从进水口流入，从出水口流出(图略)。(3)水蒸气(4)无水NazSQ (5)0.03%课堂回扣练习1蛋白质的分离与纯化技术是蛋白质研究的重要技

15、术。下列有关叙述不.正确的是()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蛋白质分子不能透过半透膜，而溶液中的小分子物质则可以透过半透膜，因此可以将蛋白质和溶液中的小分子物质分离。进行吸收，放置过IEI应用落实体验慄堂针对堀慄下综合练果时订节通关对应学生用书P382.下列关于血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳实验的说法，不.正确的是()A.实验所用的巴比妥缓冲液的pH为8.6B.点

16、样是在薄膜的光泽面上进行的C.实验后可以得到五条色带D.整个实验最关键的步骤是点样解析：选B在点样时，用盖玻片在膜的非光泽面且离薄膜一端2 cm处轻轻点样。3下列关于植物芳香油的说法，错误的是()A.可溶于水，所以可以用蒸馏法提取B.具有较强的挥发性，能随水蒸气一起蒸发C.提取方法主要有蒸馏法和萃取法D.蒸馏时，流入收集瓶中的乳浊液分层，上层为芳香油，下层为水解析：选A植物芳香油为脂溶性物质，不溶于水，而易溶于有机溶剂。4.在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法叙述错误的是()A.蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解下来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油B.压

17、榨法的实验原理是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油C.萃取法的实验原理是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉溶剂后就可获得芳香油D.蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油解析：选A蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，适用于提取玫瑰油、薄 荷油等挥发性强的芳香油；压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油，适用于柑橘、柠檬等 易焦糊原料的提取；萃取法使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉溶剂后就可获得芳香油，它的适 用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中。5. (广东高考)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不.正确的是()A.洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破B

18、.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.在凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，血红蛋白比相对分子质量较小的杂蛋白移动慢解析：选D生理盐水和红细胞内的溶液为等渗溶液； 各种细胞器和细胞核中都含有蛋白质， 所以不含有细胞器和细胞核的红细胞内， 蛋白质种为减少， 提纯时杂蛋白较少； 血红蛋白有颜色， 所以在凝胶色谱法分离过程中易分辨，可用于监测；凝胶色谱法分离蛋白质，分子量较小的易进 入凝胶内部，移动速度比较慢，故血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动快。6.阅读以下材料，回答相关问题：从玫瑰花中提取出的玫瑰精油被称为“液体黄金”， 是世界香料工业

19、中不可取代的原料， 多 用于制造高级香水、化妆品等。提取出的玫瑰精油不含有任何添加剂或化学原料，是纯天然的护 肤品，具有极好的抗衰老和止痒作用，能够促进细胞的再生、防止肌肤老化、抚平肌肤细纹，还 具有使人放松、愉悦心情的功效。玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性较强。（1）根据材料中介绍的玫瑰精油的性质，要提取玫瑰精油可以用水中蒸馏和_ 法提取。（2）某同学在实验中设计了如下图所示的装置提取玫瑰精油，指出该装置中的两个错误，并 予以改正。1错误1: _ ；改正：_ 。2错误2： _ ；改正：_ 。（3）也可采用水蒸气蒸馏法提取橘皮芳香油，其原理是：橘皮芳香油具有一定的挥发性

20、，其 沸点与水的沸点相比 _ 。在蒸馏时，随着温度的升高和水分的侵入，芳香油流出并随水一起形成 _ ，再通过_，经导管流入收集瓶。解析：（1）从题干所给材料中获取信息“玫瑰精油的化学性质稳定， 难溶于水， 易溶于有机 溶剂， 挥发性强”，可知提取玫瑰精油可用水中蒸馏法和萃取法。（2）温度计测量的是进入冷凝管的水蒸气温度，所以其玻璃泡应与蒸馏烧瓶的支管口下沿平齐；冷凝管里水流方向应与水蒸气 流向相反，所以下方为进水口，上方为出水口。（3）芳香油的沸点比水的沸点低，蒸馏时随水一起形成蒸气，再通过冷凝器经导管流入收集瓶。答案：（1）萃取（2）温度计位置过低 温度计的玻璃泡应与蒸馏烧瓶的支管口下沿保持

21、水 平 冷凝管进水口、出水口接错冷凝管应进水口在下，出水口在上，冷凝管中水流方向应与水蒸气流向相反（3）较低蒸气冷凝器课下综合检测一、选择题1下列关于蛋白质的提取的说法，不.正确的是（）A.般用机械方法破碎生物组织B.破碎细胞常用的方法有研磨法、超声波法和酶解法C.一般来说，酸性蛋白质要用酸性溶液抽提D.抽提得到的蛋白质粗提取物可用离心法去除固体杂质解析：选C蛋白质呈溶液状态释放出来后，要根据蛋白质的不同特性，选择不同的溶液进 行抽提，如酸性蛋白质可以用偏碱性溶液抽提。2电泳实现样品中各种蛋白质分子的分离是利用了( )A.各种分子带电性质的差异B.分子本身的大小不同C.分子形状的不同D.以上都

22、正确解析：选D电泳是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。3.水蒸气蒸馏法的基本原理是()A.植物芳香油易溶于水B.植物芳香油沸点比水高C.水蒸气蒸馏法得到的油水混合物性质稳定D.植物芳香油挥发性较强，易被水蒸气带出，冷却后又与水分离解析：选D水蒸气蒸馏法的原理是植物芳香油易挥发，冷凝后易与水分离。4.下列有关透析的叙述中，错误的是()A.用于透析的薄膜要具有选择透过性B.透析膜一般是由硝酸纤维素制成的C.透析能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内D.透析可用于更换样品的缓冲液解析：选A透析袋一般

23、是用硝酸纤维素(又称玻璃纸)制成的，它没有生物活性，故不具有 选择透过性(活的生物膜才具有选择透过性)。透析袋能使小分子物质自由进出，而将大分子保留 在袋内。透析可以去除样品中相对分子质量较小的杂质，或用于更换样品的缓冲液。5.下列关于提取橘皮中芳香油的说法，正确的是()A.橘皮芳香油只适用水蒸气蒸馏法提取B.在蒸馏时，芳香油流出形成蒸气，经导管流入收集瓶C.蒸馏结束后，锥形瓶中收集液经分离即可得到芳香油D.采用分液漏斗可以相对准确地分离到芳香油解析：选D橘皮芳香油可以用蒸馏法提取，也可以用压榨法提取；在蒸馏时，随温度升高， 芳香油流出并随水一起形成蒸气，蒸气再通过冷凝器，经过导管流入收集瓶；

24、由于油的密度比水 小，蒸馏结束后，收集液经过静置使油浮于水面，再用分液漏斗分离就可以相对准确地得到芳香 油。6.下列关于血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳的说法，不.正确的是()A.架滤纸桥时，待滤纸条湿润后，要驱除气泡，以便使滤纸紧贴于支架上B.浸泡薄膜时要识别出光泽面，并做上记号C.平悬薄膜时，有记号的一面朝上D.从染色液中取出薄膜后，用滤纸条压平并吸干，再浸入透明液中脱色解析：选D薄膜染色后要放入漂洗液中漂洗直至蛋白质区底色脱净为止。7.相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的分离过程可表示为下列哪一项解析：选B相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒内部，通过的路程较短，移 动速度较快；相对分子质

25、量较小的蛋白质分子可以进入凝胶颗粒内部，通过的路程较长，移动速 度较慢。因此，样品中相对分子质量较大的蛋白质先流出，相对分子质量较小的蛋白质后流出。8仔细观察下图，所带负电荷少的球蛋白是（）A.a1-球蛋白B.a2-球蛋白C.3-球蛋白D. 丫-球蛋白解析：选D对于几种球蛋白来说直径相差不大，泳动速度的差异主要来自于所带电荷的多少，由图可知球蛋白由右向左泳动，因右侧为负极，且Y-球蛋白距点样处最近，所以丫-球蛋白所带负电荷最少。二、非选择题9某生物兴趣小组在学习完“蛋白质的提取和分离”后，联系相关实验，准备从猪肝脏研 磨液中初步提取过氧化氢酶，设计的“过氧化氢酶提取、分离流程图”如下。试回答下

26、列问题：白白口白血消蛋白那醴纤嫌薄脱电冰图谱示意图(1)向肝细胞悬液中加入一定量的pH=7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎肝细胞，破碎细胞的原理是 _。与使用蒸馏水相比，使用缓冲液的优点是(2)蛋白质粗分离阶段透析的目的是 _ 。(3)电泳利用了待分离样品中各种分子 _ 等的差异，而产生不同的迁移速度，实现各种分子的分离。(4)实验小组以3泌氧化氢溶液和获得的过氧化氢酶为材料进行温度对酶催化活性影响的探究，得到如下图所示的结果，根据实验结果得出“过氧化氢酶能耐受100C高温”的结论，请问这一结论是否可靠？为什么？o 25 50 75 100 镒度/匸解析：动物肝脏细胞没有细胞壁，可以用浓度低于细胞内液的溶液使细胞吸水涨破，为保证酶溶液pH基本稳定，避免因pH变化影响过氧化氢酶活性，可使用缓冲溶液。蛋白质粗分离阶段透析可除去小分子杂质。电泳时利用待分离样品的所带净电荷的多少、分子大小、形状等的差异实现各种分子的分离。据图可知在100C高温时过氧化氢分解，但是这时酶很有可能已经失活，因为高温也能促进过氧化氢分解加快。答案：(1)渗