生物学案：第四章第一节生物成分的分离与测定技术

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第一节生物成分的分离与测定技术学习目标重点难点1。能说出蛋白质分离与纯化的方法。2．能说出蒸馏法提取植物芳香油的过程。重点:1．能看懂电泳条带并进行分析。2．能分析蒸馏装置中各部分的作用.难点：能解决日常生活中的实际问题。一、蛋白质的粗分离预习交流分离蛋白质抽提出来的粗提取物还要进行离心.离心的目的是什么？二、蛋白质纯化的原理与方法1．原理根据蛋白质之间以及蛋白质与其他物质之间的差异纯化.这种差异主要包括:__________、________、所带电荷的多少、__________等方面。2．方法（1）透析法：利用蛋白质分子不能透过________的特性,分离出______________.常用的半透膜有______________、________等。（2）离心沉降法:主要通过控制________,使得__________、______不同的蛋白质发生沉降分层。（3）电泳法:带电颗粒在________作用下向着与其电性______的电极移动的现象.预习交流透析与离心的目的是什么？三、血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳的操作1．原理血清蛋白包含一组蛋白质,其____________、______、______________________各不相同，在电场作用下会发生______。2．操作流程配制试剂→____________→浸泡薄膜→__________→________→__________→______→漂洗→脱色3．实验结果分析呈现5条蛋白质色素带,从点样处一侧开始，依次是：________蛋白、______蛋白、________蛋白、__________蛋白和______蛋白。预习交流电泳技术有多种,你了解的电泳的常用方法有哪些？四、从生物材料中提取某些特定成分预习交流1．所有的芳香油都适合用蒸馏法吗？2．芳香油的提取除了蒸馏法和萃取法外，还有哪种方法？答案:课前预习导学一、1。研磨法超声波法酶解法不同特性抽提稀碱性透析液有机溶剂预习交流:提示：离心的目的是去除固体杂质。二、1.分子大小溶解度吸附性质2．(1）半透膜小分子化合物动物的膀胱膜玻璃纸（2）离心速率分子大小密度（3）电场相反预习交流:提示：透析的目的是除去样品中相对分子质量较小的杂质。离心的目的是让不同分子质量的物质进行分层。三、1。颗粒的大小形状所带净电荷的多少分离2．架滤纸桥细心点样平悬薄膜实施电泳染色3．γ球β球α2球α1球清预习交流:提示：常见的有琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等.四、挥发性有机溶剂蒸馏法萃取法水蒸气蒸馏装置旋转薄膜蒸发器预习交流：1．提示：不是,具体适合采用哪种方法要根据植物原料的特点决定。2．提示：压榨法。在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、蛋白质的分离与纯化1．分离生物大分子的基本思路是什么?2．蛋白质的分离和提取的原理是什么?3．电泳大多是在固定化的介质中将样品放入流动相中进行分离。固定化的介质有哪些？4．电泳方法(填写空白内容）琼脂糖凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳由于琼脂糖本身不带电荷，各种分子在电场中迁移速率决定于______________的差异及分子的______、______不同在凝胶中加入SDS，使蛋白质解聚成单链，与各种蛋白质形成蛋白质—SDS复合物，使其迁移速率完全取决于________________________5。泳动速度取决于什么？不同的生物分子在电场的作用下，其运动方向及速度不同。下列有关影响生物分子电泳运动速度的说法，错误的是(）.A．所带电荷越多，运动速度越快B．分子颗粒越大，运动速度越慢C．电场强度越大，运动速度越快D．越接近于球形，运动速度越快1．血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳的注意事项（1）保持醋酸纤维薄膜的清洁，避免用手直接接触薄膜。（2）点样量要适量，两次左右即可,盖玻片的边缘应避免出现明显液滴。点样要尽量在一条直线上。（3）电泳时间不低于1h。（4）点样处不要搭在滤纸上，以免血清渗入滤纸。（5）醋酸纤维薄膜绷直，避免电泳槽隔离板的干扰。(6）不可同时接触正负极，防止触电.（7)为了使电泳槽内维持饱和蒸汽压,以免醋酸纤维薄膜在电泳过程中因电流通过发热而变干，所以要盖上盖子进行电泳。2．分离蛋白质的另一种方法—-凝胶色谱法（1)原理（2）凝胶色谱法的实验操作①蛋白质的提取和分离步骤样品处理B．C．纯化：凝胶色谱法D．纯度鉴定：SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳②凝胶色谱操作A．凝胶色谱柱的制作B．凝胶色谱柱的装填固定：将色谱柱垂直固定在支架上.↓装填：将用蒸馏水充分溶胀后的凝胶配成凝胶悬浮液,一次性缓慢倒入色谱柱内,装填时可轻轻敲动色谱柱，使凝胶装填均匀.↓洗脱：装填完后，立即连接缓冲液洗脱瓶，在约50cm高的操作压下，用300mL的物质的量浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0）充分洗涤平衡凝胶12h.C．样品的加入与洗脱a．加样前:打开下端的流出口,使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐,关闭出口。b．加透析样品调整缓冲液面:与凝胶面平齐。↓滴加透析样品:用吸管将1mL透析后的样品加到色谱柱的顶端。↓样品渗入凝胶床：加样后，打开下端出口，等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口。↓洗脱:打开下端出口，用20mmol/L的磷酸缓冲液洗脱。↓收集:待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每5mL收集一管，连续收集。③操作提示A．红细胞的洗涤：洗涤次数、离心速度与离心时间十分重要.洗涤次数过少，无法除去血浆蛋白；离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀,达不到分离效果.B．色谱柱填料的处理：商品凝胶使用前需直接放在洗脱液中膨胀，可以将加入其中的湿凝胶用沸水浴加热，加速膨胀。C．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洗脱次序，降低分离效果。D．蛋白质的分离：如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。二、从生物材料中提取某些特定成分1．天然香料来源于哪些植物？2．哪些植物器官可用于提取植物芳香油？请举例说明。3．提取植物芳香油具体采用哪种方法的依据是什么？柑橘和柠檬为何不适于水中蒸馏？4．根据植物芳香油易溶于有机溶剂，分析可用什么方法提取？如何操作？5．水蒸气蒸馏装置（如下图）（1）蒸馏装置中①②分别是______口、______口（进水、出水)。(2）安装此装置的顺序是______________________.(3）中间部分直型冷凝管有进水口和出水口，其作用是____________________________。（4)③④哪层是蒸馏出的玫瑰精油？________.原因:______________________，再经______即得玫瑰精油.6．提取橘皮中的芳香油过程(1)准备.（2）原料处理:将橘皮______、______、称量。（3）原料投入：将称好的橘皮放入________________的________中，加适量水。（4)实验过程：主要包括______________、______等.（5)吸取橘皮油:蒸馏瓶静置后，用滴管吸取______油状物.（6）计算出油率：用量筒量出芳香油体积，计算出油率.利用蒸馏法提取橘皮中的芳香油，这主要是利用了橘皮芳香油哪种化学特性?(）A．沸点低、易溶于水、密度小B．沸点高、难溶于水、密度大C．沸点低、难溶于水、密度小D．沸点高、易溶于水、密度大1．蒸馏、压榨和萃取三种方法的比较提取方法蒸馏法压榨法萃取法优点简单易行，便于分离生产成本低,易保持原料的原有结构出油率高，易分离缺点会导致橘皮中有效成分分解和原料的焦糊分离较困难，出油率较低使用选择萃取剂不当会影响芳香油的质量适用范围适用于玫瑰精油、薄荷精油等挥发性较强的芳香油适用于柑橘、柠檬等易焦糊的原料适用范围广,要求原料尽可能小，能充分溶解在有机溶剂中2。水蒸气蒸馏装置及安装注意事项（1）安装装置顺序：从左到右,自下而上。（2)温度计位置：温度计水银球的上限与蒸馏瓶侧管的下限处在同一水平线上。（3）冷凝管中的水流向：从下方进水，上方出水，与蒸气流向相反。（4）加热时为防止暴沸：可在烧瓶下垫石棉网，并向液体中加入几粒沸石或瓷片。(5）烧瓶内液体量：烧瓶容积的1/3～2/3。3．水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏的比较（1）这三种方法的基本原理相同，但原料放置的位置不同。①水中蒸馏：原料放在蒸馏容器的水中，水要完全浸没原料。②水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料放在筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。③水气蒸馏:蒸馏容器下方有一通气孔，连接外源水蒸气,内有筛板，上面放原料。（2）各自特点:水中蒸馏设备简单、成本低、易操作,而水上蒸馏和水气蒸馏时间短,出油率高。答案：活动与探究一:1．提示：选用一定的物理或化学的方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。2．提示：根据蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度和吸附的性质和对其他分子的亲和力等等，可以用来分离不同蛋白质.3．提示:固定化的介质即固体支持物的种类很多，如滤纸、醋酸纤维薄膜、琼脂凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等。4．所带电荷性质大小形状分子的大小5．提示：主要取决于带电颗粒的性质，即颗粒的大小、形状和所带净电荷的多少。迁移与应用：A解析:生物分子在电泳时的运动速度，与生物分子所带的净电荷量而非电荷量成正比；与生物分子颗粒大小成反比;生物分子形状越接近球形,电泳速度越快。活动与探究二：1．提示：来源于动物、植物和真菌，主要为动物和植物。2．提示：花、茎、叶、树干、树皮、根、地下茎、果实、种子都可用于提取植物芳香油。例如:玫瑰油是由花提取的植物芳香油；香草油是由茎、叶提取的植物芳香油；樟油是由树干提取的植物芳香油；桂皮油是由树皮提取的植物芳香油;生姜油是由根和地下茎提取的植物芳香油；茴香油是由果实和种子提取的植物芳香油。3．提示：具体采用哪种方法提取芳香油要根据植物原料的特点来确定。对于柑橘和柠檬,水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解，因此柑橘和柠檬芳香油的制备常用压榨法。4．提示：萃取法。先将粉碎、干燥的原料用有机溶剂浸泡,溶解芳香油,然后蒸发出有机溶剂，获得纯净的植物芳香油。5．（1）出水进水（2）从左到右,自下而上(3)使混合气体冷却，重新分出油层和水层（4）③由于油轻水重，静置后油便浮于水面分液6．（2）洗净剪碎（3）旋转薄膜蒸发器蒸馏瓶(4）安装实验装置蒸馏（5）上层迁移与应用：C解析：橘皮中芳香油沸点比水低、难溶于水、密度比水轻，故能随水蒸气一起蒸发.1．在pI（等电点）＝5.12时进行电泳，哪种蛋白质既不向正极移动也不向负极移动？()A．血红蛋白：pI＝7.07B．鱼精蛋白：pI＝12.20C．α1球蛋白：pI＝5.06D．β球蛋白：pI＝5。122．美国斯克里普斯研究院的丁盛研究小组利用纯化蛋白质将成体细胞转化为最原始的胚胎样细胞，避免了转入外源性基因催化成体细胞转化为干细胞带来的安全问题。蛋白质纯化的方法有多种，利用离心法纯化蛋白质主要是利用了蛋白质的（）。A．结构与组成B．种类和数量C．分子大小和密度D．所携带电荷的多少3．下列有关透析的叙述，错误的是(）。A．用于透析的薄膜要具有选择透过性B．透析膜一般是用硝酸纤维素制成的C．透析能使大分子保留在袋内，小分子自由进出D．透析可用于更换样品的缓冲液4．芳香油是利用来自大自然的植物提取的，对人体减压和去除疲劳不无益处.医学专家发现各种花卉的芳香油对不同的疾病有其特殊的医疗功能.用于提取植物芳香油的植物器官包括（)。A．花、茎B．根、果实C．叶D．以上三项全是5．在利用凝胶电泳法分离蛋白质时，一定要加入缓冲溶液，其作用主要是（)。A．使酶的活性最高B．使蛋白质的活性最高C．保持蛋白质所带的净电荷D．使蛋白质带上电荷答案：1．D解析：β球蛋白在pI＝5。12时不带电，在电泳时既不向正极移动也不向负极移动.2．C解析：离心法纯化蛋白质，是通过控制离心速率，使分子大小、密度不同的蛋白质发生分层，从而达到分离出各种蛋白质的目的.3．A解析:透析袋一般是用硝酸纤维素(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