生物成分的分離與測(cè)定技術(shù)課件(蘇教版選修)

1、第四章生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實(shí)踐第四章生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實(shí)踐第四章生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實(shí)踐第四章生物化學(xué)與分子生第一節(jié)生物成分的分離與測(cè)定技術(shù)第一節(jié)生物成分的分離與測(cè)定技術(shù)學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.嘗試蛋白質(zhì)的提取和分離。(重點(diǎn))2理解蛋白質(zhì)分離與純化的原理。(重難點(diǎn))3研究從生物材料中提取某些特定成分。(重點(diǎn))4嘗試測(cè)定生物材料中某些化學(xué)物質(zhì)的含量。(難點(diǎn))學(xué)習(xí)導(dǎo)航新知初探思維啟動(dòng)提取步驟提取方法分離生物組織機(jī)械破碎破碎細(xì)胞_、超聲波法、酶解法等抽提：根據(jù)蛋白質(zhì)的不同特性，選擇不同溶劑進(jìn)行抽提，使蛋白質(zhì)呈溶解狀態(tài)釋放出來酸性蛋白質(zhì)：用_抽提水溶性蛋白質(zhì)：用_ (中性緩沖液)抽提脂溶性蛋白質(zhì)：用

2、_抽提研磨法稀堿性溶液透析液有機(jī)溶劑新知初探思維啟動(dòng)提取步驟提取方法分離生物組織機(jī)械破碎破碎細(xì)2.純化(1)原理：蛋白質(zhì)之間以及蛋白質(zhì)與其他物質(zhì)之間在分子大小、溶解度、_、吸附性質(zhì)等方面存在差異。(2)方法透析法：利用蛋白質(zhì)分子不能透過_的特性使蛋白質(zhì)與_分離開來。所帶電荷的多少半透膜其他小分子化合物2.純化所帶電荷的多少半透膜其他小分子化合物離心沉降法：通過控制離心速率，使得分子大小、密度不同的蛋白質(zhì)發(fā)生沉降分層。電泳法a含義：帶電顆粒在電場(chǎng)作用下向著與其電性相反的電極移動(dòng)的現(xiàn)象；b原理：不同物質(zhì)在同一電場(chǎng)中的_不同；泳動(dòng)速度離心沉降法：通過控制離心速率，使得分子大小、密度不同的蛋白c泳動(dòng)特

3、點(diǎn)：帶電顆粒直徑越小，越接近于球形，所帶凈電荷_，則在電場(chǎng)中的泳動(dòng)速度越快；反之，則越慢。越多c泳動(dòng)特點(diǎn)：帶電顆粒直徑越小，越接近于球越多1(1)常用吸水漲破的方法釋放哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中的蛋白質(zhì)。()(2)通過透析可以去除樣品中分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)。()(3)電泳是帶電顆粒在電場(chǎng)作用下向著與其電性相同的電極移動(dòng)的現(xiàn)象。()判一判1(1)常用吸水漲破的方法釋放哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中的蛋白二、血清蛋白醋酸纖維薄膜電泳的操作1.原理血清蛋白包含一組蛋白質(zhì)，其大小、形狀、所帶凈電荷各不相同，在電場(chǎng)作用下會(huì)發(fā)生_。2.操作流程配制試劑_浸泡薄膜細(xì)心點(diǎn)樣_實(shí)施電泳_漂洗脫色。電泳架濾紙橋平懸薄膜染色二、

4、血清蛋白醋酸纖維薄膜電泳的操作電泳架濾紙橋平懸薄膜染色3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析呈現(xiàn)5條蛋白質(zhì)色素帶，從點(diǎn)樣處一側(cè)開始，依次是：-球蛋白、_蛋白、2-球蛋白、1-球蛋白和_。-球清蛋白3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析-球清蛋白人們常說的血清蛋白是一種蛋白質(zhì)嗎？說說你了解的情況。提示：不是一種蛋白質(zhì)，而是包含多種蛋白質(zhì)：清蛋白、1-球蛋白、2-球蛋白、-球蛋白、-球蛋白。想一想人們常說的血清蛋白是一種蛋白質(zhì)嗎？說說你了解的情況。想一想三、從生物材料中提取某些特定成分芳香油特點(diǎn)：具有_，能與水蒸氣一起蒸發(fā)，易溶于_，如石油醚、乙醚或_等。橘皮芳香油的特點(diǎn)：橘皮芳香油存在于_中，具有一定的_，其沸點(diǎn)_水的沸點(diǎn)。植物芳香油提取

5、方法：蒸餾、_等。揮發(fā)性有機(jī)溶劑酒精果皮的油細(xì)胞揮發(fā)性低于萃取三、從生物材料中提取某些特定成分揮發(fā)性有機(jī)溶劑酒精果皮的油細(xì)2(1)水蒸氣蒸餾法的基本原理是植物芳香油易溶于水。()(2)蒸餾裝置中進(jìn)水口在上方，出水口在下方。()(3)橘皮油可以通過機(jī)械加壓、壓榨出果皮中的芳香油進(jìn)行提取。()判一判2(1)水蒸氣蒸餾法的基本原理是植物芳香油易溶于水。()要點(diǎn)突破講練互動(dòng)要點(diǎn)一電泳法、影響電泳泳動(dòng)速度的因素、注意事項(xiàng)及容易產(chǎn)生的幾種現(xiàn)象1.電泳法：帶電顆粒在電場(chǎng)作用下向著與其電性相反的電極移動(dòng)的現(xiàn)象稱為電泳。支持物電泳是目前純化蛋白質(zhì)的一種較為普遍的方法。要點(diǎn)突破講練互動(dòng)要點(diǎn)一電泳法、影響電泳泳動(dòng)速

6、度的因素、注意支持物可以是濾紙、醋酸纖維薄膜、大分子凝膠等。采用醋酸纖維薄膜作為支持物具有方法簡(jiǎn)單、快速、分離清晰、靈敏度高、樣品用量少、沒有吸附、點(diǎn)樣后區(qū)帶界限清晰等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)、臨床化驗(yàn)和生化產(chǎn)品的分析(血清蛋白、血紅蛋白、糖蛋白等的分離與鑒定)等方面。支持物可以是濾紙、醋酸纖維薄膜、大分子凝膠等。采用醋酸纖維薄生物成分的分離與測(cè)定技術(shù)課件(蘇教版選修)幾點(diǎn)說明：(1)膜的預(yù)處理：必須于電泳前將薄膜浸泡于緩沖液中，浸透后，取出薄膜并用濾紙吸去多余的緩沖液，不可吸得過干。(2)加樣：樣品用量依樣品濃度、本身性質(zhì)、染色方法及檢測(cè)方法等因素決定。對(duì)血清蛋白的常規(guī)電泳分析，每厘米加樣線

7、不超過23 L，相當(dāng)于6080 g的蛋白質(zhì)。幾點(diǎn)說明：(3)電泳：可在室溫下進(jìn)行。電壓為25 V/cm，電流為0.40.8 mA/cm。(4)染色：一般蛋白質(zhì)染色常使用氨基黑和麗春紅，血漿蛋白用甲苯胺藍(lán)或過碘酸Schiff試劑，脂蛋白則用蘇丹黑或品紅亞硫酸染色。(5)脫色與透明：對(duì)水溶性染料應(yīng)用最普遍的脫色劑是5%醋酸水溶液。為了長(zhǎng)期保存或進(jìn)行光吸收掃描測(cè)定，可浸入冰醋酸無水乙醇37的透明液中。(3)電泳：可在室溫下進(jìn)行。電壓為25 V/cm，電流為0.特別提醒第一步中緩沖液要用容量瓶準(zhǔn)確配制，試劑要多配一些備用。第二步中要驅(qū)除氣泡，貼緊貼實(shí)，避免影響電泳速度和分離效果。第三、四步中作有記號(hào)的

8、醋酸纖維薄膜光澤面朝下。第七步中染色時(shí)間要適中(510 min)，不宜過長(zhǎng)或過短。第八步中漂洗要徹底，防止遮蓋蛋白質(zhì)色帶顏色。特別提醒2.響電泳泳動(dòng)速度的因素影響電泳泳動(dòng)速度的因素很多，其中主要因素有帶電顆粒的性質(zhì)，即顆粒的大小、形狀和所帶凈電荷的多少；此外，還有電場(chǎng)強(qiáng)度、溶液的pH等因素。3.注意事項(xiàng)(1)保持醋酸纖維薄膜的清潔，避免用手直接接觸薄膜。2.響電泳泳動(dòng)速度的因素(2)點(diǎn)樣要適量，2次左右即可，蓋玻片的邊緣應(yīng)避免出現(xiàn)明顯液滴，點(diǎn)樣要盡量在一條直線上。(3)電泳時(shí)間不低于1 h。(4)點(diǎn)樣處不要搭在濾紙上，以免血清滲入濾紙。(5)醋酸纖維薄膜應(yīng)繃直，避免電泳槽隔離板的干擾。(6)不

9、可同時(shí)接觸正負(fù)極，防止觸電。(2)點(diǎn)樣要適量，2次左右即可，蓋玻片的邊緣應(yīng)避免出現(xiàn)明顯液4.容易產(chǎn)生的幾種現(xiàn)象(1)電泳圖譜不齊：點(diǎn)樣時(shí)血清滴加不勻。(2)電泳圖譜出現(xiàn)條痕：點(diǎn)樣后薄膜過干，或由于電泳槽密閉性不良，或電流過大，溫度升高，薄膜水分蒸發(fā)干燥造成的。(3)分離不良：樣品滴加過多。(4)區(qū)帶拖尾：緩沖液離子強(qiáng)度小于0.05。(5)區(qū)帶過于緊密：緩沖液離子強(qiáng)度大于0.075。4.容易產(chǎn)生的幾種現(xiàn)象(6)染色后清蛋白中間色淺：染色時(shí)間不足，或清蛋白含量過高，此時(shí)可減少檢樣用量或延長(zhǎng)染色時(shí)間。(7)球蛋白向反方向移動(dòng)：系電滲現(xiàn)象，可升高點(diǎn)樣端緩沖液液面高度，或適當(dāng)加大電流量克服之。(8)透明

10、時(shí)若膜不干或透明液中醋酸含量不足，可造成膜發(fā)白，不能完全透明；若透明液中醋酸含量過高，或室溫過高，可使膜溶解，此時(shí)可酌情減少醋酸含量。(6)染色后清蛋白中間色淺：染色時(shí)間不足，或清蛋白含量過高， (2012南京高二檢測(cè))仔細(xì)觀察下圖，所帶負(fù)電荷少的球蛋白是()例1 (2012南京高二檢測(cè))仔細(xì)觀察下圖，所帶負(fù)電荷少的A1-球蛋白B2-球蛋白C-球蛋白 D-球蛋白【解析】對(duì)于幾種球蛋白來說直徑相差不大，引起泳動(dòng)速度的差異主要來自于所帶電荷多少，由圖可知球蛋白由右向左泳動(dòng)，因右側(cè)為負(fù)極，且-球蛋白距點(diǎn)樣處最近，所以-球蛋白所帶負(fù)電荷最少。【答案】DA1-球蛋白B2-球蛋白【探規(guī)尋律】必須清楚泳動(dòng)速

11、度的差異主要取決于電荷的多少。所帶凈電荷越多，則在電場(chǎng)中泳動(dòng)的速度越快，反之則越慢?！咎揭?guī)尋律】必須清楚泳動(dòng)速度的差異主要取決于電荷的多少。所1.有一混合蛋白質(zhì)溶液，各種蛋白質(zhì)的pH分別為4.5、5.2、6.6、7.2，電泳時(shí)欲使其中三種泳向正極，緩沖液的pH應(yīng)該是()A2.0 B5.0C6.0 D7.0解析：選D。在緩沖液的pH為7.0的溶液中，pH分別為4.5、5.2、6.6的蛋白質(zhì)均帶負(fù)電荷，在電泳時(shí)移向正極。變式訓(xùn)練1.有一混合蛋白質(zhì)溶液，各種蛋白質(zhì)的pH分別為4.5、5.2要點(diǎn)二比較水蒸氣蒸餾、壓榨法和有機(jī)溶劑萃取的異同點(diǎn)實(shí)驗(yàn)原理方法步驟適用范圍水蒸氣蒸餾利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香

12、油攜帶出來水蒸氣蒸餾分離油層除水過濾 適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油要點(diǎn)二比較水蒸氣蒸餾、壓榨法和有機(jī)溶劑萃取的異同點(diǎn)實(shí)驗(yàn)原理方實(shí)驗(yàn)原理方法步驟適用范圍壓榨法通過機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油石灰水浸泡、漂洗壓榨、過濾靜置再次過濾 適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取有機(jī)溶劑萃取使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中，蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油粉碎、干燥萃取、過濾濃縮 適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小，能充分浸泡在有機(jī)溶液中實(shí)驗(yàn)原理方法步驟適用范圍壓榨法通過機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳特別提醒在用萃取法提取芳香油時(shí)，由于要將有機(jī)溶劑從萃取液中蒸發(fā)出去，故萃取劑的沸點(diǎn)要比所要提取芳香油的沸點(diǎn)低。特

13、別提醒在蒸餾過程中，要提高產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)該采取的措施是()A提高蒸餾溫度，延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間B提高蒸餾溫度，縮短蒸餾時(shí)間C降低蒸餾溫度，縮短蒸餾時(shí)間D嚴(yán)控蒸餾溫度，延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間例2在蒸餾過程中，要提高產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)該采取的措施是()例2【思路點(diǎn)撥】解答本題可以從兩個(gè)角度分析：溫度過高會(huì)破壞蒸餾提取物的有效成分。時(shí)間過短會(huì)使有效成分得不到有效提取?！舅悸伏c(diǎn)撥】解答本題可以從兩個(gè)角度分析：【解析】用蒸餾法分離植物有效成分時(shí)，溫度會(huì)影響其性質(zhì)，如果溫度過高則破壞其結(jié)構(gòu)，溫度過低則分離不出其有效成分。如果在一定溫度范圍內(nèi)延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間，就可以得到較多的植物有效成分?！敬鸢浮緿【解析】用蒸餾法分離植物有效成分時(shí)，溫

14、度會(huì)影響其性質(zhì)，如果互動(dòng)探究在水蒸氣蒸餾裝置中，為什么要讓冷水由冷凝管的下方流入，上方流出？【提示】這樣可以冷卻得更充分?；?dòng)探究要點(diǎn)三從植物材料中提取某些特定成分1.蒸餾法：植物芳香油提取的常用方法蒸餾法的類型水中蒸餾水上蒸餾水氣蒸餾特點(diǎn)原料放在蒸餾容器的水中，水要完全浸沒容器中水的上方有篩板，水量以沸騰時(shí)不浸潤(rùn)原料為宜蒸餾容器下方有一個(gè)通氣孔，連接外源蒸氣，上方有篩板，上面放有原料要點(diǎn)三從植物材料中提取某些特定成分1.蒸餾法：植物芳香油提取(1)水蒸氣蒸餾裝置的安裝順序和方法(1)水蒸氣蒸餾裝置的安裝順序和方法如上圖所示，整套蒸餾裝置可分為左、中、右三部分，其中左邊的部分通過加熱進(jìn)行蒸餾，

15、中部將蒸餾物冷凝，右邊的部分用來接收。安裝儀器一般都按照自下而上、自左到右的順序，拆卸儀器的順序與安裝時(shí)相反。具體安裝順序和方法如下：固定熱源酒精燈。如上圖所示，整套蒸餾裝置可分為左、中、右三部分，其中左邊的部固定蒸餾瓶，使其離熱源的距離如上圖中所示，并且保持蒸餾瓶軸心與鐵架臺(tái)的水平面垂直。安裝蒸餾頭，使蒸餾頭的橫截面與鐵架臺(tái)平行。連接冷凝管。保證上端出水口向上，通過橡皮管與水池相連；下端進(jìn)水口向下，通過橡皮管與水龍頭相連。連接接液管(或稱尾接管)。固定蒸餾瓶，使其離熱源的距離如上圖中所示，并且保持蒸餾瓶軸將接收瓶瓶口對(duì)準(zhǔn)尾接管的出口。常壓蒸餾一般用錐形瓶而不用燒杯作接收瓶，接收瓶應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前稱

16、重，并作好記錄。將溫度計(jì)固定在蒸餾頭上，使溫度計(jì)水銀球的上限與蒸餾頭側(cè)管的下限處在同一水平線上。將接收瓶瓶口對(duì)準(zhǔn)尾接管的出口。常壓蒸餾一般用錐形瓶而不用燒生物成分的分離與測(cè)定技術(shù)課件(蘇教版選修)2.萃取法(1)原理：植物芳香油可以溶于有機(jī)溶劑(石油醚、酒精、乙醚、戊烷等)中，對(duì)于不適于蒸餾的原料可以采用萃取法。大致方法是將干燥的植物粉碎，用有機(jī)溶劑浸泡后，芳香油就會(huì)溶解在溶劑中，然后蒸發(fā)掉有機(jī)溶劑就可以獲得植物芳香油了。2.萃取法生物成分的分離與測(cè)定技術(shù)課件(蘇教版選修)生物成分的分離與測(cè)定技術(shù)課件(蘇教版選修)玫瑰精油提取的過程是()A鮮玫瑰花水水蒸氣蒸餾油水混合物分離油層除水B鮮玫瑰花水

17、油水混合物水蒸氣蒸餾分離油層除水C鮮玫瑰花水油水混合物除水分離油層D鮮玫瑰花水油水混合物水蒸氣蒸餾分離油層除水例3玫瑰精油提取的過程是()例3【解析】玫瑰精油提取的一般流程是將鮮玫瑰花和清水先按14的質(zhì)量比混合，然后利用水蒸氣蒸餾法獲得油水混合物，再加入NaCl，分離油層，進(jìn)而加入無水Na2SO4，將油層中的水進(jìn)一步除去，最后過濾獲得玫瑰精油?！敬鸢浮緼【解析】玫瑰精油提取的一般流程是將鮮玫瑰花和清水先按14變式訓(xùn)練2.用蒸餾法提取玫瑰精油的有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A蒸餾溫度高，水和玫瑰精油揮發(fā)得就容易，所以在高溫下蒸餾效果好一些B為了充分蒸餾玫瑰精油，應(yīng)該在較低溫度下延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間C在乳濁液分層的

18、時(shí)候，為了利于水和油層的分開，向乳化液中加入氯化鈉變式訓(xùn)練D水和油層分開后，應(yīng)在初提取的玫瑰精油中加入適量的無水硫酸鈉吸去殘留的水分，放置過夜，經(jīng)過濾除去固體硫酸鈉后，就可以得到玫瑰精油解析：選A。蒸餾溫度太高、時(shí)間太短，玫瑰精油的品質(zhì)就比較差，如果要提高品質(zhì)，就需要在較低溫度下延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間。D水和油層分開后，應(yīng)在初提取的玫瑰精油中加入適量的無水硫酸向乳濁液中加入氯化鈉，增加鹽的濃度，有利于水和油分層，通過分液漏斗排去水，得到粗提取的玫瑰精油，再加入適量的無水硫酸鈉吸去殘留的水分，放置過夜，過濾除去固體硫酸鈉后，就可以得到玫瑰精油。向乳濁液中加入氯化鈉，增加鹽的濃度，有利于水和油分層，通過分實(shí)

19、驗(yàn)探究專項(xiàng)突破【操作與實(shí)踐】血清蛋白醋酸纖維薄膜電泳實(shí)驗(yàn)步驟操作方法配制試劑配制巴比妥緩沖液、染色液、漂洗液、透明液架濾紙橋取雙層濾紙條，一端與支架前沿對(duì)齊，另一端浸入電泳槽的緩沖液，待濾紙條濕潤(rùn)后，驅(qū)除氣泡，使濾紙緊貼于支架上實(shí)驗(yàn)探究專項(xiàng)突破【操作與實(shí)踐】血清蛋白醋酸纖維薄膜電泳實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟操作方法浸泡薄膜用鑷子夾取醋酸纖維薄膜，識(shí)別出光澤面，并在光澤面的一角用筆做記號(hào)，然后放在巴比妥緩沖液中浸泡20 min細(xì)心點(diǎn)樣取出薄膜，吸去多余液體，平鋪在玻璃板上，有記號(hào)的一面朝下，點(diǎn)樣時(shí)用蓋玻片在血清中蘸一下，在離薄膜一端23 cm處輕輕按下，隨即提起平懸薄膜將點(diǎn)樣端平貼在電泳槽負(fù)極支架的“濾紙橋”上，有記號(hào)的一面朝上，另一端平貼于正極，呈繃直狀態(tài)實(shí)驗(yàn)步驟操作方法浸泡薄膜用鑷子夾取醋酸纖維薄膜，識(shí)別出光澤實(shí)驗(yàn)步驟操作方法實(shí)施電泳蓋上電泳槽蓋，電泳6090 min染色取下薄膜，放入染色液中浸泡510 min