蘇教版高中生物選修1 第一節(jié)生物成分的分離與測定技術(shù)

第一節(jié)生物成分的分離與測定技術(shù)

?課標(biāo)要求

1.結(jié)合離心沉降法和薄膜透析法分離蛋白質(zhì)的知識掌握其方法原理和方法要領(lǐng)。

2.結(jié)合蒸儲、電泳等相關(guān)知識掌握其原理和操作流程。

3.結(jié)合提取橘皮中芳香油的知識掌握利用蒸儲法提取橘皮中的芳香油。

?課標(biāo)解讀

1.掌握分離與測定生物成分中蛋白質(zhì)的技術(shù)。

2.掌握采用醋酸纖維薄膜電泳的方法分離并純化蛋白質(zhì)。

3.掌握采用水蒸氣蒸儲法和脂溶性有機(jī)溶劑提取法提取脂肪成分。

?教學(xué)地位

本節(jié)內(nèi)容系統(tǒng)介紹了離心沉降法和薄膜透析法分離蛋白質(zhì)、蒸儲、血清蛋白醋

酸纖維薄膜電泳、提取橘皮中的芳香油等知識，是本章的核心內(nèi)容之一，是高考

中的?？純?nèi)容。

?教法指導(dǎo)

1.可利用多媒體動畫展示離心沉降法和薄膜透析法分離蛋白質(zhì)的過程。

2.可充分創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件讓學(xué)生提取橘皮中的芳香油。

?新課導(dǎo)入建議

可通過展示相關(guān)圖片，創(chuàng)設(shè)問題情景導(dǎo)入本課。

?教學(xué)流程設(shè)計(jì)

課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)

1.掌握分離與測定生物成分中蛋白

質(zhì)的技術(shù)。

2.掌握采用醋酸纖維薄膜電泳的方

法分離并純化蛋白質(zhì)。

3.掌握采用水蒸氣蒸儲法和脂溶性1.離心沉降法和薄膜透析法分離蛋白

有機(jī)溶劑提取法提取脂肪成分。質(zhì)。（重難點(diǎn)）

2.凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)。（重點(diǎn)）

3.利用蒸儲法提取橘皮中的芳香油。

（重難點(diǎn)）

避例白主導(dǎo)學(xué)理教材自查自測固“基礎(chǔ)”口點(diǎn)子

-離心沉降法和薄膜透析法分離蛋白質(zhì)

1.細(xì)胞中蛋白質(zhì)的釋放

在提取蛋白質(zhì)時，可以采用研磨與超聲波結(jié)合的方法將生物組織或細(xì)胞定全破

碎，使蛋白質(zhì)從細(xì)胞中釋放出來，并使其溶解在適當(dāng)?shù)某樘嵋褐小?/p>

2.抽提液的選擇

要根據(jù)蛋白質(zhì)的特性而定,--般酸性蛋白質(zhì)用偏堿性溶液抽提,堿性蛋白質(zhì)用他

酸性溶液抽提,脂蛋白等則可用有機(jī)溶劑抽提。

3.離心沉降法分離蛋白質(zhì)

通過控制離心速度,使分子大小、密度不同的蛋白質(zhì)發(fā)生沉降分層,從而達(dá)到分

離出不同種類蛋白質(zhì)的目的。

4.薄膜透析法分離蛋白質(zhì)

利用蛋白質(zhì)分子不能透過半透膜的特性,使蛋白質(zhì)與其他小分子化合物分離開的

純化蛋白質(zhì)的方法。

三凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)

1.凝膠色譜法的概念

是根據(jù)蛋白質(zhì)分子的大小,對其進(jìn)行有效分離的方法。

2.凝膠

(1)組成：由膠體溶液凝結(jié)而成的固體物質(zhì)。

(2)成分：由葡聚糖、瓊脂糖等多糖類化合物。

(3)結(jié)構(gòu)：小球體內(nèi)部具有很細(xì)微的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

3.分離蛋白質(zhì)的原理

①大分子蛋白質(zhì)不能進(jìn)入凝膠內(nèi)部而沿凝膠顆粒間的空隙移動，洗脫路程較短,

移動速度較快,最先流出柱外。

②小分子蛋白質(zhì)可以進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，洗脫路程較長,移動速

度緩慢,以致較長時間流出柱外。

三蒸儲

1.蒸儲的概念

將液體加熱至沸騰，使液體變?yōu)檎魵?，然后使蒸氣冷卻再凝結(jié)為液體，這兩個過

程聯(lián)合操作稱為蒸儲。

2.蒸偏分離物質(zhì)的原理

蒸儲可以將易揮發(fā)和不易揮發(fā)的物質(zhì)分離開來，也可將液體混合物中沸點(diǎn)不同的

物質(zhì)分離開來。

四血清蛋白醋酸纖維薄膜電泳

實(shí)驗(yàn)步驟操作方法

將點(diǎn)樣端平貼在電泳槽負(fù)極支架的“濾紙橋”上，有記號的一面

平懸薄膜

朝上,另一端平貼于正極,呈繃直狀態(tài)

實(shí)施電泳蓋上電泳槽蓋,電泳60?90min

染色取下薄膜，放入染色液中浸泡5?10min

漂洗取出薄膜，在漂洗液中漂洗數(shù)次,直至蛋白質(zhì)區(qū)底色脫凈為止

用濾紙壓平并吸干薄膜后，再浸入透明液中約5min,取出后

脫色

平貼于玻璃板上，待完全干燥后便成透明膜圖譜,可長期保存

五提取橘皮中的芳香油

1.橘皮芳香油具有誘人的橘香味，其主要成分是檸檬烯。

2.水蒸氣蒸儲法

(1)適用范圍：適用于能隨水蒸氣蒸儲而不被破壞的物質(zhì)成分的提取。

(2)操作步驟

將橘皮切碎與適量的水放入蒸儲瓶―，點(diǎn)燃酒精燈,實(shí)施蒸儲—＞用錐形瓶收集

液體一＞用分液漏斗分離芳香油

3.芳香油的提取方法

提取植物芳香油一般根據(jù)植物原料的特點(diǎn)確定具體的提取方法。

(1)對玫瑰油、薄荷油等是揮發(fā)性較強(qiáng),能隨水蒸氣蒸發(fā)的植物芳香油通常利用

蒸儲法提取。

(2)檸檬油、甜橙油易受機(jī)械壓力作用而直接榨出，一般采用壓榨法制得。

(3)如橘皮芳香油既可采用蒸儲法提取,也可采用壓榨法制得。

(4)如制取茉莉浸膏還可采用莖取法制取。

，正誤到置

I.離心沉降法和薄膜透析法分離蛋白質(zhì)的原理是一樣的。（X）

【提示】不一樣，前者是離心沉降，后者是根據(jù)半透膜的透性。

2.凝膠色譜法是根據(jù)蛋白質(zhì)分子的大小而對其進(jìn)行有效分離的方法。（4）

3.醋酸纖維薄膜電泳是采用濾紙為支持物的電泳方法。（x）

【提示】采用醋酸纖維薄膜為支持物。

4.振蕩處理后，芳香油位于分液漏斗中液體的下部。（x）

【提示】上部。

彳累唾*互動探究破疑難師生互動提1,知能"

—■蛋白質(zhì)分子在凝膠中的運(yùn)動情況分析

【問題導(dǎo)思】

①凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)的原理是什么？

②蛋白質(zhì)分子的大小不同在凝膠中的運(yùn)動情況有什么不同？

相對分子質(zhì)量大相對分子質(zhì)量小

直徑大小大于凝膠顆粒空隙直徑小于凝膠顆?？障吨睆?/p>

運(yùn)動方式垂直向下運(yùn)動不規(guī)則的擴(kuò)散運(yùn)動

運(yùn)動速度較快較慢

運(yùn)動路程較短較長

洗脫次序先從凝膠柱中洗脫出來后從凝膠柱中洗脫出來

【名師點(diǎn)撥】

凝膠色譜的原理是相對分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)進(jìn)入凝膠孔道，路程長，移動速度慢;

而相對分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)在凝膠外部移動，路程短，移動快，這種現(xiàn)象又稱分

子篩效應(yīng)。

例一：用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，相對分子質(zhì)量不同的兩種蛋白質(zhì)在凝

膠中的行進(jìn)過程，可表示為圖中哪一個（）

【思維導(dǎo)圖】

相對分子質(zhì)量大的蛋

分離―關(guān)鍵是明確凝膠白質(zhì)分子的運(yùn)動情況

蛋白質(zhì)一色譜法的原理

相對分子質(zhì)量小的蛋

白質(zhì)分子的運(yùn)動情況

【精講精析】如題圖所示，相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)容易通過凝膠間隙，先

被洗脫出來；相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部，后被洗脫出來。答

案為B。

【答案】B

二醋酸纖維薄膜電泳

【問題導(dǎo)思】

①醋酸纖維薄膜電泳的特點(diǎn)是什么？

②如何消除電荷對蛋白質(zhì)遷移速度的影響？

1.原理

帶電粒子在電場中向與其帶電性相反的電極泳動的現(xiàn)象稱為電泳。

2.過程

配制試劑一架濾紙橋-浸泡薄膜一細(xì)心點(diǎn)樣一平懸薄膜-實(shí)施電泳—染色一漂

洗一脫色。

3.特點(diǎn)

(1)電泳后區(qū)帶界限清晰。

(2)通電時間較短(60?90min)□

(3)醋酸纖維薄膜對各種蛋白質(zhì)都幾乎完全不吸附，因此無拖尾現(xiàn)象。

(4)醋酸纖維薄膜對染料也沒有吸附，因此不結(jié)合的染料能完全洗掉，無樣品處

幾乎完全無色。

【名師點(diǎn)撥】

血清蛋白醋酸纖維薄膜電泳中的注意事項(xiàng)

1.保持醋酸纖維薄膜的清潔，避免用手直接接觸薄膜。

2.點(diǎn)樣量要適量，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.電泳時間不低于1ho

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.不可同時接觸正負(fù)極，防止觸電。

例二：下圖是人血清蛋白在以醋酸纖維薄膜為支持物，pH為8.6的巴比妥緩沖

液電泳分離結(jié)果示意圖，由此圖不能得出的結(jié)論是（）

PQ2al清蛋白+

ILL■

A.在pH為8.6的巴比妥緩沖液中y、0、a2、ai和清蛋白都帶負(fù)電荷

B.在pH為8.6的巴比妥緩沖液中電泳時，丫、p、a2、ai和清蛋白遷移速率不同

C.0球蛋白的相對分子質(zhì)量一定比a球蛋白的相對分子質(zhì)量大

D.在pH為8.6的巴比妥緩沖液中丫球蛋白遷移速率最慢，清蛋白遷移速率最

快

【審題導(dǎo)析】電泳利用了分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)不同以及分子本身的大

小、形狀不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速率，從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分

離。

【精講精析】帶電粒子在電場中遷移的速率是帶電粒子帶電性質(zhì)、帶電量、粒

子大小、粒子形狀共同作用的結(jié)果。

【答案】C

三植物芳香油的提取

【問題導(dǎo)思】

①植物芳香油的提取方法主要有哪幾種？

②每種提取方法的原理、適用范圍有什么不同？

比較方法優(yōu)點(diǎn)局限性實(shí)驗(yàn)原理適用范圍

生產(chǎn)成本低，易分離較為困通過機(jī)械加壓，適用于柑橘、檸

壓榨法保持原料原來的難，出油率相壓榨出果皮中檬等易焦糊原

結(jié)構(gòu)和功能對較低的芳香油料的提取

適用范圍廣，要

使用有機(jī)溶使芳香油溶解

求原料的顆粒

產(chǎn)出率高，易分劑處理不當(dāng)在有機(jī)溶劑中，

萃取法要盡可能細(xì)小，

離會影響提取蒸發(fā)溶劑后就

能充分浸泡在

物的質(zhì)量可獲得芳香油

有機(jī)溶劑中

【名師點(diǎn)撥】

1.水蒸氣蒸儲法有水中蒸僧、水上蒸僧和水氣蒸儲三種方法，應(yīng)根據(jù)不同的提

取原料選擇不同的蒸儲方法。

2.壓榨法必須在常溫條件下進(jìn)行，否則會影響產(chǎn)物產(chǎn)量和質(zhì)量。

3.萃取法就是根據(jù)相似相溶原理，根據(jù)不同物質(zhì)的不同沸點(diǎn)來蒸發(fā)或分液。

例三：在植物有效成分的提取過程中，常用萃取法、蒸儲法和壓榨法，下列關(guān)于

這三種方法敘述錯誤的是（）

A.蒸儲法的實(shí)驗(yàn)原理是利用水將芳香油溶解，然后把水蒸發(fā)掉，剩余部分即芳

香油

B.壓榨法的實(shí)驗(yàn)原理是通過機(jī)械加壓，壓榨出原料中的芳香油

C.萃取法的實(shí)驗(yàn)原理是使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中，蒸發(fā)掉有機(jī)溶劑后就可以

獲得芳香油

D.蒸儲法適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油

【精講精析】蒸儲法是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來，適用于提

取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油。壓榨法通過機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的

芳香油，適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取。萃取法使芳香油溶解在有機(jī)溶

劑中，蒸發(fā)掉溶劑后就可獲得芳香油，適用范圍比較廣。

【答案】A

專專雙基達(dá)標(biāo)

曲堂練生生互動達(dá)“雙標(biāo)”

1.細(xì)胞破碎后，各種蛋白質(zhì)就會釋放出來，再根據(jù)蛋白質(zhì)的不同特性進(jìn)行抽提。

下列關(guān)于蛋白質(zhì)抽提的措施中，不正確的是（）

A.酸性蛋白質(zhì)可用稀堿性溶液抽提

B.水溶性蛋白質(zhì)可用透析液（中性緩沖液）抽提

C.脂溶性蛋白質(zhì)可用有機(jī)溶劑抽提

D.堿性蛋白質(zhì)可用強(qiáng)酸性溶液抽提

【解析】抽提蛋白質(zhì)的基本原理是根據(jù)蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)，加入不同的試劑后,

使蛋白質(zhì)溶于試劑中而抽提蛋白質(zhì)。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會使蛋白質(zhì)變性而沉淀。

【答案】D

2.離心沉降法是純化蛋白質(zhì)的方法之一，在這一過程中蛋白質(zhì)會分層，這一現(xiàn)

象與蛋白質(zhì)的何種性質(zhì)有關(guān)（）

A.酸堿性B.所帶電荷多少

C.分子大小和密度D.種類

【解析】根據(jù)蛋白質(zhì)之間或蛋白質(zhì)與其他分子之間在分子大小和密度上的不同,

采用離心沉降法，使其分層而分離；酸堿性不同可用鹽析法；所帶電荷多少不同

可采用電泳法等。

【答案】C

3.仔細(xì)觀察下圖，所帶負(fù)電荷最少的球蛋白是（）

B

華

平

7點(diǎn)

—

球

球

球

球

樣

蛋

蛋

蛋

處

白

白

白

血清蛋白醋酸纖維薄膜電泳圖譜示意圖

A.ai-球蛋白B.a2-球蛋白

C.隹球蛋白