2022-2022学年高二生物选修1教师用书：第4章 第1节 生

第一节 生物成分的分离与测定技术

1．掌握分离与测定生物成分中蛋白质的技术。(难点)

2．掌握采用醋酸纤维薄膜电泳的方法分离并纯化蛋白质。(重点)

3．掌握采用水蒸气蒸馏法和脂溶性有机溶剂提取法提取脂肪成分。(重难点)

1．抽提液的选择

2．分离蛋白质的方法

(1)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：

①概念：根据蛋白质分子的大小对其进行有效分离的方法。

②凝胶????? 形态：微小的多孔球体组成：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

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―→浸泡薄膜―→细心点样―→平悬薄膜―→实施电泳―→染色―→漂洗―→脱色

探讨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。

探讨2：在电泳过程中，影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。

探讨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。

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。

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：

①电泳后区带界限清晰。

②通电时间较短(60～90 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：

①结果：

血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳图谱示意图

②结果分析：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：γ-球蛋白＞α1-球蛋白＞α2-球蛋白＞β-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α1-球蛋白＞α2-球蛋白＞β-球蛋白＞γ-球蛋白。

3．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萄糖凝胶，制成凝胶悬浮液。

(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打开下端的乳胶管开口，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，调节洗脱液流速为每分钟1 mL，进行洗脱。

②当红色的蛋白质接近出口时，收集洗脱液。

1．下列关于蛋白质的纯化方法的叙述，错误的是( )

A．纯化主要是根据蛋白质以及蛋白质与其他物质之间的理化性质的差异进行的

B．透析法可去除小分子化合物杂质，原理是不同分子所携带净电荷不同

C．通过控制离心速率，可使分子大小、密度不同的蛋白质沉降分层，从而分离不同的蛋白质

D．不同的物质在同一电场中的泳动速度不同，因此可用电泳法分离蛋白质

【解析】透析法分离纯化蛋白质是因为蛋白质的分子大，不能透过半透膜。

【答案】 B

2．下列关于血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳的说法中，不正确的是( )

【导学号：67850051】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】薄膜染色后要先放入漂洗液中漂洗直至蛋白质区底色脱净为止，然后才用透明液脱色。

【答案】 D

3．下列是有关血红蛋白提取和分离的相关操作，其中正确的是( )

A．可采集猪血作为实验材料

B．用蒸馏水重复洗涤红细胞

C．血红蛋白释放后应低速短时间离心

D．洗脱液接近色谱柱底端时开始收集流出液

【解析】血红蛋白存在于红细胞中，而哺乳动物的成熟红细胞中无核、无细胞器，因此细胞中的干扰物质相应较少；洗涤红细胞时，应用生理盐水；血红蛋白释放后，采用的离

心速度为2 000 r/min，时间是10 min；红色的蛋白质接近色谱柱出口时，开始收集洗脱液。

【答案】 A

1．提取方法

主要有蒸馏法、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。

(1)对玫瑰油、薄荷油等挥发性较强，能随水蒸气蒸发的植物芳香油通常利用蒸馏法提取。

(2)柠檬油、甜橙油易受机械压力作用而直接榨出，一般采用压榨法制得。

(3)如橘皮芳香油既可采用蒸馏法提取，也可采用压榨法制得。

(4)如制取茉莉浸膏还可采用萃取法制取。

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

探讨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。

探讨2：适合用水蒸气蒸馏法提取的成分应具有怎样的特性？

提示：适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸发而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。

探讨3：在水蒸气蒸馏橘皮中的芳香油时，冷凝管的出水门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。

1．提取方法

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