《高二生物苏教版选修1课件 4.1 生物成分的分离与测定技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二生物苏教版选修1课件 4.1 生物成分的分离与测定技术（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四章 生物化学与分子生物学技术实践 一节 生物成分的分离与测定技术 一节 生物成分的分离 与测定技术 首页 础知识 点难点 堂练习 情境导入 课程目标 早在古代 , 人类就已发现具有芳香气味的植株或花卉能使人神清气爽 , 将这些植物制成干品后 , 可当做药材和香料使用。但是 ,植物香料易挥发 , 不易储存。欧洲中世纪香料贸易的发展 , 促成了植物芳香油提取技术的诞生。植物芳香油 是如何提取的呢 ? 1. 尝试蛋白质的分离。 2. 尝试从生物材料中提取某些特定成分。 3. 尝试测定生物材料中某些化学物质的含量。 一节 生物成分的分离 与测定技术 础知识 点难点 堂练习 首页 一 二 一、离心沉降
2、法和薄膜透析法分离蛋白质 1 . 在提取蛋白质时 , 可以采用 研磨 与 超声波 结合的方法将生物组织或细胞完全破碎 , 使蛋白质从细胞中释放出来 , 并使其溶解在适当的抽提液中。 2 . 抽提液的选择需要根据蛋白质的特性而定 , 一般酸性蛋白质用 偏碱性 溶液抽提 , 碱性蛋白质用 偏酸性 溶液抽提 , 脂蛋白等则可用 有机溶剂 抽提。为了防止提取过程中蛋白质被蛋白酶分解 , 还可在抽提液中加入 蛋白酶抑制剂 。 3 . 细胞破碎后 , 蛋白质溶解在抽提液中 , 通常用 过滤 或 离心 的方法除去其他物质。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 ,
3、 从而达到分离出不同种类蛋白质的目的。 4 . 通过离心沉降法分离出来的蛋白质 , 往往要重新溶解 , 并脱去其中的盐分和有机溶剂 , 再根据蛋白质的不同特性 , 运用 薄膜透析 法等再次进行分离和纯化。 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 ( 如无机盐、单糖、二糖以及氨基酸 ) 分离的方法。 三 四 五 一节 生物成分的分离 与测定技术 础知识 点难点 堂练习 首页 二、凝胶色谱法分离蛋白质 凝胶色谱法是根据蛋白质分子量的 大小 差异对其进行有效分离的方法。凝胶是由胶体溶液凝结而成的固体物质。凝胶颗粒在合适的溶剂中浸泡后充分膨胀 ,
4、然后装入层析柱内 , 再加入欲分离的蛋白质混合物 , 以同一溶剂洗脱。在洗脱过程中 , 大分子蛋白质不能进入凝胶内部而沿凝胶颗粒间的空隙移动 , 洗脱路程较 短 , 移动速度较 快 , 因此 最先 流出柱外 ; 小分子蛋白质可以进入凝胶颗粒内部的多孔网状结构 , 洗脱路程较 长 , 移动速度 缓慢 ,以致需要 较长 的时间才能流出柱外。这样使样品中分子量大小不同的蛋白质按顺序被先后分离出来。 一 二 三 四 五 一节 生物成分的分离 与测定技术 础知识 点难点 堂练习 首页 三、蒸馏 蒸馏可将 易挥发 和 不易挥发 的物质分离开来 , 也可将液体混合物中 沸点不同 的物质分离开来。但液体混合物
5、中各组分的沸点必须 相差很大 ( 一般至少相差 30 以上 ) 才能得到较好的分离效果。 当蒸馏沸点差别较大的液体混合物时 , 沸点 较低 的先蒸出 , 沸点 较高 的随后蒸出 , 不挥发的物质留在蒸馏器内 , 这样可达到分离和提纯的目的 , 所以蒸馏是分离和提纯液态混合物常用的方法之一。例如 , 用 水蒸气蒸馏法 提取植物芳香油等。但蒸馏沸点比较接近的液体混合物时 , 各种物质的蒸气几乎同时蒸出 , 所以难以达到分离和提纯的目的 , 此时就需要采用 分馏 。 一 二 三 四 五 一节 生物成分的分离 与测定技术 础知识 点难点 堂练习 首页 四、血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳 1 . 操作流程 配
6、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 2 . 结果分析 血清蛋白包括 清蛋白 、 1球蛋白、 2球蛋白、 球蛋白 和 球蛋白等几种蛋白质 , 在 8 . 6 的巴比妥缓冲液中带 负 电荷 , 在电场中向 正 极移动。由于蛋白质的 分子量 、 空间结构 和形状等不同 , 在电场中的移动速度不同 , 可以在醋酸纤维薄膜上分离形成 清蛋白 、 1球蛋白、 2球蛋白、 球蛋白 和 球蛋白 五条区带。 探究思考 在血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳的过程中 , 为什么要盖上盖子 ? 提示 : 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
7、热而变干。 一 二 三 四 五 一节 生物成分的分离 与测定技术 础知识 点难点 堂练习 首页 五、提取芳香油 在生产实践中 , 提取植物芳香油一般根据植物原料的特点确定具体的提取方法。例如 , 玫瑰油、薄荷油、肉桂油、薰衣草油、檀香油等是挥发性较强 、能随 水蒸气蒸发 的植物芳香油 , 通常利用 蒸馏法 提取 ( 主要的提取器具为水蒸气蒸馏器 ); 柠檬油、甜橙油易受机械压力作用而直接榨出 , 则一般采用 压榨法 制得 ( 如采用简易的手动榨汁器 ) 等。一些植物的芳香油既可以采用 蒸馏法 提取 , 也可以采用 压榨法 制得 , 如橘皮芳香油。一些植物的芳香油还可以采用 萃取法 , 如制取茉
8、莉浸膏、桂花浸膏就是将新鲜的植物材料浸泡在低沸点的有 机溶剂 ( 如乙醚等 ) 中 , 经一段时间后取出残渣 , 再蒸去溶剂 , 即可获得蜡质的膏状提取物。 一 二 三 四 五 一节 生物成分的分离 与测定技术 点难点 础知识 堂练习 首页 探究点一 探究点二 蛋白质的分离原理 问题导引 为年老多病的人注射丙种球蛋白 , 可以在一定程度上增强其身体的抵抗力。在动物体内 , 丙种球蛋白和许多蛋白质混在一起。要获得纯净的丙种球蛋白 ,就必须进行提取和分离。你能提供分离蛋白质的思路吗 ? 提示 : 根据蛋白质各种特性的差异 , 如分子的大小、所带电荷的性质和多少等 , 用来分离不同种类的蛋白质。 探
9、究点三 一节 生物成分的分离 与测定技术 点难点 础知识 堂练习 首页 探究点一 探究点二 名师精讲 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
10、同的不同种类的蛋白质彼此分离。 探究点三 一节 生物成分的分离 与测定技术 点难点 础知识 堂练习 首页 探究点一 探究点二 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 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
11、) 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。 探究点三 一节 生物成分的分离 与测定技术 点难点 础知识 堂练习 首页 探究点一 探究点二 【例题 1 】 生物产品的分离、纯化是现代生物技术中一种常见的技术。下列关于物质提取、纯化原理的叙述中 , 不正确的是 ( ) A. 使用透析法可以去除样品中相对分子质量较大的杂质 B. 电泳法是利用样品中各种分子带电性质和数量以及样品分子大小不同 ,产生的迁移速度不同而实现样品中各种分子的分离 C. 电泳速度受颗粒大小、形状和所带净电荷多少影响 , 还与电场强度有关 ,与溶液 关 D. 离心法分离蛋白质的依据
12、是不同大小的分子离心时沉降速度不同 解析 : 透析的原理是小分子能够通过半透膜 , 利用透析法可以去除样品中相对分子质量较小的杂质。电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、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。电泳速度还与电场强度、溶液 关。 不同大小的分子离心时沉降速度不同也可分离不同的蛋白质。 答案 : A 探究点三 一节 生物成分的分离 与测定技术 点难点 础知识 堂练习 首页 探究点一 探究点二 方法点拨 蛋白质的来源和性质不同 , 分离方法差别很大。要依据蛋白质的理化性质和特点选择相应的分离方法。 变式训练 下列有关蛋白
13、质提取和分离的说法 , 错误的是( ) 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 解析 : 在电场的作用下 , 带电分子会向着与其所带电荷相 反的电极移动。 答案 : D 探究点三 一节 生物成分的分离 与测定技术 点难点 础知识 堂练习 首页 血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳 问题导引 血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳在临床上常用于分析血、尿等样品中的蛋白质 , 供临床上诊断肝、肾等疾病参考。如慢性肝炎和肝硬化患者 , 由于肝细胞受损 , 肝脏合成血浆蛋白质的能力大大下降 , 使血浆白蛋白显著降低 , 球蛋白相对显著增加 ; 多发性骨髓瘤患者血清蛋白质醋酸纤维素薄膜电泳图谱中可见不正常的球蛋白条带。肾病综合征患者 , 血浆蛋白中小分
