资源描述
单击此处编辑母版文本样式,返回导航,选修一 生物技术实践,人教,生物,生物技术实践,选 修 一,第三讲 生物技术在其他方面的应用,考纲要求,1,从生物材料中提取某些特定的成分,2,蛋白质的提取和分离技术,1,考点一,2,考点二,3,课末总结,考点一蛋白质的提取和分离,1,血红蛋白的提取,(1),红细胞的洗涤,目的：去除,_,。,方法：采集的血样要及时分离红细胞，分离时采用,_,离心，然后用胶头吸管吸出上层透明的,_,血浆，将下层暗红色的,_,液体倒入烧杯，再加入五倍体积的,_,稀释，再离心，重复洗涤三次，直至上清液中不再呈现,_,，表明红细胞已洗涤干净。,杂蛋白,低速短时间,黄色,红细胞,生理盐水,黄色,(2),血红蛋白的释放,加蒸馏水,(,作用是,_),到原血液的体积，再加,40%,体积的,_(,作用是溶解细胞膜,),，充分搅拌，细胞破裂释放出血红蛋白。,(3),分离血红蛋白溶液,将搅拌好的混合液转移到,_,中，以,2 000 r/min,的速度离心,10 min,后，可以明显看到试管中的溶液分为,_,层。,将试管中的液体用,_,过滤，除去,_,，于,_,中静置片刻后，分出下层的,_,，即血红蛋白溶液。,使红细胞吸水涨破,甲苯,离心管,4,滤纸,脂溶性沉淀层,分液漏斗,红色透明液体,2,血红蛋白的粗分离,透析,(1),原理：,_,能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内。,(2),过程：取,1,mL,的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有,300,mL,的物质的量浓度为,20,mmol,/L,的磷酸缓冲液中,(pH,为,_),，透析,12 h,。,(3),目的：除去样品中,_,的杂质。,3,血红蛋白的纯化,凝胶色谱法,(1),原理：相对分子质量,_,的蛋白质由于,_,作用进入凝胶颗粒内部，路程,_,，移动速度,_,而被滞留；相对分子质量,_,的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。,透析袋,7.0,相对分子质量较小,较小,扩散,较长,较慢,较大,(2),过程,调整缓冲液面：打开色谱柱下端的流出口，调整缓冲液与凝胶面,_,滴加透析样品：关闭下端出口，用吸管小心将,1,mL,样品加到色谱柱顶端,样品渗入凝胶床：加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内,再调整,_,：关闭下端出口，小心加入物质的量浓度为,20,mmol,/L,的磷酸缓冲液到适当高度,平齐,缓冲液面,洗脱：打开下端出口，用磷酸缓冲液洗脱,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,5,mL,收集一管，连续收集,4,纯度鉴定,电泳,判断纯化的蛋白质是否达到要求，需要进行蛋白质纯度的鉴定。,在鉴定的方法中，使用最多的是,_,。,SDS,聚丙烯酰胺凝胶电泳,易错整合，判断正误。,(1),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,(,),(2),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,(,),(3),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,(,),(4),影响泳动速度的因素包括带电颗粒的性质、电场强度、溶液的,pH,等,(,),右图是用凝胶色谱法分离,a,、,b,两种蛋白质的示意图，请分析：,(1),先从层析柱中洗脱出来的是哪种蛋白质？为什么？,(2)d,是什么？有什么特点？,(3),层析柱装填时不能有气泡的原因是什么？,提示,(1)a,蛋白质先洗脱出来，因为,a,的相对分子质量较大，被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。,(2)d,是多孔板，蛋白质可以通过，凝胶颗粒不能通过。,(3),气泡会扰乱蛋白质的洗脱次序，干扰实验结果。,1,常用的蛋白质分离方法,(1),凝胶色谱法,重 难 精 讲,(2),电泳法原理,a,在一定,pH,下，蛋白质分子的某些基团解离后带上正电或负电。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。,b,由于待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、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。,2,比较琼脂糖凝胶电泳和,SDS,聚丙烯酰胺凝胶电泳,(1),从载体上看，利用琼脂糖凝胶作为载体的是琼脂糖凝胶电泳，利用,SDS,聚丙烯酰胺凝胶作为载体的是,SDS,一聚丙烯酰胺凝胶电泳。,(2),从依据上看，利用了分子带电性质差异和分子大小的是琼脂糖凝胶电泳，仅利用了分子大小的是,SDS,聚丙烯酰胺凝胶电泳。,(3),从优点上看，琼脂糖凝胶电泳操作简单，电泳速度快，样品不需处理，电泳图谱清晰，分辨率高，重复性好；,SDS,聚丙烯酰胺凝胶电泳消除了净电荷对迁移率的影响，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。,精 准 命 题,例,1,(1),样品处理中红细胞的洗涤要用,_,反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是,_,。,(2),血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是,_,，若要尽快达到理想的透析效果，可以,_(,写出一种方法,),。,(3),血红蛋白的纯化是通过,_,法将相对分子质量大的杂质蛋白除去。,(4),电泳利用了待分离样品中各种分子的,_,等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。,生理盐水,渗透作用,(,当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破,),除去小分子杂质,增加缓冲液的量或及时更换缓冲液,凝胶色谱,带电性质以及分子大小、形状,对应训练,1,仔细观察下图，所带负电荷最少的球蛋白是,(,),A,1,球蛋白,B,2,球蛋白,C,球蛋白,D,球蛋白,D,解析,对于几种球蛋白来说直径相差不大，引起泳动速度的差异主要来自于所带电荷多少，由图可知球蛋白由右向左泳动，因右侧为负极。且,球蛋白距点样处最近，所以,球蛋白所带负电荷最少。,1,提取玫瑰精油实验,(1),方法：,_,法。,(2),实验流程：,考点二植物有效成分的提取,水蒸气蒸馏,2,提取橘皮精油的实验,(1),方法：一般采用,_,法。,(2),实验流程,压榨,3,胡萝卜素的提取,(1),胡萝卜素性质：,_,水，微溶于乙醇，,_,石油醚等有机溶剂。,(2),提取方法及流程,方法：,_,法，,_,最适宜作萃取剂。,实验流程,胡萝卜,粉碎,_,萃取,_,浓缩,胡萝卜素。,(3),鉴定方法：,_,法。,不溶于,易溶于,萃取,石油醚,干燥,过滤,纸层析,易错整合，判断正误。,(1),油水混合物中加入无水硫酸钠，有利于分离油层,(,),(2),蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解出来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油,(,),(3),原料易焦糊和有效成分易水解的植物芳香油的提取，不宜采用水蒸气蒸馏法，宜采用压榨法,(,),(4),萃取是利用了芳香油易溶于有机溶剂的特性进行提取的一种方法,(,),(5),由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中，所以可以采用萃取的方法进行提取,(,),(6),影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等,(,),下图是提取植物有效成分的两种方法，据图分析：,(1),图甲、图乙分别为何种装置？,(2),图中,a,、,b,哪一个是进水口，哪一个为出水口？加热时为何常向液体中加入几片碎石或瓷片？,(3),提取玫瑰精油时，能否用干燥的玫瑰花？,(4),在提取橘皮精油的实验中，使用石灰水充分浸泡原料的目的是什么？,提示,(1),图甲为水蒸气蒸馏装置，图乙为萃取装置。,(2),图中,a,为出水口，,b,为进水口，这与蒸气流方向相反；加热时向液体中加入几片碎石或瓷片的目的是,“,防暴沸,”,。,(3),由于玫瑰精油易挥发，干燥后玫瑰精油已挥发。因此用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油时应选择新鲜的玫瑰花。,(4),目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。,1,三种提取方法的比较,重 难 精 讲,提取方法,水蒸气蒸馏法,压榨法,有机溶剂萃取法,实验原理,利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油,使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得芳香油,方法步骤,水蒸气蒸馏,分离油层,除水过滤,石灰水浸泡、漂洗,压榨、过滤、静置,再次过滤,粉碎、干燥,萃取、过滤,浓缩,提取方法,水蒸气蒸馏法,压榨法,有机溶剂萃取法,适用范围,适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油,适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取,适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中,优点,简单易行，便于分离,生产成本低，易保持原料原有的结构和功能,出油率高，易分离,局限性,水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题,分离较为困难，出油率相对较低,使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量,2.,植物有效成分提取过程的注意事项,(1),在玫瑰精油的提取过程中，加入,NaCl,的目的是增加水层的密度，有利于玫瑰油与水分层，加入无水,Na,2,SO,4,的目的是吸收精油中残留的水分。,(2),在提取橘皮精油时，为了提高出油率，需要将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，浸泡时间为,10 h,以上。橘皮要浸透，这样压榨时不会滑脱，且出油率高，过滤时不会堵塞筛眼。,(3),在胡萝卜素的提取中，原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件也能影响萃取。因此在萃取的过程中，要先将胡萝卜进行粉碎和干燥，使之与萃取剂充分接触，提高溶解度。,易错警示,(1),植物芳香油提取成功的关键点,水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间，温度不能太高。,用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质。,压榨时原料必须要浸透，这样压榨时不会滑脱，出油率高，不堵塞筛眼；使用石灰水充分浸泡原料的目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。,(2),影响萃取的因素,主要因素：萃取剂的性质和使用量,次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度、萃取的时间等。总之，溶解越充分，效果就越好。,(3),水蒸气蒸馏法特点,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。,水中蒸馏对于柑橘和柠檬等原料不适用。因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解。,水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。,(2015,全国卷,),回答与胡萝卜素有关的问题：,(1),胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是,_(,填,“,胡萝卜素,”“,胡萝卜素,”,或,“,胡萝卜素,”,),，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子,_,，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为,_,。胡萝卜素是,_(,填,“,挥发性,”,或,“,非挥发性,”,),物质。,(2),工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，,_(,填,“,需要,”,或,“,不需要,”,),将新鲜的岩藻干燥。,精 准 命 题,例,2,胡萝卜素,维生素,A,夜盲症,非挥发性,需要,(3),现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的,_,作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是,_ _,。,解析,(1),胡萝卜含有的胡萝卜素有三类，其中最主要的是,胡萝卜素，,胡萝卜素在人体内可以转变成维生素,A,，维生素,A,缺乏会导致夜盲症。胡萝卜素是非挥发性物质。,(2),胡萝卜素的提取一般采用萃取法，萃取前需要对材料进行干燥处理，以提高萃取的效率。,(3),萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，如乙酸乙酯。乙醇是水溶性有机溶剂，因萃取过程中能与水混溶而影响萃取效果，所以不选用它作萃取剂。,乙酸乙酯,萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，,而乙醇为水溶性有机溶剂,对应训练,2,(2017,广东广州毕业班一测,),工业生产中，提取天然,胡萝卜素的方法之一是利用红酵母等微生物进行发酵，经过菌体裂解、离心后进行萃取。回答以下有关问题：,(1),若要初步确定某一菌株是否为红酵母菌株，相对简便的操作是通过,_,法将菌种接种于固体培养基上，并在适宜的条件下培养一段时间，
展开阅读全文