4.1 生物成分的分离与测定技术 教案 (苏教版选修1)

4.1 生物成分的分离与测定技术教案（苏教版选修1）●课标要求1．结合离心沉降法和薄膜透析法分离蛋白质的知识掌握其方法原理和方法要领。

2．结合蒸馏、电泳等相关知识掌握其原理和操作流程。

3．结合提取橘皮中芳香油的知识掌握利用蒸馏法提取橘皮中的芳香油。

●课标解读1．掌握分离与测定生物成分中蛋白质的技术。

2．掌握采用醋酸纤维薄膜电泳的方法分离并纯化蛋白质。

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。

●教学地位本节内容系统介绍了离心沉降法和薄膜透析法分离蛋白质、蒸馏、血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳、提取橘皮中的芳香油等知识，是本章的核心内容之一，是高考中的常考内容。

●教法指导1．可利用多媒体动画展示离心沉降法和薄膜透析法分离蛋白质的过程。

2．可充分创造实验条件让学生提取橘皮中的芳香油。

●新课导入建议可通过展示相关图片，创设问题情景导入本课。

●教学流程设计学生课前预习：阅读教材P64－72，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2”。

⇒步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本章和本节课题。

⇒步骤2：根据创设的情景，通过【课堂互动探究】探究1分析、理解蛋白质分子在凝胶中的运动情况。

通过例1巩固、提高。

⇒步骤3：结合凝胶色谱的原理过渡至醋酸纤维薄膜电泳的教学。

⇓步骤7：回扣基础知识，将检查、批阅【课前自主导学】时学生出错较多的部分进行强化，重点对【正误判断】部分进行辨析。

⇐步骤6：通过【课堂互动探究】探究3帮助学生认识植物芳香油提取的三种提取方法，利用例3验收、巩固。

⇐步骤5：结合芳香油的理化性质过渡至植物芳香油的提取的教学。

⇐步骤4：通过【课堂互动探究】探究2帮助学生认识醋酸纤维薄膜电泳。

利用例2验收、巩固。

⇓步骤8：引导学生通过合作，整理本课题的重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。

理解并记忆【结论语句】。

⇒步骤9：通过【当堂双基达标】进行当堂检测验收。

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。

3．离心沉降法分离蛋白质通过控制离心速度，使分子大小、密度不同的蛋白质发生沉降分层，从而达到分离出不同种类蛋白质的目的。

4．薄膜透析法分离蛋白质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分离开的纯化蛋白质的方法。

1.是根据蛋白质分子的大小，对其进行有效分离的方法。

2．凝胶(1)组成：由胶体溶液凝结而成的固体物质。

(2)成分：由葡聚糖、琼脂糖等多糖类化合物。

(3)结构：小球体内部具有很细微的多孔网状结构。

3．分离蛋白质的原理①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，最先流出柱外。

②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，以致较长时间流出柱外。

1.蒸馏的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，这两个过程联合操作称为蒸馏。

2．蒸馏分离物质的原理蒸馏可以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。

1.橘皮芳香油具有诱人的橘香味，其主要成分是柠檬烯。

2．水蒸气蒸馏法(1)适用范围：适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的物质成分的提取。

(2)操作步骤将橘皮切碎与适量的水放入蒸馏瓶―→点燃酒精灯，实施蒸馏―→用锥形瓶收集液体―→用分液漏斗分离芳香油3．芳香油的提取方法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。

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

(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。

1．离心沉降法和薄膜透析法分离蛋白质的原理是一样的。

(×)【提示】不一样，前者是离心沉降，后者是根据半透膜的透性。

2．凝胶色谱法是根据蛋白质分子的大小而对其进行有效分离的方法。

(√) 3．醋酸纤维薄膜电泳是采用滤纸为支持物的电泳方法。

(×)【提示】采用醋酸纤维薄膜为支持物。

4．振荡处理后，芳香油位于分液漏斗中液体的下部。

(×)【提示】上部。

【问题导思】①凝胶色谱法分离蛋白质的原理是什么？②蛋白质分子的大小不同在凝胶中的运动情况有什么不同？凝胶色谱的原理是相对分子质量小的蛋白质进入凝胶孔道，路程长，移动速度慢；而相对分子质量大的蛋白质在凝胶外部移动，路程短，移动快，这种现象又称分子筛效应。

用凝胶色谱法分离蛋白质的实验中，相对分子质量不同的两种蛋白质在凝胶中的行进过程，可表示为图中哪一个()【思维导图】【精讲精析】如题图所示，相对分子质量较大的蛋白质容易通过凝胶间隙，先被洗脱出来；相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部，后被洗脱出来。

答案为B。

【答案】 B1．(2013·安顺高二测试)凝胶色谱法分离蛋白质的原理依据是()A．根据蛋白质分子与凝胶的亲和力的大小B．根据蛋白质相对分子质量的大小C．根据蛋白所带电荷的多少D．根据蛋白质溶解度的大小【解析】凝胶色谱法是根据蛋白质相对分子质量的大小分离蛋白质的一种方法。

【答案】 B①醋酸纤维薄膜电泳的特点是什么？②如何消除电荷对蛋白质迁移速度的影响？1．原理带电粒子在电场中向与其带电性相反的电极泳动的现象称为电泳。

2. 过程配制试剂→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。

3．特点(1)电泳后区带界限清晰。

(2)通电时间较短(60～90 min)。

(3)醋酸纤维薄膜对各种蛋白质都几乎完全不吸附，因此无拖尾现象。

(4)醋酸纤维薄膜对染料也没有吸附，因此不结合的染料能完全洗掉，无样品处几乎完全无色。

血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳中的注意事项1．保持醋酸纤维薄膜的清洁，避免用手直接接触薄膜。

2．点样量要适量，2次左右即可，盖玻片的边缘应避免出现明显液滴。

点样要尽量在一条直线上。

3．电泳时间不低于1 h。

4．点样处不要搭在滤纸上，以免血清渗入滤纸。

5．醋酸纤维薄膜应绷直，避免电泳槽隔离板的干扰。

6．不可同时接触正负极，防止触电。

(2013·南京高二测试)下图是人血清蛋白在以醋酸纤维薄膜为支持物，pH为8.6的巴比妥缓冲液电泳分离结果示意图，由此图不能得出的结论是()A ．在pH 为8.6的巴比妥缓冲液中γ、β、α2、α1和清蛋白都带负电荷B ．在pH 为8.6的巴比妥缓冲液中电泳时，γ、β、α2、α1和清蛋白迁移速率不同C ．β球蛋白的相对分子质量一定比α球蛋白的相对分子质量大D ．在pH 为8.6的巴比妥缓冲液中γ球蛋白迁移速率最慢，清蛋白迁移速率最快 【审题导析】 电泳利用了分离样品中各种分子带电性质不同以及分子本身的大小、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。

【精讲精析】 带电粒子在电场中迁移的速率是带电粒子带电性质、带电量、粒子大小、粒子形状共同作用的结果。

【答案】C2．下列带电颗粒泳动速度最快的是( ) A ．直径大、球形、净电荷多 B ．直径小、球形、净电荷多 C ．直径大、方形、净电荷少 D ．直径小、方形、净电荷多【解析】 一般来说，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。

【答案】 B①植物芳香油的提取方法主要有哪几种？ ②每种提取方法的原理、适用范围有什么不同？1．水蒸气蒸馏法有水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏三种方法，应根据不同的提取原料选择不同的蒸馏方法。

2．压榨法必须在常温条件下进行，否则会影响产物产量和质量。

3．萃取法就是根据相似相溶原理，根据不同物质的不同沸点来蒸发或分液。

(2013·仙桃高二测试)在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法叙述错误的是( )A ．蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解，然后把水蒸发掉，剩余部分即芳香油B ．压榨法的实验原理是通过机械加压，压榨出原料中的芳香油C ．萃取法的实验原理是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉有机溶剂后就可以获得芳香油D ．蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油 【思维导图】植物有效成分的提取方法―→关键是明确提取方法的原理－⎪⎪⎪⎭⎪⎬⎪⎫—蒸馏法的原理—压榨法的原理—萃取法的原理【精讲精析】 蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油。

压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油，适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取。

萃取法使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉溶剂后就可获得芳香油，适用范围比较广。

【答案】 A3．在蒸馏过程中，要提高产品质量，应该采取的措施是() A．提高蒸馏温度，延长蒸馏时间B．提高蒸馏温度，缩短蒸馏时间C．降低蒸馏温度，缩短蒸馏时间D．严控蒸馏温度，延长蒸馏时间【解析】用蒸馏法分离植物有效成分时，温度会影响其性质，如果温度过高则破坏其结构，温度过低则分离不出其有效成分。

如果在一定温度范围内延长蒸馏时间，就可以得到较多的植物有效成分。

【答案】 D本课知识小结网络构建结论语句1．分离与测定生物成分中蛋白质的技术包括离心沉降法、薄膜透析法和凝胶色谱法等。

2．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，从而达到分离出不同种类蛋白质的目的。

3．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分离开。

4．凝胶色谱法是根据蛋白质分子的大小对其进行有效分离的方法。

1．(2013·泰州高二测试)细胞破碎后，各种蛋白质就会释放出来，再根据蛋白质的不同特性进行抽提。

下列关于蛋白质抽提的措施中，不正确的是()A．酸性蛋白质可用稀碱性溶液抽提B．水溶性蛋白质可用透析液(中性缓冲液)抽提C．脂溶性蛋白质可用有机溶剂抽提D．碱性蛋白质可用强酸性溶液抽提【解析】抽提蛋白质的基本原理是根据蛋白质的物理性质，加入不同的试剂后，使蛋白质溶于试剂中而抽提蛋白质。

强酸、强碱都会使蛋白质变性而沉淀。

【答案】 D2．(2013·信阳高二检测)离心沉降法是纯化蛋白质的方法之一，在这一过程中蛋白质会分层，这一现象与蛋白质的何种性质有关()A．酸碱性B．所带电荷多少C．分子大小和密度D．种类【解析】根据蛋白质之间或蛋白质与其他分子之间在分子大小和密度上的不同，采用离心沉降法，使其分层而分离；酸碱性不同可用盐析法；所带电荷多少不同可采用电泳法等。