高中生物蛋白质和DNA技术第1节蛋白质的提取和分离教案中图版

第一节蛋白质的提取和分离一、蛋白质分离提纯技术常用的蛋白质分离提纯技术包括离心技术、层析技术和电泳技术等。

其中电泳技术最为快捷灵敏、简便易行。

二、电泳技术分离蛋白质的原理1．蛋白质中含有游离的氨基和羧基，是两性电解质，在一定pH条件下带有电荷。

2．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相反的电极方向移动。

3．蛋白质所带的电荷数越多，移动得越快；电荷数相同时，分子量越小，移动越快。

三、结果分析不同蛋白质的混合溶液经过同一电场电泳后，会在凝胶上形成不同的带纹，每种带纹可能就是一种蛋白质。

四、“血清蛋白的提取和分离”活动程序1．点样：取新制血清5微升、质量浓度为0.4克/毫升的蔗糖溶液和质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂等体积混匀后，用微量加样器吸取5 μL样品加到电泳样品槽的胶面上。

2．电泳。

3．染色：用质量分数为0.05%的考马斯亮蓝R250染色液对凝胶进行染色。

4．脱色：用体积分数为7%的醋酸溶液对凝胶板进行浸泡漂洗，至底色脱净。

5．制干胶板：将已脱色的凝胶板放在保存液中浸泡3 h～4 h后，放在两层透气的玻璃纸中间自然干燥。

预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4一、蛋白质分离提纯的方法1．蛋白质分离的基本过程破碎细胞―→抽提(粗制品)―→纯化蛋白质2．破碎细胞的方法在分离与纯化蛋白质之前，必须采用适当的方法使蛋白质呈溶解状态释放出来：通常先将生物组织进行机械破碎，再根据细胞的特点，选择不同的破碎细胞方法(常用的有研磨法、超声波法、酶解法)。

3．抽提细胞破碎后，各种蛋白质被释放出来，再根据蛋白质的不同性质，选择不同的溶剂进行抽提。

4．纯化(1)原理：纯化主要是指根据蛋白质之间以及蛋白质与其他物质之间在分子大小、溶解度大小、所带电荷的多少、吸附性质等方面存在的差异进行的。

(2)方法：①透析法——分子大小②离心沉淀法——分子大小、密度大小③电泳——所带电荷多少二、“血清蛋白质的分离”实验中应注意的问题1．由于制备凝胶的丙烯酰胺和双丙烯酰胺具有很强的神经毒性，并且容易被皮肤吸收，因此操作必须在通风橱内或通风处进行。

2.将电泳凝胶片放在考马斯亮蓝R250染色液中染色30 min后，多次更换脱色液至背景清晰。

脱色后，可将凝胶浸于保存液中，长期封装在塑料袋内使其不会降低染色强度。

为保存永久性记录，可对凝胶进行拍照，或将凝胶干燥成胶片。

电泳的原理及应用如图为某些氨基酸在pH为6时进行电泳的结果，请回答：(1)由图示可知，带正电荷的氨基酸是________，带负电荷的氨基酸是________。

请说明理由_____________________________________。

(2)假设谷氨酸和赖氨酸所带电荷数相同，它们到达两极的速度一样吗？为什么？(3)若把氨基酸换成蛋白质，会出现什么现象？【审题导析】解答此题应准确把握以下几点：(1)氨基酸的带电情况，(2)影响电泳速度的因素，(3)可用电泳法分离的物质。

【精讲精析】氨基酸是一种两性电解质，在一定pH条件下带电荷，作为带电粒子，氨基酸向与其自身所带电荷相反的电极运动，即向正极运动的氨基酸带负电荷，向负极运动的氨基酸带正电荷，在原点不动的氨基酸，所带正电荷和负电荷相等。

蛋白质也是一种两性电解质。

【答案】(1)赖氨酸谷氨酸氨基酸是一种两性电解质，在一定pH条件下带电荷，作为带电粒子，在进行电泳时氨基酸向与其自身所带电荷相反的电极方向运动(2)不一样。

进行电泳时，若氨基酸带相同的电荷数，分子量越小，则移动越快。

两者分子量不相等，因此，到达两极的速度不同。

(3)蛋白质同氨基酸一样，在一定pH条件下带电荷，也会向与其自身所带电荷相反的电极方向运动。

在电场作用下，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极方向移动。

许多重要的生物大分子，如多肽、蛋白质、核酸等都具有可解离基团，都能够对其利用电泳技术分离、鉴定和提纯。

根据血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳图谱示意图判断，所带负电荷最少的球蛋白是( )A．α1－球蛋白B．α2－球蛋白C．β－球蛋白D．γ－球蛋白【解析】根据电泳的原理进行分析。

带电粒子在电场中向与其电性相反的电极泳动的现象称为电泳。

因此，移动越快的，所带负电荷就越多(点样是在负极)，移动越慢的，所带负电荷就越少。

所以γ－球蛋白所带负电荷最少。

【答案】 D1．关于电泳，下列叙述不正确的是( )A．蛋白质所带的电荷数越多，移动得越快B．蛋白质所带的电荷数越少，移动得越快C．电荷数相同时，分子量越大，移动越慢D．电荷数相同时，分子量越小，移动越快【解析】电泳时蛋白质移动的速度与所带电荷，蛋白质分子量大小有关，电荷越多、分子量越小、移动越快。

【答案】 B2．下列有关电泳现象的叙述，错误的是( )A．相同蛋白质的溶液，经过同一个电场电泳后，会在支持物凝胶上形成相同的带纹B．不同蛋白质的混合溶液，经过同一个电场电泳后，在支持物凝胶上形成不同的带纹C．每一种带纹可能就是一种蛋白质D．每一种带纹一定不是一种蛋白质【解析】不同蛋白质的混合溶液，在经过同一个电场电泳后，会在凝胶上形成不同的带纹。

不同的蛋白质可以在同一带纹中，同一种蛋白质一定存在于同一带纹中。

【答案】 D3．关于血清蛋白的提取和分离过程中点样的叙述，正确的是( )A．只用新制血清5 μL点样B．只用质量浓度为0.4 g/mL的蔗糖溶液点样C．只用质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂点样D．用5 μL新制血清、质量浓度为0.4 g/mL的蔗糖溶液和质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂等体积混匀液点样【解析】用新制血清5 μL、质量浓度为0.4 g/mL的蔗糖溶液和质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂等体积混匀液点样。

【答案】 D学业达标测评(十四)一、选择题1．在分离蛋白质过程中，使用缓冲液的作用是( )A．维持溶液浓度不变B．维持溶液酸碱度不变C．催化蛋白质分离过程顺利完成D．无实际意义【答案】 B2．在血清蛋白的提取和分离过程中，所使用的染色液是( )A．新制血清5 μLB．质量浓度为0.4 g/mL的蔗糖溶液C．质量分数为0.05%的考马斯亮蓝R250染色液D．质量分数为0.1%的溴酚蓝指示剂【解析】染色时用质量分数为0.05%的考马斯亮蓝R250染色液；A、B、D三者的混合液用于点样。

【答案】 C3．在蛋白质的分离提纯技术中，最为简捷灵敏的是( )A．离心技术B．层析技术C．电泳技术D．盐析【解析】常用的蛋白质分离提纯技术，包括离心技术、层析技术和电泳技术等，其中电泳技术最为快捷灵敏、简便易行。

盐析可用来提取蛋白质，而不能分离蛋白质。

【答案】 C4．蛋白质具有多种特性，下列可用于进行蛋白质的分离提纯的是( )A．分子的形状、大小和溶解度B．所带电荷的性质和多少C．对其他分子的亲和力D．以上三项都是【解析】蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相反的电极方向移动。

另外分子的形状、溶解度和对其他分子的亲和力等因素也会影响蛋白质的移动，因此可以将蛋白质分离。

【答案】 D5．有一蛋白质被蛋白酶水解后进行电泳，结果如下图(1)下列有关所带电荷的叙述错误的是( )A．A、B、C三条带中的多肽均带正电荷B．三条带中的多肽所带电荷数均相同C．B、C两条带的差距可能因所带电荷引起，也可能是由分子大小导致D．A带中可能有不同的多肽(2)三条带的宽度不同，颜色由深到浅依次为B、C、A下列相关解释错误的是( )A．A带中可能存在电荷相同，分子大小略有差异的几种多肽B．宽度不同是因为含量不同造成的C．带宽越窄，说明很可能只有一种多肽D．颜色越深，说明此分子的含量越多【解析】(1)由图可知，A、B、C三条带出现说明多肽的移动速度不同，所带电荷越多，分子越小移动越快，所带电荷量相同，移动速度不一定相同，移动速度相同，也不一定是同一种多肽。

(2)电泳后，带宽是由移动速度是否相同决定的，电荷相同，分子大小也相同，移动速度就基本相同，表现为带就越窄。

颜色是由分子的数量决定的，分子数越多，聚集在一起，颜色就越深。

【答案】(1)B (2)B6．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示，下列有关蛋白质分离的叙述正确的是( )A．若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，分子戊在沉淀中，则丙也一定在沉淀中B．若用凝胶色谱法分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最快C．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子丙保留在袋内，则乙也一定保留在袋内D．若用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子丁形成的电泳带相距最远【解析】分子丙的相对分子质量大于戊，所以，在离心时戊存在于沉淀中，丙也一定在沉淀中，A项正确。

用凝胶色谱法分离蛋白质时，甲相对分子质量最小，容易进入凝胶内部，则移动速度最慢，B项错误。

分子丙的相对分子质量大于乙，则丙保留在袋内，乙可能在袋外也可能在袋内，C项错误。

SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移速度完全取决于分子的大小，因此，分子甲与丙形成的电泳带相距最远，D项错误。

【答案】 A7．某同学在做血清蛋白的分离电泳实验时，等待电泳结果期间，因为有事未能及时赶回，当他回来时，发现凝胶上面只剩下一条带(比原来窄且颜色浅)，下列分析正确的是( )A．电泳时间过长，多数蛋白质已经移出凝胶块B．血清蛋白中只含一种蛋白质C．血清蛋白中所含蛋白质的电荷都相同D．他把电极接反了，未能进行电泳【解析】由题干可知电泳后的带比原来窄了而且颜色变浅，说明电泳已经进行了，凝胶上没有其他色带，说明一些蛋白质移出了凝胶(未及时赶回)。

【答案】 A二、非选择题8．电泳技术是在电场作用下，利用分子携带的净电荷不同，把待测分子的混合物放在一定的介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析的实验技术，利用它可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质。

下图是电泳装置及相应电泳结果。

请回答：(1)电泳与叶绿素分离采用的纸层析法比较，后者使用的介质是________。

电泳过程中分子的迁移速率除与本身所带净电荷的多少有关外，你认为还受什么因素的影响？(至少列出一种)_______________________________。

(2)图丙是把含有19个氨基酸的多肽进行水解，得到氨基酸混合物进行电泳的结果，故可推知该多肽是由________种氨基酸构成的。

(3)下列氨基酸若进行电泳应该在哪条带中？【解析】电泳与纸层析法的目的都是为了让不同分子大小的物质分开，分子迁移速率大小与电荷多少、分子的大小和形状密切相关。

观察图丙，结果有6条氨基酸带，说明有6种氨基酸分子。

氨基酸中－NH2带正电，－COOH带负电，所以－NH2多的氨基酸向负极移动，－COOH多则向正极移动。