高中生物第四章生物化学与分子生物学技术实践第一节生物成分的分离与测定技术第1课蛋白质的分离与提取学案

第1课时 蛋白质的分离与提取

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明目标、知重点难点

掌握电泳法分离大分子的原理。(重点) 运用常用的方法提取和分离蛋白质。(重、难点)

[学生用书P48]

一、阅读教材P 71～72分析蛋白质的分离与纯化 1．生物细胞中的蛋白质提取

(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。

2．蛋白质的分离方法

(1)离心沉降法：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。 (2)薄膜透析法：利用蛋白质分子不能透过半透膜的特性，使蛋白质与其他小分子化合物分离的方法。

(3)凝胶色谱法

①概念：根据蛋白质分子量的大小差异对其进行有效分离的方法。 ②原理

a ．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

b ．分离的过程

进入凝胶颗粒内 部的难易程度

路程

移动速度

小分子 蛋白质 容易

较长 较慢

大分子 蛋白质

无法进入 较短 较快

二、阅读教材P73～77完成血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳及凝胶色谱法分离血红蛋白的操作

1．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。

2．凝胶色谱法分离血红蛋白

样品处理→血红蛋白的释放、分离和透析→凝胶的制备→色谱柱的装填→样品的加入→洗脱与收集。

判一判

(1)酸性蛋白质用酸性溶液抽提，水溶性蛋白质用透析液抽提，脂溶性蛋白质用稀碱性溶液抽提。(×)

(2)电泳是指带电粒子在电场的作用下向着与其电性相反的电极移动的过程。(√)

(3)电泳时泳动速度取决于带电颗粒的大小、形状、所带静电荷多少。(√)

(4)离心沉降法和薄膜透析法分离蛋白质的原理是一样的。(×)

(5)凝胶色谱法是根据蛋白质分子量的大小而对其进行有效分离的方法。(√)

(6)醋酸纤维薄膜电泳是采用滤纸为支持物的电泳方法。(×)

蛋白质分离技术[学生用书P49]

欲研究某种蛋白质的结构、性质和功能，需将这种蛋白质从组织细胞中分离、纯化出来。结合教材P71第三段～P74内容完成以下探究。

探究1 完善下面示意图，理解离心沉降法

分离蛋白质

(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发生沉降分层，彼此分离。

探究2 仔细观察下面示意图，分析薄膜透

析法分离蛋白质

(1)原理：蛋白质分子不能透过半透膜。

(2)目的：去除小分子化合物杂质，如无机盐、单糖、二糖以及氨基酸等。

(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。

探究3 完善下面示意图，分析凝胶色谱法

分离蛋白质

(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，以致需要较长时间才能流出柱外。

1．蛋白质的分离与提纯技术是蛋白质研究的重要技术，下列有关叙述不正确的是( )

A．根据蛋白质分子不能通过半透膜的特性，可将样品中各种不同的蛋白质分离

B．根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小，可通过电泳分离蛋白质

C．根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质

D．根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质

解析：选A。蛋白质分子不能通过半透膜，但溶液中的小分子物质则可以透过半透膜，因此可以将蛋白质和溶液中的小分子物质分离，A项错误；电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小，可通过电泳使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现蛋白质分子的分离，B项正确；凝胶色谱法的原理是：分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快，而分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢，所以可以根据蛋白质相对分子质量的大小，通过凝胶色谱法使大分子的蛋白质先洗脱出来，小分子的蛋白质后洗脱出来，从而实现蛋白质分子的分离，C项正确；根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法使不同密度的蛋白质分子位于不同层次的离心液中，从而实现蛋白质的分离，D项正确。

2．下列有关蛋白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电性相同的电极方向移动

解析：选D。蛋白质是生物大分子，不能通过半透膜，而其他小分子可以通过半透膜，可以利用半透膜进行分离得到蛋白质，A、B正确。分子大小、密度不同的蛋白质其离心速率不同，通过控制离心速率使分子大小、密度不同的蛋白质分离，C正确。蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷电性相反的电极方向移动，D错。

血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳[学生用书

P50]

结合教材，完善下表，理解血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳。

实验步骤操作方法

配制试剂

↓

配制巴比妥缓冲液、染色液、漂洗液、透明液准备器材

↓

醋酸纤维薄膜、常压电泳仪、点样器等

架滤纸桥

↓取双层滤纸条，一端与支架前沿对齐，另一端浸入电泳槽的缓冲液中，待滤纸条湿润后，驱除气泡，使滤纸紧贴于支架上