(高考生物)探究課題生物組織中蛋白質(zhì)的鑒定

〔生物科技行業(yè)探究課題生物組織中蛋白質(zhì)的鑒定探究課題：生物組織中蛋白質(zhì)的鑒定一、課題分析1．教學(xué)目標(biāo)初步學(xué)會(huì)蛋白質(zhì)的鑒定方法，領(lǐng)悟并能描述該試驗(yàn)的試驗(yàn)原理。探究該試驗(yàn)的最正確試驗(yàn)材料及稀釋濃度，培育學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)意識(shí)。照實(shí)觀看并記錄試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，提高學(xué)生的試驗(yàn)操作力量和觀看力量，〔3〕分析試驗(yàn)過(guò)程中消滅的問(wèn)題，培育學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的力量。2．背景描述組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子是通過(guò)肽鍵相互連接起來(lái)的，其中的肽鍵構(gòu)造與雙縮脲〔尿素加熱至℃左右，生成雙縮脲并放出一分子氨〕相像，雙縮脲C〕在堿性環(huán)境中能與Cu2式如下：但雙縮脲反響不僅為含有兩個(gè)以上肽鍵的物質(zhì)全部。含有一個(gè)肽鍵和一個(gè)－CS－NH2，－CH2－NH2NH2NH2，－CRH－NH2或－CHOH－CHNH2等基因的物質(zhì)以及乙二酰二氨〔O＝C－C＝O〕等物質(zhì)也有此反響。因此，一切蛋白質(zhì)或二肽以上的多肽都有雙縮脲反響，但有雙縮脲反響的物質(zhì)不肯定都是蛋白質(zhì)或多肽。雙縮脲試劑常常用于組織蛋白質(zhì)的定性測(cè)定〔如圖〕。二．材料器具1．試驗(yàn)材料：大豆、黃豆、雞蛋、豆?jié){等，稀釋2倍～10倍的蛋清等。2．儀器：雙面刀片，研缽，石英砂，玻璃漏斗，試管，試管架，試管夾，紗布，鑷子，吸管，小燒杯，試管刷。3．試劑：雙縮脲試劑，蒸餾水三．教學(xué)建議本課題的重點(diǎn)是初步學(xué)會(huì)蛋白質(zhì)的鑒定方法，領(lǐng)悟該試驗(yàn)的試驗(yàn)原理。難點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)地完成該試驗(yàn)的操作步驟，并能分析試驗(yàn)過(guò)程中消滅的問(wèn)題，從試驗(yàn)中找出該試驗(yàn)的最正確試驗(yàn)材料。依據(jù)試驗(yàn)內(nèi)容，建議教師承受探究性試驗(yàn)和驗(yàn)證性試驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)方法。學(xué)生可以按4人為一組進(jìn)展試驗(yàn)，通過(guò)顏色反響定性地驗(yàn)證生物組織中的蛋白質(zhì)成分，讓學(xué)生了解構(gòu)成細(xì)胞的化合物中含有蛋白質(zhì)，并學(xué)會(huì)蛋白質(zhì)鑒定的操作方法，學(xué)會(huì)獲得學(xué)問(wèn)、的科學(xué)學(xué)問(wèn)的途徑和方法?？梢宰屚M內(nèi)不同的學(xué)生分別選擇不同的試驗(yàn)材料、不同濃度的試驗(yàn)材料，如選擇提前浸泡的黃豆與沒(méi)有浸泡的黃豆；豆?jié){；沒(méi)有稀釋的蛋清與稀釋2倍～10倍的蛋清等。試驗(yàn)時(shí)要求學(xué)生能分工合作，表達(dá)合作精神。通過(guò)相互探討，提高學(xué)生對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)展選擇和處理的力量，更深刻地理解教材中試驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)之處，有利于培育學(xué)生科學(xué)的爭(zhēng)論態(tài)度，提高學(xué)生的試驗(yàn)操作力量、觀看力量和設(shè)計(jì)力量。通過(guò)讓學(xué)生分析試驗(yàn)現(xiàn)象、撰寫(xiě)試驗(yàn)報(bào)告、提高利用科學(xué)的爭(zhēng)論方法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的力量，表達(dá)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)意識(shí)。本試驗(yàn)所用的雙縮脲試劑必需現(xiàn)配現(xiàn)用，否則試驗(yàn)不會(huì)成功。雙縮脲試劑使用時(shí)，應(yīng)先加試劑A(0.1g/mL的NaOHB(0.01g/mL的CuSO4溶液)。配制雙縮脲試劑的方法：配制取10g氫氧化鈉放入量筒中，加水至100mL，待充分溶解后倒入中，配成質(zhì)量濃度為0.1g/mL上試劑A。取1g硫酸銅放入量筒中，加水至100mL，待充分溶解后倒入中，配成質(zhì)量濃度為0.01g/mL的硫酸銅溶液〔藍(lán)色。瓶口塞上膠塞，貼上標(biāo)簽，寫(xiě)上試劑B。在鑒定前，可以留出一局部樣液，以便與鑒定后的樣液的顏色變化作比照，這樣可以增加說(shuō)服力。四．探究活動(dòng)步驟之一探究實(shí)現(xiàn)原理創(chuàng)設(shè)探究試驗(yàn)情景設(shè)疑：生物組織細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)是如何鑒定的？步驟之二探究試驗(yàn)材料探究試驗(yàn)過(guò)程稀釋倍數(shù)，顏色反響的標(biāo)準(zhǔn)操作等。

通過(guò)預(yù)習(xí)，讓學(xué)生描述：蛋白質(zhì)分子與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反響的原理是怎樣的？設(shè)疑1：該試驗(yàn)的試驗(yàn)材料應(yīng)當(dāng)如何選擇？教師引導(dǎo)學(xué)生從以下幾方面考慮〔本錢(qián)問(wèn)題；③試驗(yàn)前材料的處理是否便利。設(shè)疑2：如何取得蛋白質(zhì)組織樣液？制備含蛋白質(zhì)的生物組織樣液〔以黃豆為例：①取幾粒浸泡過(guò)〔或沒(méi)浸泡過(guò)〕的黃豆〔或大豆，去皮，5mL水，充分研磨。③將玻璃漏斗插入試管中，在漏斗上墊上一層紗布，過(guò)慮黃豆組織研磨液。用現(xiàn)成的食用豆?jié){、牛奶作試驗(yàn)材料。制備不同濃度的蛋清稀釋液取一個(gè)雞蛋，用鑷子在一端輕小扣破一小塊蛋殼，用吸管從蛋殼的破孔處吸取0.5mL蛋白液滴入假設(shè)干個(gè)小燒杯中，分別向小燒杯中參加0、2.5mL、5mL、7.5mL、10mL水，攪拌均勻，加以稀釋。

讓學(xué)生思考：你認(rèn)為哪些材料可以作該試驗(yàn)的材料？讓學(xué)生試一試：浸泡與未浸泡的種子進(jìn)展試驗(yàn)操作，效果一樣嗎？讓學(xué)生思考：事先需要留出一些黃豆組織樣液的目的是什么？讓學(xué)生認(rèn)真觀看：黃豆組織樣液的顏色是怎樣的？讓學(xué)生思考：把蛋清稀釋成不同濃度的設(shè)計(jì)目的是什么？讓學(xué)生認(rèn)真觀看：蛋清組織樣液的顏色是怎樣的？設(shè)疑3：蛋白質(zhì)鑒定的試驗(yàn)如何操作？要留意些什么？1〔者向1支試管內(nèi)注入豆?jié){、或牛奶、或蛋白稀釋液。A〔質(zhì)量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液化。③再向試管中參加3～4滴雙縮脲試劑B〔質(zhì)量濃度為L(zhǎng)的硫酸銅溶液，搖蕩均勻。試管內(nèi)溶液的顏色有什么變化

A和雙縮脲試劑B的用量及參加的挨次可以轉(zhuǎn)變嗎？結(jié)果會(huì)怎樣？讓學(xué)生生試一試：用豆?jié){、牛奶、蛋清等做試驗(yàn)，結(jié)果是否一樣？用稀釋不同濃試驗(yàn)所得結(jié)論參考：①試驗(yàn)材料最好選用富含蛋白質(zhì)的生物組織〔或器官，植物材料常用大豆、黃豆，動(dòng)物材料常用的是雞蛋〔卵白。如用大豆、黃豆，必需提前浸泡1～2d。這樣簡(jiǎn)潔研磨成漿〔豆?jié){的試驗(yàn)效果也不錯(cuò)，因此有條件的學(xué)校，可以直接承受現(xiàn)成的大豆磨成的豆?jié){，豆?jié){。②用蛋清做試驗(yàn)必需經(jīng)過(guò)稀釋?zhuān)绲扒逡合♂尣粔颍c雙縮脲試劑反響后會(huì)粘固在試管的內(nèi)壁上，使反響不簡(jiǎn)潔徹底，并且試管也不簡(jiǎn)潔刷洗干凈。③雙縮脲試劑A和雙縮脲試劑B的參加的挨次不行以轉(zhuǎn)變。由于蛋白質(zhì)只有在堿性環(huán)境中才能與CuSO4發(fā)生紫色反響，否則紫色反響會(huì)被Cu(OH)2遮擋。

讓學(xué)生反思：這次探究試驗(yàn)的心得。試管內(nèi)溶液的顏色有什么變化試管內(nèi)溶液的顏色有什么變化試管內(nèi)溶液的顏色有什么變化步驟之三試驗(yàn)結(jié)果的爭(zhēng)論及小結(jié)效果最好？雙縮脲試劑A和雙縮脲試劑B2得出結(jié)論。五．爭(zhēng)論與思考在試驗(yàn)中，最終的試驗(yàn)結(jié)果紫色反響不明顯，試管內(nèi)溶液的顏色還是呈現(xiàn)CuSO4的藍(lán)色，這是為什么？簡(jiǎn)析：這是由于雙縮脲試劑B〔質(zhì)量濃度為0.01g/mL的藍(lán)色CuSO4溶液〕加得過(guò)多。如何稀釋蛋清才能取得較好的試驗(yàn)效果？簡(jiǎn)析：在蛋白質(zhì)的鑒定試驗(yàn)中，假設(shè)用蛋白質(zhì)作試驗(yàn)材料，必需稀釋?zhuān)悦庠囼?yàn)后粘住試管，不易洗刷。方法：將雞蛋一端輕小扣破一小口，讓蛋清流入容器中，然后按比例蛋清∶蒸餾水＝1∶9的比例混合攪勻，再用4與雙縮脲試劑發(fā)生反響后不會(huì)粘固在試管的內(nèi)壁上，反響也徹底，試管也易刷洗干凈。對(duì)斐林試劑和雙縮脲試劑的配方，表達(dá)不正確的選項(xiàng)是A．NaOHCuSO4溶液～5滴L的4溶液滴入L的溶液中即成C．3～4滴0.01g/mL的CuSO4溶液滴入2mL0.1g/mL的NaOH溶液中混合而成的D．.雙縮脲試劑含有兩種試劑：質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液和質(zhì)量濃度為0.01g/mLCuSO4溶液答案：C在用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)試驗(yàn)時(shí)，正確的操作是 A．2mL蛋白稀釋液先加2mL0.1g/mLNaOH3～40.01g/mLCuSO4CuSO42mL蛋白稀釋液先加3～40.01g/mLCuSO42mL0.1g/mL的NaOH溶液2mL2mL0.1g/mL的NaOH和3～4滴0.01g/mL的CuSO4混合液2mL0.1g/mLNaOH3～40.01g/mLCuSO42mL稀釋液答案：A六．深化拓展1．用徒手切片法鑒定組織中的蛋白質(zhì)取穎的大豆種子〔去種皮，用刀片切下極薄的一片放在載玻片上，先滴2度為0.1g/mL的NaOH0.01g/mL的CuSO4溶液2滴，充分混合反響后，蓋上蓋玻片，在高倍顯微鏡下，可看到大豆細(xì)胞含有圓形的紫色顆粒?！舱?0234期第36頁(yè)〕2．蛋白質(zhì)的顏色反響〔1〕蛋白質(zhì)的黃色反響①蛋白質(zhì)中含有苯環(huán)構(gòu)造的氨基酸，如酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等。這類(lèi)蛋白質(zhì)可被濃硝酸硝化生成黃色的硝基苯衍生物。該物質(zhì)在酸性環(huán)境中呈黃色，在堿性環(huán)境中轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色的硝醌酸鈉。反響如下：絕大多數(shù)蛋白質(zhì)含有帶苯環(huán)中氨基酸，因此都有黃色反響。皮膚、毛發(fā)、指甲等遇濃HNO3變黃即發(fā)生此類(lèi)黃色反響。注：濃硝酸〔d＝1.42g/mL〕②鑒定方法：取一支試管參加稀釋20倍的雞蛋清溶液4滴，再參加2滴濃硝酸，用微火加熱并觀看現(xiàn)象，待試管消滅黃色后，于室溫下逐滴參加10％氫氧化鈉溶液至堿性，觀看顏色變化。蛋白質(zhì)的顏色反響表：3．蛋白質(zhì)含量的測(cè)定與純度鑒定在蛋白質(zhì)分別提純的過(guò)程中，常常需要測(cè)定蛋白質(zhì)的含量和檢查某一蛋白質(zhì)的提純程度。這些工作包括：測(cè)定蛋白質(zhì)的總量，測(cè)定蛋白質(zhì)混合物中某一特定蛋白質(zhì)的含量和測(cè)定最終制品的純度。測(cè)定蛋白質(zhì)總量常用的方法有：凱氏定氮法、雙縮脲法、Folin-酚試劑法和紫外吸取法等。測(cè)定蛋白質(zhì)混合物中某一特定蛋白質(zhì)的含量通常要用具有高度特異性的生物學(xué)方法。如具有酶或激素性質(zhì)的蛋白質(zhì)可以利用它們的酶活性或激素活性來(lái)測(cè)定含量；利用抗體－抗原反響，也可測(cè)定某一特定的蛋白質(zhì)含量。這些生物學(xué)方法的測(cè)定與總蛋白質(zhì)測(cè)定協(xié)作起來(lái)，可以用來(lái)爭(zhēng)論蛋白質(zhì)分別過(guò)程中某一特定蛋白質(zhì)的提純程度。蛋白質(zhì)制品純度的鑒定通常承受物理化學(xué)的方法，例如電泳分析、沉降分析、集中分析等?！舱陨蛲蹒R巖主編《生物化學(xué)》上冊(cè)第223224〕七．文獻(xiàn)鏈接施憶等編著《探究·試驗(yàn)·爭(zhēng)論》浙江教育出版社2023年版第41頁(yè)－第42頁(yè)人民教育出版社生物自然室編著全日制一般高級(jí)中學(xué)教科書(shū)〔試驗(yàn)修訂本·必修〕生2023121819人民教育出版社生物自然室編著全日制一般高級(jí)中學(xué)教科書(shū)〔試驗(yàn)修訂本·必