氨基酸的离子交换柱色谱分离实验教案

第一篇：氨基酸的离子交换柱色谱分离实验教案

氨基酸的离子交换柱色谱分离

【实验目的】

1.2.3.掌握离子交换树脂分离氨基酸的基本原理； 掌握离子交换柱层析法的基本操作；

掌握氨基酸和茚三酮显色反应机理及洗脱曲线的绘制。

【实验原理】

1.离子交换层析原理

离子交换层析是一种用离子交换树脂做支持剂的层析法.离子交换树脂是具有酸性或碱性基团的人工合成聚苯乙烯和苯二乙烯等不溶性高分子化合物.树脂一般都制成球形的颗粒.阳离子交换树脂含有的酸性基团如磺酸基(一S03H),磷酸基(一P03H),亚磷酸基(一PO2H),羧基(一COOH),酚羟基(一OH)等,可解离出H离子,当溶液中含有其他阳离子时,例如在酸性环境中的氨基酸阳离子,它们可以和H离子发生交换而“结合”在树脂上

本实验采用磺酸型阳子交换树脂（732型）分离酸性氨基酸（天冬氨酸Asp pI=2.97）和碱性氨基酸(赖氨酸Lys pI=9.74)的混合液。在pH5.3条件下，由于pH低于Lys的pI值，Lys可解离成阳离子，吸附在树脂上；又由于pH高于Asp的pI值，则Asp可解离为阴离子，不能被树脂吸附而直接流出色谱柱。在pH12条件下，因pH高于Lys的pI值，Lys又解离为阴离子从树脂上被交换下来，这样通过改变洗脱液的pH值可使它们被分别洗脱而达到分离的目的。

2.茚三酮反应机理

在弱酸条件下（pH5-7），蛋白质或氨基酸与茚三酮共热，可生成蓝紫色缩合物。此反应为一切蛋白质和α—氨基酸所共有(亚氨基酸如脯氨酸和羟脯氨酸产生黄色化合物)。含有氨基的其他化合物亦可发生此反应。该反应颜色产物在570nm处有最大吸收峰。

【仪器与试剂】

1.仪器：

层析柱（20cmX1cm）；铁架台；恒流泵；部分收集器；分光光度计；移液枪；恒温水浴锅；试管玻璃棒烧杯等常用器材。

2.试剂： A．732型阳离子交换树脂

B．2mol/L氢氧化钠溶液

1mol/L氢氧化钠溶液

0.01mol/L氢氧化钠溶液 C．2mol/L盐酸溶液

D．混合氢基酸溶液：天冬氨酸、赖氨酸均配制成2 mg／mL的柠檬酸缓冲液溶液。将上述天冬氨酸、赖氨酸溶液按1：1.5的比例混合 E．柠檬酸缓冲液（pH5.3，钠离子浓度为0.45mol/L）F．茚三酮显色剂

【实验步骤】

1.树脂的处理（小老师完成）

将干的强酸型树脂用蒸馏水浸泡过夜，使之充分溶胀。用4倍体积的2mol/L的盐酸浸泡1小时，倾去清液，洗至中性。再用2mol/L的氢氧化钠处理，做法同上。（检验中性用试纸即可）

2.树脂的转型与保存（小老师完成）

以1mol/L氢氧化钠溶液浸泡处理后的树脂1h，使树脂转化为Na型，用蒸馏水洗至中性，多余树脂放入1mol/L氢氧化钠溶液保存，需使用的用欲使用缓冲溶液浸泡。

3.装柱

取（20cm X 1cm）层析柱，检验气密性。验得气密性良好后，将柱垂直夹于铁架上。用夹子夹紧柱底出口处橡皮管，在柱顶放一漏斗并向柱内加入2-3cm高的缓冲溶液。用小烧杯取少量树脂及浸泡液，将其搅拌成悬浮状，通过漏斗缓慢倒入柱内。待树脂在底部沉降时，慢慢打开出口夹子，放出少许液体，持续加入树脂，直至树脂高度达到10cm。

注意：装好的柱要求连续、均匀，无纹格、无气泡，表面平整，否则倒回烧杯，重新装柱。整个过程液面不可低于树脂床面。

4.平衡

层析柱装好后，缓慢加入适量缓冲液至液面高于树脂面2-3cm。取一烧杯盛有25ml缓冲液，装好柱子，柱上端胶皮管通过恒流泵浸入烧杯液面以下，柱下端置另一烧杯收集洗出液。后开启泵，调节流速，以0.5ml/min（10滴/min）流速进行平衡，待25ml缓冲液基本用尽时即可加样。平衡过程大约40-50分钟。

5.加样

关闭恒流泵，打开层析柱上端，缓慢打开柱底出口夹子，放出层析柱内液体至层析柱内液体凹液面与树脂上表面约距1mm，立即关闭出口。由上端缓慢加入氨基酸混合液0.5ml（用吸量管沿柱壁四周均匀加入）。加样后打开止水夹，使液缓慢流出至凹液面与树脂上表面约距1mm，立即关闭止水夹。再加入0.5ml缓冲液（用吸量管沿柱壁四周均匀加入），打开止水夹，使液体缓慢流出至凹液面与树脂上表面再次约距1mm，重复此加入缓冲液操作2-3次，最后加缓冲液至液面高于柱顶2cm左右。

6.洗脱

将层析柱装好并使下端对准部分收集器上的一号小试管口，用PH5.3柠檬酸钠缓冲溶液以0.5ml/min（10滴每分钟）流速开始洗脱，小试管收集洗脱液，每管收集1ml，收集10管后，关闭恒流泵，同时夹住下端，改用0.01mol/L氢氧化钠溶液洗脱，同法继续收集11-35管。收集完毕后，关闭止水夹和恒流泵。(实验时柱内液体不可流干，柱子气密性不好时易出现流干情况)7.氨基酸色谱的测定

向各管收集液中加入2.5ml柠檬酸钠缓冲溶液，混匀后加入1ml茚三酮显色剂，在沸水中加热15min，取出冷却10min。以收集液第1管为空白，测定570nm波长处各管的光吸收值。以光吸收值为纵坐标，以洗脱管号（洗脱体积）为横坐标绘制氨基酸色谱图。（比色时请戴手套，避免将液体粘在手上或衣服上，实验完毕后请将树脂倒入指定回收处，并清洗所有实验用具）

8.树脂的回收与再生（小老师完成）

树脂回收后，用1mol/L氢氧化钠洗涤浸泡，再用蒸馏水洗至中性后，可再次使用。

【数据处理】

以光吸收值为纵坐标，洗脱管号（洗脱体积）为横坐标绘制氨基酸色谱图。

【思考题】 1.2.3.若实验结果的图谱中出现拖尾现象，试分析其原因。树脂的预处理中为何要将树脂转变为钠型？ 试简述平衡的作用及流速快慢对实验结果的影响。

第二篇：氨基酸的离子交换色谱分离-上课讲稿

同学们好！下面开始上课。

今天我们的实验内容是“氨基酸的离子交换色谱分离”。大家翻到书本第69页。我们的实验目的有三个：

1）了解层析法的概念、特点和分类； 2）复习氨基酸的理化性质；

3）掌握离子交换层析分离生物大分子的原理和方法。

今天实验题目是氨基酸的离子交换色谱分离。所以首先向同学们介绍离子交换色谱。顾名思义，离子交换色谱，就是分离过程是基于离子交换的原理而进行的。具体来说，就是基于带相反电荷的分子的相互吸引。也就是异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥。所以，按照带电荷的正负，离子交换层析一般分为两种类型，一种是阳离子交换色谱，填料上结合有带负电荷的基团，可以与溶液中带正电荷的样品结合；另一种是阴离子交换色谱，填料上结合带正电荷的基团，可以与溶液中带负电荷的样品结合。那么，我们今天使用的是阳离子交换柱，就是你们桌子上的黄色填料。

离子交换色谱是利用样品的带电性质进行的分离。那么，氨基酸的带电性是怎么样的呢？这是基于氨基酸的组成。氨基酸是一种兼性离子。什么是兼性离子呢？就是在溶液中既可以带正电荷，又可以带负电荷。氨基酸包含一个氨基，可以作为氢离子的受体，这是氨基酸成为阳离子；氨基酸又带有一个羧基，可以作为氢离子的供体，这时氨基酸成为阴离子。有这个性质，引申出一个等电点的概念，也就是氨基酸所带净电荷为0的状态。在PH小于等电点时，氨基酸带负电荷，当PH大于等电点时，氨基酸带正电荷。

如何利用离子交换色谱分离两种不同的氨基酸？

因为离子交换色谱根据“同种电荷相斥，异种电荷相吸”原理分离样品，而不同的氨基酸具有不同的等电点，它们在溶液中可能携带相反电荷。所以，我们将溶液调到一特定pH值，让一种氨基酸携带正电荷，使之与离子柱结合；同时，让另一种氨基酸携带负电荷，使之保留在溶液中。

在我们的实验中，我们需要分离天冬氨酸与赖氨酸，天冬氨酸的等电点时2.97，赖氨酸的等电点时9.74。我们可以看到，存在三种情况：

1）pH < 2.97，Asp与Lys均带正电荷

2）2.97 < pH < 9.74，Asp带负电荷，Lys带正电荷 3）pH > 9.74，Asp与Lys均带负电荷 是不是只有第二种情况符合我们之前说的方案？

因此，我们的实验基本步骤是：上样，样品液：0.005 mol/L 的Asp与Lys溶于0.02 mol/L HCl中形成的混合液（pH < 2）。1）先用pH5.3的柠檬酸缓冲液洗脱；2）pH 12 的氢氧化钠溶液洗脱。

1）平衡，向层析柱加入pH 5.3的柠檬酸缓冲液，直到流出液的pH与洗脱液的pH相同为止，用pH试纸检查。

2）上样。降低液面至填料表面上方1 厘米左右，加入0.5毫升氨基酸混合液样品。

3）向层析柱加入pH 5.3的柠檬酸缓冲液进行洗脱。

4）用短试管收集天冬氨酸。每管5毫升，收集1-5管。

5）向层析柱加入pH 12的NaOH缓冲液进行洗脱。每管5毫升，用短试管收集6-12管。

6）测定。取0.5毫升收集液于长试管中，加入1毫升pH5.3柠檬酸缓冲液，0.5毫升茚三酮，混合后在100℃加热25分钟，然后水冷却5-10分钟，加入3毫升60%乙醇稀释，用分光光度计在570 nm处检测。

7）绘制洗脱曲线。

8）再生色谱柱：用蒸馏水洗至流出液为中性。

注意事项：

1）柱子不能干。始终保持柱面上方有液体。

2）液体流速与柱面上方液面高度有关，液面越高，流速越快。可以适当增高液面，加大流速，对结果没有影响，可以节省时间。

3）建议大家分工合作。一组进行分离实验，一组进行后面的检测实验。思考题：

1.何为色谱法？其特点是什么？

2.离子交换树脂有几类，各类有何特点？

3.我们这次用的是阳离子交换色谱，假如使用阴离子交换色谱，该如何设计实验？

4.是不是所有的氨基酸都能用离子交换色谱进行分离？

第三篇：柱色谱分离技术

实训操作规程

柱色谱分离技术操作规程

1．装柱

装柱的好坏直接影响分离效率。装柱之前，先将空柱洗净干燥，然后将柱垂直固定在铁架台上。如果色谱柱下端没有砂芯横隔，就取一小团脱脂棉，用玻璃棒将其推至柱底，再在上面铺上一层厚0.5~1cm的石英砂，然后进行装柱。

装柱的方法有湿法和干法两种。

①湿法装柱：将吸附剂用洗脱剂中极性最低的洗脱剂调成糊状，在柱内先加入约3/4柱高的洗脱剂，再将调好的吸附剂边敲打柱身边倒入柱中，同时打开柱子的下端活塞，在色谱柱下面放一个干净并干燥的锥形瓶，接收洗脱剂。当装入的吸附剂有一定的高度时，洗脱剂流下速度变慢，待所用吸附剂全部装完后，用流下来的洗脱剂转移残留的吸附剂，并将柱内壁残留的吸附剂淋洗下来。在此过程中，应不断敲打色谱柱，以使色谱柱填充均匀并没有气泡。柱子填充完后，在吸附剂上端覆盖一层约0.5cm厚的石英砂或覆盖一片比柱内径略小的圆形滤纸。

②干法装柱：在色谱柱上端放一个干燥的漏斗，将吸附剂倒入漏斗中，使其成为细流连续地装入柱中，并轻轻敲打色谱柱柱身，使其填充均匀，再加入洗脱剂湿润。

2．加样

液体样品可以直接加入到色谱柱中，如浓度低可浓缩后再进行分离。固体样品应先用少量的溶剂溶解后再加入到柱中。在加入样品时，应先将柱内洗脱剂排至稍低于石英砂表面后停止排液，用滴管沿柱内壁把样品一次加完。在加入样品时，应注意滴管尽量向下靠近石英砂表面。样品加完后，打开下旋塞，使液体样品进入石英砂层后，再加入少量的洗脱剂将壁上的样品洗脱下来，待这部分液体的液面和吸附剂表面相齐时，即可打开安置在柱上装有洗脱剂的滴液漏斗的活塞，加入洗脱剂，进行洗脱。

3．洗脱

在洗脱过程中，样品在柱内的下移速度不能太快，如果溶剂流速较慢，则样品在柱中保留的时间长，各组分在固定相和流动相之间能得到充分的吸附或分配作用，从而使混合物，尤其是结构、性质相似的组分得以分离。但样品在柱内的下移速度也不能太慢(甚至过夜)，因为吸附剂表面活性较大，时间太长有时可能造成某些成分被破坏，使色谱带扩散，影响分离效果。因此，层析时洗脱速度要适中。通常洗脱剂流出速度为每分钟5~10滴，若洗脱剂下移速度太慢可适当加压或用水泵减压，以加快洗脱速度，直至所有色带被分开。

4．收集

如果样品中各组分都有颜色时，可根据不同的色带用锥形瓶分别进行收集，然后分别将洗脱剂蒸除得到纯组分。如果没有颜色的，只能分段收集洗脱液，再用薄层色谱或其他方法鉴定各段洗脱液的成分，成分相同者可以合并。

1.吸附剂的选择及处理

吸附剂分为无机吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭、氧化镁、碳酸钙、磷酸钙，有机吸附剂如纤维素、淀粉、蔗糖、聚酰胺等。一般来说，所选择吸附剂应有较大的比表面积和足够的吸附能力：对欲分离的不同物质应有不同的吸附能力，即有足够的分辨力；与洗脱剂、溶剂及样品组分不会发生化学反应；吸附剂颗粒均匀。吸附剂一般先经过筛获得均匀的颗粒（100-200目），对含有杂质的吸附剂可用有机溶剂如甲醇、乙醇、乙酸乙酯等浸泡处理或提取除去，有些吸附剂可用沸水洗去酸碱使呈中性，有些需经加热处理活化。2.溶剂与洗脱剂

两者常为同一组分,但用途不同。习惯上把用于溶解样品的溶液称为溶剂，把用于洗脱洗脱柱的溶液称洗脱剂。原则上所选的溶剂和洗脱剂要求纯度高，与样品和吸附剂不起化学反应，对样品的溶解度大，粘度小，易流动，易与洗脱的组分分开。常用的溶剂和洗脱剂有饱和碳氢化合物、醇、酚、醚、卤化烷、有机酸等。

3．柱的装填和样品的加入

色谱柱一般为玻璃或有机玻璃管制成，柱下端装上一块2-4号烧结玻璃或垫一层玻璃丝以支持吸附剂，管内装吸附剂。有条件可附加压或减压装置，使流速保持恒定，色谱柱外也可配恒温管套。

装柱的方法通常是将一种在适当溶剂中的吸附剂调成糊状，慢慢地倒入关闭了出水口的柱中，同时不断搅拌上层糊状物，赶去气泡，并使装填物均匀的自然下降，装置所需要的高度后，打开出水口，让溶剂流出。注意柱的任何部分不能流干，即是说、再柱的表面始终保持着一层溶剂。

小心地用移液管把样品液绕柱内壁小心地加入，不要冲击着吸附剂的表面。加样的另一个办法是用一个注射器和蠕动泵把样品直接送到柱表面上。4.洗脱

在整个洗脱过程中，要使洗脱液通过柱时保持恒定的流速，可以用调节“操作压”来调控（操作压相当于在柱上面的贮液瓶中溶剂的水平和柱出口位置的水平之差）。另一个方法是时用蠕动泵。

洗脱过程中柱内不断发生溶解（解吸），吸附，在溶解，在吸附。被吸附的物质被溶剂解吸，随着溶剂向下移动，又遇到新的吸附剂又把该物质自溶剂中吸附出来，后来流下的新溶剂又在使该物质溶解而向下移动。如此反复解析，吸附，经过一段时间后，该物质向下移动至一定距离，此距离的长短与吸附剂对该物质的吸附力及溶剂对该物质的溶解能力有关，分子结构不同的物质溶解度和吸附能力不同，移动距离也不同,吸附较弱的就易溶解，移动距离较大。经过适当时间后，各物质就形成了各种区带,，每一区带可能是一种纯物质，如果被分离物质是有色的，就可以清楚地看到色层。随着洗脱剂向下移动，最后各组份按吸附力的不同顺序流出色谱柱，以流出体积对浓度作图，可得由一系列峰组成的曲线，每一峰可能相当于一个组分。

第四篇：说明及实验方法-离子交换

离子交换实验装置使用说明

本实验装置由四根柱子组成，从左到右第一根为沙滤柱，第二根为阳离子交换柱，第三根为阴离子交换柱，第四根为阴、阳树脂混合交换柱。采用上进下出的进水方式进行处理实验。图中反冲洗管路没有画出。

使用本实验装置可以对自来水进行脱盐份处理；或者采用纯净水加盐的方法人工配制水进行处理实验；或者采用纯净水加重金属离子的方法，人工配制模拟重金属废水进行处理实验。

注意，由于本实验装置中的离子交换树脂量有限，为了延长树脂的使用寿命，故在配制实验用水时的浓度不宜过高，一般控制在10～50ppm之间。交换树脂的再生采用体外再生的方法进行，由于交换树脂的总量有限，再生又比较麻烦，故建议直接购买再生好的交换树脂进行更换（价格低廉）。

第一步：实验前的准备

1.检查关闭以下阀门

①进水箱和出水箱的排空阀门。

②进水流量计的调节阀。

2.将实验水倒入进水箱。

第二步：进行离子交换实验

1.首先制定好您的实验方案

①如果采用自来水或纯水加盐的方法来进行脱盐处理实验，则要准备好盐度计。②如果采用配制重金属离子的实验水进行实验，则要准备好检测重金属的分析方法和手段。

③制定好进水流量和交换时间等一系列实验条件。

2.插上进水泵电源插头，水泵开始工作，慢慢打开流量计调节阀，让流量计转子处于1/3位高度。慢慢打开最后一根离子交换柱的下端出水阀（不要开大），开至出水流量与进水流量基本平衡（流量计转子基本上处于1/3位高度）。然后再调节流量计至您所需要的实验流量，并开始计时。

3.实验水动态流经三根离子交换柱一定时间后（实验时间），慢慢打开阳柱和阴柱的下端出水阀，分别取阳柱、阴柱和混合柱的出水，去测定相应的检测项目（如盐度、重金属离子浓度等）。阳柱和阴柱取完水样后要立即关闭出水阀。

4.在整个实验过程中，如果出现离子交换柱的上端积累空气太多的现象，则可打开上端的排积气阀，排除多余的空气后关闭排积气阀门。

第三步：实验完毕后的整理

1.实验结束，关闭最后一根混合柱的出水阀，关闭进水流量计的调节阀。

2.拔掉进水泵电源插头。

3.放空进水箱和出水箱。

4.用自来水清洗进水箱和出水箱。

5.放空进水箱和出水箱的积水（沙滤柱和离子交换柱内始终保持满水状态），待下次实验备用。

注意事项：

当设备长期不使用后重新开始使用，由于水泵的泵体中留有空气，可能会引起水泵的泵水情况不正常，或没有水被泵出。此时要立即关闭水泵，因为水泵的缺水运转很容易损坏水泵。请采用挤、捏皮管和一会儿开启水泵、一会儿关闭水泵的方法来排除空气，直至水泵正常工作为止。

离子交换实验指导

一、实验目的1.通过本实验来加深理解离子交换树脂交换处理正负离子的原理。

2.测定该离子交换设备动态处理某种实验废水时的处理效果。

3.通过本实验让学生了解工业化离子交换树脂交换处理设备的工艺流程。

二、实验原理

1.阴、阳离子交换树脂的离子交换原理。

2.利用离子交换树脂的离子交换特性，结合相应的交换柱结构，开展动态的离子交换处理实验。通过人工配制模拟废水或采用实际的工业废水，进行动态的离子交换处理实验。通过相应的检测手段，得到离子交换处理结果。

三、实验器材

1.动态处理的离子交换树脂实验设备

2.实验用水

由于整个实验设备内的交换树脂量有限，为了延长树脂的使用时间，我们建议采用低浓度的实验水进行离子交换实验。可以有以下几种方法配制实验用水开展实验：

（1）使用纯净水+自来水进行脱盐份处理实验

自来水的总盐度一般在100——300ppm，采用纯净水将自来水稀释至30ppm左右的盐度开展离子交换实验，用盐度计或电导率仪来测定离子浓度的变化情况。

（2）使用纯净水+固体盐（NaCl）进行脱盐份处理实验

纯净水中加固体盐其盐份浓度的控制就比较方便，浓度可以控制在10——30ppm范围，用盐度计或电导率仪来测定离子浓度的变化情况。

（3）使用纯净水+重金属离子进行脱重金属离子处理实验

纯净水中加重金属离子（Cu）的浓度控制也很方便，浓度可以控制在3——10ppm

范围，用原子吸收仪来测定重金属离子浓度的变化情况。

附：可以采用电渗析器生产的脱盐份水来作为本实验的纯净配水。

3.检测设备

（1）根据选择的实验内容来选择，起码要有盐度计和电导仪。

（2）如果能开展交换脱除重金属离子的实验，则更加能说明离子交换树脂的选择性交换特

性，经过阳离子交换柱的处理后，实验水中就应该检测不到重金属离子。因此，就需要有原子吸收仪来测定重金属离子。

4.玻璃器皿

100ml的烧杯5个。

四、实验步骤

1.配制相应的实验用水。

2.准备相应的仪器。

3.选择一定的实验进水流量（推荐40升/小时）通入实验设备，流经10分钟后从各个不同实验柱的出水口取水样，进行相应的实验项目测定（如：盐浓度、电导率、重金属离子浓度）。

五、实验报告

2.分析实验数据，计算相应的去除率。

3.回答思考题。

例如：（1）为什么经过阳离子和阴离子交换树脂交换处理后，出水的盐度计读数和电导率

读数还是比较大？而经过混合交换树脂处理后，出水的盐度计读数和电导率读

数明显减小？

（2）为了防止锅炉积垢，常常要对锅炉用水进行软化处理，如果采用离子交换树脂

来处理锅炉用水，你认为需要采用什么类型的离子交换树脂，为什么？

附：离子交换树脂的鉴定方法（也可以作为实验的内容之一）

第一步：

1.取试样树脂约2g，置于20ml试管中，用吸管吸去树脂的附着水。

2.加入1molL-1HCl5ml，摇动1～2min，将上部清液吸去，重复操作2～3次。

3.加入纯水，摇动后将上部清液吸去，重复操作2～3次。

4.加入10%CuSO45ml，摇动1min，按3充分用纯水清洗。

第二步：

经第一步处理，如树脂变为浅绿色，加入5molL-1 NH4OH2ml，摇动1min，用纯水充分清洗。如树脂经处理后，颜色加深（深蓝）则为强酸性阳离子交换树脂。如树脂浅绿颜色不变，则为弱碱性阴离子交换树脂。

第三步：

经第一步处理后，如树脂不变色，则：

1.加入1molL-1NaOH5ml，摇动1min后用纯水充分清洗干净。

2．加入酚酞5滴，摇动1min，用纯水充分清洗。

3．经此处理后，树脂呈红色，则为强碱性阴树脂。

第四步：

1． 加入1 molL-1HCl5ml，摇动1min，然后用纯水清洗2～3次。

2． 加入5滴甲基红，摇动1min，用纯水充分清洗。

3． 经处理后，树脂呈桃红色，则为弱酸性阳树脂。经处理后如树脂不变色，则该树脂

无离子交换能力。

第五篇：公开课教案蛋白质氨基酸

教案

苏教版 化学必修2 专题三《有机化合物的获得与应用》

第二单元《食品中的有机化合物》 第五课时 《蛋白质 氨基酸》

子江中学 黄娜娜

【教学目标】

一、知识与技能

1、了解蛋白质的组成，知道蛋白质的生理作用；

2、了解蛋白质的盐析和变性；

二、过程与方法

1、通过对蛋白质性质的探究，认识化学与生活的紧密联系，增加生活常识；

2、通过蛋白质的学习，提高对“蛋白质是生命的基础”的认识；

三、情感态度与价值观

1、感受蛋白质对生命活动的重要意义；

2、感受生命的复杂、脆弱，学会尊重生命、热爱生命。【教学重点】蛋白质的性质

【教学难点】辨析盐析与变性过程 【教学方法】讲授法、实验探究法 【教学课时】一课时

【教学资源】多媒体辅助教具 【教学过程】

板书： 蛋白质 氨基酸

导入：这节课我们来共同学习蛋白质。蛋白质是组成细胞的基础物质。像动物的肌肉、血液、人体中的酶、运输氧气的血红蛋白以及引起疾病的细菌和病毒等都含有蛋白质。一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关。蛋白质在希腊文Proteios的意思是“第一”，即蛋白质是生命的基石。也就是说，没有蛋白质就没有生命。

现在我们通过一段视频来共同了解蛋白质的强大功能。

多媒体播放：蛋白质的功能

讲述：蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成。蛋白质的相对分子质量很大，从几万到几千万。因此，蛋白质属于天然有机高分子化合物。

板书：

一、蛋白质的组成：C、H、O、N 高分子

讲述：蛋白质是日常生活中必不可少的营养成分，特别是婴幼儿需要补充大量的蛋白质满足生长发育的需要。成年人一天要摄入60~80g蛋白质。鱼类、鸡蛋、乳制品都是优质的高蛋白食物。PPT展示：鱼类、鸡蛋、乳制品图片

讲解：通过视频我们了解到蛋白质确实是维持我们正常生命活动的大功臣。那么，同学们动脑思考蛋白质是否还有其他的功能？在生活中，我们经常会利用蛋白质进行解毒。譬如，用鸡蛋清或者牛奶解毒。这是利用了蛋白质的什么性质呢？

下面我们就一起通过蛋白质的性质探究来回答这个问题。板书：

二、蛋白质的性质

实验一：取1mL鸡蛋清溶液于一支试管中，逐滴加入饱和硫酸铵溶液，振荡至出现沉淀。再加蒸馏水，振荡。提问：从本实验可得出何结论？

学生思考并得出结论：向蛋白质溶液中加（NH4）2SO4等饱和盐溶液时，会使蛋白质从溶液中沉淀出来，加入蒸馏水沉淀重新溶解。讲解：对了，实际上往蛋白质溶液中加入饱和无机轻金属盐溶液，会导致蛋白质的溶解性降低，蛋白质转化为沉淀而析出，这种作用，我们称之为盐析。

板书：

1、盐析

讲述：盐析是可逆的，注意加入的物质为无机轻金属盐 板书：

2、盐析：可逆

无机轻金属盐

实验二：按照实验一的步骤，我们一起来试验稀硫酸、硫酸铜溶液、甲醛溶液与蛋白质作用的情况。下面，我请三位同学上来动手做做。

学生报告实验结果：蛋白质均凝结，分别加入清水后凝结的蛋白质不能重新溶解。

设疑：不能溶解？这事有蹊跷，是不是几位同学操作出问题？ 演绎：当然不是，大家有没有注意到，实验二与实验一的区别，对了，加入的物质不同，实验一加入的是无机轻金属盐，而这里，加入的是强酸、重金属盐和甲醛。蛋白质遇到强酸、重金属盐、2

和甲醛时发生的不是简单的物理变化，而是化学变化，此时蛋白质失去原来的活性，这种改变叫蛋白质的变性。板书：

2、变性

讲解：关于变性，我们要注意两点，（1）由蛋白质变性引起的凝结不可逆的，会使蛋白质的性质变化。（2）蛋白质变性凝结后丧失可溶性，还失去生理活性，是不可逆的。板书：

2、变性 不可逆

追问：究竟有哪些因素可使蛋白质变性？

讲解：除了刚刚提到的强酸、重金属盐、甲醛，还有哪些因素会导致蛋白质变性呢？请同学们观察一个演示实验。

演示实验三：取2mL鸡蛋清溶液于试管中，放在酒精灯上加热。再加入蒸馏水，不断振荡。

学生观察得出结论：加热也可以使蛋白质变性。

教师补充：除了上述因素，强碱、酒精、紫外线也会使蛋白质变性。

板书：

2、变性：不可逆

因素：强酸、重金属盐、甲醛、酒精

强碱、加热、紫外线

讲解：通过三个实验，我们来总结一下实验现象。PPT展示：

讲解：从这些现象，我们可以将盐析与变性进行对比。PPT展示：表格

提问：(1)医院抢救重金属中毒的病人时会采取哪些措施？

学生回答：可以服用大量牛乳、蛋清或豆浆，以吸收重金属盐解毒，免使人体蛋白质变性中毒。

提问：(2)为什么打针前先用卫生酒精擦洗皮肤 ？

学生回答：用卫生酒精擦洗皮肤，能使皮肤表面附着的细菌（体内的蛋白质）凝固变性而死亡，达到消毒杀菌，避免感染的目的。提问：(3)冬天为什么要在树木的枝干上涂抹石灰浆?

学生回答：可以消灭寄生在树干上的一些越冬的真菌、细菌和害虫。

提问：(4)你知道哪些消毒方法？

学生回答：高温消毒、酒精消毒、紫外消毒 泛问：为什么用福尔马林浸泡动物标本？ 学生回答：甲醛使蛋白质凝固变性，使标本透明而不浑浊，说明甲醛溶液能长期保存标本，不影响展示效果。

讲述：说到动物标本，你们希望自己和自己的家人朋友长生不老吗？遗憾的是长生不老是不可能的，但科学家们正积极研究如何防治衰老保持青春活力，也就是防止蛋白质缓慢变性。各种各样的化妆品，防衰老保健品应运而生，如大宝SOD蜜等。

讲解：在一定条件下，蛋白质可以发生水解，最终转化为氨基酸。氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元 板书：

3、水解

板书：

三、组成蛋白质的基本结构单元—氨基酸 PPT展示

提问：大家观察甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸的结构简式，能总结出他们在结构上的共同点吗？ 学生回答：都有氨基、羧基

讲解：不错，胺基和羧基是氨基酸的特征官能团 板书：

1、通式

教师补充：大家注意氨基的位臵，我们发现三种氨基酸中氨基连接在离羧基最近的碳原子上，这样的氨基酸叫做a-氨基酸。板书：

2、a-氨基酸

讲解;在一定条件下，氨基酸之间能发生反应，合成更复杂的化合物多肽，构成蛋白质。

小结;本节课我们重点学习了蛋白质的性质，大家要注意辨析蛋白质的盐析和变性过程。

附：主板书

一、蛋白质的组成： C、H、O、N 高分子

二、蛋白质的性质

1、盐析：可逆 饱和轻金属盐

2、变性：不可逆

因素：强酸、重金属盐、甲醛、酒精

强碱、加热、紫外线

3、水解

三、组成蛋白质的基本结构单元—氨基酸

1、通式

2、a-氨基酸

现场练兵：

1.下列说法正确的是()

A.糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应

B.糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的 C.糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物 D.油脂有油和脂肪之分，但都属于酯

2．下列物质不能发生水解反应的是()

A．蛋白质 B．油脂 C．蔗糖 D．葡萄糖 3．下列物质加入蛋白质中，会使蛋白质变性的是() A．水 B．饱和Na2SO4溶液 C．饱和(NH4)2SO4溶液 D．硝酸

作业：

1、P79 第六题

2、背景：同学们对最近发生的三鹿奶粉事件应该都有所耳闻，毒奶粉里的罪魁祸首就是三聚氰胺。三聚氰胺是一种化工原料，国家规定食品中是绝对不允许添加的。不法厂商为了牟取暴利，就在奶粉中添加三聚氰胺，通过增加含氮量而提高奶粉中的蛋白质含量，从而蒙混过关，严重伤害了婴幼儿的身体健康。三聚氰胺和奶粉都是白色晶体，从外观上根本看不出二者的区别。请同学们设计实验证明三聚氰胺不是蛋白质。