蛋白质盐析的实验探究
蛋白质盐析的实验探究 鸯蛔厕叠翰固据鬓
谭利芬湖南省宜章县第一中学(424200) 肖超斌湖南省宜章县教育局教研室(424200) 向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐『如(NH)O, Na2sO等】溶液后,由于高浓度的盐离子有很强的水化力, 可夺取蛋白质分子的水化层,使之失水,从而使蛋白质凝 聚并从溶液中析出,这种作用叫做盐析.那么在盐析实验 时.还可用哪些无机盐?用哪种无机盐产生的盐析效果更 好,速度更快呢?又由于组成蛋白质的氨基酸分子中同时 含有碱性的氨基和酸性的羧基,这些氨基和羧基的离子化 程度不相等,并且有些氨基酸分子中氨基和羧基的数量也
,因此蛋白质溶液可能存在一定的酸碱性,不相等但只有 使氨基和羧基离子化程度相等时,氨基酸处于等电点状态 (此时氨基骸的净电荷为零),蛋白质才最容易从溶液中析 出.因此,使蛋白质盐析还与溶液酸碱度有关,即在蛋白质 盐析时加一定量的酸或碱溶液可能会对盐析有促进作用. 本文从蛋白质盐析所用的无机盐种类和蛋白质溶液的酸 碱性对其影响进行了如下实验探究.'
一
,蛋白质溶液在不同盐溶液中的盐析的探究
相同蛋白质溶液在不同盐溶液中的盐析见
表
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1. 表1相同蛋白质溶液在不同盐溶液中的盐析
注:盐溶液的pH只是实验测得的大约值,限于实验条件,此值 与理论计算值可能存在偏差.
实验所用鸡蛋白溶液pH为8,显弱碱性.从实验数据 看出,能使lmL蛋白质溶液盐析所用盐饱和溶液的量最
少的盐是(NH)2SO,其次是AI2(SO4),这是因为(NH)2s0 饱和溶液不但呈弱酸性,而且溶解度很大,溶液中离子浓 度就很大,从而使蛋白质溶液盐析需要的量就少些, 而Na2SO饱和溶液就刚好相反;NH4N0,的溶解度虽然很 大,但盐析时比(NH)2sO,A1(SO)3需要的量大,这可能是 因为NH4NO在溶液中电离出的电荷数少.由于所用鸡蛋 白溶液呈弱碱性,因此用呈弱酸性的盐使蛋白质盐析的效 果好.那么在此条件下外加酸溶液,盐析的效果是否会更 好呢?用什么酸(因为有的酸会使蛋白质变性)? 二,不同浓度的酸溶液对蛋白质溶液变性的探究 1.不同浓度的盐酸溶液对蛋白质溶液的探究见表2. 表2不同浓度的盐酸溶液对蛋白质溶液的作用 2.不同浓度的硫酸溶液对蛋白质溶液的探究见表3. 表3不同浓度的硫酸溶液对蛋白质溶液的作用 3.不同浓度的磷酸溶液对蛋白质溶液的探究见表4. 表4不同浓度的磷酸溶液对蛋白质溶液的作用 所用蛋白质溶液均取lmL.由表2,表3,表4-1丁看 出,盐酸,硫酸这些强酸的溶液均能不同程度地改变蛋白 质分子的内部结构和性质,从而使蛋白质变性.磷酸不足 2008年第9期/37
SHIYANJIAOXUEYUYIQ
在现行高中生物教材中,涉及到酵母菌的
实验共有4个:"探究酵母菌的呼吸作用方
式","探究培养液中酵母种群数量的动态变
化","果酒和果醋的制作","酵母细胞的固定
化技术".在2008年高考考试说明中它们的等 级要求分别为c,C,a,b.ft.,b,C三个等级具体含 义如下:(1)能理解相关实验的目的,原理,方
法和操作步骤.(2)初步具备验证生物学事实
的能力,并能对实验现象和结果进行解释,分析 和处理.(3)具备初步探究一些生物学问题,恰 当评价和完善实验
方案
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的能力.可见酵母菌实 验对学生要求普遍较高,现选4道典型试题, 以检验相关实验学习及复习的实际效果.
1.为了探究酵母菌所进行的呼吸作用类
型,请根据所给的实验材料和用具设计实验. (1)实验目的:探究酵母菌的呼吸类型.
(2)实验原理:酵母菌是兼性厌氧菌,它既
能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸,但产物
强酸,并且分子较大,又能与一一些氨基酸分子中的结 合为酯,因此磷酸不会使蛋白质变性.所以,磷酸可以作 蛋白质盐析时的酸性介质.
三,蛋白质溶液在不同盐中盐析的探究
1.蛋白质溶液在不同盐中盐析的探究见表5. 表5蛋白质溶液在不同盐中盐析的探究
不同的盐溶液JJn.N磷酸溶液的it(滴)盐析需盐溶液的量(滴) 2.在不同酸性条件时,(NH)0饱和溶液使蛋白质 溶液盐析的探究见表6.
由蛋白质溶液在不同盐中盐析的实验可以看出,同 的盐饱和溶液在加入4mo1]L磷酸溶液1滴作外加酸性的 条件下,能使lmL蛋白质溶液盐析需盐溶液的量最少的 是NHzN0饱和溶液,其次是(NH)0饱和溶液,但从上 列所有盐的饱和溶液来看,加入酸后消耗盐的量均大为减 少,说明蛋白质盐析需要一定的酸性条件,而AI(so),饱 和溶液在是否加酸时盐析消耗的量相同,说明蛋白质盐析 并不是酸性越强越好,而是有一个最佳值的.那么最佳的 酸度为何值时蛋白质在同种盐中盐析效果最好呢?实验
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不同.
(3)实验材
料和用具:酵母
菌培养液,带橡
皮塞的锥形瓶2酵母菌
只,烧杯4个,2培养液
根弯曲的带有
红色液滴的刻圈1实验装置1
Na0H
溶液
度玻璃管,NaOH溶液,清水,凡士林.(提示:假 设酵母菌以葡萄糖作为呼吸底物)
(4)实验方法:
?将实验材料和用具按图l所示安装好.
?如果想得到实验结论,还必须同时设计
对照实验,请描述对照实验装置2如何设置? (5)结果预测和结论:
请预测与结论相符合的现象,并在表1中
填写.
3.2就说明了蛋白质溶液加酸后pH约为3.5时消耗(NH) :sO饱和溶液的量最少.虽然加酸时蛋白质盐析需要盐饱 和溶液的量最少的是NHNO,,但在不加酸时NH4N0饱和 溶液需求量太多.,因此在进行蛋白质盐析时,用(NH)2SO 最适合,若另加入4mol/L的磷酸溶液1滴则盐析更快. 表6在不同酸性条件时,(N)2SO饱和
溶液使蛋白质溶液盐析的探究
尽管如此,要成功地使蛋白质盐析还需要注意两点: 一
是所用盐溶液一定要饱和,因为低浓度的盐溶液不但水 合力弱,难以夺取蛋白质分子的水化层,还会促进蛋白质 的溶解,且盐中的离子与蛋白质分子结合在一起难以沉 淀.二是蛋白质溶液不能太稀,水太多,相当于稀释了盐溶 液.蛋白质溶液适宜的配制方法是:将一个鸡蛋两头各开 一
个4':fL,从一头将蛋清取出到盛50mL水的烧杯中,充 分搅拌溶解,然后在有湿润的4层纱布的漏斗中过滤,即 得到蛋白质溶液.
浙公网安备 33021202002483