医学生物化学实验-教案.doc
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1、医学生物化学实验-教案医学生物化学实验教案第 1 次课 2学时实验项目 3,5-二硝基水杨酸法(DNS法)测定还原糖 实验性质设计性实验教学目的和要求1、了解糖的还原性2、掌握还原糖定量测定的原理和方法。3、熟悉分光光度计的使用方法。教学重点与难点重点:绘制标准曲线的方法,分光光度计的使用原理和使用方法。难点:标准曲线的应用。实验材料1.试剂(1)1mg/mL葡萄糖标准溶液:准确称取干燥恒重的葡萄糖100mg,加少量蒸馏水溶解后,以蒸馏水定容至100mL,即含葡萄糖为1.0mg/mL。(2)3,5-二硝基水杨酸试剂:称取6.3 g 3,5-二硝基水杨酸并量取262 mL 2mol/L NaOH
2、加到酒石酸钾纳的热溶液中(182 g酒石酸钾纳溶于500 mL水中),再加5 g结晶酚和5 g亚硫酸氢钠溶于其中,搅拌溶解,冷却后定容到1000 mL贮于棕色瓶中。(3)未知浓度还原糖。2. 材料 小麦淀粉或玉米淀粉。3. 器材 分光光度计,天平,水浴锅,电炉,试管若干等。实验内容一、实验原理:在NaOH和丙三醇存在下,3,5-二硝基水杨酸(DNS)与还原糖共热后被还原生成氨基化合物。在过量的NaOH碱性溶液中此化合物呈桔红色,在540nm波长处有最大吸收,在一定的浓度范围内,还原糖的量与光吸收值呈线性关系,利用比色法可测定样品中的含糖量。黄色 桔红色二、实验步骤:1.取7支具塞刻度试管编号,
3、按表1分别加入浓度为1mg/mL的葡萄糖标准液、蒸馏水和DNS试剂,配成不同浓度的葡萄糖反应液。表1 葡萄糖标准曲线制作管 号1mg/ml葡萄糖标准液(mL)蒸馏水(mL)DNS(mL)葡萄糖含量(mg)光密度值(OD-540nm)100.50.5020.10.40.50.130.20.30.50.240.30.20.50.350.40.10.50.460.500.50.57(未知浓度还原糖)0.500.50.5将各管摇匀,在沸水浴中准确加热5min取出,冷却至室温,用蒸馏水补足至5mL,加塞后颠倒混匀,在分光光度计上进行比色。调波长540nm,用1号管调零点,分别测出26号管的光密度值。2.
4、绘制标曲以光密度值为纵坐标,葡萄糖含量(mg)为横坐标,在坐标纸上绘出标准曲线(电脑Excel完成最好)。计算7号管还原糖的百分含量。三、结果与计算:计算出7号管光密度值的平均值,在标准曲线上分别查出相应的还原糖毫克数,按下式计算出样品中还原糖和总糖的百分含量。 查曲线所得葡萄糖毫克数提取液总体积/测定时取用体积还原糖(%) =100% 样品毫克数教学过程中师生活动设计 糖的还原性,具有还原性的糖结构有何特点?提纲、板书设计 实验原理及反应方程式,实验步骤中表1及计算公式作业 1、 为什么要设置空白对照?2、 标准曲线的定义?主要参考资料1 生物化学实验,何幼鸾、汤文浩,华师出版社,20132
5、生物化学实验,董晓燕主编,化学工业出版社,2010总结分析1、 让学生理解糖定量测定的原理及方法;2、 强调标准曲线的绘制要点;3、 需要和学生一起推导还原糖浓度的公式医学生物化学实验教案第 2次课 2学时实验项目 糖的呈色反应和还原糖检验实验性质验证性实验教学目的和要求1.了解糖类某些颜色反应的原理2.学习应用糖的颜色反应鉴别糖类的方法教学重 点与难点重点:颜色反应鉴别糖的方法难点:鉴别糖的反应原理实验材料1、仪器:试管及试管架、滴管、移液管及恒温水浴锅2、试剂:莫氏试剂、塞氏试剂、托伦试剂;1%葡萄糖溶液、1%蔗糖溶液、1%淀粉溶液、1%果糖溶液、1%阿拉伯糖溶液、1%半乳糖溶液实验内容一
6、、实验原理:萘酚反应:糖在浓无机盐作用下,脱水生成糠醛衍生物,后者在浓硫酸的作用下能与萘酚生成紫红色物质,在糖液面与浓硫酸液面间出现紫色环。但一些非糖物质对此反应也呈阳性间苯二酚反应:在酸作用下,酮糖脱水生成羟甲基醛,后者可与间苯二酚作用生成红色物质。此反应是酮糖的特异反应。醛糖在同样条件下呈色反应慢。托伦反应:戊糖在浓酸作用下脱水生成糠醛,后者可与间苯三酚结合生成樱桃红色物质。本反应常用来鉴定戊糖,戊糖此反应最快,可以和其他糖类区分。二、操作步骤: 萘酚反应:先取3支试管,分别加入1%葡萄糖溶液、1%淀粉溶液、1%蔗糖溶液,然后向3支试管中各加入2滴莫氏试剂,混匀。另外取1支试管,只加2滴莫
7、氏试剂作为空白对照,倾斜4支试管,沿各试管壁缓慢加入浓硫酸约1.5 mL,慢慢立起试管 ,切勿摇动。试管 中液体分成两层,浓硫酸在试液下面。在两液分界处有紫红色环出现。观察、记录各管颜色。间苯二酚反应:取3支试管,分别加入1%葡萄糖溶液、1%蔗糖溶液、1%果糖溶液各0.5 mL。再向各管分别加入塞氏试剂2.5 mL,混匀。将3支试管同时置于沸水浴中,注意观察颜色的变化及变化时间。托伦反应:取3支试管,分别加入1%阿拉伯糖溶液、1%半乳糖溶液、1%葡萄糖溶液各0.1 mL,再向各管分别加入托伦试剂1 mL,混匀。将3支试管同时置于沸水浴中,观察、记录颜色的变化及颜变化的时间。教学过程中师生活动设
8、计观察和记录各管颜色及颜色变化的时间后,说出各管颜色变化的原因。提纲、板书设计原理及操作步骤作业1.简述萘酚反应原理。2.可用何种颜色反应鉴别酮糖存在。主要参考资料1 生物化学实验,何幼鸾、汤文浩,华师出版社,20132生物化学实验,董晓燕主编,化学工业出版社,2010总结分析1、让学生掌握糖显色反应的原理;2、给学生强调注意观察各管颜色变化的时间医学生物化学实验教案第 3次课 2学时实验项目 蛋白质等电点和沉淀反应实验性质基础性实验 教学目的和要求1.了解蛋白质的两性解离性质。2.学习测定蛋白质等电点的方法。3.了解蛋白质变性与沉淀的关系及沉淀蛋白质的方法以及其实用意义。教学重点与难点重点:
9、学习测定蛋白质等电点的方法及沉淀蛋白质的方法。难点:蛋白质变性与沉淀的关系,沉淀的蛋白质不一定表现为变性;变性的蛋白质不一定表现为沉淀。实验材料(一)材料新鲜鸡蛋(二)试剂1、0.4%酪蛋白醋酸钠溶液200mL2、1.00mol/L醋酸溶液100mL3、0.10mol/L醋酸溶液300mL4、0.01mol/L醋酸溶液50mL5、蛋白质溶液500mL 5%卵清蛋白溶液或鸡蛋清的水溶液(新鲜鸡蛋清:水=1:9)6、pH4.7醋酸醋酸钠的缓冲溶液100mL7、3%硝酸银溶液10mL8、5%三氯乙酸溶液50mL9、95%乙醇250mL10、饱和硫酸铵溶液250mL11、硫酸铵结晶粉末10000mL1
10、2、0.1mol/L盐酸溶液300mL13、0.1mol/L氢氧化钠溶液300mL14、0.05mol/L碳酸钠溶液300mL15、甲基红溶液20mL(三)器具水浴锅、温度计、200mL锥形瓶、100mL容量瓶、吸管、试管及试管架 实验内容1.实验原理:蛋白质是两性电解质。在蛋白质溶液中存在下列平衡:最常用的方法是测其溶解度最低时的溶液pH值。蛋白质的沉淀反应可分为两类。(1) 可逆的沉淀反应 此时蛋白质分子的结构尚未发生显著变化,除去引起沉淀的因素后,蛋白质的沉淀仍能溶解于原来溶剂中,并保持其天然性质而不变性。如大多数蛋白质的盐析作用或在低温下用乙醇(或丙酮)短时间作用于蛋白质。提纯蛋白质时
11、,常利用此类反应。(2) 不可逆沉淀反应 此时蛋白质分子内部结构发生重大改变,蛋白质常变性而沉淀,不再溶于原来溶剂中。加热引起的蛋白质沉淀与凝固。蛋白质与重金属离子或某些有机酸的反应都属于此类。蛋白质变性后,有时由于维持溶液稳定的条件仍然存在(如电荷),并不析出。因此变性蛋白质并不一定都表现为沉淀,而沉淀的蛋白质也未必都已变性。二、实验步骤:(一)酪蛋白等电点的测定(1)取同样规格的试管4支,按下表顺序分别精确地加入各试剂,然后混匀。试管号蒸馏水(mL)0.01 mol/L蜡酸(mL)0.1 mol/L蜡酸(mL)1.0 mol/L蜡酸(mL)18.40.6-28.7-0.338.0-1.04
12、7.4-1.6 (2)向以上试管中各加酪蛋白的醋酸钠溶液1mL, 加一管,摇匀一管。此时1、2、3、4管的pH依次为5.9、5.5、4.7、3.5。观察其混浊度。静置10分钟后,再观察其混浊度。最混浊的一管pH即为酪蛋白的等电点。(二)蛋白质的沉淀及变性1、蛋白质的盐析 无机盐(硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)的浓溶液能析出蛋白质。盐的浓度不同,析出的蛋白质也不同。 如球蛋白可在半饱和硫酸铵溶液中析出,而清蛋白则在饱和硫酸铵溶液中才能析出。由盐析获得的蛋白质沉淀,当降低其盐类浓度时,又能再溶解,故蛋白质的盐析作用是可逆过程。加蛋白质溶液5mL于试管中,再加等量的饱和硫酸铵溶液,混匀后静置数分钟则析出
13、球蛋白的沉淀。倒出少量混浊沉淀,加少量水,观察是否溶解,为什么?将管内容物过滤,向滤液中添加硫酸铵粉末到不再溶解为止。此时析出沉淀为清蛋白。取出部分清蛋白,加少量蒸馏水,观察沉淀的再溶解。2、重金属离子沉淀蛋白质:重金属离子与蛋白质结合成不溶于水的复合物。取1支试管,加入蛋白质溶液2mL,再加3%硝酸银溶液12滴,振荡试管,有沉淀产生。放置片刻,倾去上清液,向沉淀中加入少量的水,沉淀是否溶解?为什么?3、 某些有机酸沉淀蛋白质 取1支试管,加入蛋白质溶液2mL,再加入1mL5%三氯乙酸溶液,振荡试管,观察沉淀的生成。放置片刻倾出清液,向沉淀中加入少量水,观察沉淀是否溶解。4、有机溶剂沉淀蛋白质
14、 取1支试管,加入2mL蛋白质溶液,再加入2mL95%乙醇。观察沉淀的生成(如果沉淀不明显,加点NaCl,混匀。5、 乙醇引起的变性与沉淀 取3支试管,编号。依下表顺序加入试剂: 试剂(mL)管号蛋白质溶液0.1mol/L氢氧化钠溶液0.1mol/L盐酸溶液95%乙醇pH4.7缓冲溶液123111111111 振摇混匀后,观察各管有何变化。放置片刻向各管内加入水8mL,然后在第2,3号管中各加一滴甲基红,再分别用0.1mol/L醋酸溶液及0.05mol/L碳酸钠溶液中和之。观察各管颜色的变化和沉淀的生成。每管再加0.1mol/L盐酸溶液数滴,观察沉淀的再溶解。解释各管发生的全部现象。教学过程中
15、师生活动设计 蛋白质沉淀原理,什么是蛋白质变性?根据性质推测其应用提纲、板书设计 原理及简要操作步骤作业 1.什么是等电点?2.临床上为什么可以用蛋清或牛乳解救误服金属盐的病人?主要参考资料1 生物化学实验,何幼鸾、汤文浩,华师出版社,20132生物化学实验教程,王金亭,方俊主编,华中科技大学出版社,2010总结分析1、 通过原理分析,帮助学生理解“沉淀的蛋白质不一定表现为变性;变性的蛋白质不一定表现为沉淀”;2、 重点区别:“可逆沉淀”与“不可逆沉淀”医学生物化学实验教案 第 4 次课 2学时实验项目 蛋白质和氨基酸显色反应 实验性质基础性实验 教学目的和要求1.学习和了解常用的几种鉴定蛋白
16、质与氨基酸的方法。2.了解蛋白质与氨基酸的显色反应原理。教学重 点与难点重点:蛋白质与氨基酸的显色反应原理。难点:鉴定蛋白质与氨基酸的方法。实验材料试剂:0.5%醋酸铅1mL、10%NaOH、1%CuSO4器具:水浴锅、温度计、200mL锥形瓶、100mL容量瓶、吸管、试管及试管架 实验内容一、实验原理:1.双缩脲反应(biuret reaction) 蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热,呈现紫色或红色,此反应称为双缩脲反应,双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。2.苯环的黄色反应 Tyr(Trp)+浓硝酸黄色 Phe+少量浓硫酸+浓硝酸黄色 3.醋酸铅反应(半胱氨酸和胱氨酸) R-
17、SH+2NaOHR-OH+Na2S+H2ONa2S +Pb2+PbS+2Na+PbS+2HCl PbCl2+H2S二、实验步骤:1.双缩脲反应(biuret reaction) 取1支试管,加乳蛋白溶液(蛋清:水=1:9)约1mL和10%NaOH约2mL,摇匀,再加1%CuSO4溶液2滴,随加随摇。观察现象,记录。2.苯环的黄色反应 向6个试管中按下表加试剂,观察现象并记录。鸡蛋清溶液(蛋清:水=1:9)管号123456材料鸡蛋清液指甲头发0.5%苯酚0.3%色氨酸0.3%酪氨酸(滴)4少许少许444浓硝酸(滴)22020444现象逐滴加10% NaOH后现象变化3.醋酸铅反应0.5%醋酸铅1
18、mL、10%NaOH1mL、卵清蛋白1mL三样试剂混匀加热,观察现象。然后冷却至2030,加10滴浓HCL,再将湿润的醋酸铅试纸放于管口,加热,嗅其气味同时观察试纸颜色变化。教学过程中师生活动设计 含苯环的氨基酸有哪些?双缩脲反应颜色与什么相关?提纲、板书设计 原理及简要操作步骤作业 1.在实验室如何区分核酸和蛋白质?2.黄色反应中为何会出现深浅不一的黄色?主要参考资料1生物化学实验,何幼鸾、汤文浩,华师出版社,20132生物化学实验教程,王金亭,方俊主编,华中科技大学出版社,2010总结分析1、 实验过程中让学生重点观察颜色变化的过程;2、 醋酸铅反应的每一步都要记录现象医学生物化学实验教案
19、 第 5次课 2学时实验项目 糖的薄层层析 实验性质基础性实验 教学目的和要求1.了解薄层层析的基本原理。2.熟悉薄层层析的操作过程。教学重 点与难点重点:掌握薄层层析的吸附原理。难点:掌握分配系数,Rf值。实验材料四种糖样品、染色液、扩展剂、层析缸、层析板等实验内容一、实验原理:薄层层析(简称TLC)是在吸附层析基础上发展起来的一种微量而快速的层析法,它是在吸附剂或支持剂均匀涂布的薄层上进行的,故称薄层层析。为了使所要分析的样品各组分得到分离,必须选择合适的吸附剂。硅胶、氧化铝和聚酰胺是广泛采用的吸附剂,在吸附剂或支持剂中添加合适的粘合剂后再涂布,可使薄层紧贴在玻璃板上。糖是多羟基化合物在硅
20、胶G薄层上展层时,被吸附的强弱有差异,同时在展开剂中溶解性质也有差异。吸附力主要与糖的相对分子质量和羟基数有关,一般为三糖二糖单糖,醛糖酮糖脱氧糖。经过适当的溶剂展开后,糖在薄板上的移动速度是戊糖己糖双糖三糖。薄层层析与其他方法比有明显的优点:层析时间短、样品用量范围大(1g-0.5g)、观察结果方便、可以分离多种化合物等,其灵敏度比纸层析高10-100倍,显色方法甚至可以用腐蚀性显色剂。而且薄层层析法操作方便,设备简单,所以薄层层析法目前应用范围相当广泛。二、实验步骤:1点样 选取制备好的薄板一块,在距底边1.5cm 的直线上均匀选4个点。用毛细管分别点上不同的糖样品于4个点,样品量控制在5
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