最新《植物生理生化》实验指导文档格式.docx
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分配的过程:
一部分溶质随有机相移动离开原点而进入无溶质区,并进行重新分配,即一部分溶质从有机相又进入水相。
随着有机相不断向前移动,溶质不断地在两相间进行可逆的分配,不断向前移动。
各种物质因其分配系数的不同,在两相间分配的数量也就不同,分配系数小的溶质在流动相中分配的数量多,向前移动的速度快;
而分配系数大的溶质在静止相中分配的数量多,移动的速度慢。
所以各种溶质在层析的过程中由于移动的速度不同便可以彼此分开。
移动速度一般用移动速率表示Rf表示:
各种化合物在恒定条件下,经层析后都有其一定的Rf值,也就是说在层析谱中有一定的位置。
借此可以达到分离、定性、鉴别的目的。
Rf值决定于很多的因素,其中最主要的是所分离物质的分配系数。
物质的分配系数是由以下因素决定的:
(1)物质极性的大小。
水的极性很强,一般极性强的物质就容易进入水相,非极性的物质易进入有机溶剂中。
例如侧链含-OH和-NH2、-COOH较多的氨基酸分配在水相中,Rf值较小,而含非极性(如-CH3)较多的物质其分子的极性降低,Rf值增大。
(2)滤纸的质地以及为水分饱和的程度。
滤纸的质地必须均一、纯净、厚薄适当,具有一定的机械强度,层析前应为水和有机溶剂的蒸汽所饱和。
(3)溶剂的纯度、pH值和含水量。
pH值和含水量的改变可使氨基酸和层析溶剂极性改变,Rf值也随之改变。
(4)层析的温度和时间。
温度改变使溶剂中有机相含水量改变,Rf值也改变。
当所有条件相同时,层析时间短,测Rf值的因素必须严格控制。
三、实验材料、仪器和试剂:
1、实验材料:
在25℃温箱中萌发2-3天的绿豆芽。
2、仪器:
(1)恒温水浴一台;
(2)烘箱一个;
(3)研钵一个;
(4)三角瓶一个;
(5)蒸发皿一个;
(6)50毫升分液漏斗一个;
(7)量筒三个;
(8)微量吸管(或标有刻度的毛细管);
(9)电热吹风机一个;
(10)层析缸及培养皿;
(11)层析滤纸;
(12)小型喷雾器一个;
(13)剪刀、刀片、铅笔、尺子、玻棒、凡士林、点样瓶。
3、试剂:
(1)氨基酸标准溶液:
浓度为0.01M,溶于10%异丙醇中。
第一组:
天冬氨酸、赖氨酸、苏氨酸、丙氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸。
第二组:
鸟氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸、缬氨酸。
第三组:
谷氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、脯氨酸。
第四组:
酪氨酸、半胱氨酸、色氨酸、谷氨酰胺。
第五组:
胱氨酸、羟脯氨酸、异亮氨酸、瓜氨酸、天门冬酰胺。
(2)溶液系统:
第一向:
正丁醇:
甲酸:
水:
(15:
3:
2,体积),摇匀静止备用。
第二向:
苯酚:
水(80:
20,重量)。
配制方法:
在分液漏斗中先计量加入少量无离子水,再加入一定量的新蒸馏的酚。
根据酚量补足应加入的全部无离子水,这样可避免因酚的冷凝而造成的溶解困难。
充分摇匀后静止备用。
(3)无离子水:
用于实验中各种试剂配制。
(4)10%异丙醇:
用于配制氨基酸标准液。
(5)80%乙醇:
取分析乙醇以无离子水稀释。
(6)0.25%的水合茚三酮溶液。
(7)活性炭。
(8)石英砂。
四、操作步骤:
1、氨基酸的提取:
取新鲜的绿豆芽下胚轴2克,加80%乙醇10毫升,加少量石英砂,在研钵研成匀浆,移入三角瓶,用少量80%乙醇淋洗研钵,一并移入三角瓶,加0.8克活性炭,置沸水浴中加热至沸1分钟,取下冷却,用滤纸过滤,用少量80%乙醇冲洗滤渣。
滤液收集在蒸发皿中置50-60℃水浴上蒸干。
用1毫升10%异丙醇溶解,收集样液,准备点样。
2、滤纸的准备:
单向层析滤纸:
取28×
28厘米层析滤纸一张,在对应的两边距每边2厘米处,用铅笔和直尺各划一条平行于纸边的直线,其中一条为溶剂前沿到达标志,另一条为点样线。
在点样线上每隔2厘米划一与点样线垂直的短线,标出五组标准氨基酸和样品的点样位置
双向层析滤纸:
28厘米层析滤纸二张,在距每边2厘米处各划一条平行于纸边的直线,以“井”字格下边缘直线左端交点为点样原点,原点右手为第一向,另一垂直方向为第二向。
用一张作标准氨基酸图谱,另一张作样品图谱。
3、点样:
点样时选用微量吸管或标有刻度的毛细管(每小格1微升),分别在每个点样处精确点样4微升。
必须在每一滴样品干后再点第二滴。
为使样品加速干燥,可在有加热装置的点样台上进行,或用吹风机吹干,样点的直径以2-3毫米为宜,点样时温度不能过高,否则会破毁氨基酸。
将点好样品的单向和双向层析滤纸均卷成筒形,在上、中、下三处系三道线,但滤纸两边缘不能接触。
为了消除盐酸的干扰,避免拖尾现象,可将层析滤纸放入盛有浓氨水的层析缸中熏10分钟,取出后在45℃烘箱中将氨驱净,再行层析。
4、层析:
本试验采用上层析法。
(1)单向层析:
取适当大小的层析缸一个,缸底放一培养皿,向培养皿内加入第一向溶剂,液层厚约1.5厘米,在培养皿上横放两根玻棒,取已点好的样品的单向层析滤纸以点样端朝下放在盛有层析溶剂的层析缸内的玻棒上,盖上盖子(滤纸切勿与溶剂接触)。
平衡一小时,然后将滤纸放入层析溶剂中,注意样点不能进入溶剂,以免浸脱。
将层析缸密封,这时溶剂沿纸上升,待溶剂前沿到达标志线时,立即取出,用吹风机吹干或45℃下烘干,然后显色。
(2)双向层析:
按上述单向层析方法,将点好标准氨基酸的样品的双向层析滤纸分别用第一向溶剂进行上行层析,到达前沿标志线时,立即取出吹干溶剂,减去溶剂前沿以外的部分,然后将纸转90°
角,以同样的方法用第二向溶剂进行上行层析,当溶剂前沿到达标志时立即取出吹干或45℃下烘干,进行显色。
5、显色:
用喷雾器将0.25%的茚三酮显色剂均匀喷在层析滤纸上,注意不要喷得过多。
用吹风机吹干溶剂后,放在60-65℃烘箱中烘30分钟或用吹风机吹热风,即能显现各种氨基酸的色斑。
为了消除铵离子的影响,可在展开后在滤纸上喷1%的氢氧化钾的无水乙醇溶液,在60℃下保持15分钟,以使全部氨完全挥发掉,再行显色。
五、结果与计算:
单向层析:
显色完毕后,用铅笔将各色谱的轮廓和中心点描绘出来,然后量出由原点至色谱中心点和溶剂前沿的距离,计算出各种已知和未知的色谱的Rf值进行比较和鉴定。
各组已知氨基酸色谱顺序由指导教师供给。
双向层析:
Rf值有两个数值组成,即要在第一向和第二向层析中各计算一次,根据Rf并借助各种氨基酸的特有颜色,分别与标准氨基酸对比,即可鉴定为何种氨基酸。
六、附注:
色素含量不高的植物样品,可不用活性炭处理。
实验二蛋白质含量测定(设计性实验)
一、实验目的
我们将逐步改变实验教学都由实验技术人员准备实验,教师讲解,学生照做的方法,尽量多给学生留下思考的时间和创新的机会。
在教师指导下,查文献、拟定实验方案、调试仪器、配制药品、处理数据、研究和解决实验中出现的问题,从失败中获得经验,从成功中获得动力。
蛋白质含量是农产品品质的重要指标之一,大豆、水稻等农作物是农业院校学生学习研究的最重要的生物材料。
农作物品种及各个发育时期或不同栽培条件下的生理生化指标反映了其品种特性和生长的变化规律,掌握这些生理生化指标测定的方法对学生今后的科研实践是非常必要的。
在以往的实验中,我们没有开设这样的实验设计项目,使学生对生物化学实验技术在农业研究方向的重要地位认识不够。
所以为了将基础知识与专业技术更好地衔接,使学生将生化基本实验技能应用于农学专业的科研、管理,很有必要开设此项实验。
1.本实验通过比较不同大豆(或水稻等)品种或同一品种各个发育时期或不同栽培条件下的籽粒蛋白质含量变化,来掌握测定原理,学习测定方法,并通过分析得出相应结论。
2.提高学生对生物化学实验技术在农业研究方向的重要地位的认识;
使学生将生化基本实验技能应用于农学专业的未来科研工作中。
二、实验室具备的仪器设备及化学试剂等方面的条件
1.仪器:
电子天平、过滤装置、移液管、滴定装置、可见分光光度计、紫外分光光度计、离心机、水浴锅、温度计、烘箱、真空抽气机、粉碎机、电炉子、实验室常用玻璃器皿;
2.试剂:
常规化学、生物化学试验的试剂均有,如有特殊要求请说明;
3.实验材料:
大豆粉、小麦、玉米等。
三、整体要求
1.要求学生认真查文献、拟定实验方案、调试仪器、配制药品、处理数据、尽量独立解决实验中出现的问题,必要时与老师商量解决,以达到锻炼提高的目的。
2.书写报告要认真、层次清楚、整洁、对结果有客观分析。
3.最后要有总结(自我评价),包括独立完成实验的收获、教训、注意事项、实验过程中遇到的问题及解决的方法等。
实验三酶的基本性质
酶是生物体中具有催化功能的蛋白质,因此,也叫生物催化剂。
生物体内存在多种多样的酶,从而使生物体在温和的条件下能够迅速完成复杂的代谢过程。
所以了解酶的基本性质,对于揭示各种生化进程具有非常重要的意义。
酶的高效性
通过本实验认识酶的催化效率比一般催化剂高。
酶作为一种特殊的催化剂,能大大降低反应的活化能,从而极大地加快了反应速度。
这在生理上具有极其重要的意义。
在生物体内,某些代谢由于需氧脱氢的结果而产生对机体有毒害作用的H2O2。
过氧化氢酶能催化过氧化氢很快地分解成H2O和O2,使H2O2不致在体内大量积累。
铁粉也是过氧化氢分解的催化剂,但其催化效率仅为过氧化氢酶的100亿分之一。
1.实验材料:
马铃薯
2.仪器:
(1)试管:
4支;
(2)管架:
1个;
(3)研钵;
(4)量筒:
10毫升×
1
3.试剂:
(1)2%H2O2;
(2)铁粉
四、操作步骤
管号
项目
2
3
4
2%H2O2(ml)
生马铃薯糜
少许
熟马铃薯糜
铁粉
现象
解释现象
取4支试管,编号,按上表操作。
酶的特异性(专一性)
一、目的
1.了解酶的特异性。
2.掌握检查酶的特异性的方法及其原理。
酶与一般催化剂最主要的区别之一是酶具有高度的特异性,即一种酶只能对一种或一类化合物起催化作用。
例如:
蔗糖酶只能催化蔗糖的水解,而不能催化淀粉的水解;
而淀粉酶能催化淀粉水解,却不能催化蔗糖水解。
本实验以蔗糖酶和淀粉酶对蔗糖和淀粉的作用为例来说明酶的特异性。
三、仪器和试剂:
1.仪器:
(1)研钵;
(2)试管:
6支;
(3)试管架;
(4)小烧杯;
(5)刻度吸管:
1毫升×
5,2毫升×
1;
(6)漏斗;
(7)电热恒温水浴。
2.试剂:
(1)1%淀粉溶液(含0.3%NaCl):
将1克可溶性淀粉及0.3克氯化钠,混悬于5毫升蒸馏水中,搅动后缓慢倒入沸腾的60毫升蒸馏水中,搅动煮沸1分钟。
晾至室温后加水至100毫升,放置于冰箱贮存。
(2)2%蔗糖溶液:
蔗糖是典型的非还原糖,若商品蔗糖中还原糖含量超过一定标准,则呈还原性,这种蔗糖不能使用。
所以,实验前必须进行检查。
本实验用的蔗糖至少应是分析纯的试剂,要现用现配。
(3)淀粉酶液:
稀释200倍的新鲜唾液。
(4)蔗糖酶液:
取1克新鲜酵母放入研钵中,加少量石英砂和蒸馏水,研磨10分钟左右,用蒸馏水稀释至50毫升,静止片刻再过滤,滤液即为蔗糖酶提取液。
(5)本乃狄(Benedict)试剂:
将17.3克硫酸铜溶解于100毫升蒸馏水中。
冷却后稀释至150毫升。
取柠檬酸钠173克及碳酸钠(Na2CO3·
H2O)100克,加水600毫升,加热使之溶解,冷却后,稀释至850毫升。
最后把硫酸铜溶液缓缓倾入柠檬酸钠—碳酸钠溶液中,边加边搅拌,如有沉淀可过滤。
此试剂可长期保存。
取6支试管编号,按下表操作:
编号
操作项目
5
6
1%淀粉(ml)
2%蔗糖(ml)
淀粉酶液(ml)
蔗糖酶液(ml)
蒸馏水(ml)
反应
摇匀,放入37℃水浴中保温10分钟
木乃狄试剂(ml)
摇匀,放入沸水加热数分钟
结果
解释实验现象
温度对酶活力的影响
通过检验不同温度下淀粉酶的活性,了解温度对酶活性的影响,并进一步明确酶的最适温度的概念。
酶的催化作用受温度的影响很大。
在一定温度范围内,随着温度的升高,酶的热变性不显著,而酶促反应速度增加,直至达到最大值。
由于酶是一种蛋白质,温度过高会引起酶的急剧变性,导致酶失活,因此,反应速度达到最大值以后,随着温度的升高,反应速度急剧下降,以至完全停止酶促反应。
反应速度达到最大值时的温度称为酶作用的最适温度。
大多数动物酶的最适温度为37~40℃,植物酶的最适温度为50~60℃。
本实验以不同温度条件下淀粉酶作用于淀粉,并用碘液检查酶促淀粉水解程度,来说明温度与酶活力的关系。
(1)刻度吸管:
2,2毫升×
1;
(2)试管:
3支;
(3)试管架;
(4)恒温水浴:
3个;
(5)冰浴
(1)1%淀粉溶液(含0.3%NaCl):
配法如前。
(2)pH7.0磷酸盐缓冲液:
配法同前。
(3)碘液
取3支试管,按下表操作:
酶液处理5分钟
pH6.8缓冲液(ml)
1%淀粉液(ml)
反应条件10分钟
冷却
3分钟
碘液(滴)
0℃
流动水冷却
37℃
70℃
解释实验现象。
酶的激活和抑制
了解酶促反应的激活和抑制作用;
学习激活剂和抑制剂影响酶促反应的方法和原理。
酶的活力常受某些物质的影响,有些物质能使酶的活力增加,称为激活剂;
有些物质能使酶的活性降低,称为抑制剂。
值得注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的,有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂,而在高浓度时则为该酶的抑制剂。
例如,氯化纳达到1/3饱和度时就可抑制唾液淀粉酶的活力。
(2)试管架;
(3)漏斗;
(4)烧杯;
4,5毫升×
(6)恒温水浴;
(7)10毫升×
四、操作步骤:
取3支试管,按下表操作
管号
项目
1%NaCl(ml)
1%CuSO4(ml)
唾液淀粉酶(ml)
将上述各管试剂混匀
0.1%淀粉(ml)
保温反应检验淀粉水解程度
摇匀后放入37℃水浴中保温反应1分钟左右,从1号试管取出1滴溶液置白瓷板上,用碘液检查淀粉的水解程度,待试液不再变色时,取出所有试管。
现象
实验四维生素C含量的测定
一、目的:
维生素C是人类营养中最重要维生素之一,缺乏时会产生坏血病。
水果、蔬菜是供给人类维生素C的主要来源。
通过对维生素C含量的测定,可以了解果品质量的高低,并掌握这一测定方法。
二、原理:
利用染料2,6-二氯酚靛酚作氧化剂,可将还原态的维生素C氧化成脱氢维生素C,而染料本身被还原成无色的衍生物。
2,6-二氯酚淀粉在酸性条件下呈红色。
在滴定终点之前,滴下的2,6-二氯酚淀粉立即被还原成无色。
当溶液从无色转变成为红色时,即为滴定终点。
三、实验材料、仪器和试剂:
水果或蔬菜。
(1)微量滴定管;
500毫升×
(2)量瓶:
50毫升×
2;
(3)三角瓶;
(4)研钵;
(5)量筒;
(6)刻度吸管;
3、试剂:
(1)1%草酸:
秤取5.0克草酸溶于少量蒸馏水中,定容至500毫升。
(2)2%草酸:
秤取10.0克草酸溶于少量蒸馏水中,定容至500毫升。
(3)0.001N2,6-二氯酚靛酚钠溶液:
称取干燥的2,6-二氯酚靛酚钠60毫克,放入200毫升量瓶中,加热蒸馏水中100-150毫升,滴加0.01NNaOH4-5滴,强烈摇动10分钟冷却后加水至刻度。
摇匀后用紧密滤纸滤于棕色瓶中,贮于冰箱中备用,有效期一周。
使用前需标定(见附注)。
1、样品的处理和提取:
称取4.0克新鲜样品,至研钵中,加5毫升2%草酸,研成匀浆。
通过漏斗将样品提取液转移到50毫升量瓶中。
残渣再用2%草酸提取2-3次,提取液及残渣一并转入量瓶。
2%草酸总量为35毫升,最后以水定容。
溶液定容时若泡沫较多,可加几滴乙醇消除泡沫后再定容。
摇匀,过滤,滤液备用。
2、样品的测定:
吸取滤液10毫升,放入50毫升三角瓶中,立即用2,6-二氯酚靛酚钠溶液滴定至出现明显的红色,并在15秒内不消失为止。
记录所用滴定液体积。
3、空白测定:
在另一50毫升三角瓶内,放入35毫升2%草酸,并用1%草酸定溶,摇匀,取此液10毫升放入另一50毫升三角瓶内,用2,6-二氯酚靛酚钠滴定至终点,记录染料用量。
结果与计算:
X:
100克样品所含维生素C毫克数(毫克/100克)
W:
称取样品重(克)
V1:
滴定样品所用染料毫升数
V2:
滴定空白所用染料毫升数
V:
样品提取液稀释之总体积(即50毫升)
K:
1毫升染料液所能氧化维生素C之毫克数,可由标定算出
(1)2,6-二氯酚靛酚钠溶液的标定:
准确称取维生素C20毫克,用1%草酸溶解定容至200毫升。
吸取此液10毫升,以1%草酸再次稀释定容至200毫升。
吸取此液10毫升,放入50毫升三角瓶中(同时吸取10毫升1%草酸于另一个50毫升三角瓶中,做空白对照立即用所要标定的2,6-二氯酚靛酚钠滴定至粉红色出现15秒不消失,记录所用毫升数,按下式计算K值(即1毫升染料所能氧化抗坏血酸的毫克数)。
(式中:
G为称取维生素C的毫克数。
V为滴定10毫升标准维生素C时所用去染料的毫升数,与滴定空白所用毫升数之差值)
(2)操作要尽可能快,并防止与铁铜器具接触,以减少维生素C的氧化。
(3)草酸及样品的提取液避免日光直射。
(4)当样液本身带色时,测定前于提取液中加2-3毫升二氯乙烷。
在滴定过程中当二氯乙烷由无色变粉红色时,即达终点。
实验五还原糖和总糖的测定
掌握还原糖和总糖定量测定的基本原理,学习比色定糖法的基本操作,熟悉721型分光光度计的使用方法。
各种单糖和麦芽糖是还原糖,蔗糖和淀粉是非还原糖。
利用溶解度不同,可将植物样品中的单糖、双糖和多糖分别提取出来,再用酸水解法使没有还原性的双糖和多糖彻底水解成有还原性的单糖。
在碱性条件下,还原糖将3,5-二硝基水杨酸还原为3-氨基-5-硝基水杨酸(棕红色物质),还原糖则被氧化成糖酸及其它产物,在一定范围内,还原糖的量与棕红色物质深浅的程度呈一定的比例关系,在540nm波长下测定棕红色物质的消光值,查对标准曲线并计算,便可分别求出样品中还原糖和总糖的含量。
多糖水解时,在单糖残基上加了一分子水,因而在计算中须扣除已加入的水量,测定所得的总糖量乘以0.9即为实际的总糖量。
三、实验材料、仪器和试剂
1、实验材料:
面粉。
2、仪器:
(1)25ml血糖管或刻度试管×
11;
(2)大离心管或玻璃漏斗×
(3)烧杯:
100ml×
(4)三角瓶:
(5)容量瓶:
3;
(6)刻度吸管:
1ml×
11、2ml×
4、10ml×
(7)恒温水浴;
(8)沸水浴;
(9)离心机(过滤法不用此设备);
(10)电子天平;
(11)分光光度计;
(1)1mg/ml葡萄糖标准液:
准确称取100mg分析纯葡萄糖(预先在80℃烘至衡重),置于小烧杯中,用少量蒸馏水溶解后,定量转移至100ml的容量瓶中,以蒸馏水定容至刻度,摇匀,冰箱中保存备用。
(2)3,5-二硝基水杨酸试剂:
将6.3g3,5-二硝基水杨酸和262ml2NNaOH溶液,加到500ml含有185g酒石酸甲钠的热水溶液中,再加5g结晶酚和5g亚硫酸钠,搅拌溶解。
冷却后加蒸馏水定容至1000ml,贮于棕色瓶中备用。
(3)碘-碘化钾溶液:
称取5g碘和10g碘化钾,溶于100ml蒸馏水中。
(4)酚酞指示剂:
称取0.1g酚酞,溶于250ml70%乙醇中
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