第一篇：氨基酸的離子交換柱色譜分離實驗教案

氨基酸的離子交換柱色譜分離

【實驗目的】

1.2.3.掌握離子交換樹脂分離氨基酸的基本原理； 掌握離子交換柱層析法的基本操作；

掌握氨基酸和茚三酮顯色反應機理及洗脫曲線的繪制。

【實驗原理】

1.離子交換層析原理

離子交換層析是一種用離子交換樹脂做支持劑的層析法.離子交換樹脂是具有酸性或堿性基團的人工合成聚苯乙烯和苯二乙烯等不溶性高分子化合物.樹脂一般都制成球形的顆粒.陽離子交換樹脂含有的酸性基團如磺酸基(一S03H),磷酸基(一P03H),亞磷酸基(一PO2H),羧基(一COOH),酚羥基(一OH)等,可解離出H離子,當溶液中含有其他陽離子時,例如在酸性環境中的氨基酸陽離子,它們可以和H離子發生交換而“結合”在樹脂上

本實驗采用磺酸型陽子交換樹脂（732型）分離酸性氨基酸（天冬氨酸Asp pI=2.97）和堿性氨基酸(賴氨酸Lys pI=9.74)的混合液。在pH5.3條件下，由于pH低于Lys的pI值，Lys可解離成陽離子，吸附在樹脂上；又由于pH高于Asp的pI值，則Asp可解離為陰離子，不能被樹脂吸附而直接流出色譜柱。在pH12條件下，因pH高于Lys的pI值，Lys又解離為陰離子從樹脂上被交換下來，這樣通過改變洗脫液的pH值可使它們被分別洗脫而達到分離的目的。

2.茚三酮反應機理

在弱酸條件下（pH5-7），蛋白質或氨基酸與茚三酮共熱，可生成藍紫色縮合物。此反應為一切蛋白質和α—氨基酸所共有(亞氨基酸如脯氨酸和羥脯氨酸產生黃色化合物)。含有氨基的其他化合物亦可發生此反應。該反應顏色產物在570nm處有最大吸收峰。

【儀器與試劑】

1.儀器：

層析柱（20cmX1cm）；鐵架臺；恒流泵；部分收集器；分光光度計；移液槍；恒溫水浴鍋；試管玻璃棒燒杯等常用器材。

2.試劑： A．732型陽離子交換樹脂

B．2mol/L氫氧化鈉溶液

1mol/L氫氧化鈉溶液

0.01mol/L氫氧化鈉溶液 C．2mol/L鹽酸溶液

D．混合氫基酸溶液：天冬氨酸、賴氨酸均配制成2 mg／mL的檸檬酸緩沖液溶液。將上述天冬氨酸、賴氨酸溶液按1：1.5的比例混合 E．檸檬酸緩沖液（pH5.3，鈉離子濃度為0.45mol/L）F．茚三酮顯色劑

【實驗步驟】

1.樹脂的處理（小老師完成）

將干的強酸型樹脂用蒸餾水浸泡過夜，使之充分溶脹。用4倍體積的2mol/L的鹽酸浸泡1小時，傾去清液，洗至中性。再用2mol/L的氫氧化鈉處理，做法同上。（檢驗中性用試紙即可）

2.樹脂的轉型與保存（小老師完成）

以1mol/L氫氧化鈉溶液浸泡處理后的樹脂1h，使樹脂轉化為Na型，用蒸餾水洗至中性，多余樹脂放入1mol/L氫氧化鈉溶液保存，需使用的用欲使用緩沖溶液浸泡。

3.裝柱

取（20cm X 1cm）層析柱，檢驗氣密性。驗得氣密性良好后，將柱垂直夾于鐵架上。用夾子夾緊柱底出口處橡皮管，在柱頂放一漏斗并向柱內加入2-3cm高的緩沖溶液。用小燒杯取少量樹脂及浸泡液，將其攪拌成懸浮狀，通過漏斗緩慢倒入柱內。待樹脂在底部沉降時，慢慢打開出口夾子，放出少許液體，持續加入樹脂，直至樹脂高度達到10cm。

注意：裝好的柱要求連續、均勻，無紋格、無氣泡，表面平整，否則倒回燒杯，重新裝柱。整個過程液面不可低于樹脂床面。

4.平衡

層析柱裝好后，緩慢加入適量緩沖液至液面高于樹脂面2-3cm。取一燒杯盛有25ml緩沖液，裝好柱子，柱上端膠皮管通過恒流泵浸入燒杯液面以下，柱下端置另一燒杯收集洗出液。后開啟泵，調節流速，以0.5ml/min（10滴/min）流速進行平衡，待25ml緩沖液基本用盡時即可加樣。平衡過程大約40-50分鐘。

5.加樣

關閉恒流泵，打開層析柱上端，緩慢打開柱底出口夾子，放出層析柱內液體至層析柱內液體凹液面與樹脂上表面約距1mm，立即關閉出口。由上端緩慢加入氨基酸混合液0.5ml（用吸量管沿柱壁四周均勻加入）。加樣后打開止水夾，使液緩慢流出至凹液面與樹脂上表面約距1mm，立即關閉止水夾。再加入0.5ml緩沖液（用吸量管沿柱壁四周均勻加入），打開止水夾，使液體緩慢流出至凹液面與樹脂上表面再次約距1mm，重復此加入緩沖液操作2-3次，最后加緩沖液至液面高于柱頂2cm左右。

6.洗脫

將層析柱裝好并使下端對準部分收集器上的一號小試管口，用PH5.3檸檬酸鈉緩沖溶液以0.5ml/min（10滴每分鐘）流速開始洗脫，小試管收集洗脫液，每管收集1ml，收集10管后，關閉恒流泵，同時夾住下端，改用0.01mol/L氫氧化鈉溶液洗脫，同法繼續收集11-35管。收集完畢后，關閉止水夾和恒流泵。(實驗時柱內液體不可流干，柱子氣密性不好時易出現流干情況)7.氨基酸色譜的測定

向各管收集液中加入2.5ml檸檬酸鈉緩沖溶液，混勻后加入1ml茚三酮顯色劑，在沸水中加熱15min，取出冷卻10min。以收集液第1管為空白，測定570nm波長處各管的光吸收值。以光吸收值為縱坐標，以洗脫管號（洗脫體積）為橫坐標繪制氨基酸色譜圖。（比色時請戴手套，避免將液體粘在手上或衣服上，實驗完畢后請將樹脂倒入指定回收處，并清洗所有實驗用具）

8.樹脂的回收與再生（小老師完成）

樹脂回收后，用1mol/L氫氧化鈉洗滌浸泡，再用蒸餾水洗至中性后，可再次使用。

【數據處理】

以光吸收值為縱坐標，洗脫管號（洗脫體積）為橫坐標繪制氨基酸色譜圖。

【思考題】 1.2.3.若實驗結果的圖譜中出現拖尾現象，試分析其原因。樹脂的預處理中為何要將樹脂轉變為鈉型？ 試簡述平衡的作用及流速快慢對實驗結果的影響。

第二篇：氨基酸的離子交換色譜分離-上課講稿

同學們好！下面開始上課。

今天我們的實驗內容是“氨基酸的離子交換色譜分離”。大家翻到書本第69頁。我們的實驗目的有三個：

1）了解層析法的概念、特點和分類； 2）復習氨基酸的理化性質；

3）掌握離子交換層析分離生物大分子的原理和方法。

今天實驗題目是氨基酸的離子交換色譜分離。所以首先向同學們介紹離子交換色譜。顧名思義，離子交換色譜，就是分離過程是基于離子交換的原理而進行的。具體來說，就是基于帶相反電荷的分子的相互吸引。也就是異種電荷相互吸引、同種電荷相互排斥。所以，按照帶電荷的正負，離子交換層析一般分為兩種類型，一種是陽離子交換色譜，填料上結合有帶負電荷的基團，可以與溶液中帶正電荷的樣品結合；另一種是陰離子交換色譜，填料上結合帶正電荷的基團，可以與溶液中帶負電荷的樣品結合。那么，我們今天使用的是陽離子交換柱，就是你們桌子上的黃色填料。

離子交換色譜是利用樣品的帶電性質進行的分離。那么，氨基酸的帶電性是怎么樣的呢？這是基于氨基酸的組成。氨基酸是一種兼性離子。什么是兼性離子呢？就是在溶液中既可以帶正電荷，又可以帶負電荷。氨基酸包含一個氨基，可以作為氫離子的受體，這是氨基酸成為陽離子；氨基酸又帶有一個羧基，可以作為氫離子的供體，這時氨基酸成為陰離子。有這個性質，引申出一個等電點的概念，也就是氨基酸所帶凈電荷為0的狀態。在PH小于等電點時，氨基酸帶負電荷，當PH大于等電點時，氨基酸帶正電荷。

如何利用離子交換色譜分離兩種不同的氨基酸？

因為離子交換色譜根據“同種電荷相斥，異種電荷相吸”原理分離樣品，而不同的氨基酸具有不同的等電點，它們在溶液中可能攜帶相反電荷。所以，我們將溶液調到一特定pH值，讓一種氨基酸攜帶正電荷，使之與離子柱結合；同時，讓另一種氨基酸攜帶負電荷，使之保留在溶液中。

在我們的實驗中，我們需要分離天冬氨酸與賴氨酸，天冬氨酸的等電點時2.97，賴氨酸的等電點時9.74。我們可以看到，存在三種情況：

1）pH < 2.97，Asp與Lys均帶正電荷

2）2.97 < pH < 9.74，Asp帶負電荷，Lys帶正電荷 3）pH > 9.74，Asp與Lys均帶負電荷 是不是只有第二種情況符合我們之前說的方案？

因此，我們的實驗基本步驟是：上樣，樣品液：0.005 mol/L 的Asp與Lys溶于0.02 mol/L HCl中形成的混合液（pH < 2）。1）先用pH5.3的檸檬酸緩沖液洗脫；2）pH 12 的氫氧化鈉溶液洗脫。

1）平衡，向層析柱加入pH 5.3的檸檬酸緩沖液，直到流出液的pH與洗脫液的pH相同為止，用pH試紙檢查。

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

3）向層析柱加入pH 5.3的檸檬酸緩沖液進行洗脫。

4）用短試管收集天冬氨酸。每管5毫升，收集1-5管。

5）向層析柱加入pH 12的NaOH緩沖液進行洗脫。每管5毫升，用短試管收集6-12管。

6）測定。取0.5毫升收集液于長試管中，加入1毫升pH5.3檸檬酸緩沖液，0.5毫升茚三酮，混合后在100℃加熱25分鐘，然后水冷卻5-10分鐘，加入3毫升60%乙醇稀釋，用分光光度計在570 nm處檢測。

7）繪制洗脫曲線。

8）再生色譜柱：用蒸餾水洗至流出液為中性。

注意事項：

1）柱子不能干。始終保持柱面上方有液體。

2）液體流速與柱面上方液面高度有關，液面越高，流速越快。可以適當增高液面，加大流速，對結果沒有影響，可以節省時間。

3）建議大家分工合作。一組進行分離實驗，一組進行后面的檢測實驗。思考題：

1.何為色譜法？其特點是什么？

2.離子交換樹脂有幾類，各類有何特點？

3.我們這次用的是陽離子交換色譜，假如使用陰離子交換色譜，該如何設計實驗？

4.是不是所有的氨基酸都能用離子交換色譜進行分離？

第三篇：柱色譜分離技術

實訓操作規程

柱色譜分離技術操作規程

1．裝柱

裝柱的好壞直接影響分離效率。裝柱之前，先將空柱洗凈干燥，然后將柱垂直固定在鐵架臺上。如果色譜柱下端沒有砂芯橫隔，就取一小團脫脂棉，用玻璃棒將其推至柱底，再在上面鋪上一層厚0.5~1cm的石英砂，然后進行裝柱。

裝柱的方法有濕法和干法兩種。

①濕法裝柱：將吸附劑用洗脫劑中極性最低的洗脫劑調成糊狀，在柱內先加入約3/4柱高的洗脫劑，再將調好的吸附劑邊敲打柱身邊倒入柱中，同時打開柱子的下端活塞，在色譜柱下面放一個干凈并干燥的錐形瓶，接收洗脫劑。當裝入的吸附劑有一定的高度時，洗脫劑流下速度變慢，待所用吸附劑全部裝完后，用流下來的洗脫劑轉移殘留的吸附劑，并將柱內壁殘留的吸附劑淋洗下來。在此過程中，應不斷敲打色譜柱，以使色譜柱填充均勻并沒有氣泡。柱子填充完后，在吸附劑上端覆蓋一層約0.5cm厚的石英砂或覆蓋一片比柱內徑略小的圓形濾紙。

②干法裝柱：在色譜柱上端放一個干燥的漏斗，將吸附劑倒入漏斗中，使其成為細流連續地裝入柱中，并輕輕敲打色譜柱柱身，使其填充均勻，再加入洗脫劑濕潤。

2．加樣

液體樣品可以直接加入到色譜柱中，如濃度低可濃縮后再進行分離。固體樣品應先用少量的溶劑溶解后再加入到柱中。在加入樣品時，應先將柱內洗脫劑排至稍低于石英砂表面后停止排液，用滴管沿柱內壁把樣品一次加完。在加入樣品時，應注意滴管盡量向下靠近石英砂表面。樣品加完后，打開下旋塞，使液體樣品進入石英砂層后，再加入少量的洗脫劑將壁上的樣品洗脫下來，待這部分液體的液面和吸附劑表面相齊時，即可打開安置在柱上裝有洗脫劑的滴液漏斗的活塞，加入洗脫劑，進行洗脫。

3．洗脫

在洗脫過程中，樣品在柱內的下移速度不能太快，如果溶劑流速較慢，則樣品在柱中保留的時間長，各組分在固定相和流動相之間能得到充分的吸附或分配作用，從而使混合物，尤其是結構、性質相似的組分得以分離。但樣品在柱內的下移速度也不能太慢(甚至過夜)，因為吸附劑表面活性較大，時間太長有時可能造成某些成分被破壞，使色譜帶擴散，影響分離效果。因此，層析時洗脫速度要適中。通常洗脫劑流出速度為每分鐘5~10滴，若洗脫劑下移速度太慢可適當加壓或用水泵減壓，以加快洗脫速度，直至所有色帶被分開。

4．收集

如果樣品中各組分都有顏色時，可根據不同的色帶用錐形瓶分別進行收集，然后分別將洗脫劑蒸除得到純組分。如果沒有顏色的，只能分段收集洗脫液，再用薄層色譜或其他方法鑒定各段洗脫液的成分，成分相同者可以合并。

1.吸附劑的選擇及處理

吸附劑分為無機吸附劑如硅膠、氧化鋁、活性炭、氧化鎂、碳酸鈣、磷酸鈣，有機吸附劑如纖維素、淀粉、蔗糖、聚酰胺等。一般來說，所選擇吸附劑應有較大的比表面積和足夠的吸附能力：對欲分離的不同物質應有不同的吸附能力，即有足夠的分辨力；與洗脫劑、溶劑及樣品組分不會發生化學反應；吸附劑顆粒均勻。吸附劑一般先經過篩獲得均勻的顆粒（100-200目），對含有雜質的吸附劑可用有機溶劑如甲醇、乙醇、乙酸乙酯等浸泡處理或提取除去，有些吸附劑可用沸水洗去酸堿使呈中性，有些需經加熱處理活化。2.溶劑與洗脫劑

兩者常為同一組分,但用途不同。習慣上把用于溶解樣品的溶液稱為溶劑，把用于洗脫洗脫柱的溶液稱洗脫劑。原則上所選的溶劑和洗脫劑要求純度高，與樣品和吸附劑不起化學反應，對樣品的溶解度大，粘度小，易流動，易與洗脫的組分分開。常用的溶劑和洗脫劑有飽和碳氫化合物、醇、酚、醚、鹵化烷、有機酸等。

3．柱的裝填和樣品的加入

色譜柱一般為玻璃或有機玻璃管制成，柱下端裝上一塊2-4號燒結玻璃或墊一層玻璃絲以支持吸附劑，管內裝吸附劑。有條件可附加壓或減壓裝置，使流速保持恒定，色譜柱外也可配恒溫管套。

裝柱的方法通常是將一種在適當溶劑中的吸附劑調成糊狀，慢慢地倒入關閉了出水口的柱中，同時不斷攪拌上層糊狀物，趕去氣泡，并使裝填物均勻的自然下降，裝置所需要的高度后，打開出水口，讓溶劑流出。注意柱的任何部分不能流干，即是說、再柱的表面始終保持著一層溶劑。

小心地用移液管把樣品液繞柱內壁小心地加入，不要沖擊著吸附劑的表面。加樣的另一個辦法是用一個注射器和蠕動泵把樣品直接送到柱表面上。4.洗脫

在整個洗脫過程中，要使洗脫液通過柱時保持恒定的流速，可以用調節“操作壓”來調控（操作壓相當于在柱上面的貯液瓶中溶劑的水平和柱出口位置的水平之差）。另一個方法是時用蠕動泵。

洗脫過程中柱內不斷發生溶解（解吸），吸附，在溶解，在吸附。被吸附的物質被溶劑解吸，隨著溶劑向下移動，又遇到新的吸附劑又把該物質自溶劑中吸附出來，后來流下的新溶劑又在使該物質溶解而向下移動。如此反復解析，吸附，經過一段時間后，該物質向下移動至一定距離，此距離的長短與吸附劑對該物質的吸附力及溶劑對該物質的溶解能力有關，分子結構不同的物質溶解度和吸附能力不同，移動距離也不同,吸附較弱的就易溶解，移動距離較大。經過適當時間后，各物質就形成了各種區帶,，每一區帶可能是一種純物質，如果被分離物質是有色的，就可以清楚地看到色層。隨著洗脫劑向下移動，最后各組份按吸附力的不同順序流出色譜柱，以流出體積對濃度作圖，可得由一系列峰組成的曲線，每一峰可能相當于一個組分。

第四篇：說明及實驗方法-離子交換

離子交換實驗裝置使用說明

本實驗裝置由四根柱子組成，從左到右第一根為沙濾柱，第二根為陽離子交換柱，第三根為陰離子交換柱，第四根為陰、陽樹脂混合交換柱。采用上進下出的進水方式進行處理實驗。圖中反沖洗管路沒有畫出。

使用本實驗裝置可以對自來水進行脫鹽份處理；或者采用純凈水加鹽的方法人工配制水進行處理實驗；或者采用純凈水加重金屬離子的方法，人工配制模擬重金屬廢水進行處理實驗。

注意，由于本實驗裝置中的離子交換樹脂量有限，為了延長樹脂的使用壽命，故在配制實驗用水時的濃度不宜過高，一般控制在10～50ppm之間。交換樹脂的再生采用體外再生的方法進行，由于交換樹脂的總量有限，再生又比較麻煩，故建議直接購買再生好的交換樹脂進行更換（價格低廉）。

第一步：實驗前的準備

1.檢查關閉以下閥門

①進水箱和出水箱的排空閥門。

②進水流量計的調節閥。

2.將實驗水倒入進水箱。

第二步：進行離子交換實驗

1.首先制定好您的實驗方案

①如果采用自來水或純水加鹽的方法來進行脫鹽處理實驗，則要準備好鹽度計。②如果采用配制重金屬離子的實驗水進行實驗，則要準備好檢測重金屬的分析方法和手段。

③制定好進水流量和交換時間等一系列實驗條件。

2.插上進水泵電源插頭，水泵開始工作，慢慢打開流量計調節閥，讓流量計轉子處于1/3位高度。慢慢打開最后一根離子交換柱的下端出水閥（不要開大），開至出水流量與進水流量基本平衡（流量計轉子基本上處于1/3位高度）。然后再調節流量計至您所需要的實驗流量，并開始計時。

3.實驗水動態流經三根離子交換柱一定時間后（實驗時間），慢慢打開陽柱和陰柱的下端出水閥，分別取陽柱、陰柱和混合柱的出水，去測定相應的檢測項目（如鹽度、重金屬離子濃度等）。陽柱和陰柱取完水樣后要立即關閉出水閥。

4.在整個實驗過程中，如果出現離子交換柱的上端積累空氣太多的現象，則可打開上端的排積氣閥，排除多余的空氣后關閉排積氣閥門。

第三步：實驗完畢后的整理

1.實驗結束，關閉最后一根混合柱的出水閥，關閉進水流量計的調節閥。

2.拔掉進水泵電源插頭。

3.放空進水箱和出水箱。

4.用自來水清洗進水箱和出水箱。

5.放空進水箱和出水箱的積水（沙濾柱和離子交換柱內始終保持滿水狀態），待下次實驗備用。

注意事項：

當設備長期不使用后重新開始使用，由于水泵的泵體中留有空氣，可能會引起水泵的泵水情況不正常，或沒有水被泵出。此時要立即關閉水泵，因為水泵的缺水運轉很容易損壞水泵。請采用擠、捏皮管和一會兒開啟水泵、一會兒關閉水泵的方法來排除空氣，直至水泵正常工作為止。

離子交換實驗指導

一、實驗目的1.通過本實驗來加深理解離子交換樹脂交換處理正負離子的原理。

2.測定該離子交換設備動態處理某種實驗廢水時的處理效果。

3.通過本實驗讓學生了解工業化離子交換樹脂交換處理設備的工藝流程。

二、實驗原理

1.陰、陽離子交換樹脂的離子交換原理。

2.利用離子交換樹脂的離子交換特性，結合相應的交換柱結構，開展動態的離子交換處理實驗。通過人工配制模擬廢水或采用實際的工業廢水，進行動態的離子交換處理實驗。通過相應的檢測手段，得到離子交換處理結果。

三、實驗器材

1.動態處理的離子交換樹脂實驗設備

2.實驗用水

由于整個實驗設備內的交換樹脂量有限，為了延長樹脂的使用時間，我們建議采用低濃度的實驗水進行離子交換實驗。可以有以下幾種方法配制實驗用水開展實驗：

（1）使用純凈水+自來水進行脫鹽份處理實驗

自來水的總鹽度一般在100——300ppm，采用純凈水將自來水稀釋至30ppm左右的鹽度開展離子交換實驗，用鹽度計或電導率儀來測定離子濃度的變化情況。

（2）使用純凈水+固體鹽（NaCl）進行脫鹽份處理實驗

純凈水中加固體鹽其鹽份濃度的控制就比較方便，濃度可以控制在10——30ppm范圍，用鹽度計或電導率儀來測定離子濃度的變化情況。

（3）使用純凈水+重金屬離子進行脫重金屬離子處理實驗

純凈水中加重金屬離子（Cu）的濃度控制也很方便，濃度可以控制在3——10ppm

范圍，用原子吸收儀來測定重金屬離子濃度的變化情況。

附：可以采用電滲析器生產的脫鹽份水來作為本實驗的純凈配水。

3.檢測設備

（1）根據選擇的實驗內容來選擇，起碼要有鹽度計和電導儀。

（2）如果能開展交換脫除重金屬離子的實驗，則更加能說明離子交換樹脂的選擇性交換特

性，經過陽離子交換柱的處理后，實驗水中就應該檢測不到重金屬離子。因此，就需要有原子吸收儀來測定重金屬離子。

4.玻璃器皿

100ml的燒杯5個。

四、實驗步驟

1.配制相應的實驗用水。

2.準備相應的儀器。

3.選擇一定的實驗進水流量（推薦40升/小時）通入實驗設備，流經10分鐘后從各個不同實驗柱的出水口取水樣，進行相應的實驗項目測定（如：鹽濃度、電導率、重金屬離子濃度）。

五、實驗報告

2.分析實驗數據，計算相應的去除率。

3.回答思考題。

例如：（1）為什么經過陽離子和陰離子交換樹脂交換處理后，出水的鹽度計讀數和電導率

讀數還是比較大？而經過混合交換樹脂處理后，出水的鹽度計讀數和電導率讀

數明顯減小？

（2）為了防止鍋爐積垢，常常要對鍋爐用水進行軟化處理，如果采用離子交換樹脂

來處理鍋爐用水，你認為需要采用什么類型的離子交換樹脂，為什么？

附：離子交換樹脂的鑒定方法（也可以作為實驗的內容之一）

第一步：

1.取試樣樹脂約2g，置于20ml試管中，用吸管吸去樹脂的附著水。

2.加入1molL-1HCl5ml，搖動1～2min，將上部清液吸去，重復操作2～3次。

3.加入純水，搖動后將上部清液吸去，重復操作2～3次。

4.加入10%CuSO45ml，搖動1min，按3充分用純水清洗。

第二步：

經第一步處理，如樹脂變為淺綠色，加入5molL-1 NH4OH2ml，搖動1min，用純水充分清洗。如樹脂經處理后，顏色加深（深藍）則為強酸性陽離子交換樹脂。如樹脂淺綠顏色不變，則為弱堿性陰離子交換樹脂。

第三步：

經第一步處理后，如樹脂不變色，則：

1.加入1molL-1NaOH5ml，搖動1min后用純水充分清洗干凈。

2．加入酚酞5滴，搖動1min，用純水充分清洗。

3．經此處理后，樹脂呈紅色，則為強堿性陰樹脂。

第四步：

1． 加入1 molL-1HCl5ml，搖動1min，然后用純水清洗2～3次。

2． 加入5滴甲基紅，搖動1min，用純水充分清洗。

3． 經處理后，樹脂呈桃紅色，則為弱酸性陽樹脂。經處理后如樹脂不變色，則該樹脂

無離子交換能力。

第五篇：公開課教案蛋白質氨基酸

教案

蘇教版 化學必修2 專題三《有機化合物的獲得與應用》

第二單元《食品中的有機化合物》 第五課時 《蛋白質 氨基酸》

子江中學 黃娜娜

【教學目標】

一、知識與技能

1、了解蛋白質的組成，知道蛋白質的生理作用；

2、了解蛋白質的鹽析和變性；

二、過程與方法

1、通過對蛋白質性質的探究，認識化學與生活的緊密聯系，增加生活常識；

2、通過蛋白質的學習，提高對“蛋白質是生命的基礎”的認識；

三、情感態度與價值觀

1、感受蛋白質對生命活動的重要意義；

2、感受生命的復雜、脆弱，學會尊重生命、熱愛生命。【教學重點】蛋白質的性質

【教學難點】辨析鹽析與變性過程 【教學方法】講授法、實驗探究法 【教學課時】一課時

【教學資源】多媒體輔助教具 【教學過程】

板書： 蛋白質 氨基酸

導入：這節課我們來共同學習蛋白質。蛋白質是組成細胞的基礎物質。像動物的肌肉、血液、人體中的酶、運輸氧氣的血紅蛋白以及引起疾病的細菌和病毒等都含有蛋白質。一切重要的生命現象和生理機能都與蛋白質密切相關。蛋白質在希臘文Proteios的意思是“第一”，即蛋白質是生命的基石。也就是說，沒有蛋白質就沒有生命。

現在我們通過一段視頻來共同了解蛋白質的強大功能。

多媒體播放：蛋白質的功能

講述：蛋白質是由C、H、O、N、S等元素組成。蛋白質的相對分子質量很大，從幾萬到幾千萬。因此，蛋白質屬于天然有機高分子化合物。

板書：

一、蛋白質的組成：C、H、O、N 高分子

講述：蛋白質是日常生活中必不可少的營養成分，特別是嬰幼兒需要補充大量的蛋白質滿足生長發育的需要。成年人一天要攝入60~80g蛋白質。魚類、雞蛋、乳制品都是優質的高蛋白食物。PPT展示：魚類、雞蛋、乳制品圖片

講解：通過視頻我們了解到蛋白質確實是維持我們正常生命活動的大功臣。那么，同學們動腦思考蛋白質是否還有其他的功能？在生活中，我們經常會利用蛋白質進行解毒。譬如，用雞蛋清或者牛奶解毒。這是利用了蛋白質的什么性質呢？

下面我們就一起通過蛋白質的性質探究來回答這個問題。板書：

二、蛋白質的性質

實驗一：取1mL雞蛋清溶液于一支試管中，逐滴加入飽和硫酸銨溶液，振蕩至出現沉淀。再加蒸餾水，振蕩。提問：從本實驗可得出何結論？

學生思考并得出結論：向蛋白質溶液中加（NH4）2SO4等飽和鹽溶液時，會使蛋白質從溶液中沉淀出來，加入蒸餾水沉淀重新溶解。講解：對了，實際上往蛋白質溶液中加入飽和無機輕金屬鹽溶液，會導致蛋白質的溶解性降低，蛋白質轉化為沉淀而析出，這種作用，我們稱之為鹽析。

板書：

1、鹽析

講述：鹽析是可逆的，注意加入的物質為無機輕金屬鹽 板書：

2、鹽析：可逆

無機輕金屬鹽

實驗二：按照實驗一的步驟，我們一起來試驗稀硫酸、硫酸銅溶液、甲醛溶液與蛋白質作用的情況。下面，我請三位同學上來動手做做。

學生報告實驗結果：蛋白質均凝結，分別加入清水后凝結的蛋白質不能重新溶解。

設疑：不能溶解？這事有蹊蹺，是不是幾位同學操作出問題？ 演繹：當然不是，大家有沒有注意到，實驗二與實驗一的區別，對了，加入的物質不同，實驗一加入的是無機輕金屬鹽，而這里，加入的是強酸、重金屬鹽和甲醛。蛋白質遇到強酸、重金屬鹽、2

和甲醛時發生的不是簡單的物理變化，而是化學變化，此時蛋白質失去原來的活性，這種改變叫蛋白質的變性。板書：

2、變性

講解：關于變性，我們要注意兩點，（1）由蛋白質變性引起的凝結不可逆的，會使蛋白質的性質變化。（2）蛋白質變性凝結后喪失可溶性，還失去生理活性，是不可逆的。板書：

2、變性 不可逆

追問：究竟有哪些因素可使蛋白質變性？

講解：除了剛剛提到的強酸、重金屬鹽、甲醛，還有哪些因素會導致蛋白質變性呢？請同學們觀察一個演示實驗。

演示實驗三：取2mL雞蛋清溶液于試管中，放在酒精燈上加熱。再加入蒸餾水，不斷振蕩。

學生觀察得出結論：加熱也可以使蛋白質變性。

教師補充：除了上述因素，強堿、酒精、紫外線也會使蛋白質變性。

板書：

2、變性：不可逆

因素：強酸、重金屬鹽、甲醛、酒精

強堿、加熱、紫外線

講解：通過三個實驗，我們來總結一下實驗現象。PPT展示：

講解：從這些現象，我們可以將鹽析與變性進行對比。PPT展示：表格

提問：(1)醫院搶救重金屬中毒的病人時會采取哪些措施？

學生回答：可以服用大量牛乳、蛋清或豆漿，以吸收重金屬鹽解毒，免使人體蛋白質變性中毒。

提問：(2)為什么打針前先用衛生酒精擦洗皮膚 ？

學生回答：用衛生酒精擦洗皮膚，能使皮膚表面附著的細菌（體內的蛋白質）凝固變性而死亡，達到消毒殺菌，避免感染的目的。提問：(3)冬天為什么要在樹木的枝干上涂抹石灰漿?

學生回答：可以消滅寄生在樹干上的一些越冬的真菌、細菌和害蟲。

提問：(4)你知道哪些消毒方法？

學生回答：高溫消毒、酒精消毒、紫外消毒 泛問：為什么用福爾馬林浸泡動物標本？ 學生回答：甲醛使蛋白質凝固變性，使標本透明而不渾濁，說明甲醛溶液能長期保存標本，不影響展示效果。

講述：說到動物標本，你們希望自己和自己的家人朋友長生不老嗎？遺憾的是長生不老是不可能的，但科學家們正積極研究如何防治衰老保持青春活力，也就是防止蛋白質緩慢變性。各種各樣的化妝品，防衰老保健品應運而生，如大寶SOD蜜等。

講解：在一定條件下，蛋白質可以發生水解，最終轉化為氨基酸。氨基酸是組成蛋白質的基本結構單元 板書：

3、水解

板書：

三、組成蛋白質的基本結構單元—氨基酸 PPT展示

提問：大家觀察甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸的結構簡式，能總結出他們在結構上的共同點嗎？ 學生回答：都有氨基、羧基

講解：不錯，胺基和羧基是氨基酸的特征官能團 板書：

1、通式

教師補充：大家注意氨基的位臵，我們發現三種氨基酸中氨基連接在離羧基最近的碳原子上，這樣的氨基酸叫做a-氨基酸。板書：

2、a-氨基酸

講解;在一定條件下，氨基酸之間能發生反應，合成更復雜的化合物多肽，構成蛋白質。

小結;本節課我們重點學習了蛋白質的性質，大家要注意辨析蛋白質的鹽析和變性過程。

附：主板書

一、蛋白質的組成： C、H、O、N 高分子

二、蛋白質的性質

1、鹽析：可逆 飽和輕金屬鹽

2、變性：不可逆

因素：強酸、重金屬鹽、甲醛、酒精

強堿、加熱、紫外線

3、水解

三、組成蛋白質的基本結構單元—氨基酸

1、通式

2、a-氨基酸

現場練兵：

1.下列說法正確的是()

A.糖類、油脂、蛋白質都能發生水解反應

B.糖類、油脂、蛋白質都是由C、H、O三種元素組成的 C.糖類、油脂、蛋白質都是高分子化合物 D.油脂有油和脂肪之分，但都屬于酯

2．下列物質不能發生水解反應的是()

A．蛋白質 B．油脂 C．蔗糖 D．葡萄糖 3．下列物質加入蛋白質中，會使蛋白質變性的是() A．水 B．飽和Na2SO4溶液 C．飽和(NH4)2SO4溶液 D．硝酸

作業：

1、P79 第六題

2、背景：同學們對最近發生的三鹿奶粉事件應該都有所耳聞，毒奶粉里的罪魁禍首就是三聚氰胺。三聚氰胺是一種化工原料，國家規定食品中是絕對不允許添加的。不法廠商為了牟取暴利，就在奶粉中添加三聚氰胺，通過增加含氮量而提高奶粉中的蛋白質含量，從而蒙混過關，嚴重傷害了嬰幼兒的身體健康。三聚氰胺和奶粉都是白色晶體，從外觀上根本看不出二者的區別。請同學們設計實驗證明三聚氰胺不是蛋白質。