蛋白质组学范文第1篇
摘 要：近年来，随着我国中医药事业的持续发展，药用植物次生代谢产物的应用途径逐渐增多，药用价值和经济价值逐年上升，其市场需求量也持续增长，而药用植物野生资源蕴藏量下降、生态环境破坏等问题使得药用植物面临着严重的市场供需矛盾。药用植物人工栽培面临着栽培困难、品种退化、成本高昂等难题。采用植物悬浮细胞培养技术，可快速获得成熟的植物细胞、积累植物中的活性成分，为获得药用植物资源开辟了新途径。简要介绍了悬浮细胞的最优培养条件和方法、大规模生产悬浮细胞的研究以及悬浮细胞培养技术的前景。
关键词：药用植物;悬浮细胞;培养条件;植物生长物质;诱导子
药用植物的次生代谢产物有极高的药用价值，比如柴胡皂苷可抗病毒、甘草甜素有免疫调节作用[1]。此类化合物除药用外也可作为良好的保健品、农药及化妆品原料，需求量与日俱增。而人工栽培药用植物对种子、土壤、气候等条件要求较高，栽培过程中易感染病害、栽培时间长、管理成本高等问题都使药用植物次生代谢产物供需关系紧张。
植物悬浮细胞培养是一种快速获得成熟植物细胞及其代谢产物的新技术，运用悬浮细胞培养技术，可以大量生产药效成分[2]。目前已运用悬浮细胞技术成功获得包括人参、甘草、厚朴[3-5]等大宗药材的次生代谢产物。植物悬浮细胞不仅可用于生产药用活性物质，还能用于遗传多樣性分析、研究转基因植物和探究代谢产物生物合成路径等方面[6]。目前已有200余种植物进行悬浮细胞培养，中国、日本、德国已成功进行人参、紫草等植物的大规模生产，能够满足人参、皂苷等植物次生代谢产物的市场需求[7]。
植物悬浮细胞培养技术可在人工精确设计下获得药用植物细胞及其代谢产物，不仅能缓解药用植物资源紧缺的问题，还能减少对土地资源的占用，是获取药用活性成分、保护药用植物资源的重要手段。尽管国内外已经进行了悬浮细胞培养的初步尝试，但是此技术还需要不断优化和改进。本文将对悬浮细胞的最优培养条件和方法、大规模生产悬浮细胞的研究以及悬浮细胞培养技术的前景进行综述。
1 悬浮细胞制备
获得植物悬浮细胞的操作流程如图1所示，建立良好的悬浮细胞培养体系受多方面因素影响，确定各因素的最佳条件是成功建立及优化悬浮细胞培养体系的关键。
悬浮细胞的制备是建立良好的悬浮细胞体系的基础，制备流程主要包括选择外植体、选择最佳诱导愈伤部位、选择最佳愈伤状态、悬浮细胞的筛选和继代4个方面。
外植体的选择能够影响细胞的生长，适宜的外植体可诱导出胚性愈伤率和再生率较高的体系，更容易建立起高频再生的悬浮细胞系[8-18]。部分植物的最佳外植体诱导部位见表1，说明不同的植物对诱导部位的选择差异较大。
而同一植物的不同部位所诱导的愈伤组织状态也不同，祖恩凡等[19]研究发现金银花的嫩茎能诱导出活力最佳的愈伤组织，因此选择合适的外植体部位才能诱导出生长良好的愈伤组织，从而构建良好的悬浮细胞培养体系。
试验所得的愈伤组织通常有3种类型：Ⅰ型为质地坚硬、块状、颜色鲜黄的胚性愈伤组织;Ⅱ型为质地疏松、易分散、不分泌黏液的颗粒状胚性愈伤组织，外观往往呈现淡黄绿色;Ⅲ型为柔软、水渍、形状不规则、颜色淡白的非胚性愈伤组织。悬浮细胞系的建立通常选择Ⅱ型愈伤组织作为建立悬浮细胞系的材料。在培养朱砂根、印楝、何首乌、油棕、相思树等[20-24]植物的悬浮细胞时，均使用到质地疏松、分散、不分泌黏液的颗粒状胚性愈伤组织进行悬浮细胞的培养。愈伤组织的细胞结构随着继代次数的增加逐渐变得疏松，且细胞体积增大，畸形细胞明显增加。这表明，愈伤组织中的细胞逐渐由胚性愈伤组织转化为非胚性愈伤组织。张静等人对山西野葛悬浮细胞的研究显示，选用继代第三次的愈伤组织进行悬浮细胞培养的野葛[25-26]总黄酮含量最高。
为得到均一性、分散性良好且生长旺盛的悬浮细胞系，在继代时需对悬浮细胞进行筛选，得到均一性、良好的细胞系。目前主要操作的方法有小细胞团筛选法、直接倾倒法和移液管接种法[27]。小细胞团筛选法指用不锈钢网或尼龙网[28]筛选细胞团，收集小细胞进行继代培养。在对刺山柑[29]研究中发现，随细胞团直径增加，细胞中总黄酮含量下降[30-31]。
悬浮细胞的生长曲线为S型，分为延滞期、对数生长期、稳定期及衰亡期4个阶段。3种植物的生长周期见表2，对数生长期后，由于培养基中的营养物质减少，细胞开始代谢积累有害物质，使细胞生长速度减慢。不同植物的悬浮细胞生长周期不同，但继代培养都应选择在对数生长的末期或稳定期进行。
2 培养条件
对悬浮细胞中次生代谢物的产生影响较大的是悬浮细胞的培养条件，主要包括两个方面，一个是培养基的选择，另一个是外部条件的控制，包括pH值、溶氧水平等。
2.1 培养基的选择
培养基成分主要包括基础培养基、大量元素、植物生长物质、前体物质和诱导子。目前，建立或优化植物悬浮细胞培养体系时，多就植物生长物质和诱导子的种类和浓度进行研究。
常见的培养基种类有B5、MS、White、N6等，郭紫娟[32]发现，三七的悬浮细胞细胞干重增长量在B5培养基中比在MS培养基中高1.25 g/L。因此选择合适的基础培养基有助于提高次生代谢产物的含量。植物培养基中的大量元素包括碳、氮、磷等，碳源是植物细胞生长过程中主要的营养物质来源。氮源在细胞生长过程中主要用于合成蛋白质与核酸等细胞物质。磷是组成生物遗传因子与诸多代谢相关辅酶的重要元素。为更好地促进悬浮细胞的生长和代谢，应当注意大量元素的使用浓度。蔗糖不仅是培养液中碳源的主要来源，还能够维持培养基渗透压。糖的浓度过高易导致细胞失水，产生褐化反应[33]。研究发现，培养基中蔗糖的浓度在28 g/L时，三七幼叶的悬浮细胞干重增长量达到最高[34]。
常用的植物生长物质有6-苯甲基腺嘌呤（6-Benzylaminopurine，6-BA），萘乙酸（1-naphthylacetic acid，NAA），2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-Dichlorophenoxyacetic acid，2，4-D），激动素（Kinetin，KT）等，选用不同的生长物质，对悬浮细胞影响不同。在MS培养基中添加6-BA和2，4-D时，白木香悬浮细胞的生长情况最好，而添加NAA的培养基中，白木香的悬浮细胞出现了褐化现象，细胞鲜重出现负增长[35]。此外，同一生长物质的不同浓度对悬浮细胞的生长也有影响，如紫苏悬浮细胞的干重及迷迭香酸的含量随6-BA的使用浓度先增加后减少[36]。目前研究发现，植物生长物质对悬浮细胞生长代谢的影响有以下两种情况：①低浓度促进悬浮细胞的生长代谢，高浓度抑制悬浮细胞的生长代谢。②在各个浓度下均抑制悬浮细胞的生长代谢。值得注意的是，植物生长调节剂有一定毒性。NAA能够抑制小鼠肝细胞增殖并促进肝细胞凋亡，使小鼠体重减轻[37]。2，4-D是一种常用的除草剂，能降低小鼠精子质量，引起生殖毒性损伤[38]。因此在提取悬浮细胞内代谢产物时，必须洗净悬浮细胞上的液体培养基。在筛选植物生长物质的使用浓度时，可进行正交试验，这样在降低试验成本的同时可研究各激素之间的协同或拮抗作用。
诱导子可以促使植物抗毒素信号形成，将诱导子应用于植物细胞培养可提高目标代谢产物的含量，是国内外研究的热点之一。诱导子主要分为生物诱导子和非生物诱导子。常见的非生物诱导子[39-45]有茉莉酸甲酯（Methyl Jasmonate，MeJA）、水杨酸（Salicylic acid，SA）、重金属盐、稀土元素等，目前国内外对MeJA和SA的研究比较多。段永波等研究发现蜀葵的悬浮细胞内总黄酮的含量随MeJA使用浓度的增加呈先增加后减少的趋势。MeJA和SA处理均能显著促进生物碱在半夏悬浮细胞中的累积，150 μmol/L的MeJA和50 μmol/L的SA分别处理可以使半夏生物碱含量为对照组的3.6倍和2.5倍。适当浓度的金属离子可激活一些次生代谢过程中相关酶的活性，增加植物次生代谢产物的积累。范寰等人在培养长春花的悬浮细胞时，发现加入低浓度的Ce4+可增加细胞H2O2的产生和长春质碱的合成，此作用可能是通过激活长春花中的细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）途径来实现的。生物诱导子包括真菌、细菌、病毒等，目前对植物内生真菌的研究较多。内生真菌可能是道地药材形成的原因之一，内生真菌可能通过参与细胞代谢途径调节悬浮细胞的生长。在对宜宾当地油樟悬浮细胞的研究发现，其内生真菌可通过影响H2O2通路来调节挥发油的代谢，在添加40 mg/L内生真菌后，悬浮细胞中挥发油的含量约为对照组的2.0倍。
前体物质[46-48]是合成次生代谢产物的前提条件，在植物懸浮细胞培养过程中加入不同种类、浓度的前体物质，会对目标次生代谢产物的合成产生不同的影响。紫杉醇合成的前体物质苯丙氨酸、苯甲酸钠及乙酸钠对红豆杉悬浮细胞的紫杉醇产量有显著影响。当在培养基中分别加入15 mg/L苯丙氨酸及30 mg/L苯甲酸钠时，红豆杉悬浮细胞中的紫杉醇产量分别提高了21.76%和26.14%。
2.2 外部条件的控制
制备生长状态良好的悬浮细胞，选择最适培养基是进行悬浮细胞培养的重要准备工作，而控制合适的外部条件也是悬浮细胞长期生长和次生代谢产物积累的必要条件。外部条件主要包括培养液的pH值和溶氧水平、温度及光照条件。
一般药用植物细胞生长最适pH值范围为5.8～6.0。培养基的pH值对悬浮细胞的影响很大，过酸或过碱的环境都会加剧悬浮细胞的褐化甚至引起悬浮细胞死亡，因此在配制悬浮细胞的培养液时应调节其酸碱度，使其适合悬浮细胞生长。剑麻及南方红豆杉[49-50]悬浮细胞在pH值为5.8时长势最好。也有一些细胞的最适pH值偏大，Malik等[51]研究发现，适合紫草细胞生长及紫草宁衍生物形成的pH值为7.25～9.50。除了pH值之外，培养液的溶氧量也影响悬浮细胞的生长。在培养悬浮细胞时，通常通过改变摇床转速和培养液体积调节溶氧量。液体培养基的溶氧量和细胞分散度与转速呈正相关，最适的转速在100～150 r/min范围内。徐薯[52-53]的悬浮细胞对转速敏感，当摇床转速为100 r/min时，徐薯悬浮细胞的生长速度最快。适宜的装液量有利于在离心力的作用下使悬浮细胞分散，从而促进细胞生长，能够为悬浮细胞提供足够的生长空间和溶氧量。程玉鹏等[54]在建立柴胡悬浮细胞的培养体系时发现，固定接种量（2 g）和培养瓶容积（250 mL），将培养基体积从50 mL逐步增加至100 mL时，细胞增重量明显增加，若持续增加培养基体积，细胞增重量则明显下降;当固定转速，愈伤组织接种量在2.0 g，培养液体积占容器的2/5时，细胞鲜重增至最大。
培养植物悬浮细胞时，次级代谢产物合成的最佳温度为20～28 ℃。当培养温度与植物细胞正常生长所要求的温度相差很大时，可引起某些应激效应，或对次级代谢产物积累产生激活作用。不同植物对温度的需求不同，部分植物悬浮细胞生长所需的最佳温度和悬浮细胞代谢所需的最佳温度不同，是因为温度对植物细胞生物合成途径中相关基因表达和调节物质有影响。对葡萄悬浮细胞[55]的研究表明，在38 ℃时，葡萄悬浮细胞中褪黑素生物合成的相关基因色氨酸脱羧酶（Tryptophan decarboxylase，TDC），血清素N-乙酰基转移酶（Serotonin N-acetyltransferase，SNAT）和N-乙酰基-5-羟基色胺-甲基转移酶（N-acetyl-5-hydroxytryptamine-methyl transferase，ASMT）的表达量有明显上调。牛晓娟等[56]研究不同温度对石斛悬浮细胞的影响，发现在31 ℃条件下培养的石斛悬浮细胞的增殖系数最小;而当温度为25 ℃时，随着培养天数的增加，石斛悬浮细胞的增殖系数增大。除温度外，药用植物细胞在悬浮培养时可通过调节光照时间[57]的长短、光质和光的强度来增加次生代谢产物的积累。在光照时间12 h/d、光照1 200 lx时，仙茅悬浮细胞干重和仙茅苷含量均处于较高水平，分别是黑暗组的1.85倍和2.18倍。光照对悬浮细胞的影响可能与光信号转录因子引起的基因调控有关。李汉生等[58]的研究发现，蓝光照射培养的龙眼悬浮细胞比黑暗培养的龙眼悬浮细胞生长及代谢更加旺盛，蓝光照射组干重比黑暗组多0.28 g/L，比类黄酮含量多0.77 mg/g。光照对悬浮细胞的影响也可能与植物本身的习性有关，因此在进行相关研究时可与原植物对光照的需求进行对比，以得到最适合悬浮细胞生长的光照条件。
3 大规模生产悬浮细胞
为实现植物细胞大规模培养、进行次生代谢产物工业化生产，需选用合适的生物反应器，以便于控制物理和化学条件。目前常用的生物反应器类型及其性能对比如表3所示[59-61]。工业大规模生产在选用生物反应器的类型时，需综合考虑剪切力、混合能力及溶氧能力，剪切力过大会导致细胞褐化甚至死亡;混合能力不足则营养物质不能均匀分布、悬浮细胞分散性差;溶氧能力差则细胞不能与氧气充分接触，细胞生长受限。
4 讨论与展望
植物离体培养技术除细胞悬浮培养外还有愈伤组织培养、不定芽、毛状根培养等。相较于愈伤组织，悬浮细胞培养使细胞能够与培养基充分接触，避免有毒物质在局部大量聚集而影响细胞生长，同时摇培使空气进入培养基，使细胞更容易生长。与不定芽、毛状根的培养相比，悬浮细胞的制备则更加简便。以快速、大量获取植物活性成分为目的时，悬浮细胞培养技术有较大的优势。目前这项技术为基因工程在植物细胞水平上的操作提供了理想的材料和途径。经过转化的植物细胞再经过诱导分化形成植株，即可获得携带有目标基因的个体。
悬浮细胞培养存在比较大的问题是褐化反应，褐化反应使细胞破损，次生代谢产物减少，主要发生在悬浮培养初期。王佳琦等的研究显示，甘草细胞的褐化主要由酶促反应引起，其主要机理是植物细胞从固体培养基转移到液体培养基产生机械损伤，使细胞内多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性增加，细胞内外酚类化合物含量增多，发生氧化反应生成棕色醌类化合物。褐化过程主要受培养体系转速及渗透压影响，细胞褐化的程度与转速正相关，当培养基中不含蔗糖时，细胞不发生褐化反应，但生长缓慢，因此在大规模生产时，可考虑梯度增加蔗糖的浓度和转速，以避免培养初期的褐化。工业大规模培养时也可适当添加防褐化剂，避免褐化反应。
工业化培养悬浮细胞时还可以用两步培养法：将悬浮细胞的培养分为两个阶段，第一阶段初期在适合细胞生长的培养基中培养悬浮细胞避免褐化反应，第二阶段将对数生长末期的悬浮细胞转移至能够促进次生代谢产物生成的培养基中生长，这样能够有效提高悬浮细胞的次生代谢产物含量[62-63]。
目前建立悬浮细胞培养体系的技术已经非常成熟，对悬浮细胞的研究可将重点放在以下3个方面。
（1）工业化生产方面，优化培养体系，提高次生代谢产物合成量，为工业化生产奠定基础，以此缓解药用植物资源紧缺的问题。
（2）代谢途径研究方面，以悬浮細胞为基础研究材料，构建转基因悬浮细胞系，再经诱导转化成植株，研究植物细胞代谢途径上相关关键酶基因和转录因子的功能。
（3）优选作物和资源保护方面，悬浮细胞可通过激素诱导培养成人工种子，进行转基因植物的研究，筛选出具有抗干旱、抗盐、可大量繁殖的植物品种，濒危植物也可以通过建立其悬浮细胞培养体系进行品种保存。
总而言之，悬浮细胞培养技术在药用植物生产研究中的应用，一方面可以缓解目前药材资源紧张的情况，另一方面也为药用植物的代谢途径研究提供了基础，最重要的是，利用悬浮细胞技术进行组织培养有利于作物优选和资源保护。
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蛋白质组学范文第2篇
滦县七中
王秀英
一、教学目的
说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。
概述蛋白质的结构和功能。
认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
二、教学重点
氨基酸的结构及其形成蛋白质的过程，蛋白质的结构和功能。
三、教学难点
氨基酸形成蛋白质的过程，蛋白质结构多样性的原因。
四、教学过程 师：上节课我们学习了细胞中的元素和化合物，请同学们回顾一下组成细胞的化合物有哪几种?
学生甲：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、核酸。
师：回答得非常正确，分为两大类无机物和有机物，其中在细胞中含量最高的是水，含量最多的有机物是蛋白质，蛋白质在生物体中含量这么高，他到底是一种什么样的物质呢?对生物体又有什么样的作用呢?这节课让我们带着这些问题来了解蛋白质。
请同学们讨论一下在我们每天吃的食物中哪些蛋白质含量较丰富呢? 学生讨论回答：豆浆、鸡蛋、牛奶、豆腐等等。
师：这些都是很有营养的食物，这些食物中的蛋白质是一种大分子物质，被我们食用后不能直接吸收利用，要经过消化系统消化成小分子，这个过程就是蛋白质的水解，水解后我们可以得到一类具有共同结构的小分子物质——氨基酸，然后才能被生物体吸收利用。氨基酸是一类什么样的物质呢?请同学们观察课本第20页氨基酸的结构，然后我会找同学总结这些氨基酸有什么共同特点?有什么区别? 学生讨论
学生乙：都有一个—NH2一个—COOH 学生丙：中间都有一个碳原子
师总结：—COOH和—NH2这是在化学课本中会学到的氨基和羧基， 我们还发现这两个基团连在了同一个碳原子上，在这个碳原子上还连有一个H,这就是氨基酸的通式其他成分称为R基，也连在这个碳原子上。组成生物体的20种氨基酸的区别就是R基不同。请同学们分析我给出的这些分子结构，判断哪些是氨基酸哪些不是。
H
H
CH
3CH3CH2—C —COOH
H—C—COOH
H2N—C—COOH
NH2
CH2NH2
CH2COOH
学生分析回答。
师：我们的生活水平提高了，质量也上去了，但是还是有些小朋友会出现营养不良现象，是因为吃不饱吗?不是的，是因为营养不均衡造成的，在这20种氨基酸中有8种是必需的，像赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸，必需来自食物生物体本身不能合成，12种非必需的，在细胞内可以合成的。所以我们摄取食物时一定注意必需氨基酸的摄取。
下面我们想一想组成蛋白质的氨基酸只有20种但是蛋白质却成千上万种，20种氨基酸如何形成这么多种蛋白质呢?请同学们观察课本21页蛋白质形成示意图考虑如下问题：
蛋白质是由什么形成的?氨基酸与氨基酸是如何结合的? 学生阅读课本。
师归纳总结：从图中我们可以看出氨基酸是蛋白质的基本组成单位，虽然氨基酸只有20种，但每一种蛋白质中所含氨基酸种类数量不同。氨基酸形成蛋白质的方式是什么? 学生丁：脱水缩合。
师：那么脱水缩合是一个什么样的反应呢? 学生：两个氨基酸脱掉一个水连接在一起。
师：非常正确，我们看一下过程：一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱掉一个水由一个肽键连接形成二肽。有多个氨基酸脱水形成的就是多肽。 学生板书肽健的结构式。 师：我们共同分析旁栏思考题
总结：肽健数=脱掉水分子数=氨基酸-肽链数
所以决定蛋白质的多样性因素有氨基酸的数量、种类、排列顺序，及蛋白质的空间结构。
这么多种蛋白质都具有什么样功能呢? 学生阅读课本后总结：
1、结构蛋白(肌肉干重80%、皮肤70%、血液90%)
2、催化作用：大部分酶都是蛋白质
3、运输作用：血红蛋白运输氧气
4、调节作用：胰岛素、生长激素调节生命活动
5、免疫作用：抗体都是免疫球蛋白等等。 总结本节重点。
五、处理习题 变式训练：
1、下列物质中都含有氮元素的是
(
)
①核糖核酸
②糖原
③胰岛素
④淀粉 A.①②
B.①③
C.②③
D.③④
2、下列四个选项中，哪个选项的物质代谢产物与其他选项不同
(
)
A.糖类
B.脂肪
C.蛋白质
D.甘油
3、人体免疫球蛋白中，LgG由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是
(
)
A.764和764
B.760和760
C.762和762
D.4和4
4、某一条多肽链中共有肽键151个，则此分子中分别含有—NH2和—COOH的数目至少为
(
) A.1
52、152
B.1
51、151
C.
1、1
D.
2、2
5、对构成蛋白质的氨基酸结构的描述，不正确的是
(
)
A.20种氨基酸的不同在于R基不同
B.每种氨基酸都含有一个氨基和一个羧基
C.在氨基酸中，都有一个氨基和一个羧基连接在同一碳原子上 D.一个氨基酸经过脱氨基或转氨基作用能转变成有机酸
6、有一种二肽的化学式是C8H14N2O5，水解后得到的丙氨酸和另一氨基酸X，X的化学式是(
) A.C5H7NO
3B.C5H9NO
4C.C5H11NO
5D.C5H7NO4
7、生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是(
)
A.组成肽键的化学元素不同
B.组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同
C.氨基酸的排列顺序不同
D.蛋白质的空间结构不同
六、布置作业 板书设计
第2节生命活动的主要承担者—蛋白质
一、蛋白质的元素组成 C H O N (P S) (Fe Mn Zn)
二、蛋白质的基本组成单位：氨基酸
1、种类：大约20种
2、结构通式： H
H2N—C—COOH
R
3、结构特点：每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，不同氨基酸分子具有不同的R基。
三、蛋白质的分子结构
1、结合方式：脱水缩合
2、肽健结构简式：—CO—NH—
3、肽
4、肽健数=脱掉水分子数=氨基酸-肽链数
5、蛋白质结构多样性原因：氨基酸种类、数量、排序、蛋白质空间结构
四、蛋白质的功能特点
1、结构蛋白(肌肉干重80%、皮肤70%、血液90%)
2、催化作用：大部分酶都是蛋白质
3、运输作用：血红蛋白运输氧气
4、调节作用：胰岛素、生长激素调节生命活动
蛋白质组学范文第3篇
一、实验原理(见学案) (1)鉴定实验设计的理念：
某些化学试剂 + 生物组织中有关有机化合物件 产生特定颜色反应。 (2)具体原理：
①可溶性还原糖+ 斐林试剂→砖红色沉淀。 ②脂肪小颗粒 + 苏丹Ⅲ染液→橘黄色小颗粒。 ③蛋白质 + 双缩脲试剂→紫色反应。
二、目标要求(见学案) 1.知识目标：
识记：记住鉴定所用材料，懂得选材的要求。
理解：理解实验的目的、原理和方法步骤，进一步归纳出生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定原理。
2.能力目标：
⑴学会制备生物组织试样，并能按规范化要求操作，独立完成鉴定工作。
⑵能正确选取鉴定试剂，并能进行规范化操作。
⑶明确观察对象，正确说出鉴定过程中试样的颜色变化，并能用准确的语言解释实验现象，作出结论;填写实验报告册。
3.情感目标：培养科学思维能力和科学研究方法。
三、重点、难点 1.重点
①初步掌握鉴定生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的基本方法。
②通过实验的操作和设计培养学生的动手能力，掌握探索实验设计技巧，从而培养创新思维能力。 2.难点
根据此实验方法、原理，设计实验来鉴定常见食物的成分。
四、实验材料
1.可溶性还原糖的鉴定实验:选择含糖量较高、颜色为白色或近白色的植物组织，以苹果、梨为最好。
2.脂肪的鉴定实验:根据农村学校花生产区的实际，选择花生油替代花生种子进行实验。
3.蛋白质的鉴定实验:利用常见食品——鸡蛋蛋白稀释液作为检测材料。
五、仪器、试剂(见学案)
1.仪器: 研笨一套、试管架、试管(6支)、500mL大烧杯(2个)、250mL小烧杯(1个)、小量筒、温度计、试管夹、试管刷、滴管(3支)、暖水瓶、空矿泉水瓶(1个)、解剖刀、纱布、废液桶。
2.试剂: 斐林试剂(甲液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05g/ml的CuSO4溶液)，苏丹Ⅲ染液，双缩脲试剂(A液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01g/ml的CuSO4溶液)，热水，清水。
六、教学方法：合作探究、教学演示、多媒体教学。
七、教学过程
新课引入：我们在化学中学习过物质的鉴定，其原理是被鉴定的物质与所用的化学试剂要么发生颜色反应，要么产生沉淀，我们生物学上也采用此原理，在生物学中物质鉴定的理念是：某些化学试剂能够使生物组织中的有关
有机化合物产生特定的颜色反应。
原理展示(多媒体)
① 可溶性还原糖+ 斐林试剂→砖红色沉淀。 注：需要用备用的热水，在大烧杯中进行水浴加热。 ② 脂肪小颗粒 + 苏丹Ⅲ染液→橘黄色小颗粒。
注：需要用花生油(可以稍加稀释)进行实验;及时刷洗实验用具。 ③蛋白质 + 双缩脲试剂→紫色反应。(要先加A液NaOH 溶液再加B液CuSO4 溶液)
教师提问：在我们高中生物中还学习过那些利用颜色反应鉴定物质的?用到了那些化学试剂?由产生了那些特定的颜色呢?
学生回答：略。如果回答不全教师补充： ①RNA+ 吡啰红 红色 ②淀粉+碘液
蓝色
③DNA+甲基绿 绿色(水浴加热) ④线粒体+健那绿
染为蓝绿色
⑥染色质(体)+醋酸洋红(龙胆紫) 红色或紫色
今天，我们学习鉴定生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的基本方法。 实验步骤：
(一)、还原糖的鉴定
1、还原糖的鉴定步骤:
选材： 苹果：洗净、去皮、切块，取5g放如研钵中 制备组织样液 研磨成浆：加石英砂，加3 ml水研磨
注入组织样液2ml 过滤：将研磨液隔一层纱布过滤到小烧杯中，再将纱布中
的残渣进一步揉挤，往烧杯中加1ml水进一步稀释。
加斐林试剂：2ml(由斐林试剂甲液和乙液充分混合而成，不能分别加入) 水浴加热：在50-60℃温水中，水浴加热2分钟。 观察溶液颜色变化：(浅蓝色→棕色→砖红色)。 结论：还原糖与斐林试剂生成砖红色沉淀
2、实验成功的要点：
①还原糖的鉴定实验:选择含糖量较高、颜色为白色或近白色的植物组织，以苹果、梨为最好。
②斐林试剂要两液混合均匀且现配现用。 斐林试剂的配制过程示意：
斐林试剂甲液( 0.1 g/ml的 NaOH 溶液) 斐林试剂乙液( 0.05 g/ml的 CuSO4 溶液)
(二)、脂肪的鉴定
1、脂肪的鉴定步骤:
取材：取花生油2ml(可稍加稀释，用量筒量取)。
结论：细胞中的圆形脂肪小颗粒已经被染成橘黄色。
待一段时间后观察其现象。
2、实验成功的要点：
实验前可用稍量的清水稀释，滴苏丹Ⅲ染液染色2-3min，要注意充分振荡。
(三)、蛋白质的鉴定
1、 蛋白质的鉴定步骤：
选材：用量筒量取卵清稀释液2ml。
2、实验成功的要点：
②双缩脲试剂的使用，一定要先加入A液(即0.1 g/ml的 NaOH 溶液)，再加入双缩脲试剂B液(即0.01 g/ml的 CuSO4 溶液)。
③还可设计一只加底物的试管，不加双缩脲试剂，进行空白对照，说明颜色反应的引起是蛋白质的存在与双缩脲试剂发生反应，而不是空气的氧化引起。
八、结果与交流：请两个小组根据所做的实验总结基本实验步骤，并说明实验现象和结论。
九、进一步探究与提高(见学案)：
某商场所卖的脱脂奶粉被怀疑为假冒伪劣产品。生物学研究性学习学习小组的同学想把调查脱脂奶粉的合格率作为研究课题。假如你是课题组成员，交给你的任务是鉴定真假脱脂奶粉。 (1)搜集资料：
①全脂奶粉含有蛋白质，脂肪和蔗糖等成分，脱脂奶粉含有高蛋白、微量脂肪等成分。
②假冒脱脂奶粉有两种：一是全脂奶粉冒充脱脂奶粉，二是用淀粉冒充。 讨论并说明：
(1)鉴定是否用淀粉冒充：
(2)鉴定是否用全脂奶粉冒充：
结果分析
蛋白质组学范文第4篇
§1.3蛋白质
授课对象：高二年级
授课类型：新授课
课时：一课时
一、教材分析
“蛋白质”是浙教版高中生物必修一《分子与细胞》第一章第三节的内容。教学重点有两个，一是氨基酸的结构特点与氨基酸形成蛋白质的过程，二是蛋白质的结构和功能。教学难点是氨基酸形成蛋白质的过程与蛋白质的结构多样性的原因。本节内容与生活实际密切相关，蛋白质种类繁多，功能多样，是生命活动的主要承担者，学好这部分内容对学生从分子水平理解细胞的物质基础和结构基础举足轻重，同时也为学好必修2基因表达部分打基础。蛋白质这一节内容分为氨基酸及其种类、蛋白质的结构及其多样性、蛋白质的功能三部分。
二、学情分析
根据本节课的授课对象是高二年级的学生，他们正处于皮亚杰的认知发展的形式运算阶段，已经具有较理性的逻辑思维能力，在教师的指导下能有自主学习和独立学习的能力。学生在日常生活中经常遇到有关蛋白质的问题，对蛋白质还是比较熟悉的，但由于学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识，同时对于有机化学的知识还没有一定的基础，细胞的分子组成又是微观的内容，比较抽象。所以在掌握起氨基酸结构和脱水缩合过程来有一定的难度。
三、教学目标
1.知识目标：(1)阐明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。
(2)概述蛋白质的结构和功能。
2.能力目标：(1)通过氨基酸结构通式的推导，培养学生主动探究的能力。
(2)通过模拟氨基酸形成蛋白质的过程，培养学生动手解决问题的能力。 (3)使用塑料珠和细铁丝制作成串珠， 探究蛋白质结构多样性的原因。 3.情感、态度与价值观目标：
(1)认同蛋白质是生命活动的承担者，体验合作学习的快乐。
(2)初步形成生物体的结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点。树立辩证唯物主义自然观，逐步形成科学的世界观。
四、 重点难点
重点：氨基酸的结构特点与氨基酸形成蛋白质的过程;蛋白质的结构和功能 难点：氨基酸形成蛋白质的过程;蛋白质的结构多样性的原因
五、 教法学法
六、教学过程
1.创设情境，引入新课
利用“问题探讨”提问：1.当你购买某些食品时，包装上常附有食品成分说明。蛋白质是许多食品的重要成分，你能说出多少种富含蛋白质的食品?思考回答：1.牛奶、鸡蛋、肉、大豆。 教师补充：对，当然还有许多了，比如几乎所有的酶都是蛋白质，蛋类中的卵清蛋白，运输氧气的血红蛋白，肌肉细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白，治疗糖尿病的用的激素----胰岛素，也是蛋白质，我们的头发是角蛋白等等。2.蛋白质在生命活动中有什么重要的功能吗?引导学生利用教材归纳蛋白质的功能。
设计意图：由于学生没有有机物的知识，一开始学习蛋白质，认知有一定的困难，教学应从学生的生活经验出发，通过问题探讨，再结合教材中的蛋白质的主要功能示例，让学生交流一下他们了解的蛋白质功能有哪些，充分体现“用教材教”的教学思想。
2.利用教材，总结氨基酸结构模型
前面我们学习了蛋白质的功能，知道了蛋白质是生命活动的主要承担者，我们都知道物质的功能与它的结构密切联系者。那么蛋白质的结构是怎么样的呢?氨基酸是组成蛋白质的基本单位。在生物体中组成当白质的氨基酸约有20种。
(1)学习活动一: 比一比 结合教材中所给的4 种氨基酸的结构式，找出4种氨基酸结构的共同点，它们是怎样构成蛋白质的。通过问题诱思，让学生自己推出氨基酸的结构通式。 设计意图:通过教材4中氨基酸例子让学生自主得出氨基酸通式，体现自主学习的思想; 通过对比，找出异同点，让学生印象较深刻。
(2)学习活动二: 装一装 教师介绍氨基酸的分子模型，指出代表氨基、羧基、R 基和H 的部分; 指导学生动手组装甘氨酸的分子模型，体验氨基酸的结构特点。安排学生活动:在认真听讲后，两人一组，合作完成组装甘氨酸的模型。
设计意图: 让学生通过亲自组装模型，在“做中学”，较好地理解氨基酸结构特点; 让学生从不同角度观察组装好的甘氨酸模型。
3.利用模型说明氨基酸构成蛋白质过程及蛋白质的结构多样性
(1)学生活动三 做一做 展示氨基酸脱水缩合的Flash 动画，结合教材脱水缩合过程，利用前面组装的氨基酸球棍模型构建两个氨基酸的脱水缩合反应模型。由学生活动模拟多个氨基酸的脱水缩合反应。具体做法：(课前用A4 纸分别打印好羧基、氨基、肽键、水，其中肽键用彩色纸打印最好)若干名学生(身躯代表碳原子，头代表R 基，腿代表H)每人一手拿羧基，另一只手拿氨基，互相之间找同学(代表氨基酸)发生脱水缩合反应，一名同学专门负责取下消耗的氨基和羧基并换上肽键。教师引导学生观察并思考学生模拟脱水缩合反应过程中肽键与水分子、氨基酸数目及肽链数目的关系。
设计意图：通过学生模拟脱水缩合反应，变抽象为直观，降低学生理解的难度，使学生在活动中体验合作学习的快乐。
(2)学生活动四 穿一穿 材料：10-20 种颜色的穿孔塑料珠(每种50 粒)，几根细铁丝。探究问题：蛋白质结构多样性的原因?将学生分组，说明活动程序：①每小组随意穿几条串珠②各组将串珠随意挽成不同的造型后，将各组的作品进行比较体会蛋白质多样性(结构)的原因是：氨基酸的数量种类，排列顺序，肽链的空间结构不同。蛋白质结构的多样性与其功能的多样性有怎样的关系?引导学生得出生物界的普遍规律：结构与功能相统一。
蛋白质组学范文第5篇
《蛋白质的含量》是北师大版教材第十册第五单元的第三课时，主要内容就是求一个数的百分之几是多少、把百分数化成小数、分数，是在学生掌握了百分数的意义的基础上进行的。
教学目标：
1、知识目标
(1)、会解决有关百分数的简单实际问题,体会百分数与现实生活的密切联系。
(2)、能正确地将百分数化成小数、分数。
2、 能力目标
培养知识的迁移能力，渗透转化的数学思想，提高学生解决数学问题的能力。
3、情感目标
进行食品营养分析，促进学生养成良好的饮食习
4、过程与方法目标：能对现实生活中的有关数学信息做出合理的解释，并尝试解决生活中的一些简单的百分数问题;能初步学会与他人合作。提高学生学习数学的兴趣，发展学生质疑的能力，感悟数学知识的魅力.
教学重难点：
能解决求一个数的百分之几是多少的实际问题、正确地把百分数化成小数、分数是本课时的教学重点也是难点。
二、说准备。
多媒体课件一套，小黑板。
三、说教法。
1、情境创设法：《数学课程标准》指出：让学生在现实情景中体会和理解数学。我在上课伊始，就创设了猪八戒吃西瓜这个大家熟悉的生活情境，正好有个问题解决不了，激起了学生学习数学的欲望。
2、自主探索法：倡导自主、合作、探究是新课程的应有之义，是新课程的核心理念。这节课在新知的获得过程中，我充分让学生动手做、动脑想、动口说，去探究新知，使学生获得较准确的知识。
3、联系生活法：数学教学要立足于社会现实生活，以学生的生活经验和已有的知识出发，最终要用数学知识解决实际问题、服务于社会生活。因此，我在导入新课、探究解决问题的方法和弹性练习的各个环节尽量用学生熟悉的例子来教学，使学生感受到数学就在身边，培养了学生数学意识。
四、说学法。
新课程不但倡导教师教学方式的转变，而且着力于学生学习方式的转变。培养学生的学习能力首先要让学生掌握学习数学的方法。在这节课中，学生的学习方法主要有：
1、转化法：学生在理解求一个数的百分之几是多少的意义时，学生能结合分数的意义，把知识转化帮助理解新知识。我给予了及时的肯定，并说明这是一种很好的学习方法，鼓励学生在今后的学习中多加利用。
2、合作交流法：在获得新知的过程中，学生充分利用各自的资源，开展小组合作，在小组中分工明确，提高了学习效益，使学生的智力得到最佳的开发，树立的主人翁的意识。
3、反思法：方法注重反思，学生才能学得牢。在课将结束，学生对自己的获得的知识和学习方法进行反思，总结经验，取长补短。
五、说教学过程。
(一)故事激趣导入
我创设了猪八戒吃西瓜的生活情境，很贴近学生。学生根据以往的经验或课外学习能大概说出原因，教师不做细说明，只是调动一下学生的兴趣，有一个好的开端。
(二)相互合作，探究问题：
1、创设情境，提出问题。
在这一环节，我利用多媒体课件出示黄豆的营养很丰富，有250克黄豆，其中蛋白质含量约占36﹪，脂肪含量约占18.4﹪，碳水化合物含量约占25﹪。 先对百分数的意义进行复习，为后面理解一个数的百分之几是多少做好铺垫，再根据题意提出数学问题，可以培养学生的创新意识。
2、讨论分析，理解问题。
既然要算出250克黄豆中,蛋白质约含多少克?就要学生理解蛋白质含量约占36﹪表示的是什么意义。这也是本节课的重点和难点。学生在分组讨论，写出等量关系式教师在学生分组讨论时，下到学生中间，与学生一起探讨，既做到了师生的互动，又能及时发现找到结论的同学。
3、找到方法，解决问题。把求一个数的百分之几是多少转化成以前学过的简单分数乘法应用题，列出算式。
4、教师质疑，深入探究。
5、巩固练习：
1、把下列百分数化成分数 17﹪ 40﹪ 12.5﹪
归纳总结：
把百分数化成分数：就是把这个百分数写成分母是100的分数，能约分的约成最简分数。
2、 把下列百分数化成小数 21﹪ 90﹪ 4.5﹪
归纳总结：
把百分数化成小数，先去掉百分号，再把小数点向左移动两位。
三、提升练习
1、250克黄豆中脂肪约含有多少克?
2、250克黄豆中碳水化合物约含有多少克?