课题3　血红蛋白的提取和分离教学设计(第一课时)

专题5DNA与蛋白质技术

课题3血红蛋白的提取和分离（第一课时）

一、教学目标

基础知识的掌握：了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理

二、教学重点/难点

教学重点：凝胶色谱法的原理和方法、电泳的原理

教学难点：凝胶色谱法的原理、电泳的原理

三、教学准备：教学课件

四、教学课时：1课时

五、教学过程

（一）引入新课

1、蛋白质的知识回忆：含量：占细胞干重的50％以上，是细胞中含量最多的有机化合物。

2、组成元素：C、H、O、N 3、基本单位：氨基酸

4、分子结构：氨基酸—多肽—蛋白质

肽键：—CO—NH—

5、相对分子质量：高分子化合物

蛋白质是生命活动的主要承担者，是细胞内含量最高的有机化合物。对蛋白质的研究有助于人们对生命过程的认识和理解。所以需要从细胞中提取蛋白质进行研究。怎样提取蛋白质呢？

（二）蛋白质分子的差异性

1

1．基础知识

蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。

1．1凝胶色谱法（分配色谱法）：

（1）原理：（见课件图）分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。

（2）凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。

（3）分离过程：

混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子

洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质分子的差速流动。

1．2缓冲溶液

（1）原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成（如H2CO3/NaHCO3，

NaH2PO4/Na2HPO4等），调节酸和盐的用量，可配制不同pH的缓冲液。

（2）缓冲液作用：抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。

1．3凝胶电泳法：

（1）原理：不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。

[思考]阅读投影补充材料后，填写下表：

2

（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺经胶电泳等。

（3）分离过程：在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质－SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。

例：聚丙烯酰胺凝胶电泳

1、在测定蛋白质分子量时常用十二烷基硫酸钠（SDS）—聚丙烯酰胺凝胶电泳。聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙烯酰胺和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺在引发剂和催化剂的作用下聚合交联成的具有三维网状结构的凝胶。

2.原理：

蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。（SDS的作用）为了消除净电荷对迁移率的影响，可以在凝胶中加入SDS。

3. SDS作用机理:

SDS能使蛋白质发生完全变性。由几条肽链组成的蛋白质复合体在SDS的作用下会解聚成单条肽链，因此测定的结果只是单条肽链的分子量。SDS能与各种蛋白质形成蛋白质—SDS复合物，SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量。因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。

六、课堂练习

1、关于电泳的说法不正确的是(

)

A．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程

B．带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动

3

C．蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带净电荷的多少

D．用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳，蛋白质的电泳迁移率完全取决于分子的大小

2、凝胶色谱法分离蛋白质时由色谱柱下端最先流出的是(

)

A．相对分子质量较小的蛋白质

B．相对分子质量较大的蛋白质

C．凝胶颗粒

D．葡萄糖或琼脂糖分子

3、有关凝胶色谱法和电泳法的说法，正确的是(

)

A．它们都是分离蛋白质的重要方法

B．它们的原理相同

C．使用凝胶色谱法需要使用缓冲溶液而电泳不需要

D．以上说法都正确

七、课堂小结

1．凝胶色谱法分离蛋白质取决于相对分子质量的大小，相对分子质量大的路程较短，移动速度快；相对分子质量较小的，路程较长，移动速度慢。

2．缓冲液能在一定范围内抵制外界酸、碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变。

3．电泳时，带电分子会向其所带电荷相反的电极移动。

八、板书

专题五 第三节 血红蛋白质的提取和分离

一、蛋白质分子的差异性

1凝胶色谱法

2缓冲溶液

3凝胶电泳法

4