课题3　血红蛋白的提取和分离优质课教案整理

选修1专题5课题3血红蛋白的提取和分离 教学设计（第一课时）

一、课题目标

1.知识目标

a.说出从血液中初步获取血红蛋白的原理和方法。

b.说明凝胶色谱法的原理和方法。

c.说出电泳的基本原理和方法。

2.能力目标

运用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离纯化。

3.情感目标

通过运用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离纯化，锻炼科学的思维方法，培养实事求是的科学态度。

二、课题重点

凝胶色谱法的原理和方法。

三、课题难点

样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。

四

教学流程

教学流程

环节一：展示

课题目标、重点及难点

课程导一、课题目标：

入

通过尝试对血液中血红蛋白的提取与分离，理解色谱法、电泳法

二、课题重点：

凝胶色谱法的原理和方法

三、课题难点： 样品的预处理、色谱柱填料的处理和色谱柱的装填

问题导入：血红蛋白的提取和分离”实验中理想的材料是什么？原因是？

（哺乳类动物成熟的红细胞无细胞核，结构简单，血红蛋白含量丰富便于提取血红蛋白。

血红蛋白到底是如何提取出来？

1 教师活动

学生

活动

倾听、思考及回答

设计

意图

检测预习效果

一、基础知识：

（一）蛋白质分离原理

（二）蛋白质分离的方法

讲授新课

1）凝胶色谱法：又称分配色谱法

2）电泳法

（三）缓冲液的作用

（一）蛋白质分离原理 引导学生回忆蛋白质的物理化学性质，指出其是蛋白质提取与分离的依据。

1.分子的形状、大小 2.电荷性质和多少 3.溶解度 4.吸附性质 5.对其他分子亲和力 （二）蛋白质分离的方法

1）凝胶色谱法：又称分配色谱法

（1）凝胶概念及其理解

（2）凝胶色谱法概念

（3）原理

指导学生观察教材图5-13凝胶色谱法分离蛋白质的原理，讲解分离过程。

步骤：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

原理：当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，（

）的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程（

），移动速度（

）；（

）的蛋白质无法进入凝胶

学生回答

理和方法。

检验学习效果

2 问题导入

环节二：

倾听、阅读、思考及作答

观察、倾听、思考。

展示本节内容主线

说出蛋白质提取与分离的依据。

说明凝胶色谱法的原

内部的通道，只能在（

）移动，路程（

），移动速度（

）。相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。

2）电泳法

讲解电泳法的概念、原理、影响因素和类型。

概念：指带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。

（1）

原理：分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小，形状的不同使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。 （2）

影响蛋白质分子运动速度的因素

结合其他学科思考作答

（3）

常见的电泳类型

琼脂糖凝胶电泳法

丙烯酰胺凝胶电泳法

（在凝胶中加入SDS，使蛋白质解聚成单链，与各种蛋白质形成蛋白质－SDS复合物，使其迁移速度完全取决于分子的大小。）

（三）缓冲液的作用

（1）作用

抵制外界酸碱对溶液pH的干扰而保持 pH稳定。

（2）配制

（3）在血红蛋白的提取和分离实验中用的缓冲液的原因？

目的是利用缓冲液模拟细胞内的PH环境，保证血红蛋白的正常结构和功能。

二、实验操作

概述实验操作的基本步骤：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。

（一）样品处理

结合课件相关图解讲解样品处理基本步骤。

（1）红细胞的洗涤：

洗涤的目的是什么？

3

说出电泳的基本原理和方法

运用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离纯

阅读、观察、倾听、思考、回答。

洗涤的方法是什么？

洗涤干净的标志是什么？

（2）血红蛋白的释放：

释放血红蛋白过程中，在洗涤好的红细胞加入了哪些物质，有什么用？

目的分析：

1.

蒸馏水的作用是______________________________。

2.

加入甲苯的作用是____________________________。

充分搅拌的目的是____________________________。

（4）

分离血红蛋白溶液：

答。

试管中的溶液分为4层，从上往下依次是：

①无色透明的甲苯层。 ②白色薄层固体：脂溶性物质沉淀层。

③红色透明液体：血红蛋白溶液层。

④暗红色沉淀层：红细胞破碎物沉淀。

（4）透析：

进行分离纯

阅读、观察、倾听、思考、回

运用凝胶色谱法对血红蛋白

化。

化。

4

透析的目的是什么？

（去除血红蛋白中的小分子杂质）

看视频，

理解透析

阅读、观察、倾听、思考、回答。

使吸管管口沿管壁将样品缓慢加入色谱柱内，不要破坏凝胶面。待红色的蛋白质接近色谱柱低端时，用试管收集流出液，每5mL收集一管，连续收集。

引导学生理解透析

运用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离纯

①方法：取1mL血红蛋白溶液装入透析袋，将透析袋放入盛有300mL物质的量浓度为20 mmol/L磷酸缓冲液（pH为7）中，透析12h。

②目的：去除样品中分子量较小的杂质。

③原理：透析袋能使小分子自由进出，而将大分子物质保留在袋内。

（二）凝胶色谱操作

指导学生阅读教材相关图解，讲解凝胶色谱操作步骤。

1.凝胶色谱柱的制作 指导学生观察教材图5－19，讲解制作步骤：打孔→挖穴→安管→覆网→纱包→插管

。

2.凝胶色谱柱的装填

①材料：实验所用凝胶是交联葡聚糖凝胶。

②方法：凝胶用蒸馏水充分溶胀后，配成凝胶悬浮液，一次性缓慢倒入色谱柱内。不能有气泡存在。然后用300mL物质的量浓度为20 mmol/L磷酸缓冲液充分洗涤平衡12h，使凝胶装填紧密。 3.样品的加入和洗脱

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三、操作提示 提醒学生关注几个方面的操作提示。

1.红细胞的洗涤：

洗涤次数不能过少；低速、短时离心。 2.色谱柱的装填：

装填尽量紧密，降低颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。 3.凝胶的预处理：

沸水浴法时间短，还能除去微生物和气泡。 4. 色谱柱成功标志：

红色区带均匀一致地移动。

四、结果分析与评价

讲解几个方面的结果分析与评价。

1.血液样品的处理：分层明显→样品处理完成

2.凝胶色谱柱的装填：子有色物质如蓝色葡聚糖—2000或红色葡聚糖，若色带均匀、狭窄、平整→装填成功。 3.血红蛋白的分离 血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随洗脱液缓慢流出，分离成功。

环节三：课堂小结

呼应、回答。

突出本节重

化。

点。

环节四：课堂练习

1、用凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，关于蛋白质的叙述，正确的是

A、 相对分子质量较小的蛋白质行程大于相对

分子质量较大的蛋白质

B、 相对分子质量较小的蛋白质行程小于相对

分子质量较大的蛋白质

演练、回答。

突出重点。

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C、 相对分子质量较小的蛋白质行程等于相对

分子质量较大的蛋白质

D、 二者根本无法比较

2.相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的进行过程可表示为图中哪一个

3.凝胶色谱法分离蛋白质时，凝胶的种类较多，但其作用的共同点是( ) A.改变蛋白质分子通过凝胶时的路径

B.吸附一部分蛋白质，从而影响蛋白质分子的移动速度

C.将酶或细胞固定在凝胶中

D.与蛋白质分子进行化学反应，从而影响其移动速度

4.在利用凝胶电泳法分离蛋白质时，一定要加入缓冲液，其作用主要是( ) A.使酶的活性最高 B.使蛋白质的活性最高

C.维持蛋白质所带的电荷 D.使蛋白质带上电荷

5、使用SDS-聚丙烯酰胺电泳过程中，不同蛋白质的电泳迁移率完全取决于

A 电荷的多少 B 分子的大小

C 肽链的多少 D 分子形状的差异

6.下列是有关血红蛋白提取和分离的相关操作，其中正确的是（ ）

•

A．可采集猪血作为实验材料 B．用蒸馏水重复洗涤红细胞

•

C．血红蛋白释放后应低速短时间离心 D．洗脱液接近色谱柱底端时开始收集流出液

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8.在装填凝胶柱时，不能有气泡存在的原因是

A、气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱

次序，降低分离效果

B、气泡阻碍蛋白质的运动

C、气泡与蛋白质发生化学反应

D、气泡在装填凝胶的时候，使凝胶不紧密

9.样品的加入和洗脱的操作不正确的是

A、加样前，打开色谱柱下端的流出口，使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到凝胶面的下面

B、加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内

C、等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口

D、用吸管小心的将1ml透析后的样品加到色谱柱的顶端，不要破坏凝胶面

反思总结：第一课时为理论知识的讲授，第二课时为实验操作的具体展开。

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