课题3　血红蛋白的提取和分离教学设计及教案分析

专题5 DNA和蛋白质技术

课题3 血红蛋白的提取和分离

陕西咸阳中学

朱莉荣

【教学目标】

（一）知识与技能

1、尝试从血液中提取和分离血红蛋白

2、了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理

（二）过程与方法

体验血红蛋白提取和分离的实验的严格要求，注意按照操作提示进行相关步骤

（三）情感、态度与价值观

初步形成科学的思维方式，发展科学素养和人文精神

【教学重点】

凝胶色谱法的原理和方法

【教学难点】

样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填

【教学方法】

启发式教学及实验录像

【教学工具】

多媒体课件及视频

【教学课时】第一课时：自学及引导学生进行知识点梳理

【教学过程】

（一）引入新课

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和物。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）进行新课

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：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，HC－NaC，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］阅读教材后，填写下表：

电荷性质

电荷量

分子形状

分子大小

决定运动方向

形成库仑力

形成阻力

决定运动速率

√

√

√

√

√

√

√

（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。

（三

）课堂总结：

1.基础知识 1.1凝胶色谱法 原理：根据蛋白质相对分子大小分离 结果：大分子的蛋白质先洗脱出来 1.2凝胶电泳法： 原理：不同蛋白质的带电性质 电量、形状和大小不同 导致运动方向和运动速度不同，实现各种分子的分离 2、蛋白质的提取和分离基本步骤：

2.1样品处理

：

2.1.1 红细胞洗涤（生理盐水/去除杂蛋白）

2.1.2血红蛋白的释放（蒸馏水和甲苯/释放血红蛋白）

2.1.3分离血红蛋白( 离心/分四层)

2.2粗分离（透析）(去除小分子杂质) 2.3纯化（凝胶色谱法）( 去除大分子的杂质蛋白) 2.4纯度鉴定（SDS-聚丙烯酰胺凝胶泳）

（四）课堂练习题: 1、

利用凝胶色谱法，什么样的蛋白质先洗脱出来（ A ）

A. 相对分子质量大的

B. 溶解度高的

C. 相对分子量小的

D. 所代电荷多的

2、

蛋白质提取和分离分为哪几步（C ）

A. 样品处理、凝胶色谱操作、SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳

B. 样品处理、凝胶色谱操作、纯化

C. 样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定

D. 样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定

3、用凝胶色谱法分离蛋白质时，分子量大的蛋白质（ D ）

A路程较长，移动速度较慢 B路程较长，移动速度较快

C路程较短，移动速度较慢 D路程较短，移动速度较快

(五)【板书设计】：

课题3 血红蛋白的提取和分离

一、

基础知识 二、蛋白质的提取和分离基本步骤：

（一）凝胶色谱法

1、样品处理

：

红细胞洗涤

原理：根据蛋白质相对

血红蛋白的释放

分子量大小分离

分离血红蛋白

（二）凝胶电泳法：

2、粗分离（透析）

原理：不同蛋白质的带电性质

3、纯化（凝胶色谱法）、

电量、形状和大小不同

4、纯度鉴定

运动方向和运动速度不同

（SDS-聚丙烯酰胺凝胶泳）

(六)【教学后记】

本课题重在让学生了解生物科学在蛋白质领域的进展，说明提取、分离高纯度的蛋白质的重要性和必要性，并学习一些蛋白质分离和提取的基本技术。可以发挥学生的主动性，让学生介绍当前有关蛋白质研究的新进展，激发学生的学习兴趣，然后指出本课题的学习意义，让学生初步体会分离纯化蛋白质的过程和方法。