课题3　血红蛋白的提取和分离教学目标设计

《血红蛋白的提取和分离》第一课时教学设计

四川省仪陇县第二中学

梁通

一、教材分析

“血红蛋白的提取和分离”是人教版选修1专题5“DNA和蛋白质技术”中课题3的内容。蛋白质的提取是开展生物学研究的基本技术之一，本课题从基础入手，学习血红蛋白的提取和分离应用的几种常用的分子生物学技术：透析、凝胶色谱法、电泳。教材先介绍这几项技术的基本原理，再结合实验操作介绍实验方法，这样学生理解比较困难，容易混淆，所以本设计采用分组合作学习的方法，激发学生学习兴趣，讨论交流中突破难点。由于本课题内容较多且复杂，所以要求学生按照提前编好的导学案学习。

通过对本专题的学习，学生巩固必修课中学习的有关蛋白质的理论知识，还能了解提取生物大分子的基本思路和方法，为今后在该领域的深造打下基础。

二、学情分析

学生已经学习了蛋白质的结构和功能，和血红蛋白的作用，以及内环境与稳

态的知识，为本节课的学习打下了基础，但是对大分子物质的分离的原理，以及实验步骤的设计，理解等方面还存在一定的难度。因此要步步引导学生掌握蛋白质的分离的原理及操作的过程，学生才能很好的完成实验。

三、学科素养目标

（一）、生命观念

通过对蛋白质相关知识的复习，回归蛋白质具有结构的多样性和功能的多样性，进一步强化结构与功能观。

（二）、理性思维

通过对凝胶色谱法和电泳法等问题的讨论交流，归纳和概括凝胶色谱法和电泳法的原理和方法。能够初步判断凝胶色谱法和电泳法的应用范围。

（三）、学科研究

通过凝胶色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理和方法的讨论，培养学生在探究中乐于并善于团队合作，勇于创新，能够对下一课时血红蛋白提取和分离实验探究和设计进行讨论。

（四）、社会责任

通过色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理的学习，关注技术对科学和社会的影响，对毒奶粉假奶粉等有关生物的社会议题进行讨论并作出理性解释。

三、教学重难点

1、重点：凝胶色谱法分离生物大分子的原理和方法。

2、难点：凝胶色谱法分离生物大分子的原理和方法。

四、教学方法：讨论法、讲授法、练习法、演示法等

五、教学过程

教学过程

教师活动

1 学生活动

设计意图

新课导入

蛋白质的知识回忆：

1、组成元素：C、H、O、N 等

2、基本单位：氨基酸（结构通式）

3、

分子结构：

氨基酸—多肽—蛋白质

4、

肽键：—CO—NH— 5、结构多样性和功能多样性

蛋白质是生命活动的主要承担者，是非常重要有机化合物。要对进行蛋白质研究，所以需要从细胞中提取蛋白质。怎样提取蛋白质呢？

引导学生思考分离生物大分子的基本思路：

选用一定的物理或化学的方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。

思考、回忆激发学生学所学内容，抢答蛋白质相关知识。思考分离生物大分子的基本思路。

习兴趣，进一步强化结构和功能观。

分组合作全班学生分为6个学习小组，小组学习

长负责协调安排。每组学生阅读教材64-66页，共同讨论下列问题，并确定交流同学进行交流。

1.

蛋白质的分离的原理？分离方法？

2.

凝胶色谱法的概念？凝胶色谱法的原理？

3.

缓冲溶液的作用和配制？

4.

电泳法的原理？

5.

聚丙稀酰胺凝胶电泳原理？SDS作用机理？

讲授新课

学生看书结合问题讨论，小组合作学习

培养学生自主学习、合作学习的能力。

1.

蛋白质的分离的原理？分离方法？

小组代表培养学生分（1）蛋白质分离和提取的原理：

进行交流，析归纳概况根据蛋白质各种特性的差异，如分其他学生的能力和团子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等等，可以用来分离不同种类的蛋白质。

（2）蛋白质提取分离方法：凝胶色谱法和电泳法

2.

凝胶色谱法的概念？凝胶色谱法的原理？

认真听讲并思考

队合作意识。

2

（1）概念：根据相对分子质量的大小分小组代表以学生为主离蛋白质的有效方法

（2）凝胶：所用的凝胶实际上是一些微小的多空球体，这些球体大多数是由多糖类化合物（如葡聚糖或

琼脂糖）构成的，内部有许多贯穿的通道。

展示凝胶色谱法的过程动画，引导学生思考凝胶色谱法的原理。

（3）凝胶色谱法原理：

当相对分子质量不同的蛋白质通过进行交流，其他学生认真听讲并思考

体，肯定学生的能力，引发继续学习的兴趣。

自学、讨论模式结合，教师进行适当的引导，通过问题推进方法提高学生质疑、假设、学习能力

培养锻炼学生的表达能力

自学、讨论模式结合，凝胶时,相对分子质量较小的蛋白质容易

进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速

度较慢,而相对分子质量较大的蛋白质无

法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快,从而使相对分子质量不同的蛋白质分子得以分离。

通过学习请学生解释下面图片。

学生上讲台讲解

3.

缓冲溶液的作用和配制？

（1）作用：能够抵制外界的酸和碱对溶小组代表液PH值的影响，维持PH基本不变。

进行交流，（2）通常由1－2 种缓冲剂溶解于水中其他学生教师进行适配制而成。调节缓冲剂的使用比例就可认真听讲当的引导，以制得在不同PH范围内使用的缓冲液。

并思考

通过问题推常见的反冲对有哪些？

进方法提高H2CO3/ NaHCO₃；NaH2PO4 /Na2HPO4

学生质疑、在本课题使用的缓冲溶液是磷酸缓冲

假设、学习液，其目的是:利用缓冲液模拟细胞内的

能力

PH环境，保证血红蛋白的正常结构和功

3

能，便于观察(红色)和科学研究(活性)。

4.

电泳法的原理？

（1）概念：带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。

（2）原理：

①许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的PH下，这些基团会带上正电或负电。

②在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。

③电泳利用了待分离样品中各种分

小组代表进行交流，其他学生认真听讲并思考

培养学生分析归纳概况的能力和团队合作意识。

自学、讨论模式结合，提高学生质疑、假设、学习能力

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。

（3）类型

常见电泳类型：

琼脂糖凝胶电泳

聚丙烯酰胺凝胶电泳

SDS——聚丙烯酰胺凝胶电泳

5.聚丙稀酰胺凝胶电泳原理？SDS作用机理？

（1）聚丙稀酰胺凝胶：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）聚丙烯凝胶电泳原理：

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。为了消除净电荷对迁移率的影响，可以在凝胶中加入SDS。

（4）SDS-聚丙稀酰胺凝胶电泳作用机理: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

4

小组代表进行交流，其他学生认真听讲并思考

有电荷量。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。

思考：凝胶色谱法和和电泳法是否只能提取和分离蛋白质？不是

课堂小结

帮助学生建立知识框架

总结本节课知识点：聚丙烯凝胶电泳的学生回答

概念和原理；缓冲溶液的作用和配制；电泳的原理和类型。

反馈练习

1.用凝胶色谱法分离蛋白质时，分子量大学生积极引导学生自的蛋白质(

) 思考并抢我评估所学A．路程较长，移动速度较慢

答

知识掌握情B．路程较长，移动速度较快

况。

C．路程较短，移动速度较慢

D．路程较短，移动速度较快

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.缓冲溶液的作用是：在一定范围内，抵制外界的影响来维持（

）基本不变。

A温度

B

pH

C渗透压

D氧气浓度

4.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分子形状的差异

C

肽链的多少

D分子的大小

六、板书设计

专题5课题3 血红蛋白的提取和分离

一、基础知识

（一）凝胶色谱法

（二）缓冲溶液

（三）电泳

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