课题3　血红蛋白的提取和分离教案和学案内容

专题5

DNA和蛋白质技术

课题3

《血红蛋白的提取和分离》教学设计

一、教材分析

“血红蛋白的提取和分离”

是人教版高中生物选修一

《生物技术实践》

专题

5 第三节《血红蛋白的提取和分离》的教学内容。第

2节课已经学习了DNA粗提取技术，学生对大分子物质的分离有了初步认识。

在此基础上，本节课的主要学习包括蛋白质的提取、

分离纯化等基本知识，主要要求学生掌握凝胶电泳的实验原理以及操作方法。

二、学情分析

（一）学生已经获得的能力

1、知道了红细胞的结构、蛋白质的组成和功能等三方面内容；

2、初步了解大分子物质的分离提取的知识，为本节的学习奠定了认知基础；

3、具备了一定的观察、比较、分析、解决问题和表达能力，自主学习意识不断增强，对事物的探究有热情。

4、对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考

（二）学生本节课可以达到的能力

本节通过课件动画、文字、图表资料等具体展示了红细胞中蛋白质的提取和分离工艺技术，设计了不同的探究主题，引导学生观察讨论，进行自主探究性学习。通过绘制过程图、填写比较表格等，帮助学生实现对蛋白质提取和分离技术的感性认识到理性认识的上升，深刻理解蛋白质的凝胶电泳的实验原理以及操作方法。

三、教学目标

（一）知识目标

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）能力目标

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）情感目标

初步形成科学的思维方式，发展科学素养和人文精神

四、教学重难点

（一）教学重点：

（1）掌握《血红蛋白提取和分离》的基本过程和方法，细化过程

（2）凝胶色谱法的原理和方法

（二）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

五、教学准备

1、课前准备：多媒体课件。

2、教学课时：安排2课时

3．教学方法：启发式教学

六、教学过程

（一）设置问题，情景导入

1.血红蛋白在人体中有运输氧气的重要意义，那么血红蛋白在什么情况下会减少呢？

（学生讨论，老师总结：血红蛋白减少，一般有两种情况，一种是生理性减少，一种是病理性减少。生理性减少，主要见于儿童和老年人，骨髓增生本身就减少一些。病理性的减少，比如营养不良、红细胞的破坏增加、红细胞的丢失。）

2.鸡血细胞和猪血细胞中提取蛋白质，最好哪种血细胞提取血红蛋白？

（学生讨论，老师总结：猪血细胞更好些，因为猪为哺乳动物，它的红细胞成熟时无细胞核，血红蛋白含量高，容易提取）

（二）主动探究，参与互动

【问题探讨Ⅰ——样品处理与提取】（阅读教材

P67，思考下列问题）

1. 怎样处理血液和从血液中提取血红蛋白？

2．如何收集与处理动物的血液？

3. 提取过程是怎样的？

（课件展示——组织细胞的破碎→释放蛋白质→抽提蛋白质→离心出去固体杂质→蛋白质粗制品）

（三）主动探究，参与互动

【问题探讨Ⅱ——蛋白质分离、纯化】（阅读教材

P64-66，思考下列问题）

1．分离纯化原理是什么？

（课件展示——蛋白质之间以及蛋白质与其他物质之间在分子大小、溶解度、所带电荷的多少、吸附性质等方面存在差异。）

2.分离纯化方法有哪些？

（课件展示——凝胶色谱法：a．原理：分子大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。b．凝胶材料：葡聚糖、琼脂糖；c．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）

（课件展示——凝胶电泳法a．含义：带电颗粒在电场作用下向着与其电性相反的电极移动的现象；b．原理：不同蛋白质在同一电场中的泳动速度不同；c．泳动特点：带电颗粒直径越小，越接近于球形，所带净电荷越多，则在电场中的泳动速度越快；反之，则越慢；d．分

离方法：琼脂糖凝胶电泳法、聚丙烯酰胺凝胶电泳法；e．过程：凝胶试剂的准备→制胶→上样→实施电泳→观察电泳结果）

（四）主动探究，参与互动

【问题探讨Ⅲ——蛋白质分离纯化演示实验】（阅读教材

P66-70，思考下列问题）

1.在收集和清洗猪血过程中加柠檬酸钠的作用是什么？

2.用什么方法破碎猪血细胞？

3.在盐析分离血红蛋白时，向滤液中加入硫酸铵溶液，为什么要边加边搅拌？

（课件展示——蛋白质分离纯化的实验演示过程：收集并清洗猪血→破碎猪血细胞→盐析分离血红蛋）

七、教学反思

课后回顾本节课，我认为有以下几点不错之处。

1.灵活利用教材，微调了教学内容。这是在结合学生的实际情况后做出的调整。符合学生的认知规律，学生更有兴趣参与整堂课的学习，易于接受相关知识。

2.合理创设问题。依据学生的个性差异，设计出不同的问题，让不同层次的学生都能参与其中，调动全体学生的积极性，促进全体学生的发展。

3.合理综合运用各种教法。坚持启发性教学原则，利用讲授、谈话、讨论、观察直观教具、电化教学和动手实验等多种方法的综合运用，调动学生的学习兴趣，发挥学生的主体作用，并根据学生的年龄特点和学生对知识的掌握程度，力求做到因材施教。

八、板书设计

《蛋白质的提取和分离》板书设计：

一、分离蛋白质的原理

二、分离蛋白质的方法

1. 凝胶色谱法

（1）概念

（2）凝胶材料

（3）原理

2. 凝胶电泳法

（1）概念

（2）原理

（3）方法

三、蛋白质提取和分离实验演示

1.样品的处理

2.粗分离——透析

3.纯化——凝胶色谱操作

4.纯度鉴定

九、课堂练习

以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是

( )

A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂

B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少

C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测

D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比相对分子量较小的杂蛋白移动慢

答案

D 【老师总结分析】

A、生理盐水和红细胞内的溶液为等渗溶液，A正确；

B、各种细胞器和细胞核中都含有蛋白质，

所以不含有细胞器和细胞核的红细胞内，蛋白

质种类较少，

提纯时杂蛋白较少，B正确；

C、血红蛋白有颜色，所以在凝胶色谱法分离过程中易分辨，可用于监测，C正确；

D、凝胶色谱法分离蛋白质，相对分子质量较小的易进入凝胶内部，

移动速度比较慢，

故血红蛋白比相对分子质量较小的杂蛋白移动快，D错误。

十、课后作业

1）教材P70，练习

1，2，3，4，5 2）课后作业设计