课题3　血红蛋白的提取和分离教学设计(教案)

5.2第二学时

血红蛋白的提取和分离

教学准备

1.

教学目标

1、尝试从血液中提取和分离血红蛋白

2.

教学重点/难点

教学重点：

血红蛋白提取和分离的实验步骤

教学难点：

样品的预处理；凝胶色谱柱的制作

3.

教学用具

教学课件

教学过程

（一）引入新课：随着人类基因组测序任务的完成，人类又跨入了蛋白质组时代。要深入研究和应用蛋白质，首先需要获得纯度较高的蛋白质。这节课我们就以血红蛋白为例，体验血红蛋白提取和分离的过程。

（二）、

实验操作

1.样品取材

（1）你认为鸟类血液和哺乳动物血液中，最好哪种血液来提取血红蛋白？为什么？

哺乳动物血液。因为该细胞中没有细胞核，血红蛋白含量高。

（2）请阅读投影资料，认识哺乳动物血液组成及血红蛋白性质。并思考回答下列问题：

血液由血浆和血细胞两部分组成。

血细胞中红细胞细胞数量最多，细胞的含量最高的化合物是血红蛋白。

该化合物是由两个α－肽链、两个β－肽链和四个亚铁红素基团构成的，其中每个亚基中都含有一个能与O2和CO2结合的亚铁红素基团。

（3）血红蛋白有什么特点？

血红蛋白呈现红色，在凝胶色谱分离时，可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液

，使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作

2．蛋白质的提取和分离一般步骤：

样品处理—— 粗分离 ——纯化——纯度鉴定 思考：是否所有种类的蛋白质的提取和分离都是这样的？为什么？

不是。因为蛋白质的来源和性质不同，分离方法差别很大。

（1）样品处理

a.红细胞的洗涤

①目的：除去血浆蛋白的杂蛋白，有利于后续步骤的分离纯化。

②方法：

低速短时间离心

【合作探究一】

思考1、简述红细胞的洗涤过程？

思考2、洗涤操作过程中，加入柠檬酸钠的作用？为什么要低速短时间离心？且洗涤次数不能过少？

思考3、用质量分数为0.9％的氯化钠溶液洗涤，能否用蒸馏水代替？为什么？

【合作探究二】

b.血红蛋白的释放

①目的：是红细胞破裂释放

血红蛋白 ②方法：红细胞 + 到原血液体积 在磁力搅拌器上 血红蛋白

蒸馏水 + 搅拌10min 释放

40%体积的

甲苯 思考：蒸馏水、甲苯、磁力搅拌器搅拌的目的分别是什么？

c.分离血红蛋白溶液：

方法：将搅拌好混合液转移到离心管内，以2000r/min的速度离心10 min ，试管中的溶液分为4层: 将搅拌好的混合溶液离心后，试管中的溶液分为4层：

第1层为无色透明的 有机溶剂 ，

第2层为白色薄层固体，是 脂类物质 ，

第3层是红色透明液体，这是 血红蛋白溶液 ，

第4层是其他杂质的 红细胞破碎物沉淀 。

将试管中的液体用滤纸过滤，除去之溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的

红色透明液体。

（2）粗分离---- 透析 ①目的：将相对分子质量较 小 （填“大”或“小”）的杂质除去。

②透析的原理：透析袋能使小分子自由进出，而将

大分子 保留在袋内。

③方法:透析

（3）纯化

①目的：将相对分子质量较 大 （填“大”或“小”）的杂质除去。

②方法：凝胶色谱法 ③凝胶色谱的操作

【自主学习】

凝胶色谱分离蛋白质包括：制作色谱柱、装填色谱柱、样品加入和洗脱。

根据教材图5－19，说出制作色谱柱需要的材料。

橡皮塞2个、打孔器、小刀、移液管、尼龙纱、尼龙网、玻璃管、尼龙管等。

色谱柱的制作过程：准备材料→加工橡皮塞→安装色谱柱

下面进行第二步凝胶色谱柱的装填。请阅读教材：

色谱柱的装填过程。

样品加入和洗脱。其基本过程是：

调节缓冲液面→加入蛋白质样品→调节缓冲液面→洗脱→收集分装蛋白质

（4）纯度鉴定—— SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳

3.注意事项：

1.

红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少；低速、短时离心。

2.

凝胶的预处理：沸水浴法，还能除去微生物和气泡

3.色谱柱的装填：装填尽量紧密；无气泡；洗脱液不能断流。

4. 色谱柱成功标志：红色区带均匀一致地移动。（学生作答）

4.课堂小结：

当今生物科学在蛋白质研究领域的进展，说明提取、分离高纯度的蛋白质的重要性和必要性，进而说明本节课的目的，以血红蛋白为实验材料，学习蛋白质提取和分离的一些基本技术，尝试从血液中提取和分离血红蛋白，了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理，为今后学习这些技术带下基础。

板书

专题五 第三节 血红蛋白质的提取和分离

巩固练习

1. 蛋白质提取和分离分为哪几步（

）

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 2. 选用红细胞作为分离蛋白质的实验材料，有何好处（ ） A. 血红蛋白是有色蛋白

B. 红细胞无细胞核 C. 红细胞蛋白质含量高

D. 红细胞DNA含量高 3. 样品的加入和洗脱的叙述正确的是（ ） A. 先加入1ml透析后的样品 B. 加样前要使缓冲液缓慢下降全部流出 C. 如果红色带均匀一致的移动，说明色谱柱制作成功 D. 洗脱时可以用缓冲液也可以用清水 4. 下列有关提取和分离血红蛋白的程度叙述错误的是（ ） A. 样品的处理就是通过一系列操作收集到血红蛋白溶液 B. 通过透析可以去除样品中分子质量较大的杂质，此为样品的粗提取 C. 可通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化 D. 可通过SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度