课题3　血红蛋白的提取和分离第一课时教学设计

《血红蛋白的提取和分离》教学设计

一、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

3、课题重点：凝胶色谱法的原理和方法；课题难点：①样品的处理，

②色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。

（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

二、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。想要加深对生命活动的认识，那就需要从蛋白质着手。所以从细胞中提取蛋白质就很有必要，那么怎样提取蛋白质呢？

（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

（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）分离过程：（图5－13b）

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，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 SDS-凝胶电泳法：

（1）原理：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。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。电泳利用了待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）分离方法：聚丙烯酰胺-凝胶电泳等。

（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。

2．实验设计

2.1蛋白质的提取和分离一般分为哪些基本步骤？

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。

2.2选择实验材料

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？

答：哺乳动物血液。因为该细胞中没有细胞核，血红蛋白含量高。

2.3实验步骤

2.3.1样品处理：洗涤红细胞、释放血红蛋白、分离血红蛋白、透析。

（1）红细胞的洗涤过程为：血液＋柠檬酸钠→低速短时离心→吸出上层血浆→红细胞＋5倍体积生理盐水

→缓慢搅拌10min→低速短时离心→吸出上清液→反复洗涤直至上清液无黄色

（2）思考：

①洗涤红细胞的目的是什么？

除去血浆蛋白的杂蛋白，有利于后续步骤的分离纯化。

②加入柠檬酸钠有何目的？为什么要低速、短时离心？为什么要缓慢搅拌？防止血液凝固；防止白细胞沉淀；防止红细胞破裂释放出血红蛋白

③你有什么方法将红细胞中的血红蛋白释放出来？

加入蒸馏水，用玻璃棒快速搅拌一段时间。

2.3.2粗分离：透析，

原理是渗透作用。

2.3.3纯化：

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）

（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：

沸水浴法时间短，还能除去微生物和气泡

（3）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。

（4）色谱柱成功标志：红色区带均匀一致地移动。

3.课后小结

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。教师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，让薛生初步体会分离纯化蛋白质的过程和方法

4作业：课后习题

板书

课题3 血红蛋白的提取和分离

1．基础知识

2．实验设计

2.1蛋白质的提取和

分离一般分为哪些基本步骤？

2.2选择实验材料