课题3　血红蛋白的提取和分离教案教学设计导入设计

《血红蛋白的提取和分离》教学设计

河北省石家庄市第十中学

张辉

一、教学目标

（一）知识与技能

1. 说出从血液中初步获取血红蛋白的原理和方法，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

二、教学重点和教学难点

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。

3.样品的预处理

三、课前准备

多媒体课件、视频资料

四、教学课时

3课时

五、教学方法

启发式教学

六、教学过程设计

（一）引入新课

在2000年，科学家已完成了人类基因组计划，绘制出了基因序列的草图。那后续的研究方向指向哪里呢？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合物，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.思考：人们用鸡的红细胞提取DNA，用哺乳动物的红细胞提取血红蛋白的原因是什么？

鸡得红细胞具有细胞核含有DNA，便于进行DNA的提取，哺乳动物的红细胞无细胞核，结构简单，血红蛋白含量丰富，便于提取血红蛋白。

补充知识——血液组成

2.实验操作

教师采用的教学方法：整体介绍步骤——观看实验录像——阅读课本相关知识——总结实验注意事项

①蛋白质的提取和分离的一般步骤

样品处理，除分离纯化和纯度鉴定。

②样品处理及粗分离的步骤

红细胞的洗涤

血红蛋白的释放

分离血红蛋白溶液

透析

③实验注意事项

a.为防止血液凝固，应加入什么试剂？

b.洗涤红细胞的目的是什么？

c.离心速度和时间的要求是什么，为什么要这样离心？

d.洗涤红细胞时，为什么不能用蒸馏水代替生理盐水？

e.洗涤几次，洗涤干净的标志是什么？

f.释放血红蛋白过程中再洗涤好的红细胞中加入了哪些物质，作用分别是什么？为了加速释放的过程采取了什么措施？

g.

红细胞混合液高速离心后分为了几层。？滤纸过滤出哪层物质？

h.

透析的目的和原理是什么？

通过对这些问题的层层分析，使学生理解血红蛋白的提取过程。

3.实验原理

①分离纯化蛋白质的原理与方法──凝胶色谱法

凝胶是一些由多糖类化合物构成的多孔球体，当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质直径小于凝胶网孔，可以自由地进入凝胶颗粒的网孔，在向下移动的过程中，它们从凝胶颗粒的网孔扩散到凝胶颗粒间的孔隙，再进入另一凝胶颗粒的网孔，如此不断地进出，使流程增长，而最后流出层析柱。而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶颗粒的网孔，只能沿着凝胶颗粒间的孔隙，随着洗脱液流动，流程较短，因此首先流出层析柱。

②鉴定蛋白质纯度的原理与方法──电泳

蛋白质分子的基本单位是氨基酸，氨基酸的一些基团在一定的pH下会发生水解或电离从而带有电荷.在电场的作用下，带电的蛋白质分子会向着电泳槽中的正极方向移动。由于样品中各种蛋白质分子净电荷的量的差异以及蛋白质分子本身的大小等因素，使蛋白质分子产生不同的迁移速率，从而将样品中各种蛋白质分子分离开。

实际操作中，一般会将蛋白质分子与SDS(十二烷基硫酸钠)发生反应形成蛋白质—SDS复合物，由于SDS所带负电荷的量大大超过蛋白质分子原有的电荷量，因此掩盖了不同种蛋白质间的电荷差异，使蛋白质的迁移率完全取决于蛋白质分子质量的大小。在电场条件下，分子量大的蛋白质迁移率慢，离前沿较远，而分子量小的蛋白质迁移快，离前沿较近。这样，不同分子量大小的蛋白质得到了分离。如果蛋白质的纯度高，迁移率一致，就会形成前沿整齐、清晰的条带。

课后小结：

本节重在让学生了解生物科学在蛋白质领域这个领域的进展，说明提取分离高纯度蛋白质的重要性和必要性，并学习些蛋白质分离和提取的基本步骤，教师可发挥学生的主动性。激发学生的学习兴趣，让学生初步体会分离纯化蛋白质的过程和方法。由于时间限制，实验操作将放在第二三课时。