课题3　血红蛋白的提取和分离新颖的课程导入教案

如何在高中经济、高效的开展“血红蛋白的提取和分离”实验课教学设计（第二课时）

教材分析：

本实验是高中生物选修一中较独立的一个实验，课题背景通过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，进而明确地提出课题目的：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。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，让学生初步体会分离纯化蛋白质的过程和方法。

课题背景：

本实验在高中都属于纯理论的实验，原因在于：一是开展的难度很大，成本高，耗时长，填装色谱柱的技术要求高；其二是高考对这个实验的考查也主要停留在原理和现象上，对具体操作以及异常实验现象的分析几乎不涉及。经过思索，我们在确定本实验重点为凝胶色谱法的原理和过程，难点为样品预处理、色谱柱填装和上样洗脱。最后的电泳步骤由于设备昂贵、试剂毒性强而选择不开展操作，只要求学生明白原理即可。

教学策略：

本实验全程让学生参与确实不现实，首先提取血红蛋白和粗分离就耗时约14h，色谱柱的制作、凝胶的充分溶胀、填装色谱柱、平衡、上样洗脱又要十多个小时，加之学生的实验技能完全达不到要求，所以我们采取：

第一课时（教室）：学习理论，教师通过课件、录像、照片、学案让学生知道实验的原理和基本过程。

第二课时（实验室）：分解实验步骤，将学生分成6组（可根据情况适当增减），让学生分组体验其中一个环节；

如：第一组：体验红细胞的洗涤（离心机只有一台，所以只能有一组体验) 备注：省略加蒸馏水和甲苯离心获得血红蛋白水溶液这步，教师展示红细胞释放后离心的图片（此步骤要加入易挥发、有剧毒的甲苯，不适宜学生操作）。

第二组：体验透析（教师提前处理好透析袋、准备透析好的血红蛋白水溶液）

第三、四组：体验填装色谱柱（教师提前将凝胶的充分溶胀，安装好色谱柱，配好磷酸缓冲液）

第五、六组：体验上样、洗脱（教师提前准备透析好的血红蛋白水溶液，填好色谱柱，配好磷酸缓冲液）

第二课时教学设计（实验课）

【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

（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

【重点】

学生理解凝胶色谱法的原理，体验操作方法

【难点】[来源:中*教*网z*z*s*tep]

样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填、上样和洗脱

【教学方法】

学生动手操作、体验，师生探讨小结

【教学过程】

（第一环节）引入（8分钟）：

开门见山提出本节课的目标是“从血液中提取和分离血红蛋白”，引导学生回顾和思考两个问题：

问：1、血液的构成？

——答：血浆（水、无机盐、小分子有机物等）和血细胞（红细胞、白细胞、血小板）

追问：血红蛋白在哪里？要想获得较纯净的它我们的障碍有哪些？怎么去除？

——学生讨论后回答：多次生理盐水洗涤离心获得红细胞，最后蒸馏水下红细胞涨破释放血红蛋白，再离心并透析除杂。

问：2、你认为鸡血和兔血，哪种用来提取血红蛋白更好，原因是什么？

——学生分组讨论后回答： 兔（哺乳动物成熟的）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。

鸡的红细胞具有细胞核，含有DNA，便于进行DNA的提取

问：此实验的主要步骤是：

样品处理——离心去除血浆、其它细胞（生理盐水洗涤）

（第一组同学操作）

红细胞释放血红蛋白（加蒸馏水+甲苯）

（教师提前操作）

离心（4层）、过滤、分液漏斗分离

↓

粗分离

——

血红蛋白水溶液装入透析袋中，密封

（第二组同学操作）

磷酸缓冲液中透析12h，去除小分子（磁力搅拌器）

↓

纯化

——

凝胶色谱法

色谱柱的填装，平衡洗脱12h

（第三、四组同学操作）

上样、洗脱

（第五、六组同学操作）

↓

纯度鉴定

——

电泳的原理

（第二环节）学生实验（22分钟）：

学生分组体验，进行实验操作，教师及实验教师走动指导

学生在本组操作间歇可走动交流

（第三环节）师生交流操作心得，教师小结（10分钟）：

教师点拨每组的最重要或易出问题的操作，学生可交流操作感受；

每组同学就操作的困惑或异常实验现象提出来，师生共同讨论；

教师小结本实验的重难点

【教学反思】

《蛋白质的提取和分离》的考查内容主要是蛋白质的提取和分离的方法和原理，即凝胶色谱法的原理和过程，考试要求等级为a级。本节知识是新版选修教材中新增加的知识，在四川省近几年的高考试卷中出现的较少，常结合DNA的提取和分离实验或胡萝卜素的提取和分离实验一起考查，所以仍然不能忽略本节知识。

由于本节涉及的方法对于学生来讲比较陌生，而且难度较大。所以设计学生实验，让学生参与实验过程，体验实验的方法有助于学生理解陌生的、抽象的实验原理。

学生反映通过这节实验课有很多收获，如见到了凝胶、色谱柱这些以前只是在脑海中的概念性存在的东西，体验了离心和透析，更加清楚实验的过程和凝胶色谱的原理了。学生有很大收获，但是我还是有一些遗憾，例如色谱柱的填装过程中出现了一些问题导致洗脱时层析带不够均匀，这都是需要总结的经验和教

训。