课题3　血红蛋白的提取和分离国家获奖教案

专题5

DNA与蛋白质技术

课题3

血红蛋白的提取和分离

教学目标

1、通过视频学习，掌握从血液中提取和分离血红蛋白的过程。

2、说出色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理。

教学重难点

重点：1、从血液中提取和分离血红蛋白的过程。

2、色谱法和电泳法分离生物大分子的原理。

难点：色谱法和电泳法分离生物大分子的原理。

教学方式

课时安排

教学工具

教学流程

设置前景引入新课

教学内容

1、

血红蛋白的作用是什么？

2、

应该从哪里提取？

教师活动

学生活动

教师抛出问题

学生思考并独立回答

学习新课

一、

基础知识

探究式教学

2课时

多媒体

分离蛋白质的依据：蛋白质的理化性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶设问1：分自己阅读离蛋白质教材，总结

学习教材中的图文，观看动画，并独立思考问题。

解度、吸附性质、亲和力等千差万别，的依据有由此提取和分离各种蛋白质。

（一）凝胶色谱法（分配色谱法）：

1、原理：（图5－13a）分子量大的分哪些？

引导学生子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，看教材中流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶的图文，颗粒内部，路程长，流动慢。

多媒体播2、凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，放凝胶色如葡聚糖、琼脂糖。

3、分离过程：（图5－13b）

谱法分离蛋白质分

混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小子的模拟分子流动慢→收集大分子→收集小分子

（二）缓冲溶液

1、原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成（如H2CO3－NaHCO3，动画。层层设问。

引导学生回忆必修

复习旧知识，理解NaH2PO4/Na2HPO4等），调节酸和盐的3稳态，把本节中的用量，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。

知识前后连贯起来。

缓冲溶液。

观看演示实验，总结归纳。

观看视3、该课中目的是模拟红细胞中的ph，

使血红蛋白维持原有的结构和功能。

（三）凝胶电泳法：

1、原理：不同蛋白质的带电性质、电

量、形状和大小不同，在电场中受到的打开素材作用力大小、方向、阻力不同，导致不实验演同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。

2、分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。

示：琼脂糖凝胶电泳。层层设问。

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。

二、实验操作

（一）样品处理及粗分离

层层设问：

打开素材问1、蛋白质的提取和分离一般分为哪实验演

些基本步骤？

示：血红频，独立思考并回答问题。

小组交流问题答案，展示小组成果。

参考答案：样品处理、粗分离、纯化、蛋白的提纯度鉴定。

取和分问2、是否所有种类的蛋白质的提取和离。层层分离都是这样的？为什么？

设问。教参考答案：不是。因为蛋白质的来源和师点评。

性质不同，分离方法差别很大。

问3、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？

参考答案：哺乳动物血液。因为该细胞

中没有细胞核，血红蛋白含量高。

问4、从红细胞中分离出血红蛋白的过

程为：洗涤红细胞、释放血红蛋白、分

离血红蛋白、透析。洗涤红细胞的目的

是什么？

参考答案：除去血浆蛋白的杂蛋白，有

利于后续步骤的分离纯化。

教师总结：红细胞的洗涤过程为

血液＋柠檬酸钠→低速短时离心→吸

教师总结：

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

问5：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？

参考答案：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。

学生聆听，并不断理解吸收。

问6：你有什么方法将红细胞中的血红

蛋白释放出来？

参考答案：加入蒸馏水，用玻璃棒快速

搅拌一段时间。

教师补充：加入甲苯的目的是溶解细胞教师补充

膜，有利于血红蛋白的释放和分离。

问7、如何除无机盐离子和小分子有机

物质呢？。

参考答案：透析。半透膜的选择透过性，

大分子物质不能通过半透膜，离子和小

分子能够通过半透膜。

总结：通过以上四个基本过程，红细胞教师补充中的血红蛋白就被提取出来。但其中还总结。

含有其他种类的蛋白质分子（如呼吸酶

等）。怎样将杂蛋白与血红蛋白分离开

来呢？我们来研究蛋白质提取和分离的第二个步骤――纯化（凝胶色谱操作）。

（二）凝胶色谱操作（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。

过渡性引导。

一边看教根据教材图5－19，说出制作色谱柱需材上的要的材料。

图，教师橡皮塞2个、打孔器、小刀、移液管、一边讲尼龙纱、尼龙网、玻璃管、尼龙管等。

解。

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。：

色谱柱的装填过程。

步骤

①

操作要求

操作要求

色谱柱垂直固定在支架上

②

计算称量凝胶

③

配制悬浮液

根据色谱柱体积计算凝胶用量

凝胶颗粒＋蒸馏水→充分溶胀

凝胶颗粒＋洗脱液→沸水浴

④

装填悬浮液

⑤

缓冲液洗涤平衡

一次性缓慢倒入；轻轻敲打

立刻用磷酸缓冲液洗涤平衡12h

在多媒体上给出表格

教师总结归纳。

结合表格学生自己先试着填

一填。

跟着老师总结归纳。

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

至此，血红蛋白即可得到分离。

（三）SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（纯度鉴定）

总结：在整个操作过程中，应当注意以下事项：

（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。

板书设计

一、

基础知识

（一）凝胶色谱法（分配色谱法）

（二）缓冲溶液

（三）凝胶电泳法

二、实验操作

（一）样品处理及粗分离

（二）凝胶色谱操作（纯化）

（三）SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（纯度鉴定）

教学反思

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，让学生先自己学习，再结合教学视频及教师的归纳突破教学目标，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。