课题3　血红蛋白的提取和分离优质课一等奖

《血红蛋白的提取和分离》教学设计

黑龙江省大庆实验中学

宋立伟

一、教学目标

（一）知识目标

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）能力目标

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）情感目标

真切体会到真实的科学探究实践活动。初步形成科学的思维方式，发展科学素养和人文精神。

二、教学重点和难点：

（一）教学重点

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

教学难点：样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填

三、课前准备

将预习导学案、PPT、电泳视频等资料通过“美师优课”平台推送给学生。

四、教学课时：3课时：新课2课时，复习1课时

五、教学过程设计：

第1课时

学习阶段

教学过程

导入

1、回顾必修一模块蛋白质的功能。

2、可见展示血红蛋白的模式图，详细介绍血红蛋白的功能。

讲授新课

一、基础知识

1、简要介绍分离蛋白质提取和分离原理。

2、动画显示凝胶色谱法

总结凝胶色谱法的定义，凝胶的成分是什么？凝胶颗粒本身有何特征？

1 教师活动

学生活动

教学意图

学生在老师的引导下回忆内容。

学生了解血红蛋白的功能。

学生看书讨论，小组合作学习。

承上启下，激发学生的学习兴趣。

教学过程

3、缓冲溶液

讲述运动员所穿的运动鞋，引导学生思考：缓冲溶液的缓冲作用体现在哪冲物质提问学生。

4、电泳

通过学案解决电泳的定义，电泳的方法，以及测定蛋白质分子常用的SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳的原理。讲解电泳中凝胶和凝胶色谱法中凝胶的不原理。

二、实验操作

（一）样品处理

1、蛋白质的提取和分离一般分为哪四个步骤？

2、本课题为什么选择哺乳动物的血液来分离血红蛋白？必须这样选择吗？

总结血液，血红蛋白的有关知识填写学案中相关内容。

3、视频展示蛋白质的样品处理以及初分离，引导学生理解

4、学生分小组的形式讨论学案，解决问题

小组讨论学习：

(1)

红细胞洗涤”环节的目的是？

(2)

采集的血样为什么要加入柠檬酸钠？

(3)

采集的血样在离心的时候为什么是“低速短时

”？

(4)

洗涤时为什么用的是生理盐水而不是蒸馏水？

学生思考，回答

学生填写学案

学生思考回答

学生在学案上认真填写

学生书写

学生观察、讨论

通过设疑激发学生思考，便于新课的讲授。

以学生为主体，肯定学生的能力，引发继续学习的兴趣。

讲练结合，巩固所学知识。

培养学生分析归纳的能力，落实本节课的能力目标。。

培养学生应用所学知识的能力，巩固所学知识。以学生为主体，肯定学生的能力，引发继续学习的兴趣。探究、讨论模式结合：教师进行适当的引导，通过问题推进的办法提高学生质疑、假设、探究的能力，体现本节的能力目标。

里？请写出维持血液PH稳定的两对缓

同点，并强调SDS—聚丙烯酰胺凝胶的

(5)

搅拌的时候为什么强调“缓慢”？

(6)

为什么要强调多次洗涤？

(7)

洗涤到什么情况才算干净？

(8)

“血红蛋白的释放”环节的目的是？

(9)

在烧杯中加入蒸馏水和甲苯的目

2

教学过程

的是？

(10)

搅拌的时候为什么强调“充分搅拌”？

(11)

“分离血红蛋白溶液”步骤的原理是什么？

学生思考、分析、讨论作答。

通过小组合作方式学习知识，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。

扩展学生知识面，并可引导学生预习下一节内容。

帮助学生建立知识框架。

(12)

离心后溶液分为4层，从上到下

分别是何种物质？各有什么样的表观特征？

(13)

过滤和分液漏斗分别发挥什么作用？

(14)

如果高速离心后并未出现预期的分层现象，可能是什么原因？

（二）粗分离

(15)

粗分离利用的是什么技术？主要的目的是什么？

(16)

为什么透析袋外面用的是磷酸缓冲液？

(17)

如果在透析袋外面的缓冲溶液中加入双缩脲试剂或出现什么现象？

课堂小结

反馈练习

总结本节课知识点及联系，强调本节课的重点和难点。

学案相关练习巩固

学生演练，并回答

巩固所学知识点。

第2课时

学习阶段

教学过程

（三）纯化

教师活动

回顾上节课内容，引入蛋白质的纯化。

提问：

(1)

回顾上节课内容，我们所选择的材料经过了哪些处理? (2)

粗分离除去的是什么物质? (3)

如何进一步分离纯化蛋白质?

过渡到下一步凝胶色谱法的教学。 3 学生活动

学生思考。

教学意图

教学过程

强化学生对凝胶色谱法原理的理解。 提问：

(4)

凝胶色谱法用到了一种特殊的材料，

它具有什么特点?

教师介绍凝胶具有的特点，带领

学生阅读教材图5—13，并引展示动画，让学生给动画配音。复述凝胶色谱法的原理。

设置问题过渡：

(5)

凝胶色谱法的实验具体怎么操作?

展示课件并设置问题串：

(6)

凝胶颗粒是怎么填的?凝胶材料如何选择? (7)

G的含义是什么? (8)

在装填凝胶之前还应该对凝胶进行什么处理? (9)

为了加速膨胀还可以如何处理? 教师补充装填过程中的小技巧：轻轻地敲动色谱柱，使凝胶装填均匀。

导学生完成导学案中关于原理的填空题。

利用问题串连贯凝胶色谱的装填步骤。

学生阅读教材第67页及

操作提示，了解凝胶色谱柱的制作过程，以及制作过程中应注意的问题。

引导学生思考在装填过程中的注意事项：色谱柱内不能有气泡，气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱顺序，降低分离效果。

引入最后一步操作——洗涤平衡。

引导学生阅读教材并思考：

学生结合教材图5—22，阅读相关文字及操作提示。

教师质疑：

(10)

在装填的过程中还要注意什么? (11)

如果色谱柱内有气泡行吗?气泡对实验会有什么干扰?

教师质疑：

(12)

这样装填就结束了吗? (13)

这一步骤中应该注意哪些问题?

设置问题过渡到下一步操作：

(14)

如何加样?加样时应该注意什么? (15)

什么时候开始收集?如何判断流出来的物质是血红蛋白? (16)

在分离过程中，如果红色区带不是均匀一致移动。会影响实验结果吗? (17)

如何证明收集到的蛋白就是血红蛋白?

4

（四）纯度鉴定——电泳。

教师引导学生阅读教材找出电泳概念并分析原理。

教师补充提问：“电泳除了利用蛋白质带电性质对蛋白质进行分离，还利用了蛋白质的哪些特性?”

学生得出结论：除了利用蛋白质带电性质对蛋白质进行分离，还利用了蛋白质分子本身的大小和形状。

教师设问：

(1)

为了使电泳只受到蛋白质分子大小的影响而不受带电性质的影响，加入了哪种化学试剂? (2)

SDS是怎么做到的?

教师补充提问：

学生参照教材图5—15，可发现凝胶是网状结构，使小分子容易通过，而大分子不易通过。

学生阅读教材小字部分内容。了解凝胶电泳的种类及原理。

引导学生在教材中找到SDS的作用。

学生就能解释凝胶上面为什么出现2条带：因为血红

(3)

除此之外SDS还有什么作用?

教师追问：

(4)

根据电泳的原理，血红蛋白会出现几条带? 让学生了解到SDS能使蛋白质完全变性，将蛋白质解聚成

教师总结：回顾血红蛋白提取和分离的过程，每一步用到的技术，各项技术的原理及实验过程中的注意事项。

蛋白有4条肽链，分为2类，单链．因此测定的结因此出现2条带。如果通过电果只是单条肽链的分泳得到2条带，并且根据这2条带的大小估算出的蛋白质子量。

分子量与血红蛋白刚好相符，

说明提取的物质就是血红蛋

白，这样实验就成功了。

5

课堂小结

反馈练习

总结本节课知识点及联系，强调本节课的重点和难点。

学案相关练习巩固

学生演练，并回答

巩固所学知识点。

六、本节课思维导图

七、教学反思

本课题内容属于蛋白质技术的基础知识，内容较多且复杂，其中包含了分子生物学中重要的技术:琼脂糖凝胶色谱法及SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳，这2项技术的原理和操作都是本课题的难点,在教材一开始就分别介绍这些技术的原理，而在实验操作中又介绍这几项技术的操作，这让第1次接触这部分内容的学生很难理解，而且容易混淆。而不管是从技术、设备还是教学时间上的安排，该课题在实验中学无法开展。因此本节课的教学方式使用了以下策略：以“美师优课”平台为基础，通过构建知识网络、导学案的引导,让学生更容易理清本课题的思路，找到本课题的重、难点知识，提高教学效率。精心制作：多媒体制作及动画播放，让学生直观领悟到整个血红蛋白从血液中分离出来的过程。设置问题串导学：在教学过程中通过层层设疑的方式激发学生思维，不仅让学生能发现问题,解决问题,而且还能体会到科学研究的严谨性，以及科学成果的来之不易。

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