课题3　血红蛋白的提取和分离课件配套优秀公开课教案设计

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授课时间：

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课题

课题3 血红蛋白的提取和分离

课型

新授课

第几

课时

1

知识目标

（1）说出提取生物大分子的基本原理、基本过程和方法。

课

（2）说出色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理。

时

教

能力目标

学

（1）

尝试根据物质性质选择分离提取生物大分子的方法。

目

（2）

尝试科学设计分离提取实验。

标

（三维）

情感目标

认同物质的客观性以及物质结构与功能的统一性。

教学重点与

难点

教学重点

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方法。

教学方法

与

手段

多媒体演示血红蛋白提取和分离试验后，学生根据观看内容和教材内容分组讨论

总结实验流程并分组展示。

使

用

教

材

的

构

想

本节教材从当今生物科学发展中生物大分子的提取、分离的重要性出发，提出课题“血红蛋白的提取和分离”。教材内容分为两个部分，基础知识和实验操作，其中基础知识部分包括凝胶色谱法、缓冲溶液和电泳三方面内容，缓冲溶液在凝胶色谱法和电泳过程中均有运用，所以先进行缓冲溶液的介绍后，再做凝胶色谱法和电泳技术的教学；第二部分为实验操作部分，由于实验条件有限，只能借助多媒体技术，观看实验操作过程，总结具体操作过程以及操作注意事项。最后将课题延伸部分内容作为课后拓展，丰富学生对大分子物质的提取分离方法的认识。

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随着近年来生物科技的迅猛发展，生物大分子越来越受到科技工作者的重视，今天我们就来看看，科技工作者是如何得到一些生物大分子的。

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？

板书：血红蛋白的提取和分离

请大家谈谈你对血红蛋白的认识。

看来血红蛋白对生物来说是非常重要了，那我们就先来看看血红蛋白的组成。请大家阅读课本67页。

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充

那我们如果想要获得血红蛋白该怎样进行实验呢？请大家分组讨论并汇总讨论结果。

那我们就先来看一下科研工作者实验过程。（多媒体展示“血红蛋白的

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血红蛋白主要存在于红细胞当中，它的主要功能是携带氧气。亚铁离子是血红蛋白的重要组成成分。

血红蛋白由四条肽链组成，包括两条α链和两条β链，其中每条肽链环绕一个亚铁血红素基团，此基团可携带一分子氧或一分子二氧化碳。血红蛋白因含血红素呈现红色。

首先考虑取材。选用脊椎动物血液来分离血红蛋白。因为在血液的红细胞中，除水分外，绝大部分由血红蛋白构成。

其次考虑提取分离方法。要根据物质的不同的物理化学性质来选择方法。

最后要考虑纯化检验过程。科学实验提取的物质必须达到一定的纯度以及通过科学的检测才有实际的应用价值。

课堂变化及处理

主要环节的效果

回忆已有知识，激发学生兴趣

养学生实验设计方法、思路以及原则

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为

提取和分离”实验光盘）在观看过程中请大家留意提取分离过程中用到了哪些方法？

血红蛋白是生物大分子，我们想要得到它，必须保证血红蛋白原有的“生活环境”。在这个实验中，为了模拟生物体内的PH环境，我们用到了什么液体？

【展示PH缓冲液配置表】

pH 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 0.2mol/L Na2HPO4/mL 8.0 12.3 18.5 26.5 37.5 49.0 61.0 72.0 81.0 87.0 91.5 94.7 0.2mol/L NaH2PO4/mL 92.0 87.7 81.5 73.5 62.5 51.0 39.0 28.0 19.0 13.0 8.5 5.3 学

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充

那接下来我们一边回忆实验操作流程，一边来了解一下这些方法。

（一）

样品处理

请大家回忆一下刚才实验中怎样制备血红蛋白的。

我们一起来梳理。

在实验中用到了凝胶法以及电泳法。

缓冲液。与化学中的相同，缓冲液由1-2种缓冲剂溶解于水中制成，用来维持PH值的相对稳定。

我们可以按照表中所示先配置母液，然后根据体积配比配置所需PH值的（20mmol/L

pH7.0）缓冲液。

吸水涨破法。

课堂变化及处理

主要环节的效果

培养学生提取有效信息的能力

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从上到下依次为有机溶剂、脂类物质、血红蛋白溶液和红细胞破碎物沉淀。

去除小分子后，怎样将混合溶液中的大分子分离开呢？

（二）

凝胶色谱操作

首先考虑为什么能用凝胶色谱法来分离血红蛋白？请同学们阅读课本65页图5-13。

很好。凝胶为一种多糖类多孔性材料，如葡聚糖和琼脂糖。了解了凝胶色谱法的原理之后，在今后的学习中只要我们遇到相对分子质量不同的物质的分离时就可以选用什么方法？

那凝胶色谱法具体怎样操作呢？

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课堂变化及处理

主要环节的效果

知识运用的拓展

血样（加入抗凝剂）

低速离心洗涤

（去除杂蛋白）

洗涤好的红细胞

蒸馏水+40%甲苯

释放的血红蛋白

2000r/min

20分钟

分离血红蛋白溶液

透析

（去除分子量较小的杂质）

去除小分子的血红蛋白

用凝胶色谱法。

凝胶色谱法是根据物质相对分子质量大小来进行物质分离的一种方法。其中的凝胶颗粒内部有许多贯穿的通道，分子质量小的分子走过的路程长，速度慢，后出来，通过不同时间取样可分离出不同相对分子质量大小的物质。

凝胶色谱法。

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课堂变化及处理

主要环节的效果

学

生

行

为

1、

凝胶色谱柱的制作。

按照课本68页图5-19制作

选择合适的玻璃管

选择胶塞

打孔

插入移液管

尼龙

网和尼龙纱包裹胶塞并塞入玻璃管底

部

另一端插入装有移液管

的胶塞

色谱柱制作完成

2、凝胶色谱柱的填装

垂直安装色谱柱

加入平衡好的注意：凝胶在填装前一定要用蒸馏水凝胶

用缓冲液洗脱平衡12h

平衡好。

在填装过程中一定要不断敲

打，防止气泡产生。

3、样品的加入和洗脱

阅读课本结合多媒体实验过程学生分

组总结讨论。

待缓冲液下降到与胶面齐平

加

入透析后的样品

加入缓冲

液

连接缓冲液洗脱瓶

收集

流出液

本实验中用到的缓冲液为20mmol/L

pH7.0的缓冲液，但不同物质洗脱时

所需的缓冲液是否相同？

不同，要根据不同物质所处的不同的

生活环境选择。

至此，血红蛋白即可得到粗分离。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。

那接下来呢？我们已经把血红蛋白进

行了分离了，还要做什么呢？

鉴定。

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课堂变化及处理

主要环节的效果

刚才实验中用到了什么方法？

电泳法。

（三）电泳

为什么电泳可以用来鉴定物质呢？

学生阅读相关内容后完成课时目标检

测题1。

完成检测1。

那电泳受到带电性质以及分子大小等

的影响，怎样才能保证单一变量呢？

可以采用SDS凝胶电泳，SDS可以消

除带电性质对电泳结果的影响，从而

根据分子大小来确定物质种类。

很好。到此，我们已经以血红蛋白的

提取和分离为例对生物大分子提取分

离方法进行了大致的了解。我们一起

小结生物大

来小结：

分子提取和【边小结边板书】在本实验中，红细

分离的总体胞的洗涤、血红蛋白的释放和分离血

思路

红蛋白溶液是样品的处理过程，透析

属于样品的粗分离，凝胶色谱柱的装

填和样品的加入和洗脱是纯化步骤，

而最后的电泳是纯度鉴定过程；我们

通过样品处理到粗分离再到纯化以及

纯度鉴定，总结了生物大分子的提取

分离的基本实验设计思路，希望大家

在今后的学习当中把科学的实验设计

思路、方法合理的运用于实践。

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课

时

达

标

检

测

设

计

检测的目标点与用时预

设；反馈、矫正方法；1、

预设与达标效果补充。

决定运动形成库

形成阻力

决定运动速率

方向

仑力

通过检测落是

电荷

实学生对凝

√

胶色谱法及

性质

电泳法的基

电荷

√

√

本原理的认

量

识，要求八

分子

√

√

分钟完成

形状

分子

√

√

大小

路程较长，移动速度较慢

2、凝胶色谱法可以有效分离蛋白质的根据是（

B

）

A、分子的大小

B、相对分子质量的大小

C、带电荷的多少

D、溶解度

3、凝胶色谱法中所用凝胶的化学本质大多数是（

A

）

A、糖类化合物

B、脂质

C、蛋白质

D、核酸

4、用凝胶色谱法分离蛋白质时，分子量大的蛋白质（

D

）

A、路程较长，移动速度较慢

B、路程较长，移动速度较快

C、路程较短，移动速度较慢

D、路程较短，移动速度较快

5、缓冲液的作用是在一定范围内，抵制外界的影响来维持下列那一项状态基

本不变的（

B

）

A、温度

B、PH

C、渗透压

D、氧气浓度

6、分离血红蛋白溶液时，将混合液离心后可看到试管中的溶液分四层，从上

到下第一层为无色透明甲苯层，第二层为白色薄层脂溶性物质，第三层为红

色透明血红蛋白层，第四层为其他杂质的暗红色沉淀物。（说明物质种类及颜

色）

7、下列有关提取和分离血红蛋白的过程的叙述中，不正确的是（

B

）

A、样品的处理就是通过一些列操作收集到血红蛋白溶液

B、通过透析可以去除样品中相对分子质量较大的杂质，此为样品的粗提取

C、可通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化

D、可通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度

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设

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尾

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板

书

设

计

课题3

血红蛋白的提取和分离

☆补充设计☆

作

业

设

计

查阅资料，搜索蛋白质纯化的相关方法技术，并尽可能多的设计进一步

纯化血红蛋白的可行性方案。

教

学

后

记

由于中学实验条件的有限，本实验只能采用多媒体视频播放实验形式进行教学，视频的引入使得课堂更加生动，一定程度上提高了学生学习的兴趣，在课堂中引入了分组总结实验流程，增加了参与课堂的学生的数量，对于实验学生本来是比较感兴趣的，由于条件有限不能亲自操作不免为学生留有遗憾，影响学生学习的质量，所以在这方面可以采取其他形式，如：校际间联合配置标准化实验室、或者和大学相互合作，为学生争取更多的动手操作的机会，激发学生学习的积极性。

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