复习与测试名师教学设计2

【课题】

5.3

血红蛋白的提取和分离

复习内容：选修一专题五复习第3课时 授课教师：戎小红

【复习目标】

通过梳理教材基础知识与高考典例解析，使学生能够掌握提取生物大分子的基本过程和方法，以及凝胶色谱法和电泳色谱法的原理。

【考纲解读】——研读《课程标准》和《考试大纲》

研读《课程标准》和《考试大纲》，明确本课题所要考查的是什么。2019年颁布的《普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明》与往年相比，增大了选修一的难度，其余模块基本维持不变。选修一《生物技术实践》考试范围发生了重大的变化，且与《课程标准》要求基本一致。

【典例解析】——赏析高考真题，知晓命题规律

例1.(2012·河南一模)红细胞含有大量的血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成，血红蛋白的主要功能是携带氧气或二氧化碳，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，请回答下列有关问题： （1）血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：____________、____________、______和____________。

（2）实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。

①加入柠檬酸钠的目的是_______________________。

②以上所述的过程即是样品处理，它包括__________、___________、收集血红蛋白溶液。

（3）收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以经过透析，这就是样品的粗分离。

①透析的目的是_______________________。

②透析的原理是______________________________________________ 。

(4)通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。

①样品纯化的目的是____________________________________。

②提取细胞膜时常用材料是哺乳动物成熟的红细胞？原因是：______________________。

[赏析]本题综合考查了血红蛋白提取和分离的过程，相关知识点有①加入柠檬酸钠的目．．的，②样品的处理，③凝胶色谱法纯化的目的等；同时联系必修一教材实验考查选材的原因。

【回顾教材】——领会命题宗旨，落实教材梳理

1.凝胶色谱法

凝胶色谱法也称做 ，是根据 分离蛋白质的有效方法。凝胶实际上是一些由 构成的多孔球体，在小球体内部有许多贯穿的通道，相对分子质量不同的蛋白质分子通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质 进入凝胶内部的通道，路程 ，移动速度 ；而相对分子质量 的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在 移动，路程 ，移动速度 。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。

2.缓冲溶液

缓冲溶液的作用是 。缓冲溶液通常由 溶解于水中配制而成的。生物体内进行的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的，例如：血浆的pH是 ，为了能够在实验条件下准确模拟生物体内的过程，就必须保持体外溶液的pH与体内环境中的pH基本一致。

3.电泳

电泳是指 。许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上 。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷 的电极移动。电泳利用了待分离样品中各分子 以及分子本身的 、 的不同，使带电分子产生不同的 ，从而实现样品中各种分子的分离。

两种常用的电泳方法是 和 ，在测定蛋白质分子量时通常使用 。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于 以及 等因素。蛋白质在SDS-聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率完全取决于 。

4.蛋白质的提取和分离

蛋白质的提取和分离一般分为四步： 、 、 和 。

血液由 和 组成，其中红细胞最多。在红细胞的组成中，除水分以外，

约90%是 。血红蛋白由 条肽链组成，包括 ，其中每条肽链环绕一个 ，此基团可携带 。血红蛋白因含有 呈现红色。

样品处理包括 、 、和 。

①红细胞的洗涤

目的是 ，采集容器中要预先加入 ，为了防止 。

②血红蛋白的释放

在 和 作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白。

③分离血红蛋白溶液

（从上往下数） 第1层： 层（无色透明）

第2层： 的沉淀层（ 色薄层固体）

第3层： 的水溶液层（ 液体）

第4层：其他杂质的沉淀层（ 色）

将试管中的液体用 过滤，除去 ，

于 中静置片刻后，分出下层的红色透明液体。

．．．．．．．．．粗分离——透析 取1mL的血红蛋白溶液装入 中，将透析袋放入盛有300mL的物质的量的浓度为20mmol/L的 中(pH=7.0)，透析12h。透析袋一般是用硝酸纤维素(又称玻璃纸)制成的，透析袋能使 自由进出，而将 保留在袋内。透析可以去除样品中 的杂质，或用于更换样品的 。

纯化——凝胶色谱法

通过凝胶色谱法将相对分子质量 的杂质蛋白除去。实验中装填凝胶色谱柱，．．．．．使用的是交联葡聚糖凝胶（Sephadex G-75），“G”表示 ，“75”表示 ，即每克凝胶膨胀时吸水7.5g。

纯度鉴定——判断纯化的蛋白质是否达到要求，使用最多的是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳

．．．．．．【思维诊断】

1.凝胶色谱法是根据（ ）分离蛋白质的有效方法。

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

2.缓冲液的作用是：在一定范围内，抵制外界的影响来维持（ ）基本不变。

A.温度 B. pH C.渗透压 D.氧气浓度

3.电泳是指带电粒子在电场的作用下向着与其所带电荷（ ）的电极移动。

A.相同 B.相反 C.相对 D.相向

4.用凝胶色谱法分离蛋白质时，分子量大的蛋白质（ ）。

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.为防止血液凝固，在采血容器中要预先加入抗凝血剂（ ）。

A.NaCl B.甲苯 C.蒸馏水 D.柠檬酸钠

【小试牛刀】——体悟命题规则，科学规范做答

1.(2011.广东高考)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是（ ）。

．．．A.洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂

B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少

．．．．．．C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测

．．．．D.在凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，血红蛋白比相对分子质量较小的杂蛋白移动慢

[赏析]本题联系微考点蛋白质和红细胞考查血红蛋白的提取和分离的原理及过程。

．．．．．2.（一模）右图为血红蛋白提取和分离的部分实验装置，回答问题：

(1)血红蛋白是人类红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有 功能。

(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是 ；乙装置中，C溶液的作用是 。

(3)甲装置用于 ，目的是 。用乙装置分离蛋白质的方法叫 ，是根据_____________分离蛋白质的有效方法。

(4)用乙装置分离血红蛋白时，待 时，用试管收集流出液，每5mL收集一管，连续收集。

(5)血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定，其中样品处理包括 、 、收集血红蛋白溶液。