课题3　血红蛋白的提取和分离优质课教案整理

教学设计

专题5 DNA与蛋白质技术

课题5.3 血红蛋白的提取和分离

一、【课题目标】

（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

二、【课题重点】

凝胶色谱法的原理和方法

三、【课题难点】

样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填

四、【教学方法】

启发式教学

五、【教学工具】

多媒体课件

六、【教学过程】

（一）引入新课

近期我在修炼“九阳神功”，企盼能打开大家的“任督二脉”，以致于在明年的高考中创造佳绩，到那时，我将带领同学们遨游雪域高原，由于高原氧气稀薄，在此地呆上一个月后，体内何种细胞的数量会发生怎样的变化？为什么？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？

（二）进行新课

2．实验设计

2.1蛋白质的提取和分离一般分为哪些基本步骤？

样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。

思考：是否所有种类的蛋白质的提取和分离都是这样的？为什么？

不是。因为蛋白质的来源和性质不同，分离方法差别很大。

2.2选择实验材料

（1）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？

哺乳动物血液。因为该细胞中没有细胞核，血红蛋白含量高。

（2）请阅读教材，认识哺乳动物血液组成及血红蛋白性质。并思考回答下列问题：

血液由 和 两部分组成。

血细胞中 细胞数量最多，细胞的含量最高的化合物是 。

该化合物是由 和 构成的，其中每个亚基中都含有一个能与O2和CO2结合的 基团。

2.3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？

除去血浆蛋白的杂蛋白，有利于后续步骤的分离纯化。

红细胞的洗涤过程为

血液＋柠檬酸钠→低速短时离心→吸出上层血浆→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

思考：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？

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。

思考：你有什么方法将红细胞中的血红蛋白释放出来？

加入蒸馏水，用玻璃棒快速搅拌一段时间。

补充：加入蒸馏水后红细胞液体积与原血液体积要相同。加入甲苯的目的是溶解细胞膜，有利于血红蛋白的释放和分离。此时，红细胞破碎混合液中不仅含有血红蛋白，而且还含有细胞破碎物、脂质、甲苯有机溶剂等。怎样除去这些杂质呢？由于它们的密度不同，科学家采取了离心分离的方法：

红细胞破碎混合液→中速长时离心（2000c/min×10min）→滤纸过滤除去脂质→分液漏斗分离出血红蛋白

2.4如何除无机盐离子和小分子有机物质呢？。

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。

在透析过程中，血红蛋白溶液中的离子和小分子不断通过半透膜扩散进入到pH＝7的磷酸缓冲液中。

思考：为何使用pH＝7的磷酸缓冲液？为什么缓冲液量远多于血红蛋白溶液量？

维持血红蛋白的正常特性。有利于杂质分子充分地向外扩散。

总结：通过以上四个基本过程，红细胞中的血红蛋白就被提取出来。但其中还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――粗分离（凝胶色谱操作）。

2.5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。

根据教材图5－19，说出制作色谱柱需要的材料。

橡皮塞2个、打孔器、小刀、移液管、尼龙纱、尼龙网、玻璃管、尼龙管等。

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。请阅读教材：

色谱柱的装填过程。

D、气泡在装填凝胶的时候，使凝胶不紧密

2.相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的进行过程可表示为图中哪一个

3.凝胶色谱法分离蛋白质时，凝胶的种类较多，但其作用的共同点是(

)

A.改变蛋白质分子通过凝胶时的路径

B.吸附一部分蛋白质，从而影响蛋白质分子的移动速度

C.将酶或细胞固定在凝胶中

D.与蛋白质分子进行化学反应，从而影响其移动速度

4.在利用凝胶电泳法分离蛋白质时，一定要加入缓冲液，其作用主要是（

）

A.使酶的活性最高

B.使蛋白质的活性最高

C.维持蛋白质所带的电荷

D.使蛋白质带上电荷

5、使用SDS-聚丙烯酰胺电泳过程中，不同蛋白质的电泳迁移率完全取决于（

）

A

电荷的多少

B

分子的大小

C

肽链的多少

D

分子形状的差异

6.下列是有关血红蛋白提取和分离的相关操作，其中正确的是（

）

A．可采集猪血作为实验材料

B．用蒸馏水重复洗涤红细胞

C．血红蛋白释放后应低速短时间离心

D．洗脱液接近色谱柱底端时开始收集流出液

7.样品的加入和洗脱的操作不正确的是

（

）

A、加样前，打开色谱柱下端的流出口，使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到凝胶面的下面

B、加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内

C、等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口

D、用吸管小心的将1ml透析后的样品加到色谱柱的顶端，不要破坏凝胶面

七、【板书设计】

血红蛋白的提取和分离

二、实验操作

1、样品处理：洗涤释放分离

2、粗分离：透析

3、纯化：凝胶色谱法

4、纯度鉴定：凝胶电泳法

八、【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。