课题3　血红蛋白的提取和分离优质课教学设计

课题3 血红蛋白的提取和分离

一、教学目标

（一）知识与技能

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

通过分析问题，解决问题，培养分析和综合能力。

（三）情感、态度和价值观

通过色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理的学习，关注学生科学态度的教育，拓展学生视野。形成科学的思维方式，培养良好的生物科学素养。

二、教学重点

凝胶色谱法的原理和方法

三、教学难点

凝胶色谱法的原理和方法

四、教学方法设计

问题导学法

五、教学过程

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导入新课

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。所以为了更好的研究蛋白质的结构和功能，需要将其从细胞中提取出来。应该怎么样提取蛋白质呢？

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正式授课

基础知识

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问题：蛋白质分离和提取的依据是什么？

蛋白质分离和提取的依据------------蛋白质的理化性质

依据蛋白质各种特性的差异，如:分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等等，可以用来分离不同种类的蛋白质。

(一)

凝胶色谱法

课件展示以下三个问题，并由学生阅读课本思考和讨论：

问题1：凝胶是什么？

外部形态：一些微小多孔的球体

组成：大多数由多糖类构成如葡聚糖、琼脂糖

内部结构：内含许多贯穿的通道

问题2：凝胶色谱法的原理是什么？

（1）根据相对分子质量的大小分离蛋白质

（2）分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒的内部，路程长，流动慢。

（3）分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快。

问题3：凝胶色谱法的分离蛋白质的具体过程是什么？

混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子

小结：动画播放凝胶色谱法分离蛋白质过程

反馈练习-----小试牛刀

1. 凝胶色谱法中所用的凝胶化学本质大多是

A. 糖类化合物 B.脂质 C.蛋白质 D.核酸

2．凝胶色谱法分离蛋白质的原理依据是

A.根据蛋白质分子与凝胶的亲和力的大小 B.根据蛋白质相对分子质量的大小

2

C．根据蛋白质所带电荷的多少 D．根据蛋白质溶解度的大小

3.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

4.利用凝胶色谱法，什么样的蛋白质先洗脱出来

A.相对分子质量大的 B.溶解度高的

C.相对分子量小的 D.所代电荷多的

5．用凝胶色谱法分离蛋白质的实验中，相对分子质量不同的两种蛋白质在凝胶中的行进过程，可表示为图中哪一个

(二) 缓冲溶液

课件展示以下问题，并由学生阅读课本思考：

问题1：缓冲溶液的作用是什么？

在一定的范围内,抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰，而保持pH稳定。

问题2：如何配制缓冲溶液？人体血液中的缓冲物质有哪些？ 通常由1－2 种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同PH范围内使用的缓冲液。

问题3：在本课题中，血红蛋白的提取和分离用的缓冲液是什么？它的目的是什么？ 使用的是磷酸缓冲液；目的是利用缓冲液模拟细胞内的PH环境，保证3

血红蛋白的正常结构和功能，便于观察（红色）和研究（活性）。

反馈练习-----小试牛刀

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 (三)电泳

问题1：什么是电泳？

概念：带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。

问题2：电泳的原理是什么？

（1）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，这些基团会带上正电或负电。

（2）在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。

（3）电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小，形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。

思考：影响蛋白质分子运动速率的因素有哪些？

问题3：常用电泳方法有哪些？

琼脂糖凝胶电泳（常用来分离、鉴定和纯化DNA）

聚丙稀酰胺凝胶电泳（常用来分离、鉴定和纯化蛋白质）

重点讲解------聚丙稀酰胺凝胶电泳

（1）聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙烯酰胺和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺4

在引发剂和催化剂的作用下聚合交联成的具有三维网状结构的凝胶。

（2）原理：

蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。

注：在测定蛋白质分子量常用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。

目的:在凝胶中加入SDS的是为了消除净电荷对迁移率的影响。

问题4：SDS的作用是什么？

（1）SDS（十二烷基硫酸钠）能使蛋白质发生完全变性。

（2）由几条肽链组成的蛋白质复合体在SDS的作用下会解聚成单条肽链，因此测定的结果只是单条肽链的分子量。

（3）SDS能与各种蛋白质形成蛋白质—SDS复合物，SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量。因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。

反馈练习-----小试牛刀

1.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

2.SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳法中加入SDS的作用是

A.增大蛋白质的相对分子质量 B.改变蛋白质的形状

C.掩盖不同种蛋白质间的电荷差别 D.减少蛋白质的相对分子质量

（三）课堂小结

（四）布置课后练习

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六、板书 课题3 血红蛋白质的提取和分离

基础知识

（一）凝胶色谱法

1.凝胶

2.原理

3.具体过程

（二）缓冲溶液

1.作用

2.配制

（三）电泳

1.概念

2.原理

3.常用方法

七、教学反思

本课题主要目的是让学生了解当今生物科学在蛋白质研究领域的进展，说明提取和分离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。但由于多媒体的一些插件问题，导致动画不能有效播放，所以还是存在一定的不足需要改进。

在本课题中教师要充分发挥学生的主动性，激发学生的学习兴趣，让学生初步体会分离纯化蛋白质等生物大分子的基本原理，为后面学习蛋白质提取和分离的具体过程打下基础。

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