2013年必威体育精装版高中生物精品教学课件： 血红蛋白的提取和分离(7)(人教版选修1).ppt

本课题学习目标 * 体验从复杂体系中提取生物大分子的基本过程和方法，并了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理。 1、主要概念：①凝胶色谱法 ②电泳法 ③缓冲溶液 ④它们在血红蛋白的提取中分别起到什么作用。 主要原理： ①凝胶色谱法分离蛋白质的原理 ②电泳法分离样品的原理 ③缓冲溶液的组成和作用机理 3、课题重点：凝胶色谱法的原理和方法 4、课题难点： ①样品的处理 ②色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。 1.分离生物大分子的基本思路： 选用一定的物理或化学的方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。 2.蛋白质分离和提取的原理： 根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、血红蛋白的提取和分离 3、提取分离方法 凝胶色谱法 凝胶电泳法 （一） 凝胶色谱法（分配色谱法） 2.凝胶： 大多数凝胶是由多糖类化合物（如葡聚糖或琼脂糖）构成的多孔小球体，内部有许多贯穿的通道。 根据被分离物质的蛋白质相对分子质量的大小，利用具有网状结构的凝胶，来进行分离。 1.概念： 3.凝胶色谱法的原理 ①当相对分子量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢; ②相对分子量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快。 ③依据的特性是：蛋白质分子量的大小。 4.凝胶色谱法分离蛋白质的原理和具体过程 凝胶色谱法分离蛋白质过程的动画演示 （二）缓冲溶液 1.概念: 在一定的范围内，凡是能够抵制外加少量强 酸或强碱的影响使原来溶液PH值基本保持不变的混 合溶液。 能够抵制外界的酸和碱对溶液PH值的影响， 维持PH基本不变。 2.作用: 思考：说出人体血液中缓冲对。 NaH2PO4/Na2HPO4 H2CO3/NaHCO3 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。 4.提问：在本课题中使用的缓冲液是:__________ , 利用缓冲液模拟细胞内的PH环境，保证 血红蛋白的正常结构和功能，便于观察(红色)和科 学研究(活性) 磷酸缓冲液 3.缓冲溶液的配制: 其目的是: （三） 电泳： 1.概念： 带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。 2.原理： 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。 影响蛋白质分子运动速度的因素 决定 运动速率 形成 库仑力 形成 阻力 决定 运动方向 分子大小 分子形状 电荷量 电荷性质 ? √ √ √ √ √ √ √ 3.类型: 琼脂糖凝胶电泳、聚丙稀酰胺凝胶电泳。 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 琼脂糖凝胶电泳示意图 聚丙烯酰胺凝胶电泳 1、测定蛋白质分子量:常用十二烷基硫酸钠（SDS）—聚丙烯酰胺凝胶电泳。 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。 N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（形成交联） 丙烯酰胺和交联剂 N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的交联共聚反应 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。 2.原理： SDS能使蛋白质发生完全变性。解聚成单条肽链，因此测定的结果只是单条肽链的分子量。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。 3. SDS作用机理: 用SDS测定蛋白质分子量的方法 使用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质的分子量时，可选用一组已知分子量的标准蛋白同时进行电泳，根据已知分子量的标准蛋白的电泳区带位置，可以测定未知蛋白质的分子量。市场上有高分子量、次高分子量及低分子量的标准蛋白试剂出售。 二、实验操作 样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定 1.样品处理： （一）蛋白质提取和分离步骤 （二）操作过