2024_2025年高中生物专题5DNA与蛋白质技术课题3血红蛋白的提取和分离一教案新人教版选修1.docVIP

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血红蛋白的提取和分别

一、【课题目标】

（一）学问与技能

1、尝试从血液中提取和分别血红蛋白

2、了解色谱法、电泳法等分别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别的试验的严格要求，留意依据操作提示进行相关步骤

（三）情感、看法与价值观

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

蛋白质是生命活动的主要担当者，是细胞内含量最高的有机化和物。对蛋白质的探讨有助于人们对生命过程的相识和理解。所以须要从细胞中提取蛋白质进行探讨。怎样提取蛋白质呢？

（二）进行新课

1．基础学问

蛋白质的物化理性质：形态、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分别各种蛋白质。

1．1凝胶色谱法（安排色谱法）：

（1）原理：（图5－13a）分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流淌快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流淌慢。

（2）凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。

（3）分别过程：（图5－13b）

混合物上柱→洗脱→大分子流淌快、小分子流淌慢→收集大分子→收集小分子

＊洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质分子的差速流淌。

1．2缓冲溶液

（1）原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成（如H2CO3－NaHCO3，HC－NaC，NaH2PO4/Na2HPO4等），调整酸和盐的用量，可配制不同pH的缓冲液。

（2）缓冲液作用：抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。

1．3凝胶电泳法：

（1）原理：不同蛋白质的带电性质、电量、形态和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。

［思索］阅读教材后，填写下表：

确定运动方向

形成库仑力

形成阻力

确定运动速率

电荷性质

√

电荷量

√

√

分子形态

√

√

分子大小

√

√

（2）分别方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺经胶电泳等。

（3）分别过程：在肯定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质－SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。

2．试验设计

2.1蛋白质的提取和分别一般分为哪些基本步骤？

样品处理、粗分别、纯化、纯度鉴定。

思索：是否全部种类的蛋白质的提取和分别都是这样的？为什么？

不是。因为蛋白质的来源和性质不同，分别方法差别很大。

2.2选择试验材料

（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，相识哺乳动物血液组成及血红蛋白性质。并思索回答下列问题：

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从红细胞中分别出血红蛋白的过程为：洗涤红细胞、释放血红蛋白、分别血红蛋白、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别纯化。

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

思索：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；防止红细胞裂开释放出血红蛋白。

思索：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别。此时，红细胞裂开混合液中不仅含有血红蛋白，而且还含有细胞裂开物、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，科学家实行了离心分别的方法：

红细胞裂开混合液→中速长时离心（2000c/min×10min）→滤纸过滤除去脂质→分液漏斗分别出血红蛋白

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。

思索：为何运用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