生物選修1[人教版]專(zhuān)題5課題3血紅蛋白的提取和分離三維目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、嘗試從血液中提取和分離血紅蛋白2、了解透析法、色譜法等分離生物大分子的基本原理

（二）過(guò)程與方法講解血紅蛋白提取和分離的實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)格要求，注意按照操作提示進(jìn)行相關(guān)步驟（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀初步形成科學(xué)的思維方式，發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)和人文精神課題重點(diǎn)樣品的預(yù)處理課題難點(diǎn)凝膠色譜法的原理和方法教學(xué)方法啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)工具多媒體課件，實(shí)驗(yàn)過(guò)程視頻教學(xué)過(guò)程（一）引入新課上個(gè)世紀(jì)，人們嘗試著這樣一個(gè)工作，希望通過(guò)測(cè)序了解人類(lèi)的遺傳性息，也就是人類(lèi)基因組計(jì)劃，這個(gè)計(jì)劃在2023年就可以完成了，標(biāo)志著人類(lèi)進(jìn)入了后基因組和蛋白質(zhì)時(shí)代，蛋白質(zhì)組也就是一個(gè)生物體的所有蛋白質(zhì)的總和，這個(gè)計(jì)劃之后，人們又開(kāi)始了另一項(xiàng)計(jì)劃，2023年我國(guó)啟動(dòng)人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃，這個(gè)大的方面來(lái)了解生命現(xiàn)象的本質(zhì)，小的方面，我們要了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，最簡(jiǎn)單具體的是獲得這個(gè)蛋白質(zhì)，如何提取和分離蛋白質(zhì)呢，我們通過(guò)專(zhuān)題5的課題三，以血紅蛋白為材料來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，本課題分為兩個(gè)課時(shí)。先來(lái)學(xué)習(xí)第一課時(shí)。（二）進(jìn)行新課1．基礎(chǔ)知識(shí)1.提問(wèn)血液有哪些成分？介紹血液的成分，提出紅細(xì)胞里含有血紅蛋白。期中血漿中還含有血漿蛋白。2.介紹血紅蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有四條肽鏈，每個(gè)肽鏈環(huán)繞一個(gè)亞鐵血紅素基團(tuán)，此基團(tuán)可攜帶一分子O2或一分子CO2，血紅蛋白因含有血紅素而呈紅色?？梢岳醚t蛋白呈現(xiàn)紅色這一特性加以利用。3.提問(wèn)蛋白質(zhì)提取和分離步驟，樣品處理→粗分離→純化→純度鑒定，提問(wèn)選什么做提取血紅蛋白的實(shí)驗(yàn)材料？為什么？答：用豬、牛、羊等哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞提取血紅蛋白，因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，血紅蛋白含量豐富，便于提取血紅蛋白。4.樣品的具體處理，第一步洗滌紅細(xì)胞，閱讀思考：洗滌的目的是什么，洗滌方法，洗滌干凈的標(biāo)準(zhǔn)？學(xué)生回答后，具體介紹洗滌過(guò)程，血液＋檸檬酸鈉→低速短時(shí)離心→吸出上層血漿→紅細(xì)胞＋5倍體積生理鹽水→緩慢攪拌10min→低速短時(shí)離心→吸出上清液→反復(fù)洗滌直至上清液無(wú)黃色，重點(diǎn)介紹低速短時(shí)間離心的原因。第二步釋放血紅蛋白，閱讀思考：釋放血紅蛋白過(guò)程中，在洗滌好的紅細(xì)胞加入了哪些物質(zhì)？為了加速釋放過(guò)程，采取了什么措施？以及他們的目的是什么。第三步分離血紅蛋白，紅細(xì)胞破碎混合液→中速長(zhǎng)時(shí)離心（2000c/min×10min）→濾紙過(guò)濾除去脂質(zhì)→分液漏斗分離出血紅蛋白。重點(diǎn)介紹高速長(zhǎng)時(shí)間離心后溶液的分層情況，請(qǐng)同學(xué)們討論后猜測(cè)第四層的紅細(xì)胞破碎物沉淀可能是什么。提出分離血紅蛋白步驟后得到的溶液也可能含有小分子或大分子雜質(zhì)，如何除去，為防止進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生變性采取什么措施，得出要使用緩沖溶液，介紹緩沖溶液的概念配置方法。5.如何除無(wú)機(jī)鹽離子和小分子有機(jī)物質(zhì)呢？。介紹透析。半透膜的選擇透過(guò)性，大分子物質(zhì)不能通過(guò)半透膜，離子和小分子能夠通過(guò)半透膜。在透析過(guò)程中，血紅蛋白溶液中的離子和小分子不斷通過(guò)半透膜擴(kuò)散進(jìn)入到pH＝7的磷酸緩沖液中。6.通過(guò)以上四個(gè)基本過(guò)程，紅細(xì)胞中的血紅蛋白就被提取出來(lái)。但其中還含有其他種類(lèi)的蛋白質(zhì)分子（如呼吸酶等）。怎樣將雜蛋白與血紅蛋白分離開(kāi)來(lái)呢？我們來(lái)研究蛋白質(zhì)提取和分離的第二個(gè)步驟――粗分離（凝膠色譜操作）。凝膠色譜法（分配色譜法）：原理：凝膠色譜法也稱(chēng)為分配色譜法，它是根據(jù)分子量的大小分離蛋白質(zhì)的方法之一。所用的凝膠實(shí)際上是一些微小的多孔球體，這些小球體大多數(shù)是由多糖類(lèi)化合物構(gòu)成，小球體內(nèi)部有許多貫穿的通道，當(dāng)一個(gè)含有各種分子的樣品溶液緩慢流經(jīng)時(shí)，各分子在色譜柱內(nèi)進(jìn)行兩種不同的運(yùn)動(dòng)，即垂直向下的運(yùn)動(dòng)和無(wú)規(guī)則的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)分子不能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，只能分布在顆粒之間，通過(guò)的路程較短，移動(dòng)速度較快；相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)分子比較容易進(jìn)入凝膠內(nèi)的通道，通過(guò)的路程較長(zhǎng)，移動(dòng)速度較慢。因此，樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)先流出，相對(duì)分子質(zhì)量最小的分子最后流出。分離過(guò)程：混合物上柱→洗脫→大分子流動(dòng)快、小分子流動(dòng)慢→收集大分子→收集小分子。7.進(jìn)行純度鑒定。觀看網(wǎng)絡(luò)上提前錄制的實(shí)驗(yàn)過(guò)程視頻，直觀了解提取和分離蛋白質(zhì)的基本操作流程。（三）板書(shū)設(shè)計(jì)血紅蛋白的提取和分離一．血紅蛋白的來(lái)源和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二．蛋白質(zhì)提取和分離的基本流程1.樣品的處理①洗滌紅細(xì)胞②釋放血紅蛋白③分離血紅蛋白粗分離透析：去除小分子雜質(zhì)純化凝膠色譜法：去除大分子雜蛋白純度鑒定電泳（四）鞏固提升1．下列有關(guān)“血紅蛋白的提取和分離”的敘述，正確的是()A．血紅蛋白的提取和分離一般分為樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定B．將血紅蛋白溶液進(jìn)行透析，透析時(shí)間至少為1～2h，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)血紅蛋白也會(huì)滲漏出去C．血紅蛋白釋放時(shí)加入有機(jī)溶劑，其目的是使血紅蛋白溶于有機(jī)溶劑D．用蒸餾水進(jìn)行紅細(xì)胞的洗滌，其目的是去除細(xì)胞表面的雜蛋白2．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．在釋放紅細(xì)胞中的血紅蛋白時(shí)，加蒸餾水到原血液的體積，再加40%體積的甲苯，充分?jǐn)嚢?0min，紅細(xì)胞破裂釋放出血紅蛋白B．血紅蛋白溶液離心后分為4層，第1層為白色薄層固體C．血紅蛋白溶液離心后分為4層，第4層為暗紅色沉淀物D．血紅蛋白溶液離心后分為4層，第3層為紅色透明液體，這是血紅蛋白的水溶液3．在蛋白質(zhì)的提取和分離中，下列關(guān)于對(duì)樣品處理過(guò)程的分析，無(wú)誤的是()A．洗滌紅細(xì)胞的目的是去除血漿中的葡萄糖、無(wú)機(jī)鹽B．洗滌時(shí)離心速度過(guò)低，時(shí)間過(guò)短，白細(xì)胞等會(huì)沉淀，達(dá)不到分離的效果C．洗滌過(guò)程選用%的生理鹽水D．透析的目的是去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)4.下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述,不正確的是()A.洗滌紅細(xì)胞時(shí),使用生理鹽水可防止紅細(xì)胞破裂B.豬成熟紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞器和細(xì)胞核,提純時(shí)雜蛋白較少C.血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過(guò)程的監(jiān)測(cè)D.在凝膠色譜法分離過(guò)程中,血紅蛋白比相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜蛋白移動(dòng)慢5．下列有關(guān)提取和分離血紅蛋白的程序，敘述錯(cuò)誤的是()A.樣品的處理就是通過(guò)一系列操作收集到血紅蛋白溶液B.通過(guò)透析可以去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)，此為樣品的粗分離C.可通過(guò)凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去，即樣品的純化D.可通過(guò)SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳鑒定血紅蛋白的純度答案：ABDDB★課后作業(yè)1.《點(diǎn)金訓(xùn)練》練習(xí)冊(cè)相關(guān)內(nèi)容。2.預(yù)習(xí)教材66頁(yè)和69頁(yè)的電泳和67至69頁(yè)的凝膠色譜操作?！锝虒W(xué)體會(huì)本