2018选修一5.3-血红蛋白的提取与分离
【人教版】高二生物选修一：5.3《血红蛋白的提取和分离》教案设计【推荐】.doc
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和物。
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1．基础知识蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。
1．1凝胶色谱法（分配色谱法）：（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，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。
（2）凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。
（3）分离过程：（图5－13b）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＊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动。
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），调节酸和盐的用量，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、形状和大小不同，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。
［思考］阅读教材后，填写下表：（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺经胶电泳等。
人教版高中生物选修1 5.3血红蛋白的提取和分离
（四）血红蛋白
水分
血浆蛋白
血
血浆 固体物质
无机盐 磷脂
液
白细胞 葡萄糖等
血细胞
血小板
两条a－肽链
红细胞 （最多）
血红 蛋白 两条β一肽链
（ 90％ ） 共四条肽链
二、实验操作 （一）样品处理及粗分离
1.洗涤红细胞
思考：洗涤的目的是什么？ 洗涤过程：
3g柠檬酸钠
吸出血浆 5倍体积生理盐水
血液 100mL
凝胶色谱法 凝胶电泳法
(一)凝胶色谱法
（1）原理 大分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快； 小分子穿过多孔凝胶颗粒的内部，路程长，流动慢。 （2）材料
多孔性的多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。 （3）分离过程
混合物 洗 大分子流动快 收 集 收 集 上 柱 脱 小分子流动慢 大分子 小分子
洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质 分子的差速流动。
凝胶色谱法分离蛋白质的原理
（二）缓冲溶液 缓冲溶液－－洗脱剂 组成：
由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成。 如H2CO3/NaHCO3，醋酸/醋酸钠，NaH2PO4/Na2HPO4等
配制：
调节缓冲剂的比例，可配制不同pH的缓冲液。
作用：
抵制外界酸碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。
在血红蛋白整个实验室中用的 缓冲液是磷酸缓冲液，目的是利用 缓冲液模拟细胞内的PH环境，保证 血红蛋白的正常结构和功能，便于 观察（红色）和材料的科学研究 （活性）。
低速离心 2 min
血浆 红细胞 红细胞
搅拌10min
重复洗涤3次，直至上清液没有黄色
2.释放血红蛋白
阅读思考： 1. 释放血红蛋白过程中，在洗涤好的红细胞加入
高中生物选修1优质课件：5.3 血红蛋白的提取和分离
2.凝胶色谱操作 凝胶色谱柱的制作 ↓ 凝胶色谱柱的装填：凝胶用蒸馏水充分溶胀后，配成凝胶悬浮液，一次性缓慢倒入 凝胶色谱柱内 ↓
平齐
凝胶床内
色谱柱底端
顶端
|过程评价| 1.凝胶色谱法和电泳法分别利用了蛋白质的相对分子质量的大小和所带电荷性质不同
A.蛋白质上某些基团解离后可使蛋白质带电，电场中带电的蛋白质分子(或多肽)会向 着与其所带电荷相反的电极移动 B.蛋白质在SDS－聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度完全取决于其所带净电荷多少 C.蛋白质在SDS－聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度取决于其相对分子质量的大小 D.电泳结果表明溶液中的蛋白质可能有两种，也可能只有一种 解析 蛋白质的氨基与羧基可发生解离，使其带正电或负电，在电场中发生迁移。 SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳中所加的SDS可完全掩盖蛋白质本身所带的电荷，故其移 动速度与本身所带电荷多少无关，而由其分子大小决定。SDS可使蛋白质变性形成肽 链，故结果所示可能是一种蛋白质(有两种肽链)，也可能是两种蛋白质。 答案 B
|联想·质疑| ★蛋白质的粗分离
★纯化蛋白质
★血红蛋白含有四条肽链，每条肽链环绕一个亚铁血红素基团，此基团可携带一分子 氧或一分子二氧化碳，血红蛋白因含有血红素而呈红色。
洗涤红细胞和血红蛋白的释放所用的液体分别是什么？ 提示：生理盐水和蒸馏水。
1.凝胶色谱法
科学探究1 蛋白质的分离原理与方法
凝胶色谱法和电泳法的比较
内容 分离依据 分离动力
凝胶色谱法
电泳法
分子带电性质的差异、分子大小、 分子相对分子质量的大小
形状等
重力
高中生物选修一精品课件：5.3 血红蛋白的提取和分离
2.(2019·四川成都测试)如图表示对某蛋白质溶液进行SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳的结 果，下列相关叙述不正确的是 A.蛋白质上某些基团解离后可使蛋白质带电荷，电场中带电荷
的蛋白质分子会向着与其所带电荷相反的电极移动
3.SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质是否依据蛋白质所带电荷的差异？为什么？
提示 否。因为SDS能与各种蛋白质结合，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蛋白质分子的大小。
琼脂糖凝胶电泳和SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳的两点区别 (1)分离原理不同 ①琼脂糖凝胶电泳依据分子所带电荷的差异和分子大小、形状等。 ②SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳则完全取决于分子大小，而非电荷性质和分子形状。 (2)用途不同 ①琼脂糖凝胶电泳广泛应用于核酸的研究中，用于分离大分子核酸。 ②SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳则广泛应用于分离蛋白质和相对分子质量较小的核酸。
洗脱是指从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质分子的差速流动。
3.缓冲溶液 (1)作用：在一定范围内，缓冲溶液能够抵制 外界的酸和碱 对溶液 pH 的影响，维持
pH 基本不变。 (2)配制：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。 (3)意义：为了能够在实验室条件下准确模拟生物体内的过程，就必须保持_体__外__溶__液__ 的pH 与体内环境中的pH基本一致。
专题5 DNA和蛋白质技术
第15课时 血红蛋白的提取和分离
学习目标
高中生物选修一教学设计7：5.3 血红蛋白的提取和分离教案
血红蛋白的提取和分离一、【课题目标】知识与能力目标1、尝试从血液中提取和分离血红蛋白。
2、说出色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理。
学科素养1、基础知识（从血液中提取和分离血红蛋白；色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理）；2、基本技能（通过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，培养学生理论联系实际的能力）；3、基本思想（通过体验血红蛋白提取和分离的实验的严格要求，初步形成科学的思维方式，发展科学素养和人文精神）；4、基本活动经验（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）。
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1．基础知识蛋白质的理化性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。
1.1凝胶色谱法（分配色谱法）：（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，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。
（2）凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。
（3）分离过程：（图5－13b）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＊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动。
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，NaH2PO4/Na2HPO4等），调节酸和盐的用量，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。
人教版高中生物选修一专题5课题3《血红蛋白的提取和分离》课件
的提取和分离》课件
2020/9/19
新课导入
下面请看一条新闻
艾滋病研究进展 英国《自然》杂志登论文说，“ＴＲＩＭ ５”蛋白质可有效抑制艾滋病病毒的感染。 此后，世界各地的很多科学家开始研究“ ＴＲＩＭ５”蛋白质的结构，但到目前为止尚 未有人宣称取得突破性进展。
1.发挥学生主观能动性。 2.激发学生学习兴趣，培养学会僧 创新能力。
教学重难点
课题重点
凝胶色谱法的原理和方法。
课题难点
凝胶色谱法的原理和方法。
内容解析
基础知识：
凝胶色谱法
什么是凝胶？
凝胶是一些多糖类构成的
内含许多贯穿的通道的微小多 孔的球体。
凝胶色谱法的原理
相对分子量
较小的蛋白质容 易进入凝胶内部 的通道，在凝胶 的外部移动，路 程较长，移动速 度较慢。
相对分子质量较大的蛋白质分子不能进入 凝胶颗粒内部，只能分布在颗粒之间，通过的 路程较短，移动速度较快；
相对分子质量较小的蛋白质分子比较容易 进入凝胶内的通道，通过的路程较长，移动速 度较慢。
因此，样品中相对分子质量较大的蛋白质 先流出，相对分子质量中等的分子后流出，相 对分子质量最小的分子最后流出，这种现象又 叫分子筛现象。
5. 与其它真核细胞相比，红细胞有什么 特点？这一特点对你进行蛋白质的分离有什么 意义？
答：血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色 谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应 该收集洗脱液。这使血红蛋白的分离过程非常 直观，大大简化了实验操作。
温宿县第一中学
古丽胡玛尔·塔依尔 2年级（3）班 2017-4-11
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。
高中生物选修1学案3：5.3 血红蛋白的提取和分离
课题3 血红蛋白的提取和分离[学习目标]a.说出从血液中初步获取血红蛋白的原理和方法。
b.说明凝胶色谱法的原理和方法。
c.说出电泳的基本原理和方法。
[知识点梳理]一、基础知识（一）血红蛋白提取与分离的依据1. 2. 3. 4. 5.（二）方法及原理凝胶色谱法：根据的大小分离蛋白质电泳法：根据的差异以及分子的不同分离蛋白质1.凝胶色谱法（1）材料：（2）原理：步骤：混合物上柱→洗脱→ 流动快、流动慢→收集大分子→收集小分子原理：当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度；相对分子质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。
相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。
3.电泳法（1）概念：指带电粒子在作用下发生迁移的过程。
（2）原理：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，从而实现样品中各种分子的分离。
琼脂糖凝胶电泳法：由于琼脂糖本身不带电荷，各种分子在电场中迁移速度决定于所带电荷性质的的不同。
聚丙烯酰胺凝胶电泳法：在凝胶中加入SDS，使蛋白质解聚成单链，与各种蛋白质形成蛋白质－SDS复合物，使其迁移速度完全取决于。
二、实验操作（一）样品处理（1）红细胞的洗涤：①目的：。
②为防止血液凝固，应先加入柠檬酸钠。
③所用洗涤液：是五倍体积的（质量分数为0.9%的NaCl溶液）。
④缓慢搅拌，采用低速短时间离心。
⑤洗涤干净的标准是。
（2）血红蛋白的释放：在的作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白。
（3）分离血红蛋白溶液：（方法）离心。
试管中的溶液分为4层，从上往下依次是：①无色透明的。
②白色薄层固体：沉淀层。
③红色透明液体：溶液层。
④暗红色沉淀层：沉淀。
（4）透析：①方法：取1mL血红蛋白溶液装入透析袋，将透析袋放入盛有300mL物质的量浓度为20 mmol/L（pH为7）中，透析12h。
高中生物选修一教学设计4：5.3 血红蛋白的提取和分离教案
专题5 DNA和蛋白质技术课题3 血红蛋白的提取和分离[教学目标]（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[教学重点] 凝胶色谱法的原理和方法[教学难点] 样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填[教学方法] 启发式教学[教学工具] 多媒体课件[教学过程]（一）引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和物。
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1．基础知识蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。
1．1凝胶色谱法（分配色谱法）：（1）原理：分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。
（2）凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。
（3）分离过程：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＊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动。
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），调节酸和盐的用量，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、形状和大小不同，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。
［思考］阅读教材后，填写下表：决定运动方向形成库仑力形成阻力决定运动速率电荷性质√电荷量√√分子形状√√分子大小√√（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺经胶电泳等。
人教版高中生物选修一专题5课题3《血红蛋白的提取和分离》 课件 (共38张PPT)
2、蛋白质提取与分离的依据：不同种类蛋白质的物 理化学性质不同：
蛋白质形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、 吸附性质、对其他分子亲和力等千差万别。从而分离 不同种类的蛋白质。
本课题我们将利用血红蛋白与杂质蛋 白哪方面的差异进行提纯？
一、基础知识--蛋白质提取和分离原理 3 、分离不同的蛋白质方法：
（2）目的：去除杂蛋白。
柜式离心机
初次离心后的结果
3次洗涤后的结果
2 、血红蛋白的释放：
洗涤好的红细胞+蒸馏水+甲苯→磁力搅拌器充分搅拌10min →红细胞 破裂释放血红蛋白
蒸馏水的作用是 使红细胞大量吸水胀破 加入甲苯的作用是 溶解红细胞的细胞膜
充分搅磁拌的力目搅的是拌器加速红细胞的破裂
搅拌器转子
成。如H2CO3/NaHCO3，醋酸/醋酸钠， NaH2PO4/Na2HPO4等
2、 缓冲液的作用是什么？
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。
3、 缓冲液是如何配制的？
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。
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
4、在采血容器中加入柠檬酸钠的目的是
A 调节pH
B 维持红细胞的能量供应
C 防止微生物生长 D 防止血液凝固
凹穴底面，否则难以铺实尼龙网，还会导致液体残留，蛋
白质分离不彻底。
③顶塞的制作：打孔→安装玻璃管。 ④组装：将上述三者按相应位置组装成一个整体。 ⑤安装其他附属结构。
生物：5.3《血红蛋白的提取和分离》课件(新人教版选修1)
超级记忆法--故 事法
• 鲁迅本名：周树人 • 主要作品：《阿Q正传》、、 《药》、 • 《狂人日记》、《呐喊》、《孔 乙己》 • 《故乡》、《社戏》、《祝福》（图。片来自网络）
• 阿Q吃错了药，发狂地喊着孔乙
超级记忆法-记忆 方法
TIP1：NPC代入，把自己想成其中的人物，会让自己的记忆过程更加有趣 （比如你穿越回去，成为了岳飞的母亲，你会在什么背景下怀着怎样的心情在 背 上刺下“精忠报国”四个字）；
1.实践是检验真理的唯一标准。前面你可能觉得自己学的都还不错， 那么最 后这步帮你再次验证，也帮你进一步加深理解；
2.把你学到的内容分享给别人； 3.如果别人通过你的语言能比较容易的理解，说明你掌握的还不错； 4.如果你觉得费了九牛二虎之力，别人却依然搞不懂， 除去语言表达等方面的问题，很大的原因是你自己还没搞清楚这个知识；
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆
规律
记忆后
选择巩固记忆的时间 艾宾浩斯遗忘曲线
超级记忆法-记忆 规律
TIP1：我们可以选择巩固记忆的时间！ TIP2：人的记忆周期分为短期记忆和长期记忆两种。 第一个记忆周期是 5分钟 第二个记忆周期是30分钟 第三个记忆周期是12小时 这三个记忆周期属于短期记忆的范畴。
2、用凝胶色谱法分离蛋白质的过程中， 关于蛋白质的叙述，正确的是
A 相对分子质量较小的蛋白质行程大于相 对分子质量较大的蛋白质
B 相对分子质量较小的蛋白质行程小于相 对分子质量较大的蛋白质
C 相对分子质量较小的蛋白质行程等于相 对分子质量较大的蛋白质
D 二者根本无法比较
3、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