《血紅蛋白的提取和分離》名師教案(共6頁)

上傳人:9** 文檔編號:43551557 上傳時間:2021-12-02 格式:DOC 頁數(shù):6 大?。?46KB
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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 專題5 DNA與蛋白質(zhì)技術(shù) 課題5.3 血紅蛋白的提取和分離 輝縣市第二高級中學(xué) 李艷琴 一、【課題目標(biāo)】 知識與能力目標(biāo) 1、嘗試從血液中提取和分離血紅蛋白。 2、說出色譜法、電泳法等分離生物大分子的基本原理。 學(xué)科素養(yǎng) 1、基礎(chǔ)知識(從血液中提取和分離血紅蛋白;色譜法、電泳法等分離生物大分子的基本原理); 2、基本技能(通過體驗(yàn)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,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力); 3、基本思想(通過體驗(yàn)血紅蛋白提取和分離的實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)格要求,初步形成科學(xué)的思維方式,發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)和

2、人文精神); 4、基本活動經(jīng)驗(yàn)(通過色譜法、電泳法等分離生物大分子的基本原理的學(xué)習(xí),關(guān)注學(xué)生科學(xué)態(tài)度的教育,拓展學(xué)生視野)。 二、【課題重點(diǎn)】 凝膠色譜法的原理和方法 三、【課題難點(diǎn)】 樣品的預(yù)處理;色譜柱填料的處理和色譜柱的裝填 四、【教學(xué)方法】 啟發(fā)式教學(xué) 五、【教學(xué)工具】 多媒體課件 六、【教學(xué)過程】 (一)引入新課 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者,是細(xì)胞內(nèi)含量最高的有機(jī)化合物。對蛋白質(zhì)的研究有助于人們對生命過程的認(rèn)識和理解。所以需要從細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)進(jìn)行研究。怎樣提取蛋白質(zhì)呢? (二)進(jìn)行新課 1.基礎(chǔ)知識 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì):形狀、大小、電荷性質(zhì)和多少、溶解

3、度、吸附性質(zhì)、親和力等千差萬別,由此提取和分離各種蛋白質(zhì)。 1.1凝膠色譜法(分配色譜法): (1)原理:(圖5-13a)分子量大的分子通過多孔凝膠顆粒的間隙,路程短,流動快;分子量小的分子穿過多孔凝膠顆粒內(nèi)部,路程長,流動慢。 (2)凝膠材料:多孔性,多糖類化合物,如葡聚糖、瓊脂糖。 (3)分離過程:(圖5-13b) 混合物上柱→洗脫→大分子流動快、小分子流動慢→收集大分子→收集小分子 *洗脫:從色譜柱上端不斷注入緩沖液,促使蛋白質(zhì)分子的差速流動。 1.2緩沖溶液 (1)原理:由弱酸和相應(yīng)的強(qiáng)堿弱酸鹽組成(如H2CO3-NaHCO3,NaH2PO4/Na2HPO4等),調(diào)節(jié)酸

4、和鹽的用量,可配制不同pH的緩沖液。 (2)緩沖液作用:抵制外界酸、堿對溶液pH的干擾而保持pH穩(wěn)定。 1.3凝膠電泳法: (1)原理:不同蛋白質(zhì)的帶電性質(zhì)、電量、形狀和大小不同,在電場中受到的作用力大小、方向、阻力不同,導(dǎo)致不同蛋白質(zhì)在電場中的運(yùn)動方向和運(yùn)動速度不同。 [思考]閱讀教材后,填寫下表: (2)分離方法:瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳等。 (優(yōu)教提示:打開素材實(shí)驗(yàn)演示:瓊脂糖凝膠電泳) (3)分離過程:在一定pH下,使蛋白質(zhì)基團(tuán)帶上正電或負(fù)電;加入帶負(fù)電荷多的SDS,形成“蛋白質(zhì)-SDS復(fù)合物”,使蛋白質(zhì)遷移速率僅取決于分子大小。 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計 (優(yōu)教提

5、示:打開素材實(shí)驗(yàn)演示:血紅蛋白的提取和分離) 2.1蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為哪些基本步驟? 樣品處理、粗分離、純化、純度鑒定。 思考:是否所有種類的蛋白質(zhì)的提取和分離都是這樣的?為什么? 不是。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的來源和性質(zhì)不同,分離方法差別很大。 2.2選擇實(shí)驗(yàn)材料 (1)你認(rèn)為鳥類血液和哺乳動物血液中,最好哪種血液來提取血紅蛋白?為什么? 哺乳動物血液。因?yàn)樵摷?xì)胞中沒有細(xì)胞核,血紅蛋白含量高。 (2)請閱讀教材,認(rèn)識哺乳動物血液組成及血紅蛋白性質(zhì)。并思考回答下列問題:血液由 和 兩部分組成。 血細(xì)胞中 細(xì)胞數(shù)量最多,細(xì)胞的含量

6、最高的化合物是 。 該化合物是由 和 構(gòu)成的,其中每個亞基中都含有一個能與O2和CO2結(jié)合的 基團(tuán)。 2.3從紅細(xì)胞中分離出血紅蛋白的過程為:洗滌紅細(xì)胞、釋放血紅蛋白、分離血紅蛋白、透析。洗滌紅細(xì)胞的目的是什么? 除去血漿蛋白的雜蛋白,有利于后續(xù)步驟的分離純化。 紅細(xì)胞的洗滌過程為 血液+檸檬酸鈉→低速短時離心→吸出上層血漿→紅細(xì)胞+5倍體積生理鹽水→緩慢攪拌10min→低速短時離心→吸出上清液→反復(fù)洗滌直至上清液無黃色 思考:加入檸檬酸鈉有何目的?為什么要低速、短時離心?為什么要緩慢攪拌? 防止血液凝固;防止白細(xì)胞沉淀

7、;防止紅細(xì)胞破裂釋放出血紅蛋白。 思考:你有什么方法將紅細(xì)胞中的血紅蛋白釋放出來? 加入蒸餾水,用玻璃棒快速攪拌一段時間。 補(bǔ)充:加入蒸餾水后紅細(xì)胞液體積與原血液體積要相同。加入甲苯的目的是溶解細(xì)胞膜,有利于血紅蛋白的釋放和分離。此時,紅細(xì)胞破碎混合液中不僅含有血紅蛋白,而且還含有細(xì)胞破碎物、脂質(zhì)、甲苯有機(jī)溶劑等。怎樣除去這些雜質(zhì)呢?由于它們的密度不同,科學(xué)家采取了離心分離的方法: 紅細(xì)胞破碎混合液→中速長時離心(2000r/min×10min)→濾紙過濾除去脂質(zhì)→分液漏斗分離出血紅蛋白。 2.4如何除無機(jī)鹽離子和小分子有機(jī)物質(zhì)呢?。 透析。半透膜的選擇透過性,大分子物質(zhì)

8、不能通過半透膜,離子和小分子能夠通過半透膜。 在透析過程中,血紅蛋白溶液中的離子和小分子不斷通過半透膜擴(kuò)散進(jìn)入到pH=7的磷酸緩沖液中。 思考:為何使用pH=7的磷酸緩沖液?為什么緩沖液量遠(yuǎn)多于血紅蛋白溶液量? 維持血紅蛋白的正常特性。有利于雜質(zhì)分子充分地向外擴(kuò)散。 總結(jié):通過以上四個基本過程,紅細(xì)胞中的血紅蛋白就被提取出來。但其中還含有其他種類的蛋白質(zhì)分子(如呼吸酶等)。怎樣將雜蛋白與血紅蛋白分離開來呢?我們來研究蛋白質(zhì)提取和分離的第二個步驟――粗分離(凝膠色譜操作)。 2.5凝膠色譜分離蛋白質(zhì)包括:制作色譜柱、裝填色譜柱、樣品加入和洗脫。 根據(jù)教材圖5-19,說出制作色譜柱需要

9、的材料。 橡皮塞2個、打孔器、小刀、移液管、尼龍紗、尼龍網(wǎng)、玻璃管、尼龍管等。 色譜柱的制作過程:準(zhǔn)備材料→加工橡皮塞→安裝色譜柱 下面進(jìn)行第二步――凝膠色譜柱的裝填。請閱讀教材: 色譜柱的裝填過程。 步驟 操作要求 ① 操作要求 色譜柱垂直固定在支架上 ② 計算稱量凝膠 根據(jù)色譜柱體積計算凝膠用量 ③ 配制懸浮液 凝膠顆粒+蒸餾水→充分溶脹 凝膠顆粒+洗脫液→沸水浴 ④ 裝填懸浮液 一次性緩慢倒入;輕輕敲打 ⑤ 緩沖液洗滌平衡 立刻用磷酸緩沖液洗滌平衡12h 樣品加入和洗脫。其基本過程是: 調(diào)節(jié)緩沖液面→加入蛋白質(zhì)樣品→調(diào)節(jié)緩沖液面→洗脫→收集

10、分裝蛋白質(zhì) 至此,血紅蛋白即可得到粗分離。在整個操作過程中,應(yīng)當(dāng)注意以下事項(xiàng): (1)紅細(xì)胞的洗滌: 洗滌次數(shù)不能過少;低速、短時離心。 (2)凝膠的預(yù)處理: 沸水浴法時間短,還能除去微生物和氣泡 (3)色譜柱的裝填: 裝填盡量緊密,降低顆粒間隙;無氣泡;洗脫液不能斷流。 (4)色譜柱成功標(biāo)志:紅色區(qū)帶均勻一致地移動。 (三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評 (四)實(shí)例探究 (優(yōu)教提示:打開優(yōu)教習(xí)題課堂訓(xùn)練-《血紅蛋白的提取和分離》,使用互動答題卡,更快更便捷的掌握學(xué)生的知識學(xué)習(xí)情況)。 七、【課余作業(yè)】 1、你能描述血紅蛋白分離的完整過程嗎? 2、與其他真核細(xì)胞相比較,紅細(xì)胞有什么特點(diǎn)?這對你進(jìn)行蛋白質(zhì)的分離和提取有什么意義? 八、【教學(xué)體會】 本課題重在讓學(xué)生了解生物科學(xué)在蛋白質(zhì)領(lǐng)域的進(jìn)展,說明提取、分離高純度的蛋白質(zhì)的重要性和必要性,并學(xué)習(xí)一些蛋白質(zhì)分離和提取的基本技術(shù)。教師可以發(fā)揮學(xué)生的主動性,讓學(xué)生介紹當(dāng)前有關(guān)蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,然后指出本課題的學(xué)習(xí)意義,讓學(xué)生初步體會分離純化蛋白質(zhì)的過程和方法。 專心---專注---專業(yè)

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