课题3-血红蛋白的提取和分离.doc

专题5 DNA和蛋白质技术
课题3 血红蛋白的提取和分离的教学设计学案（第2课时）
四川省绵阳市普明中学 闫桂梅
一．教学目标：
（一）知识目标;
1.通过尝试对血液中血红蛋白的提取和分离，使学生能够体验从复杂体系中提取生物大分子的基本过程和方法。
2.了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理，为今后学习运用这些技术打下基础。
(二) 能力目标：
体验对血液中血红蛋白的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）情感目标：通过本课题的学习学生可以体会从复杂体系中获取生物大分子的基本思路，初步形成科学的思维方式，进而培养学生的学科素养。
二．教学重点和难点：
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。
三．课前准备：多媒体课件，视频
四．教学课时:2课时
五．教学方法：教师的启发、学生的自主探究、小组讨论相结合
六．教学过程设计：
[一]．情景导入：
上节课我们学习了血红蛋白的提取和分离的“基础知识”部分，这节课我们继续学习血红蛋白的提取和分离的“实验操作“
[二].自主预习并完成下列填空:
实验操作的基本步骤： 、 、 、 。
（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 。
③所用洗涤液：是五倍体积的 （质量分数为0.9%的 溶液）。
④缓慢搅拌，采用低速短时间离心。
⑤洗涤干净的标准是上清液没有 。
（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。
（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、过滤、静置。
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： 。
③红色透明液体： 。 ④暗红色沉淀层： 。
过滤——除去 和脂溶性物质沉淀层
静置——分出下层的红色透明液体，即血红蛋白溶液层
（3）分离血红蛋白溶液：方法——离心、过滤、静置。
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： 。
③红色透明液体： 。 ④暗红色沉淀层： 。
过滤——除去 和脂溶性物质沉淀层
静置——分出下层的红色透明液体，即血红蛋白溶液层
（4）透析：
①方法：取1 mL血红蛋白溶液装入 ，将透析袋放入盛有300 mL物质的量浓度为20 mmol/L的 （pH为7）中，透析12 h。
②目的：去除样品中 。
③原理：透析袋能使 自由进出，而将 物质保留在袋内。
（二）凝胶色谱操作
（1）凝胶色谱柱的制作
制作步骤： 。
（2）凝胶色谱柱的装填
①材料：实验所用凝胶是 。
②方法：凝胶用 充分溶胀后，配成凝胶悬浮液，一次性缓慢倒入色谱柱内。不能有 存在。然后用300 mL物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液充分洗涤平衡12 h，使凝胶装填 。
（3）样品的加入和洗脱
使吸管管口沿管壁将样品缓慢加入色谱柱内，不要破坏 。待红色的蛋白质接近色谱柱低端时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，
[四]典例分析:
下图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请据图分析回答下列问题：
(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有________功能。
(2)甲装置用于________，目的是去除样品中___________的杂质，图中A是_____________。B是______________溶液。
(3)用乙装置分离蛋白质的方法叫__________________，是根据__________________分离蛋白质的有效方法。
(4)乙装置中，C是______________，其作用是_________________________________。
(5)用乙装置分离血红蛋白时，待________________________________________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集，图中试管序号表示收集的先后。经检测发现，试管②和试管⑤中蛋白质含量最高，则试管⑤中的蛋白质相对分子质量比血红蛋白________(填“大”或“小”)。
[五]反馈练习：
1．将处理破裂后的红细胞混合液以2 000 r/min的速度离心10 min后，离心管中的溶液分为四层，从上到下的顺序依次是
A．血红蛋白、甲苯层、脂质物质层、细胞破碎物沉淀层
B．甲苯层、细胞破碎物沉淀层、血红蛋白、脂质物质层
C．脂质物质层、血红蛋白、甲苯层、细胞破碎物沉淀层
D．甲苯层、脂质物质层、血红蛋白、细胞破碎物沉淀层
2．在蛋白质的提取和分离实验中，下列对样品的处理过程中，正确的是
A．洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐
B．洗涤时离心速度过小，时间过短，白细胞等会沉淀，达不到分离的效果
C．透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质
D．洗涤过程选用0.1%的生理盐水
3．下列关于血红蛋白提取和分离的过程及原理叙述，正确的是
A．红细胞洗涤使用5倍体积的蒸馏水，直到离心后上清液不呈现黄色为止
B．为了防止血液凝固，应在采血器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠
C．利用0.9%的NaCl对血红蛋白溶液透析12小时，可以去除小分子杂质
D．在凝胶柱中加入蛋白样品后即可连接缓冲溶液洗脱瓶进行洗脱和收集样品
4．镰刀型细胞贫血症是一种由基因突变引起的遗传病，患者的红细胞是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。某科学兴趣小组计划从血红蛋白的成分是否变化来开展研究性学习。下列是该小组成员获得纯度很高的血红蛋白的实验过程，不正确的一项是
A．对红细胞进行洗涤，在加入蒸馏水和甲苯使红细胞破裂释放出血红蛋白后，将混合液静置一段时间后分层获得血红蛋白溶液
B．将血红蛋白溶液装入透析袋中透析，可达到粗分离的目的
C．利用凝胶色谱操作对血红蛋白进行纯化
D．使用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳法进行纯度鉴定，以获得纯度很高的血红蛋白
5．红细胞内含有大量血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他哺乳动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。请回答下列有关问题：
（1）血红蛋白的提取和分离一般可分为四步：________、粗分离、纯化和________。
（2）实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行处理、离心后，收集血红蛋白溶液。以上所述的过程即是样品处理，它包括红细胞的洗涤、____________________、____________________。
（3）收集的血红蛋白溶液要进行粗分离，其方法是________。然后通过___ _____将样品进一步纯化，最后经__ ______进行纯度鉴定。
（4）如图是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品加入和洗脱示意图。请据图回答下列问题。
①在加样品示意图中，正确的顺序是___________ ________。
②用吸管加样品时，应注意正确操作，分别是_________ _____、________ ______、_____________ __。
③待____ ____________时，才加入缓冲溶液。
④待__ ______接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每________mL收集一管，连续收集。

血红蛋白的提取和分离第2课时参考答案
自主预习的答案：
二．样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定
（一）（1）①去除杂蛋白 ②柠檬酸钠 ③生理盐水 NaCl ④黄色。
（2）蒸馏水和甲苯
（3）①甲苯层 ②脂溶性物质沉淀层 ③血红蛋白溶液层
④红细胞破碎物沉淀 甲苯
（4）①透析袋 磷酸缓冲液 ②分子量较小的杂质 ③小分子 大分子
（二）（1）打孔→挖穴→安管→覆网→纱包→插管。
（2）①交联葡聚糖凝胶 ②蒸馏水 气泡 紧密 （3）凝胶面
典例分析的答案：
(1)运输　 (2)透析(粗分离)　相对分子质量较小　磷酸缓冲液　血红蛋白　
(3)凝胶色谱法　相对分子质量的大小　 (4)磷酸缓冲液　洗脱血红蛋白　
(5)红色的蛋白质接近色谱柱底端　小
反馈练习的答案：
1D 2C 3B 4A
5．（1）样品处理 纯度鉴定 （2）血红蛋白的释放 分离血红蛋白溶液
（3）透析 凝胶色谱法 SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳
（4）①④→①→②→③
②不能破坏凝胶面 贴着管壁加样 使吸管管口沿管壁环绕移动
③样品完全进入凝胶层 ④红色的蛋白质 5

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