【精品】高二生物人教版选修一课下能力提升：(十四) 血红蛋白的提取和分离含解析
【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。
新人教版生物选修1课题3《血红蛋白的提取和分离》word学案
新人教版生物选修1课题3《血红蛋白的提取和分离》word 学案【课题目标】本课题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差不多过程和方法，并了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的差不多原理，为今后学习运用这些技术打下基础。
【课题重点与难点】课题重点：凝胶色谱法的原理和方法。
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。
【导学诱思】摸索1：分离生物大分子的差不多思路是什么？摸索2：蛋白质的分离和提取的原理是什么？摸索3： 高温灭菌和酒精灭菌分别利用蛋白质的何种作用，作用结果是什么被破坏？摸索4：人们用鸡的红细胞提取DNA ，用人的红细胞提取血红蛋白的缘故是什么？一、基础知识：㈠ 凝胶色谱法（分配色谱法）：1、概念：依照被分离蛋白质的 ，利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用，来分离蛋白质的有效方法。
2、原理：当不同的蛋白质通过凝胶时，相对 的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程 ，移动速度 ，而 的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在 移动，路程 ，移动速度 ，相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。
3、具体过程：A. 的蛋白质由于 作用进入凝胶颗粒内部而被滞留； 的蛋白质被排阻在凝胶颗粒别处，在了里之间迅速通过。
颗相对量较相对量较（1）（2） （3） （4） （5） B AB.（1） 混合物上柱；（2）洗脱开始， 的蛋白质扩散进入凝胶颗粒内； 的蛋白质被排阻于凝胶颗粒之外；（3） 的蛋白质被滞留； 的蛋白质被向下移动。
（4） 不同的蛋白质分子完全分开；（5） 的蛋白质行程较短，已从 中洗脱出来， 的蛋白质还在行进中。
㈡ 缓冲溶液：1、概念：在一定的范畴内，能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释不引起溶液PH 发生明显变化的作用叫做缓冲作用，具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。
2、作用：能够抵制 的对溶液的 的阻碍，坚持PH 差不多不变。
3、缓冲溶液的配制通常由 种缓冲剂溶解于水中配制而成。
人教版高二生物选修一专题五课题3《血红蛋白的提取和分离》教学设计(共1课时)
- 题型：请描述血红蛋白的提取和分离实验操作步骤。
- 答案：血红蛋白的提取和分离实验操作步骤包括动物组织的研磨、离心、层析等。首先将动物组织研磨成匀浆，然后通过离心将细胞成分分离，最后通过层析进一步分离血红蛋白和其他蛋白。
3. 血红蛋白的提取和分离实验结果分析
- 题型：请分析血红蛋白的提取和分离实验结果。
5. 实践情景：血红蛋白的模拟与设计
- 引导学生了解血红蛋白的模拟与设计在材料科学领域的应用，如血红蛋白纳米材料、血红蛋白生物材料等。
6. 实践情景：血红蛋白的抗氧化作用
- 引导学生了解血红蛋白的抗氧化作用在生物医学领域的应用，如抗氧化药物的制备、抗氧化保健品的研究等。
7. 实践情景：血红蛋白的环保应用
教学目标
教学目标：
1. 理解血红蛋白的提取和分离的实验原理，如离心、层析等。
2. 掌握血红蛋白的提取和分离的实验操作步骤，例如，如何进行动物组织的研磨、如何进行离心等。
3. 能够运用血红蛋白的提取和分离的实验结果来分析血红蛋白的功能和性质，例如，如何通过实验结果来分析血红蛋白的氧结合能力。
4. 培养学生的实验探究力和科学素养，例如，如何设计实验、如何分析实验结果等。
- 引导学生了解血红蛋白的环保应用在环境科学领域的应用，如重金属离子检测、环境污染治理等。
8. 实践情景：血红蛋白的能源应用
- 引导学生了解血红蛋白的能源应用在能源领域的应用，如燃料电池、光合作用模拟等。
9. 实践情景：血红蛋白的生物信息学
- 引导学生了解血红蛋白的生物信息学在生物信息学领域的应用，如蛋白质结构预测、基因序列分析等。
10. 实践情景：血红蛋白的生物工程
- 引导学生了解血红蛋白的生物工程在生物工程领域的应用，如组织工程、细胞工程等。
人教版高二生物选修一《课题3血红蛋白的提取和分离》说课稿
人教版高二生物选修一《课题3血红蛋白的提取和分离》说课稿一、课题背景和意义《课题3血红蛋白的提取和分离》是人教版高二生物选修一的教材内容之一。
通过本课题的学习，学生将了解血红蛋白的结构和功能，掌握血红蛋白的提取和分离方法，并通过实验观察、分析和总结来提高科学实验的能力和科学素养。
血红蛋白是人体内重要的生物分子之一，它作为氧气的载体，参与了身体各个器官和组织细胞的呼吸过程。
因此，对血红蛋白的研究对于了解人体的生理和病理过程具有重要意义。
二、教学目标1.知识目标：–掌握血红蛋白的结构及其功能。
–了解血红蛋白的提取和分离方法。
2.能力目标：–学会使用实验仪器和设备进行实验操作。
–培养观察、分析和总结实验结果的能力。
3.情感目标：–培养学生对科学实验的兴趣和热爱。
–培养学生的合作意识和团队精神。
三、教学重点和难点教学重点： - 血红蛋白的结构和功能。
- 血红蛋白的提取和分离方法。
教学难点： - 血红蛋白的分离方法的操作和技巧。
四、教学内容与过程1. 血红蛋白的结构和功能血红蛋白是由四个亚基（两个α链和两个β链）组成的复合蛋白，每个亚基中存在着一个带有铁元素的血红素分子。
血红蛋白的主要功能是运输氧气到身体各组织。
2. 血红蛋白的提取和分离方法血红蛋白的提取和分离可以使用离心、色谱层析等方法。
2.1 离心法离心法是一种将混合物中的不同成分分离的常用方法之一。
在此实验中，我们使用离心机将血液样品进行离心，以将血红蛋白与其他成分分离。
2.2 色谱层析法色谱层析法是一种将混合物中的不同成分通过吸附和洗脱分离的方法。
在此实验中，我们使用色谱层析纸将血红蛋白分离。
3. 实验操作步骤步骤一：准备血液样本•取一小量新鲜血液，放入离心管中。
步骤二：使用离心机分离血红蛋白•将离心管放入离心机中进行离心，分离血红蛋白。
步骤三：制备色谱层析纸•将色谱层析纸剪成适当大小的条状。
步骤四：将分离的血红蛋白样品滴于色谱层析纸上•使用滴管将离心分离的血红蛋白样品滴于色谱层析纸上。
(优选)人教版高中生物选修一血红蛋白的提取和分离
你认为在血红蛋白整个实验中用的缓 冲液是什么？目的是什么？
本实验使用的是磷酸缓冲液，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）和科学研究（活性）。
（三）电泳
1、概念：指带电粒子在电场作用下发生迁移过程。 2、原理： ①许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有 可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上 正电或负电。
思考
在提取血红蛋白实验中用的缓冲液是什么？ 它的目的是什么？
使用的是磷酸缓冲液，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。
思考
你能从凝胶色谱的分离原理分析为什么凝胶 的装填要紧密、均匀吗？
如果凝胶装填得不够紧密、均匀，就会在色 谱柱内形成无效的空隙，使本该进入凝胶内部的 样品分子从这些空隙中通过，搅乱洗脱液的流动 次序，影响分离的效果。
1.调液面
样品的加入和洗脱
2.加样 3.再调液面
4.洗脱
缓冲液
凝胶
5.收集
注意事项
1.红细胞的洗涤： 洗涤次数不能过少；低速、短时离心。 2.色谱柱的装填： 装填尽量紧密，降低颗粒间隙；无气泡；洗脱液 不能断流。 3.凝胶的预处理： 沸水浴法时间短，还能除去微生物和气泡 4.色谱柱成功标志：红色区带均匀一致地移动。
血红蛋白的分离和提取
血红蛋白的分离和提取血红蛋白是一种存在于红细胞中的重要蛋白质，它负责运输氧气到身体的各个部位。
对于血红蛋白的分离和提取，无论是在医学研究、疾病诊断还是生物技术领域，都具有重要的意义。
要进行血红蛋白的分离和提取，首先需要了解它的基本性质。
血红蛋白由珠蛋白和血红素组成，相对分子质量约为 64500，等电点在 7 左右。
准备工作是必不可少的。
我们需要新鲜的血液样本，通常可以从健康的志愿者或者实验动物身上获取。
采集到血液后，要尽快进行处理，以防止血红蛋白的变性和降解。
第一步是红细胞的分离。
将采集到的血液加入抗凝剂，如肝素或柠檬酸钠，然后通过离心的方法，将红细胞从血浆中分离出来。
离心的速度和时间需要根据具体情况进行调整，一般来说，以较低的转速离心一段时间，就可以使红细胞沉淀在离心管的底部。
得到红细胞后，接下来就是裂解红细胞以释放出血红蛋白。
常用的方法是低渗裂解法，将红细胞置于低渗溶液中，如蒸馏水，红细胞会因为吸水而膨胀破裂，释放出其中的内容物，包括血红蛋白。
然后是去除杂质。
裂解后的溶液中含有大量的其他细胞成分和杂质，需要通过过滤、离心等方法进行去除。
例如，可以再次离心，使较大的细胞碎片沉淀下来，然后取上清液。
接下来就是血红蛋白的初步分离。
常用的方法有盐析法。
向溶液中逐渐加入适量的中性盐，如硫酸铵，随着盐浓度的增加，蛋白质的溶解度会逐渐降低而沉淀出来。
不同的蛋白质在不同的盐浓度下沉淀，通过控制盐的浓度，可以初步分离出血红蛋白。
经过初步分离后，还需要进一步的纯化。
层析法是常用的手段之一。
比如凝胶过滤层析，根据蛋白质分子大小的不同进行分离；离子交换层析，依据蛋白质的带电性质差异来分离。
在分离和提取的过程中，要始终注意保持适当的温度、pH 值等条件。
温度过高或过低、pH 值不适宜都可能导致血红蛋白的变性和失活。
另外，实验过程中的操作要规范、细致，尽量减少人为因素造成的误差和损失。
例如，在转移溶液时要避免洒出，使用的仪器要经过严格的清洗和消毒。
新人教高二生物下册《血红蛋白的提取和分离》知识梳理
新人教高二生物下册《血红蛋白的提取和分离》知识梳理不定期的对知识点进行归纳总结，有利于知识点的把握，查字典生物网给大伙儿编辑了血红蛋白的提取和分离知识梳理，供大伙儿参考复习。
一、基础知识:1 、分离生物大分子的差不多思路是什么?2 、不同蛋白质的特性在哪些方面存在差异?3 、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?4 、什么缘故不用鸡的血红细胞而用人的血红细胞作为实验材料?5 、用什么方法分离相对分子质量不同的蛋白质?凝胶色谱法㈠凝胶色谱法(分配色谱法)：1、什么是凝胶?2、什么是凝胶色谱法?学生活动2:3、凝胶色谱法的原理是什么?4、请用自己的话总结出凝胶色谱法分离相对分子质量不同蛋白质的具体过程。
1 、什么是缓冲液?2、缓冲液的作用是什么?学生活动3:3、缓冲液是如何配置的?你所学过的人体血液的缓冲液有哪些?4、本实验加的是什么缓冲液?为何要加缓冲液?(二)、缓冲溶液1 、什么是电泳?2、阻碍电泳迁移速度的因素有哪些?学生活动4:4、电泳分离各种分子的原理是什么?(三)、电泳3、如何排除电荷对电泳迁移速度的阻碍?5 、请描述电泳的过程?电泳检测结果二、实验操作蛋白质的提取和分离一样分为四步：(1)样品处理：包括洗涤红细胞;血红蛋白稀释;离心等操作收集到的血红蛋白溶液。
(2)粗分离：透析除去分子较小的杂质。
(3)纯化：通过凝胶色谱法将分子量较大的杂质蛋白质除去。
(4)纯度鉴定：通过聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定。
(一)样品处理1、红细胞的洗涤：目的是去除杂蛋白。
要加入柠檬酸钠防止血液凝固;离心将血液分层，用胶头吸管吸出黄色血浆;用生理盐水洗涤。
2、血红蛋白的开释：在蒸馏水和甲苯作用下，红细胞破裂开释3、分离血红蛋白溶液：离心分层;滤纸过滤去除脂溶性沉淀层;分液漏斗分出红色透亮液体。
4、透析：装入透析袋并置于磷酸缓冲液中(PH为7.0)透析。
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血红蛋白的提取与分离
血红蛋白的提取与分离血红蛋白是一种蛋白质，在红细胞中起着重要的运输氧气的作用。
血红蛋白结构复杂，可通过一系列的步骤进行提取和分离。
这篇文章将介绍血红蛋白的提取和分离过程。
1. 血红蛋白的提取血红蛋白的提取过程包括以下步骤：1.1 血液采集首先需要从供血者身体中采集血液。
在采集血液时需要使用无菌器材严格遵守卫生规范。
血液可以采用多种方式进行采集，如静脉采血或分离血浆和细胞等。
1.2 红细胞的分离红细胞是血液中含有血红蛋白的细胞，因此需要将其与其他细胞分离。
在现代分离技术中，离心、红细胞沉降法和滤纸法等都常用来分离红细胞。
1.3 血红蛋白的裂解在裂解血红蛋白之前，需要将红细胞中的膜蛋白和其他组分去除。
这个步骤可以通过再次采用离心、收集上清液的方式实现。
在获得裂解所需的含血红蛋白物质后，可以按照裂解液的pH值或添加特殊的裂解试剂来进行裂解。
1.4 血红蛋白的提取经过裂解后的血红蛋白可用于纯化和分离。
可以通过离心分离、色谱分离、电泳分离等方法来提取和分离血红蛋白。
2. 血红蛋白的分离对血红蛋白的分离过程包括以下步骤：2.1 血红蛋白的纯化纯化是分离血红蛋白的关键步骤，其目的是去除其他干扰因素，纯化血红蛋白。
可采用离心、柱层析、凝胶过滤等技术来实现血红蛋白的纯化。
2.2 血红蛋白的检测将提取和纯化得到的血红蛋白进行检测，以确保获得的血红蛋白的纯度。
检测过程中可以采用紫外吸收光谱法、电泳法等方法进行检测。
3.血红蛋白的提取和分离是一项关键的技术，在医疗和科研领域得到了广泛的应用。
这些步骤通常需要复杂的实验流程和严谨的实验技术，因此需要实验人员在实验过程中严格遵守相关的操作规范和安全注意事项，以确保实验的准确性和安全性。
2018-2019学年高二生物人教版选修一课下能力提升：(十四) 血红蛋白的提取和分离含答案解析
课下能力提升（十四）血红蛋白的提取和分离【基础题组】1．下列有关凝胶色谱法的叙述，错误的是()A．凝胶色谱法是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法B．目前经常使用的凝胶有交联葡聚糖、聚丙烯酰胺和琼脂糖等C．大分子物质后被洗脱出来，小分子物质先被洗脱出来D．凝胶色谱法的原理是不同大小的分子所经的路径不同而得以分离解析：选C相对分子质量较小的蛋白质由于扩散作用进入凝胶颗粒内部而使其所经过的路程较长；相对分子质量较大的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。
因此，大分子物质先被洗脱出来，小分子物质后被洗脱出来。
2．下列有关缓冲溶液的说法，错误的是()A．缓冲溶液能够抵制外界任何酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变B．缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成C．调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲溶液D．生物体内的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的解析：选A缓冲溶液通常由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范围内使用的缓冲溶液；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，超过一定范围，缓冲溶液就起不到这样的作用了。
3．(2018·福建名校月考)下列有关提取和分离血红蛋白的叙述，错误的是()A．样品的处理就是通过一系列操作收集血红蛋白溶液的过程B．通过透析可以去除样品中分子质量较大的杂质，此为样品的粗分离C．可通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化D．可通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度解析：选B透析是通过半透膜使样品中较小的分子透过到膜外，因此通过透析可以去除样品中分子质量较小的杂质，此为样品的粗分离。
4．下列有关凝胶色谱操作的叙述，错误的是()A．干的凝胶要用蒸馏水充分溶胀后，才能装填B．在装填凝胶色谱柱时，不得有气泡产生C．在装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管先打开后关闭D．在样品洗脱过程中，不能让洗脱液流干解析：选C在装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管应始终打开。
人教版高中生物选修一专题课题血红蛋白的提取和分离课件文稿演示
相关链接
为什么有的血管是蓝色的？
携氧的血是鲜红色的，当你被 划伤时，你看到的是鲜红的携氧血。
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
简答题
1.人们用鸡的红Βιβλιοθήκη 胞提取DNA，用人(猪、牛、 羊）的红细胞提取血红蛋白的原因是什么？
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。
缓冲溶液
概念：在一定的范围内，能对抗外来少量强酸、 强碱或稍加稀释不引起溶液PH发生明显变化 的作用叫做缓冲作用，具有缓冲作用的溶液叫 做缓冲溶液。
缓冲溶液的配制
缓冲溶液通常由1~2种 缓冲剂溶解于水中配制而成。
教材习题答案
1.凝胶色谱法分离蛋白质的原理是怎样的？
答：凝胶色谱法也称为分配色谱法，它是 根据分子量的大小分离蛋白质的方法之一。
所用的凝胶实际上是一些微小的多孔球体， 这些小球体大多数是由多糖类化合物构成，小 球体内部有许多贯穿的通道，当一个含有各种 分子的样品溶液缓慢流经时，各分子在色谱柱 内进行两种不同的运动，即垂直向下的运动和 无规则的扩散运动。
此外，凝胶本身具有三维网状结构，相对分 子质量大的分子通过这种网状结构，相对分子质 量大的分子通过这种网状结构上的空隙时阻力大， 而相对分子质量小的分子通过时阻力小，因此不 同分子量的蛋白质分子可以获得分离。
血红蛋白的分离和提取
血红蛋白的分离和提取血红蛋白是人体内一种极其重要的蛋白质，负责运输氧气到身体的各个部位。
对血红蛋白的分离和提取，不仅有助于我们深入了解其结构和功能，还在医学诊断、疾病研究以及生物制药等领域具有重要意义。
要进行血红蛋白的分离和提取，首先得准备好相应的材料和试剂。
新鲜的血液是必不可少的，通常可以从健康的志愿者或动物身上获取。
此外，还需要一系列的化学试剂，如磷酸盐缓冲液、生理盐水、抗凝剂等等，以及各种实验仪器，如离心机、分光光度计、电泳设备等。
在实际操作中，第一步是采集血液样本。
为了防止血液凝固，需要在采集过程中加入适当的抗凝剂。
采集后的血液要尽快进行处理，以保证血红蛋白的活性和完整性。
接下来就是红细胞的分离。
这通常通过离心的方法实现。
将采集到的血液放入离心机中，以适当的转速和时间进行离心。
由于红细胞的密度较大，会沉淀在离心管的底部，而上层则是血浆和白细胞等成分。
小心地吸取上层液体，留下沉淀的红细胞。
然后，对红细胞进行裂解，以释放出其中的血红蛋白。
这可以通过加入低渗溶液来实现。
低渗溶液会使红细胞的细胞膜破裂，从而释放出细胞内的物质，包括血红蛋白。
裂解后的混合物中含有大量的杂质，需要进一步的纯化处理。
纯化血红蛋白的方法有多种，常见的有盐析法、凝胶过滤法和离子交换层析法等。
盐析法是利用不同蛋白质在不同盐浓度下溶解度的差异，来分离和纯化蛋白质。
在血红蛋白的纯化中，可以逐渐增加盐的浓度，使其他杂质蛋白沉淀，而血红蛋白则留在溶液中。
凝胶过滤法是根据蛋白质分子大小的不同来进行分离的。
将裂解后的混合物通过装有特定凝胶的层析柱，大分子的蛋白质先被洗脱出来，小分子的则后洗脱，从而实现血红蛋白与其他小分子杂质的分离。
离子交换层析法则是基于蛋白质的带电性质进行分离。
选择合适的离子交换树脂，使血红蛋白能够与树脂结合，而其他杂质蛋白则不结合或结合较弱。
通过改变洗脱液的离子强度或 pH 值，将血红蛋白洗脱下来，达到纯化的目的。
在整个分离和提取过程中，每一步操作都需要严格控制条件，如温度、pH 值、离子强度等，以确保血红蛋白的活性和纯度。
血红蛋白的提取与分离
②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。
•1.洗涤目的：去 红细胞的洗涤 杂蛋白 除 ，利于后 或血浆蛋白 2.洗涤方法 续步骤的分离纯化。
采用低速短时间离心，如 500 用 胶头吸管 r／min,离心 2 min，然后
离 心 管 中 ， 以 2000 r ／
min的速度离心10min后，
可以明显看到试管中的溶
液分为4层：
高速长时间离心
第4层：红细胞破碎物沉淀 层（暗红色）
用 滤纸 过滤除去脂溶性 沉淀层，于 分液 漏斗中
静置片刻后，分出下层 的 红色 透明液体。
粗分离
--透析（去除分子质量较
小
的杂质）
取1mL的血红蛋白溶液装入 透 （pH为7.0 ）透析12 h。
A. 它们都是分离蛋白质的重要方法 B. 它们的原理相同不同
)
C. 使用凝胶色谱法需要使用缓冲溶液而电泳不需要 都需要使用缓冲溶液维持PH D. 以上说法都正确
实验步骤
蛋白质的提取和分离一般分为四步：
样品处理
红细胞的洗涤 血红蛋白的释放 分离血红蛋白溶液
透析—去除样品中分子量较小的杂质
粗分离
纯化 用凝胶色谱法除去相对分子质量较大的杂质
合物，SDS所带负电荷的量大大超过蛋白质分子原有的
电荷量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差异，使电泳
迁移率完全由蛋白质分子的大小决定。
例题5.下列各项中不属于电泳使样品中各分子分离的
原因的是( D )
A.分子带电性质的差异
B.分子的大小 C.分子的形状 D.分子的变性温度
高二生物人教版选修1课件5.3 血红蛋白的提取和分离
血液组成成分 阅读思考： 血浆 血细胞 1. 血液由 ______ 和________两部分组成。
2. 血细胞中_______ 红细胞 细胞数量最多，细胞的含量最 血红蛋白 高的有机化合物是 _____________。 条β -肽链 构 2条α-肽链 3. 该化合物是由 _____________ 和2 ____________ 成的，其中每个亚基中都含有一个能与O2和 亚铁血红素 CO2结合的 ______________________基团。
2）材料：凝胶
凝胶是微小的多孔性球体，如葡聚糖或琼脂糖。 内部有许多贯穿的通道.
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。
2．凝胶电泳法： 电泳：带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程 1）原理： 不同蛋白质的带电性质（正电荷或负电荷）、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：蛋白质为什么带有电荷？ 在一定的PH下，蛋白质可解离的基团会带上电荷
人教版选修1
专题5 DNA和蛋白质技术
课题3 血红蛋白的提取和分离
一、基础知识：
（一）蛋白质提取和分离原理
（二）蛋白质提取和分离的方法
1、凝胶色谱法：又称分配色谱法
2、电泳法
（三）缓冲溶液
二、实验操作－－实验步骤 样品处理 和粗分离 血液组成成分
1.洗 涤 红 细 胞 纯 化 2.释放血红蛋白
3.分离血红蛋白 纯度鉴定 4.透析血红蛋白
2、凝胶色谱柱的装填
材料：交联葡聚糖凝胶G-75 20mmol/L磷酸缓冲液 “G”表示什么？75代表什么？
高中生物人教版选修一血红蛋白的提取与分离
聚丙烯酰胺凝胶电泳装置 及其原理示意图
（2）电泳方法步骤
1)根据厂家说明书安装电泳用的玻璃板
2）SDS—聚丙烯酰胺凝胶制备
① SDS-聚丙烯酰胺分离胶制备 用去离子水4.6 mL，30%的丙烯酰胺2.7
mL，1.5mol、pH 8.8的Tris缓冲液2.5 mL， 10%的SDS 0.1 mL，10%的过硫酸胺0.1 mL， TEMED 0.006mL，混合均匀，迅速灌注在两玻 璃板的间隙中间，要留出灌注浓缩胶所需空间 (梳子的齿长再加0.5 cm)，再在胶液面上小心 注入一层水（约高2—3 mm），以阻止氧气进 入凝胶溶液。
1、概念：指带电粒子在电场的作用下发生 迁移的过程。
2、原理：许多重要的生物大分子，如 （多肽、核酸）等都具有( 可解离的基团 ) 在( 一定的PH )下，这些基团会带上 （正电或负电） 。在电场的作用下，这些 带电分子会向着与其（ 所带电荷相反的 ） 电极移动。电泳利用了待分离样品中各种
分子（ 带电性质的差异 ）以及分子本身
的凝胶浸泡于（蒸馏水）中充分溶胀后， 配成（ 凝胶悬浮液 ）。
（3）凝胶色谱柱的装填方法
①固定：将色谱柱垂直固定在支架上。
②装填： 将（ 凝胶悬浮液 ）一次性的缓慢
倒入（ 色谱柱）内，装填时轻轻敲动色 谱柱，使凝胶填装均匀。
注意：凝胶装填时尽量紧密，以降低凝胶 颗粒之间的空隙。装填凝胶柱时不能有气 泡存在：因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质 的洗脱次序，降低分离效果。
第1层（最上层）： （无色透明）甲苯层
第2层（中上层）： （ 脂溶性物质 ）的沉淀层， （白 ）色薄层固体
第3层（中下层）： （血红蛋白）的水溶液层 （红色透明）的液体
第4层（最下层）： 其它杂质（ 暗红色 ）的沉淀层
血红蛋白的提取和分离
本课题学习要点和难点
体验从复杂体系中提取生物大分子旳基本过 程和措施，并了解色谱法、电泳法等分离生 物大分子旳基本原理。
3、课题要点：凝胶色谱法旳原理和措施 4、课题难点：
①样品旳预处理 ②色谱柱填料旳处理和色谱柱旳装填。
2023年4月14日宣告人类基因组序列图完毕，这标志着进入了后基因组和蛋 白质组时代
2、你装填旳凝胶色谱柱是否有气泡产生？你旳色谱 柱装填得成功吗？你是怎样判断旳？
因为凝胶是一种半透明旳介质，所以能够在凝胶柱旁放一支与 凝胶柱垂直旳日光灯，检验凝胶是否装填得均匀。另外，还能够 加入大分子旳有色物质，例如蓝色葡聚糖—2023或红色葡聚糖， 观察色带移动旳情况。假如色带均匀、狭窄、平整，阐明凝胶色 谱柱旳性能良好。假如色谱柱出现纹路或是气泡，轻轻敲打柱体 以消除气泡，消除不了时要重新装柱。
血红蛋白的提取和分 离
本课题学习目的
体验从复杂体系中提取生物大分子旳基本过 程和措施，并了解色谱法、电泳法等分离生 物大分子旳基本原理。
1、主要概念：①凝胶色谱法 ②电泳法 ③缓冲溶液 ④ 它们在血红蛋白旳提取中分别起到什么作用。
2. 主要原理：
①凝胶色谱法分离蛋白质旳原理
②电泳法分离样品旳原理
③缓冲溶液旳构成和作用机理
④洗脱：小心加入pH=7.0 旳20mmol/l旳磷酸缓冲液到合 适高度，连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口进行洗脱。
⑤搜集：待红色旳蛋白质接近色谱柱底端时，用试管搜集流 出液，每5ml搜集一试管，连续搜集。（在分离过程中，假如 红色区带均匀一致旳移动，阐明色谱柱制作成功）
⑥注意：正确旳加样操作：1、不要触及并破坏凝胶面。2、 贴壁加样。3、使吸管管口沿管壁围绕移动。
装配好旳凝胶柱
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课下能力提升（十四）血红蛋白的提取和分离【基础题组】1．下列有关凝胶色谱法的叙述，错误的是()A．凝胶色谱法是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法B．目前经常使用的凝胶有交联葡聚糖、聚丙烯酰胺和琼脂糖等C．大分子物质后被洗脱出来，小分子物质先被洗脱出来D．凝胶色谱法的原理是不同大小的分子所经的路径不同而得以分离解析：选C相对分子质量较小的蛋白质由于扩散作用进入凝胶颗粒内部而使其所经过的路程较长；相对分子质量较大的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。
因此，大分子物质先被洗脱出来，小分子物质后被洗脱出来。
2．下列有关缓冲溶液的说法，错误的是()A．缓冲溶液能够抵制外界任何酸和碱对溶液pH的影响，维持pH基本不变B．缓冲溶液通常由1～2种缓冲剂溶解于水中配制而成C．调节缓冲剂的使用比例就可以制得在不同pH范围内使用的缓冲溶液D．生物体内的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的解析：选A缓冲溶液通常由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范围内使用的缓冲溶液；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，超过一定范围，缓冲溶液就起不到这样的作用了。
3．(2018·福建名校月考)下列有关提取和分离血红蛋白的叙述，错误的是()A．样品的处理就是通过一系列操作收集血红蛋白溶液的过程B．通过透析可以去除样品中分子质量较大的杂质，此为样品的粗分离C．可通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样品的纯化D．可通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血红蛋白的纯度解析：选B透析是通过半透膜使样品中较小的分子透过到膜外，因此通过透析可以去除样品中分子质量较小的杂质，此为样品的粗分离。
4．下列有关凝胶色谱操作的叙述，错误的是()A．干的凝胶要用蒸馏水充分溶胀后，才能装填B．在装填凝胶色谱柱时，不得有气泡产生C．在装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管先打开后关闭D．在样品洗脱过程中，不能让洗脱液流干解析：选C在装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管应始终打开。
5．下列关于血红蛋白提取和分离的过程及原理的叙述，正确的是()A．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B．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C．利用质量分数为0.9%的NaCl溶液对血红蛋白溶液透析12 h，可以去除小分子杂质D．在凝胶色谱柱中加入蛋白质样品后即可连接缓冲液洗脱瓶进行洗脱和收集样品解析：选A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；红细胞洗涤时应该用生理盐水，不能用蒸馏水；将血红蛋白溶液通过透析进行粗分离时应该用磷酸缓冲液，不能用质量分数为0.9%的NaCl溶液；在凝胶色谱柱中加入蛋白质样品后，要使样品完全进入凝胶层，关闭下端出口，小心加入缓冲液到适当高度后才可连接缓冲液洗脱瓶进行洗脱。
6．在蛋白质的提取和分离中，对于样品的处理过程的分析正确的是()A．洗涤红细胞的目的是除去血浆中的葡萄糖、无机盐B．洗涤时离心速度过慢，时间过短，白细胞等会沉淀，达不到分离的效果C．洗涤过程选用质量分数为0.1%的NaCl溶液D．透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质解析：选D洗涤红细胞的目的主要是除去血浆中的蛋白质；洗涤时离心速度过快，时间过长，会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果；洗涤过程用到的是质量分数为0.9%的NaCl溶液。
7．下列说法错误的是()A．血红蛋白释放时，加蒸馏水到原血液的体积，再加40%体积的甲苯，充分搅拌10 min，红细胞破裂释放出血红蛋白B．血红蛋白溶液离心后分为4层，第一层为白色薄层固体C．血红蛋白溶液离心后分为4层，第四层为暗红色沉淀物D．血红蛋白溶液离心后分为4层，第三层为红色透明层解析：选B用生理盐水洗涤好的红细胞，加入蒸馏水和40%体积的甲苯并进行充分搅拌10 min，即可释放出血红蛋白；血红蛋白溶液离心后分为4层，第一层为有机溶剂层，第四层为暗红色的红细胞破碎物沉淀，第三层为红色透明的血红蛋白溶液层。
8．对在凝胶柱上加入样品和洗脱的操作，错误的是()A．加样前要使柱内凝胶面上的缓冲液下降到与凝胶面平齐B．让吸管管口沿管壁环绕移动，贴壁加样至色谱柱顶端，不要破坏凝胶面C．打开下端出口，待样品完全进入凝胶层后，直接连接缓冲液洗脱瓶，开始洗脱D．待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，每5 mL收集一管，连续收集流出液解析：选C打开下端出口，待样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口，再用同样的方法小心加入适量的20 mmol/L的磷酸缓冲液，然后连接缓冲液洗脱瓶，打开下端出口，【能力题组】9．蛋白质的分离与纯化技术是蛋白质研究的重要技术。
下列有关叙述错误的是() A．根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可将样品中各种不同的蛋白质分离B．根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通过电泳分离蛋白质C．根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法分离蛋白质D．根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质解析：选A透析的原理是小分子可以自由通过透析袋，而大分子留在透析袋内，因此可以将蛋白质和溶液中的小分子物质分离。
10．以下关于猪血红蛋白提纯的描述，错误的是()A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可以防止红细胞破裂B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子质量较小的杂蛋白移动慢解析：选D在凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，相对分子质量较小的分子容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢；而相对分子质量较大的分子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。
所以血红蛋白比相对分子质量较小的杂蛋白移动速度要快。
11．下列关于血红蛋白提取和分离实验中样品处理步骤的描述，正确的是()A．红细胞的洗涤：加入蒸馏水，缓慢搅拌，低速短时间离心B．血红蛋白的释放：加入生理盐水和甲苯，置于磁力搅拌器上充分搅拌C．分离血红蛋白溶液：将搅拌好的混合液离心、过滤后，用分液漏斗分离D．透析：将血红蛋白溶液装入透析袋，然后置于pH为4.0的磷酸缓冲液中透析12 h 解析：选C红细胞洗涤过程中应该用生理盐水，不能用蒸馏水；血红蛋白的释放过程应该加入蒸馏水，使红细胞吸水涨破，释放其中的血红蛋白；将搅拌好的混合液离心、过滤后，用分液漏斗分离出血红蛋白溶液；透析所用的磷酸缓冲液的pH为7.0。
12．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种物质，其分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示。
下列叙述正确的是()A．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子甲也保留在袋内B．若五种物质为蛋白质，则用凝胶色谱柱分离时，甲的移动速度最快C．将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，若分子戊存在于沉淀中，则分子丙也存D．若五种物质为蛋白质，用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最近解析：选C乙保留在透析袋内，甲则不一定保留在袋内；用凝胶色谱柱分离时，相对分子质量小的物质路程长、移动慢，故甲移动速度最慢；离心时相对分子质量大的物质先沉淀，戊沉淀，则乙、丁、丙均已沉淀；用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质时，电泳迁移率主要取决于蛋白质分子大小。
13．如图为血红蛋白的提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：(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)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是___________________________________；乙装置中，C溶液的作用是____________________________________________。
(3)用乙装置分离蛋白质的方法称为__________________________________________，是根据_________________________________________________分离蛋白质的有效方法。
(4)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。
(5)血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。
其中样品处理包括__________________、__________________________、分离血红蛋白溶液。
解析：图甲为透析装置，图乙为样品的洗脱装置。
(1)血红蛋白能运输氧气，体现了蛋白质的运输功能。
(2)甲装置中用磷酸缓冲液来透析；乙装置中C溶液为磷酸缓冲液，其作用是洗脱蛋白质。
(3)乙装置是利用凝胶色谱法分离血红蛋白，它是根据蛋白质相对分子质量的大小来分离蛋白质的。
(4)洗脱时先流出的是相对分子质量与血红蛋白相比较大的蛋白质，血红蛋白呈红色，故待红色的蛋白质接近色谱柱底端时就可用试管收集流出液。
(5)样品处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放和分离血红蛋白溶液。
答案：(1)运输(2)磷酸缓冲液洗脱血红蛋白(3)凝胶色谱法相对分子质量的大小(4)红色的蛋白质接近色谱柱底端(5)红细胞的洗涤血红蛋白的释放14．下图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置或操作方法，请回答下列问题：(1)图甲表示________过程，该操作目的是去除样品中______________________的杂质。
现有一定量的血红蛋白溶液，进行上述操作时若要尽快达到理想的实验效果，可以____________________________________________________(写出一种方法)。
(2)如图乙，向凝胶色谱柱中加样的正确操作顺序是________(用序号表示)。
在进行④操作前，应该等样品________________，且要________(填“打开”或“关闭”)下端出口。
(3)如图丙，a、b均为蛋白质分子，其中先从凝胶色谱柱中洗脱出来的是__________，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：(1)图甲表示血红蛋白粗提取过程，也称为透析过程。