选修1导学提纲(七)课题3 血红蛋白的提取和分离
导学案课题3血红蛋白的提取和分离.doc
课题3血红蛋白的提取和分离一、学习目标：尝试对血液中血红蛋白的提取和分离，了解色谱法，电泳法等分离生物大分子的基本原理二、重点：凝胶色谱法的原理和方法一、凝胶色谱法1、概念：也称做；是根据分离蛋白质的有效方法。
2、原理(1)由构成的凝胶，内部有许多贯穿的的。
(2)当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,移动速度，而相对分子质量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,从而使不同的蛋白质分子得以分离。
二、缓冲溶液1、作用：在一定范围内，抵制的对溶液pH的影响，维持pH o2、配制：由种缓冲剂溶解于中配制而成，通过调节缓冲剂的就可以得到不同pH范围内使用的缓冲液。
三、电泳1、概念：指在电厂的作用下发生的过程。
2、原理：在一定的下，、等生物大分子的可解离基团会带上或,在的作用下，这些带电分了会向着与其所带电荷的电极移动O3、作用：电泳利用了待分离样品中各种分子的差异及分子本身的、的不同，使带电分子产生不同的，从而实现样品中的分离。
4、方法：常用的电泳方法有和。
测定蛋白质分子量时通常使用。
四、实验操作1、样品处理:通过、、等操作收集血红蛋白溶液。
(1)红细胞的洗涤：目的是0分离时采取,直至上清液中没有,表明红细胞己洗涤干净。
(2)血红蛋白的释放：在和的作用下，红细胞破裂，释放出血红蛋白。
(3)分离血红蛋白溶液：把离心后，将试管中的液体用过滤、除去，于中静置片刻后，分离出下层的。
2、粗分离：即透析(1)方法：将血红蛋白溶液装入，将放入一定量适宜浓度的中，透析0(2)目的：将的杂质除去。
(3)原理：透析袋能使小分子自由进出，而将大分子物质保留在袋内。
3、纯化:通过凝胶色谱柱将相对分子质量较大的杂质蛋白除去。
操作如下：(1)凝胶色谱柱的制作。
(2)凝胶色谱柱的装填%1材料：本实验使用的是。
%1方法：凝胶用充分溶胀后。
配成, 一次性倒人色谱柱内。
不能有存在；不能发生流干露出凝胶颗粒的现象。
血红蛋白的分离和提取
哪些物质，有什么用？
目的分析： 使红细胞大量吸水胀裂 1. 蒸馏水的作用是______________________________ 。 溶解红细胞的细胞膜 2. 加入甲苯的作用是____________________________ 。 加速红细胞的破裂 3. 充分搅拌的目的是____________________________。
血液组成成分 阅读思考： 血浆 和________ 血细胞两部分组成。 1. 血液由______
红细胞 细胞数量最多，细胞的含量 2. 血细胞中________ 血红蛋白 。 最高的化合物是_____________ 2条α-肽链 和____________ 2条β -肽链 构 3. 该化合物是由 _____________ 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。
4.在利用凝胶电泳法分离蛋白质时，一定要加入缓冲液， 其作用主要是( C ) A.使酶的活性最高 B.使蛋白质的活性最高 C.维持蛋白质所带的电荷 D.使蛋白质带上电荷
5、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 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
总结：大分子经过路程短，流动快； 小分子经过路程长，流动慢。
4、具体过程
混合物 上 柱 洗脱：
洗 脱
大分子流动快 小分子流动慢
收 集 大分子
收 集 小分子
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、 分子形状和大小不同，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。
高中生物选修一 专题5 课题3 5.3 血红蛋白的提取与分离
②选材 本课题可选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的 血液来分离血红蛋白。预先加入柠檬酸钠，防止 血液凝固。
1.红细胞的洗涤 目的：去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。 采集的血样 分离红细胞：分离时采用低速短时间离心，如500 r／min离心2min，然后用胶头吸管吸出上层透明 的黄色血浆，将下层暗红色的红细胞液倒入烧杯 洗涤：加入五倍体积的生理盐水(质量分数为0.9 ％的NaCl溶液)，缓慢搅拌10min，低速短时间离 心，如此重复洗涤三次，直至上清液中没有黄色， 表明红细胞已洗涤干净。
3、电泳的类型 琼脂糖凝胶电泳、 聚丙烯酰胺凝胶电泳。
4、实例 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳 ①应用 测定蛋白质分子量。
②聚丙烯酰胺凝胶 ③原理 蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于 它所带静电荷的多少以及分子的大小等因素。 ④ SDS作用
为了消除静电荷对迁移率的影响可以在凝胶中加 入SDS。
⑤ SDS作用机理 SDS能使蛋白质发生完全变性。由几条肽链组 成的蛋白质复合体在SDS的作用下会解聚成单条肽 链，因此测定的结果只是单条肽链的分子量。SDS 能与各种蛋白质形成蛋白质—SDS复合物，SDS所 带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有电荷量。 因而掩盖了不同种电荷间的电荷差别，使电泳迁 移率完全取决于分子的大小。
装填完毕后，立即用缓冲液洗 脱瓶，在50cm高的操作压下， 用300mL的20mmol/L的磷酸缓 冲液（pH为7.0）充分洗涤平衡 12h。 1、液面不要低于凝胶表面，否 则可能有气泡混入，影响液体在 柱内的流动与最终生物大分子物 质的分离效果；
2、不能发生洗脱液流干，露 出凝胶颗粒的现象。
3.样品的加入和洗脱 ①调节缓冲液面 加样前，打开色谱柱下端的流出口，使柱内凝胶面 上的缓冲液缓慢下降到与凝胶面平齐，关闭出口。
选修1 专题5 课题3 血红蛋白的提取与分离
根据蛋白质各种特性的差异，如分子的形状 和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度和 吸附的性质和对其他分子的亲和力等等，可 以用来分离不同蛋白质
（二） 凝胶色谱法
1、概念：根据被分离物质的蛋白质相对分子 质量的大小，利用具有网状结构的凝胶的分子 筛作用，来进行分离
2、凝胶 ①性质：一些微小多孔的球体，内含许多贯穿 的通道 ②实例：葡聚糖、琼脂糖
③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大小，形状的不同使带电分 子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分 子的分离
3、类型
琼脂糖凝胶电泳和聚丙稀酰胺凝胶电泳
4、实例 ①应用 十二烷基磺酸钠（SDS）—聚丙稀酰胺凝 胶电泳测定蛋白质分子量
②SDS作用 SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原 有电荷量。因而掩盖了不同种电荷间的电荷差 别，使电泳迁移率完全取决于分子的大小
3、凝胶色谱法的原理—分子筛效应
①大多数凝胶是由多糖类化合物（如葡聚糖或 琼脂糖）构成的多孔小球体，内部有许多贯穿 的通道
②当不同的蛋白质通过凝胶时，分子量较小 的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较 长，移动速度较慢
③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。相对分子质量不同的蛋白质分子因此 得以分离
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)
（四）电泳： 1、概念
带电粒子在电场作用下发生迁移的过程
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 ②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
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。
人教版高中生物选修1-生物技术实践：血红蛋白的提取和分离
凝胶色谱法（分配色谱法）
1、概念：根据被分离物质（如蛋白质）相 对分子质量的大小，利用具有多孔网状结 构的凝胶的分子筛作用，来进行分离。
性质：微小的多孔球体 本质：多糖类化合物 实例：葡聚糖、琼脂糖
凝胶色谱法分离蛋白质
凝胶色谱法（分配色谱法）
2、原理：
当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相 对分子质量较小的蛋白质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。相对 分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。
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
3、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 ）
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
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）缓冲液的作用
思考
1、分离生物大分子的基本思路是什么？
选用一定的物理或化学的方法分离具有不同物理 或化学性质的生物大分子。
2、蛋白质的分离和提取的原理是什么？
根据蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大 小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附的性 质和对其他分子的亲和力，等等，可以用来分离 不同种类的蛋白质。
（二）凝胶色谱操作
2、凝胶色谱柱的装填 固定色谱柱－配凝胶悬液－装填色谱柱－ 洗涤平衡
磷酸缓冲液 (pH为7.0)
课题3_血红蛋白的提取和分离(正式)
装配好的凝胶柱
2.3 样品的加样和洗脱
A、调节缓冲液面 B、滴加透析样品 C、样品渗入凝胶床 D、洗脱
E、收集 待红色的蛋白质接近色谱柱底端时， 用试管收集流出液，每5ml收集一试管，连 续收集。
实验结果
实验结果与分析 1.样品的处理
血液离心后分层
成功！
失败原因：
1.洗涤次数过少，未能除去血浆蛋白。
透析目的是：除去样品中分子量较小的杂质。
说明：透析袋是一种半透膜，能使小分子自由进出，而大 分 子不能通过。
实验操作
（一）样品处理
（二）.凝胶色谱操作
2.1 凝胶色谱柱的制作
完成！
取胶皮盖
打孔
安装玻璃管 安装尼龙网 安装100目尼龙纱
组装
2.2 凝胶色谱柱的装填
材料：交联葡聚糖凝胶（G-75） 装填方法：
由于凝胶是一种半透明的介质，因此可以在凝胶柱旁放一支 与凝胶柱垂直的日光灯，检查凝胶是否装填得均匀。此外，还可 以加入大分子的有色物质，例如蓝色葡聚糖—2000或红色葡聚糖， 观察色带移动的情况。如果色带均匀、狭窄、平整，说明凝胶色 谱柱的性能良好。如果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。
92.0 87.7 81.5 73.5 62.5 51.0
61.0 72.0 81.0 87.0 91.5 94.7
39.0 28.0 19.0 13.0 8.5 5.3
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。
（三）电 泳
1、概念：带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。 2、原理：
电泳：
剥胶、染色及脱色
凝胶板剥离：电泳结束后，撬开玻璃板， 将凝胶板做好标记后放在大培养皿内，加染色液 染色，然后用脱色液脱色。
新人教版生物选修1课题3《血红蛋白的提取和分离》优秀教案(重点资料).doc
课题：血红蛋白的提取和分离教学目标：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：（见课件图）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］阅读投影补充材料后，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。
（3）分离过程：在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质－SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。
2．实验设计2.1蛋白质的提取和分离一般分为哪些基本步骤？样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。
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。
高中生物选修一教案：课题3 血红蛋白的提取和分离
课题3 血红蛋白的提取和分离教材内容解读要点1如何分离不同种类的蛋白质根据蛋白质各种特性的差异分离蛋白质。
如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等等。
要点2凝胶色谱柱（1）定义凝胶色谱法也称作分配色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。
（2）凝胶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的，如葡聚糖或琼脂糖。
（3）分离原理在小球体内部有许多贯穿的通道，当相对分于质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质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。
相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。
要点3缓冲溶液（1）缓冲溶液的缓冲作用在一定范围内，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。
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。
（2）缓冲溶液的意义生物体内进行的各种生物化学反应都是在一定的pH下进行的，为了能够在实验室条件下准确模拟生物体内的过程，就必须保持体外的pH与体内的基本一致。
要点4电泳（1）定义电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。
（2）电泳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于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迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。
（3）电泳过程中影响粒子运动快慢的因素①粒子带电荷的多少。
粒子带电荷越多在电场中运动越快。
②粒子的质量。
粒子质量越小在电场中运动越快。
③粒子的形状。
呈球形或近球形的粒子比链状粒子运动快。
（4）荷质比粒子在电泳时运动的快慢主要取决于电荷与质量比，简称荷质比。
课题3_血红蛋白的提取和分离_教学设计_教案
课题3_血红蛋白的提取和分离_教学设计_教案教学准备1.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2.教学重点/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3.教学用具多媒体4.标签生物,教案教学过程（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：。
血红蛋白的提取和分离
凝胶色谱法分离蛋白质过程的动画演示
凝胶色谱法分离蛋白质的原理
㈡ 缓冲溶液：
1、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。
2、作用： 能够抵制（ 外界的酸或碱 ）的对溶液 的（ PH值 ）的影响，维持PH基本不变。
三 实验结果分析与评价
观察你处理的血液样品离心后是否分层（见 教科书图5-18），如果分层不明显，可能是 洗涤次数少、未能除去血浆蛋白的原因。此 外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞 和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细 胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。
由于凝胶是一种半透明的介质，因此可以在凝 胶柱旁放一支与凝胶柱垂直的日光灯，检查凝 胶是否装填得均匀。此外，还可以加入大分子 的有色物质，例如蓝色葡聚糖—2000或红色葡 聚糖，观察色带移动的情况。如果色带均匀、 狭窄、平整，说明凝胶色谱柱的性能良好。如 果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。
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 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
（2）凝胶色谱柱的装填 ①凝胶的选择：A、材料：交联葡聚糖凝胶（G-75）。 B、代表意义：“G”表示凝胶的交联程度，膨胀程度 及分离范围。75表示凝胶的得水值，即每克凝胶膨胀 时吸水7.5克。 ②凝胶的前处理：配置凝胶悬浮液：计算并称取一定 量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：A、固定：将色谱柱装置 固定在支架上。B、装填：将凝胶悬浮液一次性的装 填入色谱柱内，装填时轻轻敲动色谱柱，使凝胶填装 均匀。注意装填凝胶柱时不得有气泡存在：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。
选修1 专题5-3 血红蛋白的提取和分离
选修1 专题5 .3 血红蛋白的提取和分离编写：*** 审核：*** 使用时间：2012-4姓名 班级 学号 评价一、学习目标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、学习重点、难点1.凝胶色谱法的原理和方法。
2.样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。
三、课前自主学习【知识点】基础知识蛋白质的各种特性的差异： 和对其他分子的亲和力等，由此提取和分离各种蛋白质。
1、凝胶色谱法（分配色谱法）：1.1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。
1.2凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。
1.3具体分离过程：（图5－13b ）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外面，在了里之间迅速通过。
B.（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）相对分子质量较大的蛋白质被滞留；相对分子质量较小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，已从层析柱中洗脱出来， 的蛋白质还在行进中。
2、缓冲溶液（1）原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成（如H 2CO 3－NaHCO 3，HC －NaC ，NaH 2PO4/Na 2HPO 4等），调节酸和盐的用量，可配制不同pH 的缓冲液。
颗粒 （1）（2） （3） （4） （5） A（2）缓冲液作用：抵制 维持pH 基本不变。
3、电泳法：（1）原理：利用不同蛋白质的带电性质的差异以及 的不同，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。
（2）分离方法： 和聚丙烯酰胺经胶电泳等。
（3）分离过程：在一定pH 下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS ，形成“蛋白质－SDS 复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。
生物选修血红蛋白的提取和分离
实验结束后，应按照规定正确 处理实验废弃物，确保实验室
和环境安全。
安全防范措施
防毒防害
在实验过程中，应佩戴合适的个人防护装备，如化学防护 眼镜、化学防护服、化学防护手套等，防止有毒有害物质 侵入人体。
防机械伤害
在实验过程中，应避免使用不合适的工具或设备，防止机 械性损伤。同时，应定期检查实验室设备是否完好无损。
防火防爆
在实验过程中，应远离火源和易燃易爆物品，避免使用明 火加热和产生火花。同时，应定期检查实验室消防设施是 否完好有效。
防触电
在实验过程中，应避免接触带电设备和线路，防止触电事 故发生。同时，应定期检查实验室电气设施是否符合安全 标准。
THANKS
感谢观看
离心机、分液漏斗、研钵、滤纸 、尼龙布、蒸发皿、玻璃棒
实验原理
血红蛋白是一种含铁的蛋白质，具有与氧结合的能力，因此具有运输氧的功能。
通过将红细胞破碎，分离出血红蛋白，可以研究其结构和功能。
在实验中，利用不同物质在溶剂中的溶解度不同进行分离，采用离心、过滤和蒸发 等方法提取和分离血红蛋白。
实验步骤
生物选修血红蛋白 的提取和分离
contents
目录
• 血红蛋白简介 • 血红蛋白的提取 • 血红蛋白的分离 • 血红蛋白的应用 • 实验注意事项与安全防范措施
01
血红蛋白简介
血红蛋白的组成
血红蛋白由珠蛋白和血红素组成，其 中珠蛋白是由两条α-珠蛋白和两条β珠蛋白组成的四聚体，血红素则是一 个含铁卟啉的化合物。
生物传感器
血红蛋白可用于生物传感器的制备，通过与特定物质结合，实现对氧气、二氧 化碳等物质的检测。
生物燃料
血红蛋白可以作为生物燃料的生产原料，通过发酵等技术将其转化为可再生能 源。
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3 血红蛋白的提取和分离【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基本过程和方法，并了解色谱法、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。
【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】思考1：分离生物大分子的基本思路是什么？思考2：蛋白质的分离和提取的原理是什么？思考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？思考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原因是什么？一、基础知识：㈠ 凝胶色谱法（分配色谱法）：1、概念：根据被分离蛋白质的 ，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外面，在了里之间迅速通过。
B.（1） 混合物上柱；（2）洗脱开始， 的蛋白质扩散进入凝胶颗粒内； 凝颗粒相对分子质量较小的蛋相对量较大的蛋（1） （2） （3） （4） （5） B A 多孔板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。
2、作用：能够抵制 的对溶液的 的影响，维持PH 基本不变。
3、缓冲溶液的配制通常由 种缓冲剂溶解于水中配制而成。
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高二生物选修1导学提纲（七）专题5 DNA和蛋白质技术课题3 血红蛋白的提取和分离执笔人：侍东升一、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基本过程和方法，并了解色谱法、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、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。
三、学习过程（一）基础知识四、课堂练习1．凝胶色谱法可以有效的分离蛋白质的根据是（）A．分子的大小B．相对分子质量的大小C．带电荷的多少D．溶解度2．利用凝胶色谱法分离蛋白质，最先洗脱的蛋白质特点是（）A．相对分子质量大的B．溶解度高的C．相对分子质量小的D．所带电荷多的3. 凝胶色谱法中所用的凝胶化学本质大多是（）A. 糖类化合物B. 脂质C. 蛋白质D. 核酸4．相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中的进行过程可表示为图中哪一个( B)5．用凝胶色谱法分离蛋白质时，分子量大的蛋白质( )A．路程较长，移动速度较慢B．路程较长，移动速度较快C．路程较短，移动速度较慢D．路程较短，移动速度较快6．能进入凝胶内部通道的蛋白质是指( )A．相对分子质量大的B．吸附性高的C．相对分子质量小的D．溶解度低的7．凝胶色谱法中移动得快的是( )A．相对分子质量大的B．溶解度高的C．相对分子质量小的D．溶解度低的8．缓冲液的作用是在一定范围内，抵制外界的影响来维持下列哪一项状态基本不变的( ) A．温度B．pH C．渗透压D．氧气浓度9．初步分离血红蛋白的实验中用到的缓冲溶液为( )A．H2 CO3一NaHCO3缓冲液B．NH4OH—NH4Cl缓冲液C．CH3 COOH—CH3 COONa缓冲液D．H3PO4缓冲液10．蛋白质提取和分离分为哪几步( )A．样品处理、凝胶色谱操作、SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳B．样品处理、凝胶色谱操作、纯化C．样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定D．样品处理、纯化、粗分离、纯度鉴定11. 血红蛋白因含有什么物质而呈红色( )A. O2B. COC. CO2D.血红素12. 将搅拌好的混合液离心来分离血红蛋白溶液时，第二层是（）A. 甲苯B. 血红蛋白水溶液C. 脂溶性物质的沉淀层D. 其他杂质的沉淀13．分离血红蛋白溶液时，离心后试管中的溶液分四层，血红蛋白位于( ) A．一B．二C．三D．四14. 下列操作正确的是（）A. 分离红细胞时采用低速长时间离心B. 红细胞释放出血红蛋白只需要加入蒸馏水就可C. 分离血红蛋白溶液是低速短时间离心D. 透析时要用20mmol/l的磷酸缓冲液，透析12h 15．使用十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺电泳过程中，不同蛋白质的迁移速度完全取决于( ) 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16．洗涤红细胞的目的是( )A．去除血清B．去除杂蛋白C．除去血小板D．除去水17．洗涤红细胞时，分离所用的方法为( )A．低速长时间离心B．低速短时间离心C．高速长时间离心D．高速短时间离心18．SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳法中加入SDS的作用是( )A．增大蛋白质的相对分子质量B．改变蛋白质的形状C．掩盖不同种蛋白质问的电荷差别D．减少蛋白质的相对分子质量19．制作凝胶色谱柱时，橡皮塞顶部凹穴内插入的移液管的部位及长度是( ) A．移液管头部5 cm B．移液管尾部5 cmC．移液管头部3 cm D．移液管尾部3 cm20．下列有关凝胶色谱法中样品的加入和洗脱的叙述中，正确的是( )A．先加入1 mL透析后的样品B．加样前要使缓冲液缓慢下降，全部流出C．如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功D．洗脱时可以用缓冲液也可以用清水21．在下列哪一种条件下生物大分子具有的可解离的基团会带上正电或负电( ) A．一定温度B．一定pH C．一定压强D．一定容器22．电泳时带电粒子在电场的作用下，移动所向的电极的方向与其所带电荷是( ) A．桕同B．相反C．相对D．相向23．装填凝胶色谱柱时，下端的尼龙管应( )A．先打开后关闭B．关闭C．先关闭后打开D．打开24．D亚铁血红素基团可携带( )A．一分子CO B．一分子NO C．一分子O2或CO2D．一分子NO225．人体正常的血红蛋白中应含有Fe2+，若误食亚硝酸盐，则导致血红蛋白中的Fe2+。
转化为Fe3+，产生高价铁血红蛋白而中毒。
服用维生素C可解除亚硝酸盐中毒。
在维生素C参与的反应中( )A．亚硝酸盐是还原剂B．维生素C是氧化剂C．亚硝酸盐被氧化D．维生素C将Fe3+还原为Fe2+26．加有少量柠檬酸钠(防止血液凝固)的猪血分装于标号①、②、③的试管中，随后依次加入质量分数为0．3％、0．9％和1．5％的氯化钠溶液稀释，30 min后离心。
下列叙述中，正确的是( )A．①和②试管的上清液中有血红蛋白，沉淀中都有红细胞B．②和③试管的上清液呈淡黄色，沉淀中均有皱缩的红细胞C．①和③试管的沉淀中分别有红细胞的碎片和皱缩的红细胞D．②和③试管的上清液是血清27．在血红蛋白的整个提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是( ) A．磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程B．血红蛋白是一种两性物质，需要酸中和C．防止血红蛋白被02氧化D．让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能28．在盛有红褐色的Fe(OH)3，胶体的U形管的两个管口，各插一个电极，通直流电后，发现阴极附近的颜色逐渐加深，这说明( )A．Fe(OH)3胶体粒子带正电荷，向阴极移动B．Fe(OH)3胶体粒子带负电荷，向阳极移动C．Fe(OH)3胶体粒子带正电荷，向阳极移动D．Fe(OH)3胶体粒子带负电荷，向阴极移动29．为防止血液凝固，在采血容器中要预先加入抗凝血剂( )A．NaCI B．甲苯C．蒸馏水D．柠檬酸钠30. 下列有关提取和分离血红蛋白的程度叙述错误的是（）A. 样品的处理就是通过一系列操作收集到血红蛋白溶液B. 通过透析可以去除样品中分子质量较大的杂质，此为样品的粗提取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31. 凝胶色谱法操作正确的是（）A. 将橡皮塞上部用刀切出锅底状的凹穴B. 将橡皮塞下部切出凹穴C. 插入的玻璃管的上部要超出橡皮塞的凹穴底面D. 将尼龙网剪成与橡皮塞下部一样大小的圆片32. 样品的加入和洗脱的操作不正确的是（）A. 加样前，打开色谱柱下端的流出口，使柱内凝胶面上的缓冲液缓慢下降到凝胶面的下面B. 加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内C. 等样品完全进入凝胶层后，关闭下端出口D. 用吸管小心的将1ml透析后的样品加到色谱柱的顶端，不要破坏凝胶面33. 下列说法不正确的是（）A. 血红蛋白在释放时，加蒸馏水到原血液的体积，再加40％体积的甲苯，充分搅拌B. 血红蛋白溶液离心后分为4层，第1层为白色薄层固体C. 血红蛋白溶液离心后分为4层，第4层为暗红色沉淀物D. 血红蛋白溶液离心后分为4层，第3层为红色透明液体，这是血红蛋白的水溶液二、多选题34．选用红细胞作分离蛋白质的实验材料，下列是其优点的是( )A．血红蛋白是有色蛋白B．红细胞无细胞核C．红细胞蛋白质含量高D．红细胞DNA含量高35．下面关于对血红蛋白提取和分离的样品的处理措施中，正确的是( ) A．采集血样后要高速短时问离心获得血细胞B．洗涤三次后如上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则血浆蛋白无法除净。
C．在蒸馏水和甲苯的作用下，细胞破裂，释放出血红蛋白D．释放血红蛋白后再经过离心，就可以使血红蛋白和其他杂质分离开来36．凝胶色谱柱取长为40 cm，内径为1．6 cm，有关说法中，正确的是 ( )ＡＣＤA．一般凝胶色谱柱直径的大小不影响分离的效果B．凝胶色谱柱过高超过1 m，不影响分离的效果C．凝胶色谱柱过矮，则影响混合物的分离度D．凝胶色谱柱直径过大会耗用过多洗脱液，样品的稀释度过大37．下列有关提取和分离血红蛋白的过程的叙述中，正确的是 ( )ＡＣＤA．样品的处理就是通过一系列操作收集到血红蛋白溶液B．通过透析可以去除样品中相对分子质量较大的杂质，此为样品的粗提取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38．雄性激素是小分子脂溶性物质，很容易穿过细胞膜。
睾丸每天分泌的雄性激素约7 mg，其中约2％呈游离状态，其余在血中与血浆蛋白呈可逆性结合。
下列有关雄性激素与血浆蛋白结合后的作用的叙述中，正确的是 ( )ABCA．使其不容易通过肾脏排出 B．使其不容易进入细胞C．使其有效浓度处于特定水平 D．抑制雄性激素发挥作用39. 分离血红蛋白溶液时，将混合液离心后可看到试管中的液体分为4层：第一层为______，第二层为______固体，是______的沉淀层，第三层是______液体，是______的水溶液，第四层是其他杂质的______沉淀物。
无色透明；甲苯层；白色薄层；脂溶性物质；红色透明；血红蛋白；暗红色40. 红细胞含有大量的血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成，血红蛋白的主要功能是携带氧气或二氧化碳，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎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）血红蛋白提取和分离的程度可分为四步：______、______、______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，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。
①加入柠檬酸钠的目的是__________________。
②以上所述的过程即是样品处理，它包括______、______、收集血红蛋白溶液。
（3）收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以经过透析，这就是样品的粗分离。
①透析的目的是__________________。
②透析的原理是______________________________。
（4）然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
①样品纯化的目的是______________________________。
②血红蛋白有什么特点？______________________________。
这一特点对进行蛋白质的分离有什么意义？______________________________________________________。
参考答案：13. （1）样品处理；粗分离；纯化；纯度鉴定（2）①防止血液凝固②红细胞的洗涤，血红蛋白的释放（3）①去除分子质量较小的杂质②透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内（4）①通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去②血红蛋白呈现红色，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。