教学设计1:血红蛋白的提取和分离.docx
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1、课题3: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:(-)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。对蛋白质的研窕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、亲和力等干差21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
2、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:混合物上柱一洗脱一大分子流动快、小分子流动慢一收集大分子一收集小分子火洗脱: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. 2缓冲溶液(1)原理:由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成(如H2CLNaHCO3,HC-NaC,NaH2PO4Na2HPO1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。3. 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
3、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: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7分子7大小(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“蛋白质一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1. 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。思考:是否所有种类的蛋白质的提取和分离都是这样的?为什么?不是。因为蛋白质的来源和性质不同,分离
4、方法差别很大。2. 2选择实验材料(1)你认为鸟类血液和哺乳动物血液中,最好哪种血液来提取血红蛋臼?为什么?哺乳动物血液。因为该细胞中没有细胞核,血红蛋白含量高。(2)请阅读投影资料,认识哺乳动物血液组成及血红蛋白性质。并思考回答下列问题:血液由和两部分组成。血细胞中细胞数量最多,细胞的含量最高的化合物是。该化合物是由和构成的,其中每个亚基中都含有一个能与和COz结合的_基团。3. 3从红细胞中分离出血红蛋白的过程为:洗涤红细胞、释放血红蛋白、分离血红蛋白、透析。洗涤红细胞的目的是什么?除去血浆蛋白的杂蛋白,有利于后续步骤的分离纯化。红细胞的洗涤过程为血液+柠檬酸钠一低速短时离心一吸出上层血浆
5、f红细胞+5倍体积生理盐水一缓慢搅拌IOnIin低速短时离心一吸出上清液一反复洗涤直至上清液无黄色思考:加入柠檬酸钠有何目的?为什么要低速、短时离心?为什么要缓慢搅拌?防止血液凝固;防止白细胞沉淀;防止红细胞破裂释放出血红蛋白。思考:你有什么方法将红细胞中的血红蛋白释放出来?加入蒸储水,用玻璃棒快速搅拌一段时间。补充:加入蒸储水后红细胞液体积与原血液体积要相同。加入甲苯的目的是溶解细胞膜,有利于血红蛋白的释放和分离。止匕时,红细胞破碎混合液中不仅含有血红蛋白,而且还含有细胞破碎物、脂质、甲苯有机溶剂等。怎样除去这些杂质呢?由于它们的密度不同,科学家采取了离心分离的方法:红细胞破碎混合液f中速长
6、时离心(2000cminXIOmin)一滤纸过滤除去脂质一分液漏斗分离出血红蛋白4. 4如何除无机盐离子和小分子有机物质呢?。透析。半透膜的选择透过性,大分子物质不能通过半透膜,离子和小分子能够通过半透膜。在透析过程中,血红蛋白溶液中的离子和小分子不断通过半透膜扩散进入到pH=7的磷酸缓冲液中。思考:为何使用pH=7的磷酸缓冲液?为什么缓冲液量远多于血红蛋白溶液量?维持血红蛋白的正常特性。有利于杂质分子充分地向外扩散。总结:通过以上四个基本过程,红细胞中的血红蛋白就被提取出来。但其中还含有其他种类的蛋白质分子(如呼吸酷等)。怎样将杂蛋白与血红蛋白分离开来呢?我们来研究蛋白质提取和分离的第二个步
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