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视频标签：血红蛋白的,提取和分离
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视频课题：人教版高中生物选修1生物技术实践专题5课题3血红蛋白的提取和分离-重庆
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生物技术实践专题5课题3血红蛋白的提取和分离-重庆市求精中学校
《血红蛋白的提取和分离》教学设计
教学课题 选修1专题5课题3血红蛋白的提取和分离 课 型 新授课 教材分析
本节内容位于选修1《生物技术实践》模块的专题5课题3。血红蛋白是人类最早推测出分子量的蛋白质，也是人类最早系统地阐明结构和功能的生物大分子。血红蛋白的每一项研究，都见证了生物化学和分子生物学的进步，折射了近、现代生物学的发展历程。很多学校因为：柱层析造价高、添装柱要求高、实验耗费时间长等原因，没有开设该实验。我希望通过开展课前小组实验，录制视频等，来解决学生理解困难、容易混淆的问题，通过实际操作尝试从血液中提取和分离血红蛋白，让学生充分了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理。 学情分析
高二下学期的学生，已经知道血红蛋白能够携带O2和CO2，但是不知道从复杂体系中分离生物大分子的基本过程和方法。已经具备一定的科学思维和科学探究能力，但是实验设计、科学探究的能力仍需加强。 教学目标
1．生命观念：
通过介绍血红蛋白的结构与功能相适应，树立结构与功能观，认识生物的统一性、复杂性。 2．科学思维：
尊重实验事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法设计改进实验。 3．科学探究：
针对血红蛋白的提取和分离，培养学生进行实验设计、实施方案以及对结果的交流与讨论的能力。 4．社会责任：
通过血红蛋白研究历程的回顾，让学生学会以造福人类的态度和价值观，积极运用生物学知识和方法，关注蛋白质工程。 教学重点难点 1．教学重点：
设计实验：提取和分离血红蛋白、血红蛋白纯度鉴定、探究血红蛋白的功能。 2．教学难点：
课前学生实验：①查阅资料、撰写实验方案、科学实验设计的严谨性分析；②样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填；③SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的操作。 教具准备:凝胶色谱柱，教学课件等。 教法分析
1、设计理念
根据新课程理念，高中生物教学重在培养学生的生命观念、科学思维、科学探究、社会责任等生物学核心素养。因此，我希望通过精心设计的一系列活动，培养学生这些方面的素养。 2、主要教法：
教师既要使用讲授演示的方式进行教学，更要为学生提供实验条件和必要的参考资料，指导其设计和进行实验。要求学生在学习了有关知识的基础上，自己设计实践方案并进行实验，安排学生收集和整理资料，撰写报告，制作小报、互相讨论。
①课前实验：查阅资料、撰写实验方案→Step1兔血样品处理与粗分离→Step2 凝胶色谱法纯化血红蛋白→Step3 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳（纯度鉴定）→Step4 探究血红蛋白运输O2和CO2的功能。 ②课堂内容：情境引入→学生代表交流实验过程、发现的问题，如何解决问题→教师归纳→反馈。
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教学环节
教师活动
学生活动
设计意图 引入
由一张血常规化验单引入本课题。再给出两则资料，介绍血红蛋白研究历程。 今天，让我们一起重走血红蛋白提取和分离之路。
讨论血常规化验单，明确临床上常以血红蛋白浓度为指标衡量贫血。 明确：血红蛋白是人类最早推测出分子量的蛋白质，也是人类最早系统地阐明结构和功能的生物大分子。血红蛋白的每一项研究，都见证了生物化学和分子生物学的进步，折射了近、现代生物学的发展历程。 通过生活情境，引发学生思考，同时引出本课题。
Step1 兔血样品处理与粗分离 引导学生代表交流实验过程、发现的问题、如何解决问题。 利用习题反馈，强
调：分离血红蛋白溶液时，试管溶液分为四层。由上到下依次
为：甲苯层、脂溶性物质层、血红蛋白、血红细胞破碎物沉淀层。
学生代表交流实验过程、发现的问题，如何解决问题： 1.实验准备：
①用Na2HPO4和NaH2PO4配制磷酸缓冲液，以及磷酸缓冲液的作用。
②兔血预处理：取100ml烧杯，加入溶有3g柠檬酸钠的50ml的生理盐水，再加入50ml的血，搅拌、稀释。4℃冰箱保存。 2.实验步骤：
样品处理（红细胞洗涤-血红蛋白的释放-分离血红蛋白溶液）-粗分离。 发现问题：①细胞破碎后，鸡血红细胞破碎物沉淀明显多于兔血，哺乳动物更适于这个实验。②教材建议的500r/min离心2min，效果不佳，查阅资料、反复实验，发现2500r/min离心10min效果较好。 培养学生科学思维和科学探究能力。
Step2 凝胶
色谱法纯化
血红蛋白
利用习题反馈，强调凝胶色谱法原理：相对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;
相对分子量较大的
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。
学生代表交流实验过程、发现的问题，如何解决问题：
1.凝胶色谱法的原理。
2.实验过程：凝胶色谱柱的制作-交联葡聚糖凝胶的预处理-凝胶色谱柱的装填-平衡-样品的加入和洗脱-收集。
①装置改进：用一次性输液管替代尼龙管，利用流量调节器控制流速。 ②交联葡聚糖凝胶的预处理：一种方法是用蒸馏水浸泡24h溶胀；另一种方法是用磷酸缓冲液加热2-3小时溶胀。第二种方法不仅时间短，还能除去凝胶中可能带有的微生物，排除凝胶内的空气。
③如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。
通过介绍血红蛋白的结构与功能相适应，树立结构与功能观，认识生物的统一性、复杂性。
培养学生科学思维和科学探究能力。
Step3 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳（纯度鉴定）
利用习题反馈，强调：①SDS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
学生代表交流实验过程、发现的问题，如何解决问题： 1.电泳的原理。 2.SDS的作用。蛋白质在SDS-聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率：只取决于蛋白质分子的大小。
培养学生科学思维和科学探究能力。
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单条肽链，因此测定的结果只是单条肽链的分子量。
②蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率：取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。
3.实验过程：配置试剂-灌胶、插入梳子-点样-电泳-染色-脱色。 4.实验现象：左侧点的样品是未纯化的血红蛋白，杂带特别多。右侧是凝胶色谱法纯化后的血红蛋白，分离出了两条带。与蛋白marker对比，这两条带对应的分子量在15000-25000，与血红蛋白α、β链吻合。
Step4 探究血红蛋白运输O2和CO2的功能 引导学生明确科学
探究的过程：提出问
题→作出假设→设计方案→开展实验，验证假设。 鼓励学生就发现的
问题作出其他假设，设计实验方案。
学生代表交流实验过程、发现的问题，如何解决问题： 1.实验装置。 2.实验原理。 3.实验过程： 发现问题：通入氧气时血红蛋白溶液呈现暗红色，通入二氧化碳时无明显现象，好像与初中课本知识不符。
假设一：血红蛋白不能携带氧气和二氧化碳。
修改实验方案：将血红蛋白溶液换成血液，
再进行实验。
实验现象：血液中通入二氧化碳呈现暗红
色，再通入氧气又呈现鲜红。 假设二：血红蛋白在制造氧气和二氧化碳时因氧化还原或高温失活，丧失其运载氧气与二氧化碳的性质。 修改实验方案：在盛放血红蛋白的试管和氧气发生装置之间增加了冷却装置。 实验现象：通入氧气时血红蛋白溶液呈现暗红色，通入二氧化碳时无明显现象。 假设三：血红蛋白在过量、过纯的氧气作用下生成高铁血红蛋白。
为了验证假说三，学生还在继续探究。。。
培养学生科
学思维和科
学探究能力。
课堂小结 展示：部分蛋白质研
究方面获得诺贝尔奖情况。 鼓励学生继续进行科学探究。
1.了解部分蛋白质研究方面获得诺贝尔奖
情况。
2.对提出的问题进行再探究。 培养学生社
会责任。
板书设计： 5.3血红蛋白的提取和分离
Step1 兔血样品处理与粗分离 Step2 凝胶色谱法纯化血红蛋白
Step3 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳（纯度鉴定） Step4 探究血红蛋白运输O2和CO2的功能
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
