人教版教学生物选修1之蛋白质的提取和分离省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第1页血红蛋白含有四条肽链血红蛋白含有四条肽链,每条肽链围绕一个每条肽链围绕一个亚铁亚铁血红素基团,血红素基团,此基团可携带此基团可携带一分子氧或一分子二氧一分子氧或一分子二氧化碳,化碳,血红蛋白因含有血红蛋白因含有血红素血红素而呈而呈红色。红色。第2页课题课题3 3 血红蛋白提取和分离血红蛋白提取和分离专题专题5 DNA5 DNA和蛋白质技术和蛋白质技术第3页一、基础知识一、基础知识:学生活动学生活动1:1:1 1、分离生物大分子基本思绪是什么?、分离生物大分子基本思绪是什么?2 2、不一样蛋白质特征在哪些方面存在差异?、不一样蛋白质特征在哪些方面存在差异?3 3、本课题我们将利用血红蛋白与
2、杂质蛋白哪、本课题我们将利用血红蛋白与杂质蛋白哪方面差异进行提纯?方面差异进行提纯?4 4、为何不用鸡血红细胞而用人血红细胞作为、为何不用鸡血红细胞而用人血红细胞作为试验材料?试验材料?5 5、用什么方法分离相对分子质量不一样蛋白质、用什么方法分离相对分子质量不一样蛋白质?第4页一、一、基础知识基础知识-蛋白质提取和分离原理蛋白质提取和分离原理 蛋白质提取与分离依据蛋白质物理化学性质:蛋白质提取与分离依据蛋白质物理化学性质:形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、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。亲和力等千差万别。提取提取分离分离方法方法凝胶色谱法凝胶色谱法
3、 凝胶电泳法凝胶电泳法 第5页(1 1)原理:)原理:(2 2)材料)材料大分子经过多孔凝胶颗粒间隙,旅程短,流动快;大分子经过多孔凝胶颗粒间隙,旅程短,流动快;小分子穿过多孔凝胶颗粒内部,旅程长,流动慢。小分子穿过多孔凝胶颗粒内部,旅程长,流动慢。多孔性多糖类化合物,如葡聚糖、琼脂糖。多孔性多糖类化合物,如葡聚糖、琼脂糖。(一一)凝胶色谱法凝胶色谱法第6页(3 3)分离过程)分离过程 混合物混合物上上 柱柱洗洗脱脱大分子流动快大分子流动快小分子流动慢小分子流动慢收收 集集大分子大分子收收 集集小分子小分子 洗脱:从色谱柱上端不停注入缓冲液,洗脱:从色谱柱上端不停注入缓冲液,促使蛋白质分子差速
4、流动。促使蛋白质分子差速流动。(一一)凝胶色谱法凝胶色谱法第7页(一一)凝胶色谱法凝胶色谱法第8页 凝胶色谱法(分配色谱法):凝胶色谱法(分配色谱法):1 1、什么是凝胶?、什么是凝胶?2 2、什么是凝胶色谱法?、什么是凝胶色谱法?学生活动学生活动2:2:3、凝胶色谱法原理是什么?、凝胶色谱法原理是什么?4、请用自己话总结出凝胶色谱法分离相、请用自己话总结出凝胶色谱法分离相对分子质量不一样蛋白质详细过程。对分子质量不一样蛋白质详细过程。第9页第10页1 1、什么是缓冲液?、什么是缓冲液?2 2、缓冲液作用是什么?缓冲液作用是什么?学生活动学生活动3:3:3 3、缓冲液是怎样配制?你所学过人体缓
5、冲液是怎样配制?你所学过人体血液缓冲物质有哪些?血液缓冲物质有哪些?4 4、本试验加是什么缓冲液?为何要加本试验加是什么缓冲液?为何要加缓冲液?缓冲液?(二)、缓冲溶液(二)、缓冲溶液第11页由弱酸和对应强碱弱酸盐组成。由弱酸和对应强碱弱酸盐组成。如如H H2 2COCO3 3/NaHCO/NaHCO3 3,醋酸,醋酸/醋酸钠,醋酸钠,NaHNaH2 2POPO4 4/Na/Na2 2HPOHPO4 4等等缓冲溶液洗脱剂缓冲溶液洗脱剂组成:组成:配制:配制:作用:作用:调整缓冲剂百分比,可配制不一样调整缓冲剂百分比,可配制不一样pHpH缓冲液。缓冲液。抵制外界酸碱对溶液抵制外界酸碱对溶液pHp
6、H干扰而保持干扰而保持 pHpH稳定。稳定。(二)、缓冲溶液(二)、缓冲溶液第12页1 1、什么是电泳?、什么是电泳?2 2、影响电泳迁移速度原因有哪些?影响电泳迁移速度原因有哪些?学生活动学生活动4:4:4 4、电泳分离各种分子原理是什么?、电泳分离各种分子原理是什么?(三)、电泳(三)、电泳3 3、怎样消除电荷对电泳迁移速度影响?怎样消除电荷对电泳迁移速度影响?5 5、请描述电泳过程?、请描述电泳过程?第13页2 2凝胶电泳法:凝胶电泳法:(1 1)原理:)原理:不一样蛋白质带电性质、电量、形状和大小不一样,不一样蛋白质带电性质、电量、形状和大小不一样,在电场中受到作用力大小、方向、阻力不
7、一样,在电场中受到作用力大小、方向、阻力不一样,造成不一样蛋白质在电场中运动方向和运动速度不造成不一样蛋白质在电场中运动方向和运动速度不一样。一样。影响蛋白质分子运动速度原因影响蛋白质分子运动速度原因(三三)电泳电泳1.1.电泳概念电泳概念指带电粒子在电场作用下发生迁移过程指带电粒子在电场作用下发生迁移过程.第14页影响蛋白质分子运动速度原因影响蛋白质分子运动速度原因决定决定运动方向运动方向形成形成库仑力库仑力形成形成阻力阻力决定决定运动速率运动速率电荷性电荷性质质电荷量电荷量分子形分子形状状分子大小第15页在一定在一定pHpH下,使蛋白质基团带上正电或负电;下,使蛋白质基团带上正电或负电;加
8、入带负电荷多加入带负电荷多SDSSDS,形成,形成“蛋白质蛋白质SDSSDS复合复合物物”,使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。,使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。(2 2)分离方法:)分离方法:(3 3)分离过程:)分离过程:琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。(三三)电泳电泳第16页电泳检测结果电泳检测结果琼脂糖凝胶电泳琼脂糖凝胶电泳第17页二、试验操作二、试验操作 蛋白质提取和分离普通分为四步:蛋白质提取和分离普通分为四步:(1 1)样品处理:包含洗涤红细胞;血)样品处理:包含洗涤红细胞;血红蛋白释放;离心分离等操作搜集到红蛋白释放;离心分离等操作搜集
9、到血红蛋白溶液。血红蛋白溶液。(2 2)粗分离:透析除去分子较小杂质。)粗分离:透析除去分子较小杂质。(3 3)纯化:经过凝胶色谱法将分子量)纯化:经过凝胶色谱法将分子量较大杂质蛋白质除去。较大杂质蛋白质除去。(4 4)纯度判定:经过聚丙烯酰胺凝胶)纯度判定:经过聚丙烯酰胺凝胶电泳判定。电泳判定。第18页(一)样品处理(一)样品处理1 1、红细胞洗涤:、红细胞洗涤:目标是去除杂蛋白。要加入柠檬酸钠预防血目标是去除杂蛋白。要加入柠檬酸钠预防血液凝固;离心将血液分层,用胶头吸管吸出液凝固;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。黄色血浆;用生理盐水洗涤。2 2、血红蛋白释放:、血红
10、蛋白释放:在蒸馏水和甲苯作用下,红细胞破裂释放在蒸馏水和甲苯作用下,红细胞破裂释放3 3、分离血红蛋白溶液:、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明液体。液漏斗分出红色透明液体。4 4、透析:、透析:装入透析袋并置于磷酸缓冲液中装入透析袋并置于磷酸缓冲液中(PHPH为为7.07.0)透析。)透析。第19页样品处理样品处理粗粗 分分 离离纯纯 化化纯度判定纯度判定 血液组成成份血液组成成份 1.洗洗 涤涤 红红 细细 胞胞 2.释放血红蛋白释放血红蛋白 3.分离血红蛋白分离血红蛋白 4.透析血红蛋白透析血红蛋白二、试验操作
11、二、试验操作第20页血液组成成份血液组成成份阅读思索:阅读思索:1.1.血液由血液由_和和_ _两部分组成。两部分组成。2.2.血细胞中血细胞中_细胞数量最多,红细胞含量细胞数量最多,红细胞含量最高有机化合物是最高有机化合物是_。3.3.该化合物是由该化合物是由 _和和_组成,其中每个亚基中都含有一个能与组成,其中每个亚基中都含有一个能与O O2 2和和COCO2 2结合结合_基团。基团。血浆血浆血细胞血细胞红细胞红细胞血红蛋白血红蛋白2条条-肽链肽链2条条-肽链肽链 亚铁血红素亚铁血红素返回返回第21页1.1.洗洗 涤涤 红红 细细 胞胞阅读思索:洗涤目标是什么?阅读思索:洗涤目标是什么?洗
12、涤过程:洗涤过程:血液血液100mL100mL3g3g柠檬酸钠柠檬酸钠低速离心低速离心2 min2 min红细胞红细胞血血 浆浆吸出血浆吸出血浆红细胞红细胞5倍体积生理盐水倍体积生理盐水搅拌搅拌10min重复洗涤重复洗涤3 3次,直至上清液没有黄色次,直至上清液没有黄色第22页采集得到鸡血第23页首次离心后结果首次离心后结果第24页3次洗涤后结果返回返回第25页2.2.释放血红蛋白释放血红蛋白阅读思索:阅读思索:1.释放血红蛋白过程中,在洗涤好红细胞加入了哪释放血红蛋白过程中,在洗涤好红细胞加入了哪些物质?些物质?2.为了加速释放过程,采取了什么办法?为了加速释放过程,采取了什么办法?目标分析
13、:目标分析:蒸馏水作用是蒸馏水作用是_。加入甲苯作用是加入甲苯作用是_。充分搅拌目标是充分搅拌目标是_。使红细胞大量吸水胀裂使红细胞大量吸水胀裂溶解红细胞细胞膜溶解红细胞细胞膜加速红细胞破裂加速红细胞破裂第26页(2)(2)血红蛋白释放:血红蛋白释放:加蒸馏水到原血液体积,再加加蒸馏水到原血液体积,再加4040体积甲苯体积甲苯 ,置于磁力搅拌器上充分搅拌,置于磁力搅拌器上充分搅拌1010分钟(加速细胞破裂)分钟(加速细胞破裂),细胞破裂释放出血红细胞破裂释放出血红蛋白。蛋白。第27页磁力搅拌器返回返回第28页3.3.分离血红蛋白分离血红蛋白分离过程分离过程红细胞红细胞混合液混合液高速离心高速离
14、心10min 离心离心管管滤纸滤纸过滤过滤脂类物质脂类物质烧杯烧杯第29页(3)(3)分离血红蛋白溶液分离血红蛋白溶液:过程:过程:将搅拌好混合液转移到离心管将搅拌好混合液转移到离心管内,以内,以r/minr/min速度离心速度离心10 min10 min。试管中溶试管中溶液层次:液层次:第第1 1层(最上层):甲苯层(无色层(最上层):甲苯层(无色透明);第透明);第2 2层(中上层):脂溶性物质沉层(中上层):脂溶性物质沉淀层(白色薄层固体);第淀层(白色薄层固体);第3 3层(中下层):层(中下层):血红蛋白水溶液层(红色透明液体);第血红蛋白水溶液层(红色透明液体);第4 4层(最下层
15、):杂质沉淀层(暗红色)。层(最下层):杂质沉淀层(暗红色)。分离:分离:用滤纸过滤,除去脂溶性沉淀层,用滤纸过滤,除去脂溶性沉淀层,于分液漏斗中静置片刻后,分出下层红色于分液漏斗中静置片刻后,分出下层红色透明液体。透明液体。第30页甲苯层甲苯层甲苯层甲苯层(无色透明无色透明无色透明无色透明)白色薄层固体白色薄层固体白色薄层固体白色薄层固体红色透明液体红色透明液体红色透明液体红色透明液体杂质沉淀层杂质沉淀层杂质沉淀层杂质沉淀层(暗红色暗红色暗红色暗红色)试管中溶液层次试管中溶液层次返回返回第31页4.4.透析血红蛋白透析血红蛋白20mmol/L磷酸缓冲液磷酸缓冲液1mL1mL第32页利用透析袋
16、透析第33页透析过程透析过程返回返回第34页纯化凝胶色谱操作纯化凝胶色谱操作1.1.凝胶色谱柱制作:凝胶色谱柱制作:2.2.凝胶色谱柱装填:凝胶色谱柱装填:教材图教材图5193.3.样品加入和洗脱样品加入和洗脱第35页(二)凝胶色谱操作(二)凝胶色谱操作(1)凝胶色谱柱制作:)凝胶色谱柱制作:取长取长4040厘米,内径厘米,内径1.61.6厘米玻璃厘米玻璃管,管,两端需用砂纸磨平。两端需用砂纸磨平。底塞制作:底塞制作:打孔打孔挖出凹穴挖出凹穴安安装移液管头部装移液管头部覆盖尼龙网,再用覆盖尼龙网,再用100100目尼龙纱包好,插到玻目尼龙纱包好,插到玻璃管璃管一一端端。注意事项注意事项注意事项
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