2024-2025学年高中生物 专题5 课题3 血红蛋白的提取和分离教案 新人教版选修1

2024-2025学年高中生物专题5课题3血红蛋白的提取和分离教案新人教版选修1主备人备课成员教学内容2024-2025学年高中生物专题5“生物技术与实践”课题3“血红蛋白的提取和分离”，新人教版选修1。本节课将围绕以下内容展开：

1.血红蛋白的理化性质及功能。

2.血红蛋白提取的原理及实验方法。

3.分离血红蛋白的凝胶色谱法原理及操作步骤。

4.实验结果的分析与评价。核心素养目标1.掌握血红蛋白的基本性质和功能，培养生命观念。

2.理解并掌握生物技术实验原理，提高科学探究能力。

3.通过实验操作，培养严谨的科学态度和团队协作精神。

4.学会分析实验结果，培养证据意识和批判性思维。重点难点及解决办法重点：

1.血红蛋白的理化性质及其提取原理。

2.凝胶色谱法分离血红蛋白的操作步骤及注意事项。

难点：

1.实验操作过程中对血红蛋白提取和纯度的控制。

2.凝胶色谱法操作过程中的技术要领及结果分析。

解决办法及突破策略：

1.通过多媒体演示和教师讲解，强化学生对血红蛋白性质和提取原理的理解。

2.采用分组讨论和实验操作相结合的方式，让学生在实践中掌握凝胶色谱法操作步骤。

3.教师在实验过程中巡回指导，解答学生疑问，及时纠正错误操作。

4.组织学生分析实验结果，引导他们运用所学知识解释现象，提高问题解决能力。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解血红蛋白的基本性质和提取原理，为学生奠定理论基础。

2.讨论法：组织学生分组讨论实验步骤和注意事项，培养合作精神和批判性思维。

3.实验法：指导学生进行血红蛋白提取和分离实验，提高实践操作能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用PPT和视频展示血红蛋白的性质、提取过程及实验操作步骤，增强直观感受。

2.教学软件：运用生物学科相关软件，模拟凝胶色谱法分离过程，加深学生对实验原理的理解。

3.实验设备：提供完善的实验器材和材料，确保学生能够亲自动手实践，提高实验技能。教学过程第一课时

一、导入新课

同学们，我们之前学习了蛋白质的结构和功能，今天我们将要学习一种特殊的蛋白质——血红蛋白。血红蛋白在人体内承担着重要的运输氧气功能，那么你们知道血红蛋白是如何被提取和分离的吗？今天我们将通过实验来探究这个问题。

二、自主学习

首先，请大家翻到教材第5章第3节，阅读血红蛋白的理化性质和功能部分，并思考以下问题：

1.血红蛋白的基本性质是什么？

2.血红蛋白在人体中有什么功能？

三、课堂讲解

经过自主学习，大家对血红蛋白有了初步的了解。现在我来讲解血红蛋白的理化性质和功能。

1.血红蛋白的基本性质是它含有铁离子，能够与氧气结合，从而实现氧气的运输。

2.血红蛋白在人体中的功能主要是运输氧气到各个组织和器官，同时也能运输一部分二氧化碳。

四、实验探究

步骤一：血红蛋白的提取

1.将新鲜的猪血加入抗凝剂，离心分离红细胞。

2.用蒸馏水破裂红细胞，释放出血红蛋白。

3.通过离心分离血红蛋白溶液。

步骤二：血红蛋白的分离

1.准备凝胶色谱柱，将血红蛋白溶液加入柱中。

2.用磷酸盐缓冲液进行洗脱，观察不同组分的洗脱顺序。

3.收集洗脱液，测定血红蛋白的纯度。

在实验过程中，我会巡回指导，解答大家的疑问，并纠正操作错误。

五、实验结果分析

实验结束后，请大家思考以下问题：

1.实验中为什么用蒸馏水破裂红细胞？

2.凝胶色谱法分离血红蛋白的原理是什么？

3.实验结果是否达到预期？如何改进？

我们将分组讨论这些问题，并派代表进行汇报。

六、总结与拓展

第二课时

一、复习导入

上节课我们学习了血红蛋白的提取和分离，那么大家还记得血红蛋白在人体内的功能吗？同时，请大家分享一下课后查阅到的关于其他生物体内血红蛋白的研究进展。

二、课堂讲解

根据大家的分享，我们可以看到血红蛋白在生物体内的功能非常重要。接下来，我将讲解血红蛋白提取和分离的原理。

1.血红蛋白的提取：通过破裂红细胞，将血红蛋白释放出来，然后通过离心等操作获得纯度较高的血红蛋白溶液。

2.血红蛋白的分离：利用凝胶色谱法，根据分子大小和电荷差异，将血红蛋白与其他蛋白质分离开来。

三、实验操作技巧讲解

在实验过程中，操作技巧非常重要。下面我将讲解几个关键点：

1.红细胞破裂时，要充分搅拌，使细胞充分破裂。

2.离心操作要注意平衡，避免样品混合。

3.凝胶色谱柱装填要均匀，避免气泡产生。

四、实验改进与优化

根据上节课的实验结果，我们讨论一下如何改进和优化实验过程，以提高血红蛋白的提取和分离效果。

五、课堂小结

本节课我们学习了血红蛋白提取和分离的原理，以及实验操作技巧。希望大家能够将这些知识运用到实际操作中，提高实验效果。

六、作业布置

1.复习本节课内容，做好课后习题。

2.预习下一节课内容，了解蛋白质电泳法的原理和应用。知识点梳理一、血红蛋白的基本性质

1.血红蛋白是一种含铁的蛋白质，存在于红细胞中。

2.血红蛋白能够与氧气结合，实现氧气的运输。

3.血红蛋白还能与二氧化碳结合，参与二氧化碳的运输。

二、血红蛋白的功能

1.在人体中，血红蛋白主要负责运输氧气到各个组织和器官。

2.同时，血红蛋白也参与二氧化碳的运输。

三、血红蛋白的提取

1.提取血红蛋白的方法主要包括：破裂红细胞、离心分离、洗涤和溶解。

2.实验中用到的试剂有：抗凝剂、蒸馏水、磷酸盐缓冲液等。

四、血红蛋白的分离

1.分离血红蛋白常用的方法是凝胶色谱法。

2.凝胶色谱法是根据分子大小和电荷差异，使不同蛋白质在色谱柱中的移动速度不同，从而实现分离。

五、实验操作技巧

1.红细胞破裂时，需充分搅拌，确保细胞破裂完全。

2.离心操作要注意样品的平衡，避免混合。

3.凝胶色谱柱装填要均匀，避免气泡产生，影响分离效果。

六、实验结果分析

1.分析实验结果，判断血红蛋白提取和分离的效果。

2.通过实验结果，总结实验过程中的注意事项，为后续实验提供经验。

七、血红蛋白的应用

1.血红蛋白在医疗领域的应用，如血液代用品的研究。

2.血红蛋白在生物技术领域的应用，如蛋白质工程。

八、蛋白质电泳法

1.了解蛋白质电泳法的原理，即利用电场作用下，蛋白质在凝胶中的迁移速度不同，实现分离。

2.掌握蛋白质电泳法的操作步骤和注意事项。课堂小结，当堂检测一、课堂小结

1.血红蛋白的基本性质：含铁的蛋白质，负责氧气的运输。

2.血红蛋白的功能：在人体内运输氧气和二氧化碳。

3.血红蛋白的提取：包括红细胞破裂、离心分离、洗涤和溶解等步骤。

4.血红蛋白的分离：利用凝胶色谱法，根据分子大小和电荷差异进行分离。

5.实验操作技巧：包括红细胞破裂、离心、凝胶色谱柱装填等。

6.蛋白质电泳法：利用电场作用下的蛋白质迁移速度差异进行分离。

二、当堂检测

1.选择题：

（1）血红蛋白的主要功能是：

A.运输氧气

B.运输二氧化碳

C.免疫功能

D.催化作用

（2）以下哪种方法常用于血红蛋白的分离？

A.离心法

B.蒸馏法

C.凝胶色谱法

D.电泳法

2.判断题：

（1）血红蛋白提取过程中，需用蒸馏水破裂红细胞。（）

（2）凝胶色谱法分离血红蛋白时，分子量大的蛋白质移动速度快。（）

3.简答题：

（1）简述血红蛋白提取的基本步骤。

（2）解释凝胶色谱法分离血红蛋白的原理。教学反思在本次教学活动中，我以血红蛋白的提取和分离为主题，通过讲解、实验和讨论等多种方式，帮助学生掌握了相关知识点。以下是我对本次教学的一些反思：

1.教学内容的安排：我觉得本次教学内容较为丰富，既包括了血红蛋白的基本性质和功能，又涉及到了提取和分离的实验操作。但在实际教学中，我注意到部分学生对实验步骤的理解和操作技巧掌握不够熟练，可能需要在今后的教学中加强对实验部分的讲解和指导。

2.教学方法的选择：我采用了讲授法、讨论法和实验法等多种教学方法，旨在激发学生的学习兴趣和主动性。从课堂反馈来看，学生对于实验部分表现出较高的兴趣，但在理论知识的学习上，部分学生的积极性不高。因此，我考虑在以后的教学中，结合生活实例，增加一些趣味性的讲解，以提高学生的学习兴趣。

3.学生参与度：本次教学中，我鼓励学生积极参与实验操作和讨论，大部分学生能够投入到课堂活动中。但仍有部分学生表现较为被动，课堂参与度不高。为了提高这部分学生的参与度，我计划在后续教学中多关注他们，鼓励他们发言和参与实验操作。

4.课堂氛围：整体来看，课堂氛围较为活跃，学生能够积极提问和分享观点。但在实验操作过程中，部分学生过于紧张，担心操作失误。针对这种情况，我会在实验前加强操作技巧的讲解，让学生充分了解实验原理，降低他们的紧张感。

5.教学效果：从学生的实验结果和课堂回答来看，大部分学生能够掌握血红蛋白的基本性质、功能和提取分离方法。但在实验结果分析方面，部分学生还存在一定的困难。为了提高学生的分析能力，我计划在后续教学中增加一些实例分析，让学生学会运用所学知识解决实际问题。

6.作业布置：本次教学布置的作业主要包括课后习题和预习内容。从学生的完成情况来看，大部分学生能够按时完成作业，但质量参差不齐。为了提高作业质量，我会在下次教学中加强对作业的讲解和指导，让学生明确作业要求。板书设计```

血红蛋白的提取与分离

├──基本性质

│├──含铁的蛋白质

│└──氧气运输

├──功能

│├──运输氧气

│└──运输二氧化碳

├──提取

│├──红细胞破裂

│├──离心分离

│├──洗涤

│└──溶解

├──分离

│└──凝胶色谱法

│├──分子大小差异

│└──电荷差异

├──实验技巧

│├──红细胞破裂搅拌

│├──离心平衡

│└──凝胶装填均匀

└──蛋白质电泳法

├──电场作用

└──分子迁移速度差异

```

板书设计以树状图的形式呈现，旨在清晰地展示血红蛋白提取与分离的教学内容，突出重点和条理。左侧为主题分支，右侧为具体内容，简洁明了，便于学生记录和理解。同时，通过艺术性的布局和趣味性的图标，激发学生的学习兴趣。典型例题讲解例题1：简述血红蛋白的提取过程。

解答：血红蛋白的提取过程主要包括以下几个步骤：

1.收集新鲜的猪血，加入抗凝剂，防止血液凝固。

2.离心分离红细胞，获得纯净的红细胞。

3.用蒸馏水破裂红细胞，释放出血红蛋白。

4.再次离心分离，获得血红蛋白溶液。

5.对血红蛋白溶液进行洗涤，去除杂质。

6.最后，将血红蛋白溶解在适当的缓冲液中。

例题2：解释凝胶色谱法分离血红蛋白的原理。

解答：凝胶色谱法分离血红蛋白的原理是基于分子大小和电荷差异。血红蛋白分子在凝胶色谱柱中的移动速度取决于其分子大小和电荷。分子量较小的血红蛋白会更快地通过凝胶，而分子量较大的蛋白质则会较慢地通过。此外，带电荷的蛋白质在电场作用下会发生偏转，进一步影响其在色谱柱中的移动速度。通过这种方式，不同分子大小的血红蛋白得以分离。

例题3：血红蛋白提取过程中，为什么要用蒸馏水破裂红细胞？

解答：在血红蛋白提取过程中，用蒸馏水破裂红细胞的原因是蒸馏水能够破坏红细胞膜，使血红蛋白从红细胞中释放出来。红细胞膜主要由脂质双层组成，而蒸馏水具有极强的溶解性，能够破坏脂质双层的结构，使红细胞破裂并释放出血红蛋白。

例题4：在凝胶色谱法分离血红蛋白时，如何判断分离效果？

解答：在凝胶色谱法分离血红蛋白时，可以通过以下几种方法判断分离效果：

1.观察色谱柱中各组分的洗脱顺序，血红蛋白应与其他蛋白质