2024-2025学年高中生物 专题5 DNA和蛋白质技术 课题3 血红蛋白的提取和分离教学实录 新人教版选修1

2024-2025学年高中生物专题5DNA和蛋白质技术课题3血红蛋白的提取和分离教学实录新人教版选修1主备人备课成员设计思路本节课以“血红蛋白的提取和分离”为主题，旨在让学生通过实验操作，深入理解血红蛋白的特性及其分离方法。课程设计紧密结合新人教版选修1教材，围绕DNA和蛋白质技术这一专题，通过实验探究，培养学生的动手能力、观察能力和分析能力。教学过程中注重理论与实践相结合，使学生在掌握知识的同时，提高生物学素养。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的生命观念、科学探究和科学态度与责任等核心素养。通过血红蛋白提取和分离实验，学生将加深对生物大分子结构和功能的理解，提升实验操作技能，培养严谨的科学态度和团队合作精神。此外，通过分析实验数据，学生将提高问题解决能力和逻辑思维能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在此前学习过程中已掌握细胞结构、蛋白质的基本概念和功能，以及有关血红蛋白的初步知识。他们了解蛋白质是由氨基酸组成的大分子，具有多种功能，包括运输氧气。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对生物科学普遍感兴趣，尤其对实验操作和探究性学习充满热情。他们的学习能力较强，能够快速掌握新知识，但在实验操作方面可能存在差异。学习风格上，部分学生倾向于动手实践，而另一些则更喜欢理论学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在进行血红蛋白提取和分离实验时，可能会遇到以下困难和挑战：一是实验操作步骤繁琐，需要细致的操作和耐心；二是实验结果可能不稳定，需要学生具备一定的实验分析和解决问题的能力；三是理论知识与实验操作的结合，需要学生能够将所学知识应用于实际问题中。此外，学生可能对蛋白质的复杂性和血红蛋白的特性理解不够深入，这也是需要关注和引导的方向。学具准备多媒体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资源准备1.教材：确保每位学生都有新人教版选修1《DNA和蛋白质技术》教材。

2.辅助材料：准备与血红蛋白相关的图片、图表和视频，以辅助学生理解其结构和功能。

3.实验器材：包括血红蛋白提取和分离所需的试剂、离心机、显微镜等实验器材，并确保其安全性和完好性。

4.教室布置：设置分组讨论区，配备实验操作台，确保实验过程中学生能够舒适地进行操作。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

1.结合教材内容，提问学生：“大家是否知道血红蛋白在人体中的作用？”

2.引导学生回顾血红蛋白的结构和功能，激发学生对本节课的兴趣。

3.提出本节课的学习目标：“通过实验探究，学习血红蛋白的提取和分离方法。”

二、新课讲授（用时15分钟）

1.讲解血红蛋白的结构和功能，强调其在氧气运输中的重要作用。

2.介绍血红蛋白提取和分离的原理，包括离心分离、电泳分离等。

3.结合实验步骤，详细讲解实验操作要点，如试剂的配制、样品的处理等。

三、实践活动（用时20分钟）

1.学生分组进行血红蛋白提取实验，观察实验现象，记录数据。

2.学生根据实验结果，分析血红蛋白的提取效果，讨论影响因素。

3.学生进行血红蛋白分离实验，观察分离效果，记录分离曲线。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.学生讨论血红蛋白提取实验中遇到的问题，如试剂配制、样品处理等。

2.学生讨论血红蛋白分离实验中观察到的现象，如分离曲线的形状、分离效果等。

3.学生讨论实验结果与理论知识的关联，如血红蛋白的分子量、带电性质等。

五、总结回顾（用时5分钟）

1.回顾本节课学习内容，强调血红蛋白的提取和分离方法。

2.分析本节课的重难点，如实验操作步骤、实验结果分析等。

3.鼓励学生在课后查阅资料，进一步了解血红蛋白的生物学意义。

具体分析和举例：

1.导入新课：通过提问激发学生兴趣，引导学生回顾已学知识，为新课学习奠定基础。

2.新课讲授：结合教材内容，讲解血红蛋白的结构和功能，使学生对本节课内容有初步了解。

3.实践活动：通过分组实验，让学生亲自动手操作，加深对血红蛋白提取和分离方法的理解。

4.学生小组讨论：培养学生合作交流能力，通过讨论解决实验中遇到的问题，提高分析问题、解决问题的能力。

5.总结回顾：回顾本节课学习内容，分析重难点，巩固所学知识。

教学流程总用时：45分钟知识点梳理1.血红蛋白的结构与功能

-血红蛋白是一种含铁的蛋白质，主要存在于红细胞中。

-血红蛋白的分子结构包括四个亚基，每个亚基包含一个铁离子，负责氧气的运输。

-血红蛋白的功能包括氧气的结合、释放和运输，以及二氧化碳的运输。

2.血红蛋白的提取

-提取血红蛋白的方法通常包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放和纯化。

-红细胞的洗涤可以通过离心或过滤等方法去除血浆和其他杂质。

-血红蛋白的释放通常使用缓冲溶液，如生理盐水或磷酸盐缓冲溶液。

3.血红蛋白的分离

-血红蛋白的分离可以通过多种方法，如离心、电泳和层析等。

-离心分离是基于血红蛋白的密度差异，通过离心机将不同密度的组分分离开。

-电泳分离是基于血红蛋白的电荷差异，通过电场作用使带电分子移动到相应的位置。

-层析分离是基于血红蛋白在不同溶剂中的溶解度差异，通过层析柱分离不同组分。

4.血红蛋白的纯化

-血红蛋白的纯化可以通过多种方法，如凝胶过滤、离子交换层析和亲和层析等。

-凝胶过滤是基于分子大小差异，通过凝胶介质分离不同大小的分子。

-离子交换层析是基于分子电荷差异，通过离子交换树脂分离带电分子。

-亲和层析是基于分子间的特异性结合，通过亲和配体分离特定分子。

5.血红蛋白的检测与分析

-血红蛋白的检测可以通过光谱分析、化学分析或生物化学方法进行。

-光谱分析可以通过紫外-可见光谱或荧光光谱检测血红蛋白的吸收或发射特性。

-化学分析可以通过比色法或滴定法检测血红蛋白的浓度。

-生物化学方法可以通过酶联免疫吸附试验（ELISA）或免疫印迹检测血红蛋白的特定抗原。

6.血红蛋白在疾病诊断中的应用

-血红蛋白的异常可以导致多种疾病，如贫血、血红蛋白病等。

-通过检测血红蛋白的浓度、类型和功能，可以辅助诊断相关疾病。

-血红蛋白分析在临床医学中具有重要意义，有助于疾病的早期发现和治疗。

7.血红蛋白研究的重要性

-血红蛋白的研究有助于深入理解血液生理学和病理学。

-通过血红蛋白的研究，可以开发新的治疗方法，如基因治疗和药物设计。

-血红蛋白的研究对于提高人类健康水平具有重要意义。典型例题讲解例题1：血红蛋白的提取和分离实验中，以下哪种方法最适合用于分离血红蛋白的不同亚基？

A.离心分离

B.电泳分离

C.层析分离

D.沉淀分离

答案：A.离心分离

例题2：在血红蛋白提取实验中，为什么要使用生理盐水洗涤红细胞？

A.生理盐水可以去除红细胞表面的杂质

B.生理盐水可以保持红细胞的完整结构

C.生理盐水可以稳定血红蛋白的活性

D.以上都是

答案：D.以上都是

例题3：血红蛋白的分子量大约是多少？

A.16,000Da

B.64,000Da

C.180,000Da

D.200,000Da

答案：B.64,000Da

例题4：在血红蛋白分离实验中，为什么会出现不同的分离曲线？

A.由于血红蛋白的分子量不同

B.由于血红蛋白的带电性质不同

C.由于血红蛋白的溶解度不同

D.由于实验操作不规范

答案：A.由于血红蛋白的分子量不同

例题5：以下哪种方法可以用来检测血红蛋白的浓度？

A.紫外-可见光谱

B.比色法

C.滴定法

D.ELISA

答案：A.紫外-可见光谱

补充说明：

例题1的补充说明：离心分离是基于血红蛋白的密度差异，因此最适合用于分离血红蛋白的不同亚基。

例题2的补充说明：使用生理盐水洗涤红细胞可以去除红细胞表面的杂质，保持红细胞的完整结构，并稳定血红蛋白的活性。

例题3的补充说明：血红蛋白的分子量大约为64,000Da，这是一个常见的知识点，需要学生掌握。

例题4的补充说明：血红蛋白的分离曲线不同，主要是因为血红蛋白的分子量不同，这影响了其在离心分离或电泳分离中的迁移速度。

例题5的补充说明：紫外-可见光谱是一种常用的方法来检测血红蛋白的浓度，因为它可以测量血红蛋白对特定波长光的吸收强度。板书设计①血红蛋白的结构与功能

-结构：多聚蛋白，含铁，四个亚基

-功能：氧气运输，二氧化碳运输

②血红蛋白的提取

-提取方法：洗涤红细胞，释放血红蛋白，纯化

-洗涤：去除杂质，保持红细胞完整

-释放：使用缓冲溶液，如生理盐水

-纯化：凝胶过滤，离子交换层析，亲和层析

③血红蛋白的分离

-分离方法：离心分离，电泳分离，层析分离

-离心分离：基于密度差异

-电泳分离：基于电荷差异

-层析分离：基于溶解度差异

④血红蛋