2024-2025學(xué)年高中生物 專題5 課題3 血紅蛋白的提取和分離教案 新人教版選修1

2024-2025學(xué)年高中生物專題5課題3血紅蛋白的提取和分離教案新人教版選修1主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容2024-2025學(xué)年高中生物專題5“生物技術(shù)與實(shí)踐”課題3“血紅蛋白的提取和分離”，新人教版選修1。本節(jié)課將圍繞以下內(nèi)容展開(kāi)：

1.血紅蛋白的理化性質(zhì)及功能。

2.血紅蛋白提取的原理及實(shí)驗(yàn)方法。

3.分離血紅蛋白的凝膠色譜法原理及操作步驟。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與評(píng)價(jià)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.掌握血紅蛋白的基本性質(zhì)和功能，培養(yǎng)生命觀念。

2.理解并掌握生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)原理，提高科學(xué)探究能力。

3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

4.學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)證據(jù)意識(shí)和批判性思維。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.血紅蛋白的理化性質(zhì)及其提取原理。

2.凝膠色譜法分離血紅蛋白的操作步驟及注意事項(xiàng)。

難點(diǎn)：

1.實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中對(duì)血紅蛋白提取和純度的控制。

2.凝膠色譜法操作過(guò)程中的技術(shù)要領(lǐng)及結(jié)果分析。

解決辦法及突破策略：

1.通過(guò)多媒體演示和教師講解，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)血紅蛋白性質(zhì)和提取原理的理解。

2.采用分組討論和實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合的方式，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握凝膠色譜法操作步驟。

3.教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生疑問(wèn)，及時(shí)糾正錯(cuò)誤操作。

4.組織學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)他們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋現(xiàn)象，提高問(wèn)題解決能力。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過(guò)講解血紅蛋白的基本性質(zhì)和提取原理，為學(xué)生奠定理論基礎(chǔ)。

2.討論法：組織學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，培養(yǎng)合作精神和批判性思維。

3.實(shí)驗(yàn)法：指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行血紅蛋白提取和分離實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)踐操作能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用PPT和視頻展示血紅蛋白的性質(zhì)、提取過(guò)程及實(shí)驗(yàn)操作步驟，增強(qiáng)直觀感受。

2.教學(xué)軟件：運(yùn)用生物學(xué)科相關(guān)軟件，模擬凝膠色譜法分離過(guò)程，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備：提供完善的實(shí)驗(yàn)器材和材料，確保學(xué)生能夠親自動(dòng)手實(shí)踐，提高實(shí)驗(yàn)技能。教學(xué)過(guò)程第一課時(shí)

一、導(dǎo)入新課

同學(xué)們，我們之前學(xué)習(xí)了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，今天我們將要學(xué)習(xí)一種特殊的蛋白質(zhì)——血紅蛋白。血紅蛋白在人體內(nèi)承擔(dān)著重要的運(yùn)輸氧氣功能，那么你們知道血紅蛋白是如何被提取和分離的嗎？今天我們將通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題。

二、自主學(xué)習(xí)

首先，請(qǐng)大家翻到教材第5章第3節(jié)，閱讀血紅蛋白的理化性質(zhì)和功能部分，并思考以下問(wèn)題：

1.血紅蛋白的基本性質(zhì)是什么？

2.血紅蛋白在人體中有什么功能？

三、課堂講解

經(jīng)過(guò)自主學(xué)習(xí)，大家對(duì)血紅蛋白有了初步的了解?，F(xiàn)在我來(lái)講解血紅蛋白的理化性質(zhì)和功能。

1.血紅蛋白的基本性質(zhì)是它含有鐵離子，能夠與氧氣結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)氧氣的運(yùn)輸。

2.血紅蛋白在人體中的功能主要是運(yùn)輸氧氣到各個(gè)組織和器官，同時(shí)也能運(yùn)輸一部分二氧化碳。

四、實(shí)驗(yàn)探究

步驟一：血紅蛋白的提取

1.將新鮮的豬血加入抗凝劑，離心分離紅細(xì)胞。

2.用蒸餾水破裂紅細(xì)胞，釋放出血紅蛋白。

3.通過(guò)離心分離血紅蛋白溶液。

步驟二：血紅蛋白的分離

1.準(zhǔn)備凝膠色譜柱，將血紅蛋白溶液加入柱中。

2.用磷酸鹽緩沖液進(jìn)行洗脫，觀察不同組分的洗脫順序。

3.收集洗脫液，測(cè)定血紅蛋白的純度。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我會(huì)巡回指導(dǎo)，解答大家的疑問(wèn)，并糾正操作錯(cuò)誤。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，請(qǐng)大家思考以下問(wèn)題：

1.實(shí)驗(yàn)中為什么用蒸餾水破裂紅細(xì)胞？

2.凝膠色譜法分離血紅蛋白的原理是什么？

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否達(dá)到預(yù)期？如何改進(jìn)？

我們將分組討論這些問(wèn)題，并派代表進(jìn)行匯報(bào)。

六、總結(jié)與拓展

第二課時(shí)

一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了血紅蛋白的提取和分離，那么大家還記得血紅蛋白在人體內(nèi)的功能嗎？同時(shí)，請(qǐng)大家分享一下課后查閱到的關(guān)于其他生物體內(nèi)血紅蛋白的研究進(jìn)展。

二、課堂講解

根據(jù)大家的分享，我們可以看到血紅蛋白在生物體內(nèi)的功能非常重要。接下來(lái)，我將講解血紅蛋白提取和分離的原理。

1.血紅蛋白的提?。和ㄟ^(guò)破裂紅細(xì)胞，將血紅蛋白釋放出來(lái)，然后通過(guò)離心等操作獲得純度較高的血紅蛋白溶液。

2.血紅蛋白的分離：利用凝膠色譜法，根據(jù)分子大小和電荷差異，將血紅蛋白與其他蛋白質(zhì)分離開(kāi)來(lái)。

三、實(shí)驗(yàn)操作技巧講解

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，操作技巧非常重要。下面我將講解幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

1.紅細(xì)胞破裂時(shí)，要充分?jǐn)嚢?，使?xì)胞充分破裂。

2.離心操作要注意平衡，避免樣品混合。

3.凝膠色譜柱裝填要均勻，避免氣泡產(chǎn)生。

四、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與優(yōu)化

根據(jù)上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們討論一下如何改進(jìn)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以提高血紅蛋白的提取和分離效果。

五、課堂小結(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了血紅蛋白提取和分離的原理，以及實(shí)驗(yàn)操作技巧。希望大家能夠?qū)⑦@些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作中，提高實(shí)驗(yàn)效果。

六、作業(yè)布置

1.復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容，做好課后習(xí)題。

2.預(yù)習(xí)下一節(jié)課內(nèi)容，了解蛋白質(zhì)電泳法的原理和應(yīng)用。知識(shí)點(diǎn)梳理一、血紅蛋白的基本性質(zhì)

1.血紅蛋白是一種含鐵的蛋白質(zhì)，存在于紅細(xì)胞中。

2.血紅蛋白能夠與氧氣結(jié)合，實(shí)現(xiàn)氧氣的運(yùn)輸。

3.血紅蛋白還能與二氧化碳結(jié)合，參與二氧化碳的運(yùn)輸。

二、血紅蛋白的功能

1.在人體中，血紅蛋白主要負(fù)責(zé)運(yùn)輸氧氣到各個(gè)組織和器官。

2.同時(shí)，血紅蛋白也參與二氧化碳的運(yùn)輸。

三、血紅蛋白的提取

1.提取血紅蛋白的方法主要包括：破裂紅細(xì)胞、離心分離、洗滌和溶解。

2.實(shí)驗(yàn)中用到的試劑有：抗凝劑、蒸餾水、磷酸鹽緩沖液等。

四、血紅蛋白的分離

1.分離血紅蛋白常用的方法是凝膠色譜法。

2.凝膠色譜法是根據(jù)分子大小和電荷差異，使不同蛋白質(zhì)在色譜柱中的移動(dòng)速度不同，從而實(shí)現(xiàn)分離。

五、實(shí)驗(yàn)操作技巧

1.紅細(xì)胞破裂時(shí)，需充分?jǐn)嚢?，確保細(xì)胞破裂完全。

2.離心操作要注意樣品的平衡，避免混合。

3.凝膠色譜柱裝填要均勻，避免氣泡產(chǎn)生，影響分離效果。

六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

1.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判斷血紅蛋白提取和分離的效果。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供經(jīng)驗(yàn)。

七、血紅蛋白的應(yīng)用

1.血紅蛋白在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，如血液代用品的研究。

2.血紅蛋白在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，如蛋白質(zhì)工程。

八、蛋白質(zhì)電泳法

1.了解蛋白質(zhì)電泳法的原理，即利用電場(chǎng)作用下，蛋白質(zhì)在凝膠中的遷移速度不同，實(shí)現(xiàn)分離。

2.掌握蛋白質(zhì)電泳法的操作步驟和注意事項(xiàng)。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)一、課堂小結(jié)

1.血紅蛋白的基本性質(zhì)：含鐵的蛋白質(zhì)，負(fù)責(zé)氧氣的運(yùn)輸。

2.血紅蛋白的功能：在人體內(nèi)運(yùn)輸氧氣和二氧化碳。

3.血紅蛋白的提?。喊t細(xì)胞破裂、離心分離、洗滌和溶解等步驟。

4.血紅蛋白的分離：利用凝膠色譜法，根據(jù)分子大小和電荷差異進(jìn)行分離。

5.實(shí)驗(yàn)操作技巧：包括紅細(xì)胞破裂、離心、凝膠色譜柱裝填等。

6.蛋白質(zhì)電泳法：利用電場(chǎng)作用下的蛋白質(zhì)遷移速度差異進(jìn)行分離。

二、當(dāng)堂檢測(cè)

1.選擇題：

（1）血紅蛋白的主要功能是：

A.運(yùn)輸氧氣

B.運(yùn)輸二氧化碳

C.免疫功能

D.催化作用

（2）以下哪種方法常用于血紅蛋白的分離？

A.離心法

B.蒸餾法

C.凝膠色譜法

D.電泳法

2.判斷題：

（1）血紅蛋白提取過(guò)程中，需用蒸餾水破裂紅細(xì)胞。（）

（2）凝膠色譜法分離血紅蛋白時(shí)，分子量大的蛋白質(zhì)移動(dòng)速度快。（）

3.簡(jiǎn)答題：

（1）簡(jiǎn)述血紅蛋白提取的基本步驟。

（2）解釋凝膠色譜法分離血紅蛋白的原理。教學(xué)反思在本次教學(xué)活動(dòng)中，我以血紅蛋白的提取和分離為主題，通過(guò)講解、實(shí)驗(yàn)和討論等多種方式，幫助學(xué)生掌握了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。以下是我對(duì)本次教學(xué)的一些反思：

1.教學(xué)內(nèi)容的安排：我覺(jué)得本次教學(xué)內(nèi)容較為豐富，既包括了血紅蛋白的基本性質(zhì)和功能，又涉及到了提取和分離的實(shí)驗(yàn)操作。但在實(shí)際教學(xué)中，我注意到部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的理解和操作技巧掌握不夠熟練，可能需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)部分的講解和指導(dǎo)。

2.教學(xué)方法的選擇：我采用了講授法、討論法和實(shí)驗(yàn)法等多種教學(xué)方法，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。從課堂反饋來(lái)看，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)部分表現(xiàn)出較高的興趣，但在理論知識(shí)的學(xué)習(xí)上，部分學(xué)生的積極性不高。因此，我考慮在以后的教學(xué)中，結(jié)合生活實(shí)例，增加一些趣味性的講解，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.學(xué)生參與度：本次教學(xué)中，我鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)操作和討論，大部分學(xué)生能夠投入到課堂活動(dòng)中。但仍有部分學(xué)生表現(xiàn)較為被動(dòng)，課堂參與度不高。為了提高這部分學(xué)生的參與度，我計(jì)劃在后續(xù)教學(xué)中多關(guān)注他們，鼓勵(lì)他們發(fā)言和參與實(shí)驗(yàn)操作。

4.課堂氛圍：整體來(lái)看，課堂氛圍較為活躍，學(xué)生能夠積極提問(wèn)和分享觀點(diǎn)。但在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，部分學(xué)生過(guò)于緊張，擔(dān)心操作失誤。針對(duì)這種情況，我會(huì)在實(shí)驗(yàn)前加強(qiáng)操作技巧的講解，讓學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)原理，降低他們的緊張感。

5.教學(xué)效果：從學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和課堂回答來(lái)看，大部分學(xué)生能夠掌握血紅蛋白的基本性質(zhì)、功能和提取分離方法。但在實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析方面，部分學(xué)生還存在一定的困難。為了提高學(xué)生的分析能力，我計(jì)劃在后續(xù)教學(xué)中增加一些實(shí)例分析，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

6.作業(yè)布置：本次教學(xué)布置的作業(yè)主要包括課后習(xí)題和預(yù)習(xí)內(nèi)容。從學(xué)生的完成情況來(lái)看，大部分學(xué)生能夠按時(shí)完成作業(yè)，但質(zhì)量參差不齊。為了提高作業(yè)質(zhì)量，我會(huì)在下次教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)作業(yè)的講解和指導(dǎo)，讓學(xué)生明確作業(yè)要求。板書(shū)設(shè)計(jì)```

血紅蛋白的提取與分離

├──基本性質(zhì)

│├──含鐵的蛋白質(zhì)

│└──氧氣運(yùn)輸

├──功能

│├──運(yùn)輸氧氣

│└──運(yùn)輸二氧化碳

├──提取

│├──紅細(xì)胞破裂

│├──離心分離

│├──洗滌

│└──溶解

├──分離

│└──凝膠色譜法

│├──分子大小差異

│└──電荷差異

├──實(shí)驗(yàn)技巧

│├──紅細(xì)胞破裂攪拌

│├──離心平衡

│└──凝膠裝填均勻

└──蛋白質(zhì)電泳法

├──電場(chǎng)作用

└──分子遷移速度差異

```

板書(shū)設(shè)計(jì)以樹(shù)狀圖的形式呈現(xiàn)，旨在清晰地展示血紅蛋白提取與分離的教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)和條理。左側(cè)為主題分支，右側(cè)為具體內(nèi)容，簡(jiǎn)潔明了，便于學(xué)生記錄和理解。同時(shí)，通過(guò)藝術(shù)性的布局和趣味性的圖標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。典型例題講解例題1：簡(jiǎn)述血紅蛋白的提取過(guò)程。

解答：血紅蛋白的提取過(guò)程主要包括以下幾個(gè)步驟：

1.收集新鮮的豬血，加入抗凝劑，防止血液凝固。

2.離心分離紅細(xì)胞，獲得純凈的紅細(xì)胞。

3.用蒸餾水破裂紅細(xì)胞，釋放出血紅蛋白。

4.再次離心分離，獲得血紅蛋白溶液。

5.對(duì)血紅蛋白溶液進(jìn)行洗滌，去除雜質(zhì)。

6.最后，將血紅蛋白溶解在適當(dāng)?shù)木彌_液中。

例題2：解釋凝膠色譜法分離血紅蛋白的原理。

解答：凝膠色譜法分離血紅蛋白的原理是基于分子大小和電荷差異。血紅蛋白分子在凝膠色譜柱中的移動(dòng)速度取決于其分子大小和電荷。分子量較小的血紅蛋白會(huì)更快地通過(guò)凝膠，而分子量較大的蛋白質(zhì)則會(huì)較慢地通過(guò)。此外，帶電荷的蛋白質(zhì)在電場(chǎng)作用下會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，進(jìn)一步影響其在色譜柱中的移動(dòng)速度。通過(guò)這種方式，不同分子大小的血紅蛋白得以分離。

例題3：血紅蛋白提取過(guò)程中，為什么要用蒸餾水破裂紅細(xì)胞？

解答：在血紅蛋白提取過(guò)程中，用蒸餾水破裂紅細(xì)胞的原因是蒸餾水能夠破壞紅細(xì)胞膜，使血紅蛋白從紅細(xì)胞中釋放出來(lái)。紅細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)雙層組成，而蒸餾水具有極強(qiáng)的溶解性，能夠破壞脂質(zhì)雙層的結(jié)構(gòu)，使紅細(xì)胞破裂并釋放出血紅蛋白。

例題4：在凝膠色譜法分離血紅蛋白時(shí)，如何判斷分離效果？

解答：在凝膠色譜法分離血紅蛋白時(shí)，可以通過(guò)以下幾種方法判斷分離效果：

1.觀察色譜柱中各組分的洗脫順序，血紅蛋白應(yīng)與其他蛋白質(zhì)