2024-2025學年高中生物 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內容2024-2025學年高中生物專題5“生物技術與實踐”課題3“血紅蛋白的提取和分離”，新人教版選修1。本節(jié)課將圍繞以下內容展開：

1.血紅蛋白的理化性質及功能。

2.血紅蛋白提取的原理及實驗方法。

3.分離血紅蛋白的凝膠色譜法原理及操作步驟。

4.實驗結果的分析與評價。核心素養(yǎng)目標1.掌握血紅蛋白的基本性質和功能，培養(yǎng)生命觀念。

2.理解并掌握生物技術實驗原理，提高科學探究能力。

3.通過實驗操作，培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度和團隊協(xié)作精神。

4.學會分析實驗結果，培養(yǎng)證據意識和批判性思維。重點難點及解決辦法重點：

1.血紅蛋白的理化性質及其提取原理。

2.凝膠色譜法分離血紅蛋白的操作步驟及注意事項。

難點：

1.實驗操作過程中對血紅蛋白提取和純度的控制。

2.凝膠色譜法操作過程中的技術要領及結果分析。

解決辦法及突破策略：

1.通過多媒體演示和教師講解，強化學生對血紅蛋白性質和提取原理的理解。

2.采用分組討論和實驗操作相結合的方式，讓學生在實踐中掌握凝膠色譜法操作步驟。

3.教師在實驗過程中巡回指導，解答學生疑問，及時糾正錯誤操作。

4.組織學生分析實驗結果，引導他們運用所學知識解釋現象，提高問題解決能力。學具準備Xxx課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學方法與手段教學方法：

1.講授法：通過講解血紅蛋白的基本性質和提取原理，為學生奠定理論基礎。

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

3.實驗法：指導學生進行血紅蛋白提取和分離實驗，提高實踐操作能力。

教學手段：

1.多媒體演示：利用PPT和視頻展示血紅蛋白的性質、提取過程及實驗操作步驟，增強直觀感受。

2.教學軟件：運用生物學科相關軟件，模擬凝膠色譜法分離過程，加深學生對實驗原理的理解。

3.實驗設備：提供完善的實驗器材和材料，確保學生能夠親自動手實踐，提高實驗技能。教學過程第一課時

一、導入新課

同學們，我們之前學習了蛋白質的結構和功能，今天我們將要學習一種特殊的蛋白質——血紅蛋白。血紅蛋白在人體內承擔著重要的運輸氧氣功能，那么你們知道血紅蛋白是如何被提取和分離的嗎？今天我們將通過實驗來探究這個問題。

二、自主學習

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

1.血紅蛋白的基本性質是什么？

2.血紅蛋白在人體中有什么功能？

三、課堂講解

經過自主學習，大家對血紅蛋白有了初步的了解?，F在我來講解血紅蛋白的理化性質和功能。

1.血紅蛋白的基本性質是它含有鐵離子，能夠與氧氣結合，從而實現氧氣的運輸。

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

四、實驗探究

步驟一：血紅蛋白的提取

1.將新鮮的豬血加入抗凝劑，離心分離紅細胞。

2.用蒸餾水破裂紅細胞，釋放出血紅蛋白。

3.通過離心分離血紅蛋白溶液。

步驟二：血紅蛋白的分離

1.準備凝膠色譜柱，將血紅蛋白溶液加入柱中。

2.用磷酸鹽緩沖液進行洗脫，觀察不同組分的洗脫順序。

3.收集洗脫液，測定血紅蛋白的純度。

在實驗過程中，我會巡回指導，解答大家的疑問，并糾正操作錯誤。

五、實驗結果分析

實驗結束后，請大家思考以下問題：

1.實驗中為什么用蒸餾水破裂紅細胞？

2.凝膠色譜法分離血紅蛋白的原理是什么？

3.實驗結果是否達到預期？如何改進？

我們將分組討論這些問題，并派代表進行匯報。

六、總結與拓展

第二課時

一、復習導入

上節(jié)課我們學習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的功能嗎？同時，請大家分享一下課后查閱到的關于其他生物體內血紅蛋白的研究進展。

二、課堂講解

根據大家的分享，我們可以看到血紅蛋白在生物體內的功能非常重要。接下來，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^破裂紅細胞，將血紅蛋白釋放出來，然后通過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，根據分子大小和電荷差異，將血紅蛋白與其他蛋白質分離開來。

三、實驗操作技巧講解

在實驗過程中，操作技巧非常重要。下面我將講解幾個關鍵點：

1.紅細胞破裂時，要充分攪拌，使細胞充分破裂。

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，避免氣泡產生。

四、實驗改進與優(yōu)化

根據上節(jié)課的實驗結果，我們討論一下如何改進和優(yōu)化實驗過程，以提高血紅蛋白的提取和分離效果。

五、課堂小結

本節(jié)課我們學習了血紅蛋白提取和分離的原理，以及實驗操作技巧。希望大家能夠將這些知識運用到實際操作中，提高實驗效果。

六、作業(yè)布置

1.復習本節(jié)課內容，做好課后習題。

2.預習下一節(jié)課內容，了解蛋白質電泳法的原理和應用。知識點梳理一、血紅蛋白的基本性質

1.血紅蛋白是一種含鐵的蛋白質，存在于紅細胞中。

2.血紅蛋白能夠與氧氣結合，實現氧氣的運輸。

3.血紅蛋白還能與二氧化碳結合，參與二氧化碳的運輸。

二、血紅蛋白的功能

1.在人體中，血紅蛋白主要負責運輸氧氣到各個組織和器官。

2.同時，血紅蛋白也參與二氧化碳的運輸。

三、血紅蛋白的提取

1.提取血紅蛋白的方法主要包括：破裂紅細胞、離心分離、洗滌和溶解。

2.實驗中用到的試劑有：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.凝膠色譜法是根據分子大小和電荷差異，使不同蛋白質在色譜柱中的移動速度不同，從而實現分離。

五、實驗操作技巧

1.紅細胞破裂時，需充分攪拌，確保細胞破裂完全。

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，避免氣泡產生，影響分離效果。

六、實驗結果分析

1.分析實驗結果，判斷血紅蛋白提取和分離的效果。

2.通過實驗結果，總結實驗過程中的注意事項，為后續(xù)實驗提供經驗。

七、血紅蛋白的應用

1.血紅蛋白在醫(yī)療領域的應用，如血液代用品的研究。

2.血紅蛋白在生物技術領域的應用，如蛋白質工程。

八、蛋白質電泳法

1.了解蛋白質電泳法的原理，即利用電場作用下，蛋白質在凝膠中的遷移速度不同，實現分離。

2.掌握蛋白質電泳法的操作步驟和注意事項。課堂小結，當堂檢測一、課堂小結

1.血紅蛋白的基本性質：含鐵的蛋白質，負責氧氣的運輸。

2.血紅蛋白的功能：在人體內運輸氧氣和二氧化碳。

3.血紅蛋白的提?。喊t細胞破裂、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，根據分子大小和電荷差異進行分離。

5.實驗操作技巧：包括紅細胞破裂、離心、凝膠色譜柱裝填等。

6.蛋白質電泳法：利用電場作用下的蛋白質遷移速度差異進行分離。

二、當堂檢測

1.選擇題：

（1）血紅蛋白的主要功能是：

A.運輸氧氣

B.運輸二氧化碳

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）血紅蛋白提取過程中，需用蒸餾水破裂紅細胞。（）

（2）凝膠色譜法分離血紅蛋白時，分子量大的蛋白質移動速度快。（）

3.簡答題：

（1）簡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。教學反思在本次教學活動中，我以血紅蛋白的提取和分離為主題，通過講解、實驗和討論等多種方式，幫助學生掌握了相關知識點。以下是我對本次教學的一些反思：

1.教學內容的安排：我覺得本次教學內容較為豐富，既包括了血紅蛋白的基本性質和功能，又涉及到了提取和分離的實驗操作。但在實際教學中，我注意到部分學生對實驗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中加強對實驗部分的講解和指導。

2.教學方法的選擇：我采用了講授法、討論法和實驗法等多種教學方法，旨在激發(fā)學生的學習興趣和主動性。從課堂反饋來看，學生對于實驗部分表現出較高的興趣，但在理論知識的學習上，部分學生的積極性不高。因此，我考慮在以后的教學中，結合生活實例，增加一些趣味性的講解，以提高學生的學習興趣。

3.學生參與度：本次教學中，我鼓勵學生積極參與實驗操作和討論，大部分學生能夠投入到課堂活動中。但仍有部分學生表現較為被動，課堂參與度不高。為了提高這部分學生的參與度，我計劃在后續(xù)教學中多關注他們，鼓勵他們發(fā)言和參與實驗操作。

4.課堂氛圍：整體來看，課堂氛圍較為活躍，學生能夠積極提問和分享觀點。但在實驗操作過程中，部分學生過于緊張，擔心操作失誤。針對這種情況，我會在實驗前加強操作技巧的講解，讓學生充分了解實驗原理，降低他們的緊張感。

5.教學效果：從學生的實驗結果和課堂回答來看，大部分學生能夠掌握血紅蛋白的基本性質、功能和提取分離方法。但在實驗結果分析方面，部分學生還存在一定的困難。為了提高學生的分析能力，我計劃在后續(xù)教學中增加一些實例分析，讓學生學會運用所學知識解決實際問題。

6.作業(yè)布置：本次教學布置的作業(yè)主要包括課后習題和預習內容。從學生的完成情況來看，大部分學生能夠按時完成作業(yè)，但質量參差不齊。為了提高作業(yè)質量，我會在下次教學中加強對作業(yè)的講解和指導，讓學生明確作業(yè)要求。板書設計```

血紅蛋白的提取與分離

├──基本性質

│├──含鐵的蛋白質

│└──氧氣運輸

├──功能

│├──運輸氧氣

│└──運輸二氧化碳

├──提取

│├──紅細胞破裂

│├──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

├──實驗技巧

│├──紅細胞破裂攪拌

│├──離心平衡

│└──凝膠裝填均勻

└──蛋白質電泳法

├──電場作用

└──分子遷移速度差異

```

板書設計以樹狀圖的形式呈現，旨在清晰地展示血紅蛋白提取與分離的教學內容，突出重點和條理。左側為主題分支，右側為具體內容，簡潔明了，便于學生記錄和理解。同時，通過藝術性的布局和趣味性的圖標，激發(fā)學生的學習興趣。典型例題講解例題1：簡述血紅蛋白的提取過程。

解答：血紅蛋白的提取過程主要包括以下幾個步驟：

1.收集新鮮的豬血，加入抗凝劑，防止血液凝固。

2.離心分離紅細胞，獲得純凈的紅細胞。

3.用蒸餾水破裂紅細胞，釋放出血紅蛋白。

4.再次離心分離，獲得血紅蛋白溶液。

5.對血紅蛋白溶液進行洗滌，去除雜質。

6.最后，將血紅蛋白溶解在適當的緩沖液中。

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速度取決于其分子大小和電荷。分子量較小的血紅蛋白會更快地通過凝膠，而分子量較大的蛋白質則會較慢地通過。此外，帶電荷的蛋白質在電場作用下會發(fā)生偏轉，進一步影響其在色譜柱中的移動速度。通過這種方式，不同分子大小的血紅蛋白得以分離。

例題3：血紅蛋白提取過程中，為什么要用蒸餾水破裂紅細胞？

解答：在血紅蛋白提取過程中，用蒸餾水破裂紅細胞的原因是蒸餾水能夠破壞紅細胞膜，使血紅蛋白從紅細胞中釋放出來。紅細胞膜主要由脂質雙層組成，而蒸餾水具有極強的溶解性，能夠破壞脂質雙層的結構，使紅細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，如何判斷分離效果？

解答：在凝膠色譜法分離血紅蛋白時，可以通過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，血紅蛋白應與其他蛋白質