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：

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(jié)果的分析與評價。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)實驗原理，提高科學(xué)探究能力。

3.通過實驗操作，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊協(xié)作精神。

4.學(xué)會分析實驗結(jié)果，培養(yǎng)證據(jù)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(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。

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(shù)要領(lǐng)及結(jié)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(xué)生對血紅蛋白性質(zhì)和提取原理的理解。

2.采用分組討論和實驗操作相結(jié)合的方式，讓學(xué)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(dǎo)，解答學(xué)生疑問，及時糾正錯誤操作。

4.組織學(xué)生分析實驗結(jié)果，引導(dǎo)他們運用所學(xué)知識解釋現(xiàn)象，提高問題解決能力。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過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(dǎo)學(xué)生進(jìn)行血紅蛋白提取和分離實驗，提高實踐操作能力。

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)、提取過程及實驗操作步驟，增強直觀感受。

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

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

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(xué)習(xí)

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(zhì)和功能部分，并思考以下問題：

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)過自主學(xué)習(xí)，大家對血紅蛋白有了初步的了解?，F(xiàn)在我來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，從而實現(xiàn)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(xì)胞。

2.用蒸餾水破裂紅細(xì)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(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，測定血紅蛋白的純度。

在實驗過程中，我會巡回指導(dǎo)，解答大家的疑問，并糾正操作錯誤。

五、實驗結(jié)果分析

實驗結(jié)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(xì)胞？

2.凝膠色譜法分離血紅蛋白的原理是什么？

3.實驗結(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題，并派代表進(jìn)行匯報。

六、總結(jié)與拓展

第二課時

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，請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，我將講解血紅蛋白提取和分離的原理。

1.血紅蛋白的提取：通過破裂紅細(xì)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(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(guān)鍵點：

1.紅細(xì)胞破裂時，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、實驗改進(jìn)與優(yōu)化

根據(jù)上節(jié)課的實驗結(jié)果，我們討論一下如何改進(jìn)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(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了血紅蛋白提取和分離的原理，以及實驗操作技巧。希望大家能夠?qū)⑦@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(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。知識點梳理一、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，實現(xiàn)氧氣的運輸。

3.血紅蛋白還能與二氧化碳結(jié)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(fù)責(zé)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(xì)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(jù)分子大小和電荷差異，使不同蛋白質(zhì)在色譜柱中的移動速度不同，從而實現(xiàn)分離。

五、實驗操作技巧

1.紅細(xì)胞破裂時，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、實驗結(jié)果分析

1.分析實驗結(jié)果，判斷血紅蛋白提取和分離的效果。

2.通過實驗結(jié)果，總結(jié)實驗過程中的注意事項，為后續(xù)實驗提供經(jīng)驗。

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，即利用電場作用下，蛋白質(zhì)在凝膠中的遷移速度不同，實現(xiàn)分離。

2.掌握蛋白質(zhì)電泳法的操作步驟和注意事項。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測一、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)氧氣的運輸。

2.血紅蛋白的功能：在人體內(nèi)運輸氧氣和二氧化碳。

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.實驗操作技巧：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

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(xì)胞。（）

（2）凝膠色譜法分離血紅蛋白時，分子量大的蛋白質(zhì)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(xué)反思在本次教學(xué)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(xué)生掌握了相關(guān)知識點。以下是我對本次教學(xué)的一些反思：

1.教學(xué)內(nèi)容的安排：我覺得本次教學(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驗操作。但在實際教學(xué)中，我注意到部分學(xué)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(xué)中加強對實驗部分的講解和指導(dǎo)。

2.教學(xué)方法的選擇：我采用了講授法、討論法和實驗法等多種教學(xué)方法，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。從課堂反饋來看，學(xué)生對于實驗部分表現(xiàn)出較高的興趣，但在理論知識的學(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，我鼓勵學(xué)生積極參與實驗操作和討論，大部分學(xué)生能夠投入到課堂活動中。但仍有部分學(xué)生表現(xiàn)較為被動，課堂參與度不高。為了提高這部分學(xué)生的參與度，我計劃在后續(xù)教學(xué)中多關(guān)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(xué)生能夠積極提問和分享觀點。但在實驗操作過程中，部分學(xué)生過于緊張，擔(dān)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(xué)生充分了解實驗原理，降低他們的緊張感。

5.教學(xué)效果：從學(xué)生的實驗結(jié)果和課堂回答來看，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。但在實驗結(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，我計劃在后續(xù)教學(xué)中增加一些實例分析，讓學(xué)生學(xué)會運用所學(xué)知識解決實際問題。

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)生的完成情況來看，大部分學(xué)生能夠按時完成作業(yè)，但質(zhì)量參差不齊。為了提高作業(yè)質(zhì)量，我會在下次教學(xué)中加強對作業(yè)的講解和指導(dǎo)，讓學(xué)生明確作業(yè)要求。板書設(shè)計```

血紅蛋白的提取與分離

├──基本性質(zhì)

│├──含鐵的蛋白質(zhì)

│└──氧氣運輸

├──功能

│├──運輸氧氣

│└──運輸二氧化碳

├──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

├──實驗技巧

│├──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

├──電場作用

└──分子遷移速度差異

```

板書設(shè)計以樹狀圖的形式呈現(xiàn)，旨在清晰地展示血紅蛋白提取與分離的教學(xué)內(nèi)容，突出重點和條理。左側(cè)為主題分支，右側(cè)為具體內(nèi)容，簡潔明了，便于學(xué)生記錄和理解。同時，通過藝術(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(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(zhì)則會較慢地通過。此外，帶電荷的蛋白質(zhì)在電場作用下會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，進(jìn)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(xì)胞？

解答：在血紅蛋白提取過程中，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。紅細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)雙層組成，而蒸餾水具有極強的溶解性，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，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(yīng)與其他蛋白質(zhì)