课题2 胡萝卜素的提取 教学设计 教案

第一篇：课题2 胡萝卜素的提取 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1、了解有关胡萝卜素的基础知识

2、掌握提取胡萝卜素的基本原理

3、掌握萃取法提取胡萝卜素的技术

4、学会纸层析的操作方法

2.教学重点/难点

教学重点：

胡萝卜素的提取，纸层析的操作 教学难点： 胡萝卜素的提取

3.教学用具

教学课件

4.标签

教学过程

（一）引入新课

植物有效成分提取的方法有哪些？这一节我们再来学习萃取法提取胡萝卜素的原理、方法和提取技术。

（二）背景知识 1．基础知识

（1）胡萝卜素的性质：橘黄色晶体，化学性质稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等。

（2）胡萝卜素的来源：植物、岩藻、微生物发酵。（3）分类

根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β－胡萝卜素是其中最主要的组成成分。

（4）用途

一分子的β－胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素A，因此，胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，如夜盲症、幼儿生长发育不良，干皮症等。胡萝卜素还是常用的食品色素，广泛地用作食品、饮料、饲料的添加剂。最近发现天然胡萝卜素还具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用。

（5）方法：萃取法。

影响因素：萃取剂性质、用量；原料颗粒大小、紧密程度、含水量；温度、时间等。选择控制：溶剂：石油醚 原料：颗粒小、干燥。条件：温度较高，时间长。

（三）胡萝卜素的提取 1．实验设计

1．1实验流程：阅读教材图6－6。

溶剂：应选择使用水不溶性有机溶剂，如石油醚（为什么？）。

选择溶剂应注意哪些因素？：（提取效率、水溶性与水不溶性、沸点高低、有无毒性、是否易于产品分离等）

（1）提取方法

胡萝卜素易溶于有机溶剂，可以用萃取的方法提取。（2）提取胡萝卜素的实验流程

胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素（3）萃取剂的选择 胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但他们是水溶性的有机溶剂，因能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这五种溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂。

（4）影响萃取的因素

萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。一般来说，原料颗粒小，萃取温度高，时间长，需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。

（5）胡萝卜素提取装置的设计

采用水浴加热，因为有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。在加热瓶口安装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。

2．实验案例

胡萝卜素的提取：提取胡萝卜素的主要步骤如下。

1.选取500 g新鲜的胡萝卜，用清水洗净，沥干、切碎，然后在40 ℃的烘箱中烘干，时间约需2 h，将干燥后的胡萝卜进一步粉碎过筛。注意胡萝卜的粉碎一定要彻底。

2.将样品放入500 mL圆底烧瓶中，加入200 mL石油醚混匀，按教科书中图6-7所示安装萃取回流装置，萃取30 min，然后过滤萃取液，除去固体物质。

3.按教科书中图6-2所示安装蒸馏装置，对萃取的样品进行浓缩。具体的操作步骤及注意事项见本专题课题1的案例1。

4.收集接受器中的样品，观察样品的颜色和气味，并通过纸层析进行鉴定。层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以带手套进行操作。点样时应注意点样斑点不能太大（直径应小于0.5 cm），如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸的两边不能相互接触，以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。

5.将提取的胡萝卜素粗品进行纸层析鉴定

（四）、胡萝卜素的鉴定 鉴定方法：纸层析法（1）制作层析滤纸

750px滤纸下端距底边50px处画一条基线，在基线上取A、B、C、D四点。在450px×（2）点样

用最细的注射器针头分别吸取0.1～0.4mL溶解在石油醚中的标准样品和提取样品，分别在A、D和B、C点上点样。在基线上形成直接为2mm左右的加点。

（3）层析

将滤纸上的点样液挥发干后，将滤纸卷成圆筒状，置于装有25px深的石油醚的密封玻璃瓶中。等各种色素完全分开后，取出滤纸，让石油醚自然挥发。

（4）观察

与标准样品的胡萝卜素层析带相比较观察提取效果。（5）操作注意事项

点样应该快速细致，每次点样后，要等滤纸干燥后再进行点样，可用吹风机将溶剂吹干，注意保持滤纸干燥。层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以带手套进行操作。点样时应注意点样斑点不能太大（直径应小于0.5 cm），如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸的两边不能相互接触，以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。

课堂小结

本节课讲述了胡萝卜素的提取和鉴定，掌握提取胡萝卜素的基本原理，掌握萃取法提取胡萝卜素的技术，植物中的胡萝卜素经人体吸收后，可以在体内转变为有生理活性的维生素A。通常，我们把能在体内转变为维生素的物质称为维生素原，胡萝卜素就是维生素A原，其中起主要作用的是β-胡萝卜素。胡萝卜素能够治疗因维生素A缺乏所引起的各种疾病。此外，胡萝卜素还能够有效清除体内的自由基，预防和修复细胞损伤，抑制DNA的氧化，预防癌症的发生。板书

专题六 第二节 胡萝卜素的提取

第二篇：课题2　氧气 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

知识与技能：

① 掌握氧气的化学性质，了解氧气物理性质。

② 了解氧气的主要用途，初步认识物质的性质决定其用途。③ 了解化合反应和氧化反应、氧化物的概念。1.2过程与方法：

① 通过本节课的学习，使学生懂得物质的性质决定物质的用途，用途又体现性质的辨证关系。

② 学习从具体到抽象、从个别到一般的归纳方法。情感态度与价值观

① 通过氧气化学性质的实验，激发学生的学习兴趣，建立良好、融洽的师生关系。② 通过氧气化学性质的探究性实验，使学生获得自主、合作、探究的学习态度。③ 体验观察和思考是学习化学的重要环节，培养严谨务实的科学作风。

2.教学重点/难点

教学重点

氧气的化学性质以及化学反应的概念。教学难点

①理解氧气的化学性质比较活泼。

②让学生体验到从具体到抽象、从个别到一般的归纳方法。

3.教学用具

多媒体、板书

4.标签

教学过程

引入新课 问题与讨论

假如你去攀登喜马拉雅山，你将准备哪些必用品？为什么？

教师结合学生的回答，从学生了解氧气可供给呼吸这一点导出本节课的主题。[学生讨论、交流、发言]（过渡)指导学生结合已有的知识与经验，讨论并描述有关氧气的物理性质。[学生讨论、交流、发言] 从色、态、:味等角度描述对氧气的认识，并阅读教材中关于氧气的性质。[讨论与思考]

1、你能证明氧气的密度比空气略大吗？

2、你能证明氧气不易溶于水吗？你对“不易”两字如何理解？ [学生讨论、交流、发言] 共同讨论总结出氧气的物理性质

一、氧气的物理性质

通常情况下，氧气是无色无味的气体；氧气不易溶解于水；密度比空气略大； 氧气（无色）→–183℃液态氧（淡蓝色）→-218℃固态氧（淡蓝色）[提问]什么叫化学性质？

[学生回答]化学性质是由化学变化表现出来的性质。

[过渡]既然化学性质是由化学变化表现出来的性质，那么，我们大家就通过实验一起探讨氧气的化学变化。

问题与讨论

1、展示一瓶无色气体，如何来证明它是氧气？

2、描述观察到的实验现象。

3、为什么在空气中只能看到火星，而在氧气中却能燃烧？ [学生讨论、交流、发言] 进行实验、观察现象、分析结论。(也可用带火星的纸条。)教师提供

仪器：集气瓶、燃烧匙、酒精灯、火柴 药品：木炭、石灰水、氧气

采用学生分组实验的方法，分工合作，有实验者，也有记录者。[讲解]通过实验，我们讨论以下问题

问题

1、木炭反应掉的那一部分物质生成了什么？如何验证？ 问题

2、木炭在空气和氧气中燃烧需要什么条件？会有什么现象？ 学生完成实验后，讨论后回答实验现象和文字表达式。

1、碳 + 氧气 二氧化碳 现象 ： ①发白光 ②放出热量

③有能使石灰水变浑浊的无色气体生成教师提供

仪器：集气瓶、燃烧匙、酒精灯、火柴 药品：硫磺、氢氧化钠溶液、氧气

（实验时，教师示意学生实验后加入氢氧化钠溶液）

采用学生分组实验的方法，分工合作，有实验者，也有记录者。

问题

1、硫在空气中和氧气在燃烧现象有什么不同？

问题

2、这种刺激性气味的气体就是二氧化硫，二氧化硫会对空气造成危害，烟花爆竹中的火药是由木炭、硫磺等物质组成的，为什么我们要禁止燃放烟花爆竹？ 问题

3、硫燃烧产生有害气体，为了减少或避免空气污染，如何改进实验？（合理即可，充分鼓励学生大胆想象）

回答：噪声、易产生火灾，还有产生二氧化硫污染空气。学生讨论总结实验现象和文字表达式。

2、硫 + 氧气 二氧化硫

现象：在空气中：发出明亮的淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。在氧气中：发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。教师演示：铁在空气中和在氧气中燃烧实验

问题1：在做铁丝燃烧的实验前为什么要用纱纸打磨？实验中的铁丝为什么要盘成螺旋状？

问题

2、铁丝在空气中能燃烧吗？如果给它提供足够的氧气，能燃烧吗？

问题

3、在日常生活中，煤球是如何点燃的？怎么样才能让铁丝燃烧起来？ 问题

4、猜想一下瓶中水有什么作用？ 观察实验 讨论总结：

1、铁丝在空气中易生锈，打磨的目的是除铁丝表面的锈；铁丝可以增大与氧气的接触面。

2、铁丝在空气中不能燃烧，但在氧气中能燃烧。

3、在日常生活中，煤球是先点燃易燃的汽油等，再引燃煤的，所以可以在空气中先用火柴引燃铁丝，火柴接近燃烧完后，再迅速伸进氧气瓶。

4、防止铁丝剧烈燃烧时的熔融物溅落炸裂瓶底。

共同讨论后，通过观察学生得出现象和结论 学生总结

1、反应条件（点燃）对化学反应的影响。

2、由于空气中氧气约占体积1/5，所以反应物的浓度对化学反应也有影响。

3、铁+氧气四氧化三铁 现象：在空气中：不反应 在氧气中： ①火星四射

②放出热量

③有黑色固体生成

问题：铁丝在空气中不能燃烧而在氧气中能燃烧说明了什么问题？ 总结：氧气是一种化学性质比较活泼的气体。

第三篇：课题2　化学肥料 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1.1 知识与技能：

(1)了解化学元素对植物生长的重要性及常见化肥的种类和作用。(2)了解化肥、农药对环境的影响。1.2 过程与方法：

(1)学习用分析、归纳的方法对有关信息进行加工。(2)学会自学，提高自己组织语言的能力。(3)善于用辩证的方法看待问题。

(4)学习如何应用所学知识解决 实际问题。1.3 情感态度与价值观 ：

树立为提高人们生活水平、维护人体健康而好好学习化学的决心。

2.教学重点/难点

2.1 教学重点

能初步区分氮肥、磷肥、钾肥。2.2 教学难点

归纳初步区分氮肥、磷肥和钾肥的步骤和方法。

3.教学用具

实验用具：仪器：药匙、烧杯、玻璃棒、天平、铁片、酒精灯、三角架、试管；氯化铵、碳酸氢铵，磷矿粉、过磷酸钙、硫酸钾、氯化钾、硫酸铵、熟石灰。

4.标签

教学过程

引入新课

药品： [引言]随着世界人口的增长，人类对农产品需求量增大，增施化肥逐渐成为农作物增产的最有力措施。农作物对氮、磷、钾的需求量大，因此氮肥、磷肥、钾肥是最主要的肥料。

[板书]1．氮肥、磷肥、钾肥是重要的肥料。

[学生讲课](根据学生自己的预习情况及收集资料的情况，归纳常见氮肥及作用、常见磷肥及作用、常见钾肥及作用，教师适当补充)1．氮肥：常见的氮肥有尿素[CO(NH2)2〕、氨水(NH3·H2O)、铵盐(如：NH4HCO3、NH2Cl)、硝酸盐(如：NH4NO3、NaNO3)等含氮化合物。

氮是植物体内蛋白质、核酸和叶绿素的组成元素。氮肥对植物的生命活动以及作物的产量和品质都有极其重要的作用，合理施用氮肥是极为重要的。[来源:www.shulihua.net 作物缺氮会绿色褪淡，生长缓慢，瘦小，直立，成熟提早，产量品质下降，果小皮硬。大豆，蚕豆等一些植物无需或只需少量施用氮肥。它们可以将氮气转化为氮的化合物而被植物吸收。将氮气转化为氮的化合物的方法叫做氮的固定。

2．磷肥：常见的磷肥有磷矿粉〔Ca3(PO4)2〕、钙镁磷肥(钙和镁的磷酸盐)、过磷酸钙(磷酸二氢钙和硫酸钙的混合物)等含磷物质。

磷是植物体内蛋白质，核酸和酶等多种重要化合物的组成元素。磷可以促进作物生长，还可增强作物的抗寒、抗旱能力。

作物缺磷时会生长迟缓、产量降低、植株矮小、苍老、瘦弱，茎细直立、分枝少，叶片小、缺光泽，根系发育差，易老化，成熟迟缓。

3．钾肥：常见的钾肥有硫酸钾、氯化钾等含钾化合物。

钾具有保证各种代谢过程的顺利进行、促进植物生长、增强抗病虫害和抗倒伏能力等功能。

作物缺钾表现为最初老叶叶尖及叶缘发黄，以后黄化部逐步向内伸展同时叶缘变褐、焦枯，叶片出现褐斑，严重时叶肉坏死、脱落。

[过渡]以上各化肥营养元素比较单一，为使作物均匀地吸收各营养成分，人工合成了一些含多种营养元素的复合肥料。例如：硝酸钾、磷酸铵。[提问]请说出以上复合肥料所含的营养元素。[学生回答]

[转折]任何事物都有利有弊，我们应该一分为二去看待问题。[设问]谈谈你对化肥弊端的了解。

[学生发言]如：不合理地使用化肥，可能会形成：1．土壤污染 2．水污染 3．大气污染。

[教师]同理：农药的使用也有利有弊，它可以除草杀虫，保护农业，但也存在潜在的危害。

[教师]人们利用科学技术，生产了化肥、农药，发展了农业，同时还应注意利用科学技术，合理使用化肥、农药，尽量减少污染。

[板书]2．化肥和农药对提高农产品的产量有重要作用，但也会带来环境问题。要合理施用化肥和农药，提高它们的利用率，并注意减少污染。

[引导]不同土壤结构需不同营养元素的化肥，那我们如何区分各种化肥，以防施肥不合理。[活动与探究]探究初步区分氮肥、磷肥和钾肥的方法

1．比较氮肥(氯化铵、碳酸氢铵)、磷肥(磷矿粉、过磷酸钙)和钾肥(硫酸钾、氯化钾)的外观、气味和在水中的溶解性，归纳它们的性质。2．取研细的氮肥(硫酸铵、氯化铵)、钾肥(硫酸钾、氯化钾)各0.5 g，分别放在铁片上灼烧(如右图所示)，观察现象。

再取上述化肥各少量，分别加入少量熟石灰粉末，混合、研磨，能否嗅到气味? 3．根据上述实验，归纳初步区分氮肥、磷肥和钾肥的步骤和方法： [学生活动]

[交流]1．比较外观、气味、溶解性： [教师]氮肥有多种，不同氮肥性质也有差异，我们可以利用下述方法区分不同氮肥。[投影]氮肥的简易鉴别

氮肥中的氨水是液态，碳酸氢铵有强烈的氨味，据此可直接将它们与其他氮肥相区别。其他常见肥可按下列步骤鉴别：

[反思]通过本节课的学习，你有什么收获?

课堂小结 本节课我们学习了三种重要化肥的作用，了解了在利用它们优点的同时要考虑到其对环境的危害，最后又总结出了利用物理、化学性质区分各种化肥的方法。

课后习题

查阅有关化肥、农药的作用的资料，整理使用化肥、农药的利弊，下节课我们以“化肥、农药的利弊”为题展开辩论。

板书

第十一单元 盐 化学肥料 课题2 化学肥料 1．氮肥、磷肥、钾肥是重要的肥料。

2．化肥和农药对提高农产品的产量有重要作用，但也会带来环境问题。要合理施用化肥

和农药，提高它们的利用率，并注意减少污染。3．区分常见化肥的方法：

第四篇：课题2　溶解度 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

知识与技能：

(1)理解饱和溶液的涵义。

(2)了解溶解度涵义，初步学习绘制溶解度曲线和查阅溶解度曲线。过程与方法 ：

(1)学习观察、分析实验现象，并能归纳出相应的概念。(2)学习通过实验解决问题。情感态度与价值观 ：

(1)认识矛盾的双方在一定条件下可以相互转化的辩证唯物主义思想。(2)树立做任何事情都要实事求是的观点。

2.教学重点/难点

教学重点

理解饱和溶液和溶解度的概念。教学难点

(1)理解饱和溶液和溶解度的概念。(2)正确理解固体物质溶解度的概念。

3.教学用具

学生用具：仪器：烧杯、玻璃棒、酒精灯、蒸发皿、药匙、天平、砝码、量筒、石棉网、铁架台、坐标纸。,药品：氯化钠、硝酸钾。

4.标签

教学过程

复习提问

什么叫溶液?溶液由什么组成? [学生活动] [引入]我们知道食盐易溶于水而形成溶液，但在一杯水里能否无限地溶解食盐呢? [学生发言]1．能 2．不能

[过渡]下面我们就以氯化钠和硝酸钾为例探讨这个问题。[投影]活动与探究 1．取装有20 mL水的烧杯

[学生活动，教师巡视] [互相交流](由一组同学描述现象、结论，其他各组提出异议)[结论] 1．在一定条件下，氯化钠不能无限溶解，当不能溶解时，加入水，又能继续溶解。2．在一定条件下，硝酸钾也不能无限制溶解，当不能溶解时，升高温度，又能继续溶解。

[提问]上述活动的“一定条件”是什么? 学生讨论、总结 1．一定温度 2．一定量的溶剂

[追问]如果不指明这两个条件，能否说某物质的溶解量是有限的? [学生讨论、回答]不能。因为我们可以改变温度、改变溶剂的量，使溶质无限制地溶解。

[引导]我们把一定条件下不能继续溶解溶质的溶液叫饱和溶液，相反，还能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。

[思考]请大家根据刚才的分析，总结饱和溶液与不饱和溶液的科学概念。[学生发言]

一、饱和溶液

1.饱和溶液和不饱和溶液

①饱和溶液：[在一定温度下，在一定量的溶剂里]，(不能继续溶解溶质的)(这种溶质的)饱和溶液。

②不饱和溶液：[在一定温度下，在一定量的溶剂里]，(还能继续溶解溶质的)(这种溶质的)不饱和溶液。

[思考]一定温度下，向一定量的氯化钠饱和溶液中加入少量硝酸钾固体，能否溶解? [讨论] [学生发言] [小结]某种物质的饱和溶液对其他物质而言并非饱和，所以，向一定温度下、一定量的氯化钠饱，和溶液中加入少量硝酸钾，硝酸钾能继续溶解。(教师可引导学生注意饱和溶液概念中的“这种溶质”四个字)[提问] 1．通过活动与探究可看出饱和溶液与不饱和溶液的根本区别是什么? 2．如何判断某一溶液是否饱和? [讨论、总结] 2．判断某溶液是否饱和的方法 在一定条件下，溶质是否继续溶解。[课堂练习](投影展示)1．如何判断某一蔗糖溶液是否饱和? 2．在一定温度下，向100克食盐饱和溶液中加入3克食盐，充分搅拌后，溶液的质量变为103克。此说法对否?为什么? 3．“在一定量的氯化钠溶液中，加入少量硝酸钾固体，发现硝酸钾固体消失，则说明原氯化钠溶液不饱和。”这句话是否正确? [学生独立思考，积极回答] [上述练习答案] 1．取少量此蔗糖溶液，加入少量蔗糖，若溶解则说明原溶液不饱和；若不溶解则说明原溶液是饱和溶液。

2．此说法不正确。因为在一定温度下，该食盐饱和溶液不能继续溶解食盐，溶液的质量仍为100克。

3．不正确。因为判定溶液是否饱和的方法强调的是：加入同种溶质，观察是否溶解。

[提问]回想课上的活动与探究，试分析如何将一瓶已经饱和的硝酸钾溶液转化成不饱和溶液。

[分析、讨论] [结论]饱和溶液不饱和溶液

[引导]调动学生的逆向思维，思考：如何将接近饱和的溶液转化为饱和溶液? [讨论] [结论]不饱和溶液饱和溶液

(学生可能想不到改变溶质的量，这时教师可引导学生注意上述两个活动探究的前半部分：不断加溶质直至不再溶解)[提问]“升高温度”与“蒸发溶剂”矛盾吗? [活动与探究](投影展示以下内容)取少量硝酸钾饱和溶液放于蒸发皿中，加入少量硝酸钾固体，观察现象。加热该溶液，观察在持续加热的过程中溶液的变化。

[学生活动] [互相交流](交流实验现象，并分析出现不同现象的原因)[教师总结]在加热溶液的过程中，起初溶液温度升高，溶剂蒸发得比较少，溶液由饱和转化为不饱和，所以固体继续溶解；随着加热时间的延长，溶剂不断蒸发，不饱和溶液转化为饱和溶液，所以又析出固体。

“升高温度”与“蒸发溶剂”是同一过程的两个矛盾体，只要我们把握好一定的尺度，就能将饱和溶液与不饱溶液相互转化。

[升华]其实，在我们的日常生活中就存在着许多矛盾体，只要我们把握好一定的“度”，生活就会更美好。

[讲解]以上我们讨论出的转化关系与条件是大多数物质存在的普遍规律，但不可否认特殊性的存在。例：Ca(OH)2的水溶液，降温时可由饱和转化为不饱和。因此上述转化规律只适用于大多数物质。

一般情况下饱和溶液 不饱和溶液

[投影练习]某硝酸钾溶液在20℃时是饱和的，当其他条件不变，温度升高到100℃时，该溶液也一定是饱和的。这句话是否正确? [答案]温度升高后溶液转化为不饱和溶液。

课堂小结 本节课我们探究了饱和溶液的概念，理解了饱和溶液只有在一定的条件下才有确定的意义，并总结出了判断饱和溶液的方法以及饱和溶液与不饱和溶液相互转化的条件。我们还从中获取了哲理性的知识，用于指导我们的学习。

课后习题

习题1

第五篇：课题3 血红蛋白的提取和分离 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1、尝试从血液中提取和分离血红蛋白

2、了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理

2.教学重点/难点

教学重点：

凝胶色谱法的原理和方法 教学难点：

样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填

3.教学用具

教学课件

4.标签

教学过程

（一）引入新课

蛋白质的知识回忆：

含量：占细胞干重的50％以上，是细胞中含量最多的有机化合物。

2、组成元素：C、H、O、N

3、基本单位：氨基酸

4、分子结构： 氨基酸—多肽—蛋白质

肽键：—CO—NH—

5、相对分子质量：高分子化合物 蛋白质是生命活动的主要承担者，是细胞内含量最高的有机化合物。对蛋白质的研究有助于人们对生命过程的认识和理解。所以需要从细胞中提取蛋白质进行研究。怎样提取蛋白质呢？

（二）蛋白质分子的差异性 1．基础知识

蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度、吸附性质、亲和力等千差万别，由此提取和分离各种蛋白质。

1．1凝胶色谱法（分配色谱法）：

（1）原理：（见课件图）分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。

（2）凝胶材料：多孔性，多糖类化合物，如葡聚糖、琼脂糖。

（3）分离过程：

混合物上柱→洗脱→大分子流动快、小分子流动慢→收集大分子→收集小分子 ＊洗脱：从色谱柱上端不断注入缓冲液，促使蛋白质分子的差速流动。1．2缓冲溶液

（1）原理：由弱酸和相应的强碱弱酸盐组成（如H2CO3－NaHCO3，HC－NaC，NaH2PO4/Na2HPO4等），调节酸和盐的用量，可配制不同pH的缓冲液。

（2）缓冲液作用：抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定。1．3凝胶电泳法：

（1）原理：不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速度不同。

［思考］阅读投影补充材料后，填写下表：

（2）分离方法：琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺经胶电泳等。

（3）分离过程：在一定pH下，使蛋白质基团带上正电或负电；加入带负电荷多的SDS，形成“蛋白质－SDS复合物”，使蛋白质迁移速率仅取决于分子大小。

例：聚丙烯酰胺凝胶电泳

1、在测定蛋白质分子量时常用十二烷基硫酸钠（SDS）—聚丙烯酰胺凝胶电泳。聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙烯酰胺和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺在引发剂和催化剂的作用下聚合交联成的具有三维网状结构的凝胶。

2.原理： 蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素。（SDS的作用）为了消除净电荷对迁移率的影响，可以在凝胶中加入SDS。

3.SDS作用机理: SDS能使蛋白质发生完全变性。由几条肽链组成的蛋白质复合体在SDS的作用下会解聚成单条肽链，因此测定的结果只是单条肽链的分子量。SDS能与各种蛋白质形成蛋白质—SDS复合物，SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量。因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。

（三）、血红蛋白的提取和分离实验设计 2.1蛋白质的提取和分离一般分为哪些基本步骤？ 样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。

思考：是否所有种类的蛋白质的提取和分离都是这样的？为什么？ 不是。因为蛋白质的来源和性质不同，分离方法差别很大。2.2选择实验材料

（1）你认为鸟类血液和哺乳动物血液中，最好哪种血液来提取血红蛋白？为什么？ 哺乳动物血液。因为该细胞中没有细胞核，血红蛋白含量高。

（2）请阅读投影资料，认识哺乳动物血液组成及血红蛋白性质。并思考回答下列问题： 血液由血浆和血细胞两部分组成。

血细胞中红细胞细胞数量最多，细胞的含量最高的化合物是血红蛋白。

该化合物是由两个α－肽链、两个β－肽链和四个亚铁红素基团构成的，其中每个亚基中都含有一个能与O2和CO2结合的亚铁红素基团。

2.3从红细胞中分离出血红蛋白的过程为：

洗涤红细胞、释放血红蛋白、分离血红蛋白、透析。洗涤红细胞的目的是什么？ 除去血浆蛋白的杂蛋白，有利于后续步骤的分离纯化。

红细胞的洗涤过程为：血液＋柠檬酸钠→低速短时离心→吸出上层血浆→红细胞＋5倍体积生理盐水→缓慢搅拌10min→低速短时离心→吸出上清液→反复洗涤直至上清液无黄色

思考：加入柠檬酸钠有何目的？为什么要低速、短时离心？为什么要缓慢搅拌？ 防止血液凝固；防止白细胞沉淀；防止红细胞破裂释放出血红蛋白。思考：你有什么方法将红细胞中的血红蛋白释放出来？ 加入蒸馏水，用玻璃棒快速搅拌一段时间。

补充：加入蒸馏水后红细胞液体积与原血液体积要相同。加入甲苯的目的是溶解细胞膜，有利于血红蛋白的释放和分离。此时，红细胞破碎混合液中不仅含有血红蛋白，而且还含有细胞破碎物、脂质、甲苯有机溶剂等。怎样除去这些杂质呢？由于它们的密度不同，科学家采取了离心分离的方法：

10min）→滤纸过滤除去脂质→分液漏红细胞破碎混合液→中速长时离心（2000c/min×斗分离出血红蛋白

2.4如何除无机盐离子和小分子有机物质呢？。

透析。半透膜的选择透过性，大分子物质不能通过半透膜，离子和小分子能够通过半透膜。在透析过程中，血红蛋白溶液中的离子和小分子不断通过半透膜扩散进入到pH＝7的磷酸缓冲液中。

思考：为何使用pH＝7的磷酸缓冲液？为什么缓冲液量远多于血红蛋白溶液量？ 维持血红蛋白的正常特性。有利于杂质分子充分地向外扩散。

总结：通过以上四个基本过程，红细胞中的血红蛋白就被提取出来。但其中还含有其他种类的蛋白质分子（如呼吸酶等）。怎样将杂蛋白与血红蛋白分离开来呢？我们来研究蛋白质提取和分离的第二个步骤――粗分离（凝胶色谱操作）。

2.5凝胶色谱分离蛋白质包括：制作色谱柱、装填色谱柱、样品加入和洗脱。根据教材图5－19，说出制作色谱柱需要的材料。

橡皮塞2个、打孔器、小刀、移液管、尼龙纱、尼龙网、玻璃管、尼龙管等。色谱柱的制作过程：准备材料→加工橡皮塞→安装色谱柱 下面进行第二步凝胶色谱柱的装填。请阅读教材： 色谱柱的装填过程。

样品加入和洗脱。其基本过程是：

调节缓冲液面→加入蛋白质样品→调节缓冲液面→洗脱→收集分装蛋白质 至此，血红蛋白即可得到粗分离。在整个操作过程中，应当注意以下事项：（1）红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少；低速、短时离心。（2）凝胶的预处理：沸水浴法时间短，还能除去微生物和气泡

（3）色谱柱的装填：装填尽量紧密，降低颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。（4）色谱柱成功标志：红色区带均匀一致地移动。

（四）、实验结果分析与评价

1、你是否完成了对血液样品的处理？你能描述处理后的样品发生了哪些变化吗？ 观察你处理的血液样品离心后是否分层（见教科书图5-18），如果分层不明显，可能是洗涤次数少、未能除去血浆蛋白的原因。此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。

2、你装填的凝胶色谱柱是否有气泡产生？你的色谱柱装填得成功吗？你是如何判断的？ 由于凝胶是一种半透明的介质，因此可以在凝胶柱旁放一支与凝胶柱垂直的日光灯，检查凝胶是否装填得均匀。此外，还可以加入大分子的有色物质，例如蓝色葡聚糖—2000或红色葡聚糖，观察色带移动的情况。如果色带均匀、狭窄、平整，说明凝胶色谱柱的性能良好。如果色谱柱出现纹路或是气泡，轻轻敲打柱体以消除气泡，消除不了时要重新装柱。

3、你能描述血红蛋白分离的完整过程吗？

血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步，包括：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即:样品的处理；再经过透析去除分子量较小的杂质，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂质蛋白除去，即:样品的纯化；最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。

4、你能观察到蛋白质的分离过程中红色区带的移动吗？请描述红色区带的移动情况，并据此判断分离效果？

如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确的话，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关。

课堂小结 当今生物科学在蛋白质研究领域的进展，说明提取、分离高纯度的蛋白质的重要性和必要性，进而说明本节课的目的，以血红蛋白为实验材料，学习蛋白质提取和分离的一些基本技术，尝试从血液中提取和分离血红蛋白，了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理，为今后学习这些技术带下基础。

板书

专题五 第三节

一、蛋白质分子的差异性 1凝胶色谱法 2缓冲溶液 3凝胶电泳法

二、血红蛋白的提取和分离实验设计 样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。

三、实验结果分析与评价

血红蛋白质的提取和分离