高中生物教学 血红蛋白的提取和分离人教选修

会计学1高中生物教学高中生物教学 血红蛋白的提取和分离人血红蛋白的提取和分离人教选修教选修第1页/共32页思考思考1 1 分离生物大分子的基本思路是什么？分离生物大分子的基本思路是什么？选用一定的物理或化学的方法分离具有选用一定的物理或化学的方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。不同物理或化学性质的生物大分子。思考思考2 2 蛋白质的分离和提取的原理是什么？蛋白质的分离和提取的原理是什么？根据蛋白质各种特性的差异，如分子的根据蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度和吸附的性质和对其他分子的亲溶解度和吸附的性质和对其他分子的亲和力等等，可以用来分离不同蛋白质。和力等等，可以用来分离不同蛋白质。第1页/共32页第2页/共32页一、基础知识：一、基础知识： 凝胶色谱法（分配色谱法）：凝胶色谱法（分配色谱法）：2 2、凝胶：、凝胶： 一些微小的一些微小的多孔球体多孔球体（内含（内含许多贯穿的通道，由多糖类构成许多贯穿的通道，由多糖类构成如葡聚糖、琼脂糖）如葡聚糖、琼脂糖） 1 1、概念：、概念： 根据根据相对分子质量的大小相对分子质量的大小分离蛋白质的方法分离蛋白质的方法第2页/共32页第3页/共32页 当不同的蛋白质通过凝胶时，（当不同的蛋白质通过凝胶时，（ ）的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，）的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程（路程（ ），移动速度（），移动速度（ ），），而（而（ ）的蛋白质无法进入凝）的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在（胶内部的通道，只能在（ ）移动）移动，路程（，路程（ ），移动速度（），移动速度（ ），），相对分子质量不同的蛋白质因此得以分相对分子质量不同的蛋白质因此得以分离。离。相对分子质量较小相对分子质量较小较长较长较慢较慢相对分子质量较大相对分子质量较大凝胶外部凝胶外部较短较短较快较快3 3、原理：、原理：第3页/共32页第4页/共32页第4页/共32页第5页/共32页第5页/共32页第6页/共32页 能够抵制（能够抵制（ ) )对溶液的（对溶液的（ ）的影响，维持的影响，维持PH PH 基本不变。基本不变。 缓冲溶液：缓冲溶液：1 1、作用、作用：外界的酸或碱外界的酸或碱PHPH值值2 2、缓冲溶液的配制、缓冲溶液的配制通常由（通常由（ ）种缓冲剂溶解于水中配制）种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的（而成。调节缓冲剂的（ ）就可以制得）就可以制得（ ）使用的缓冲液。）使用的缓冲液。1 12 2使用比例使用比例在不同在不同PHPH范围内范围内第6页/共32页第7页/共32页3.3.为什么在本实验中实用为什么在本实验中实用缓冲溶液缓冲溶液? ? 在血红蛋白整个实验室中用的缓冲在血红蛋白整个实验室中用的缓冲液是液是磷酸缓冲液磷酸缓冲液，目的是利用缓冲液模，目的是利用缓冲液模拟细胞内的拟细胞内的PHPH环境，保证血红蛋白的正环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于观察（常结构和功能，便于观察（红色红色）和材）和材料的科学研究（料的科学研究（活性活性）思考：人体血液中缓冲液思考：人体血液中缓冲液? NaH2PO4 / Na2HPO4 H2CO3 / NaHCO3第7页/共32页第8页/共32页（三）（三） 电泳：电泳：1.1.概念：概念： 带电离子在带电离子在电场电场作用作用下发生下发生迁移迁移的过程。的过程。2.2.原理：原理：许多重要的生物大分子，如多肽、许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定核酸等都具有可解离的基团，在一定的的PHPH下，这些基团会带上正电或负电下，这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下，这些带电分子会在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带向着与其所带电荷相反电荷相反的的电极移动电极移动。第8页/共32页第9页/共32页电泳利用了电泳利用了待分离样品待分离样品中各种中各种分子带分子带电性质电性质的差异以及分子本身的大小，形的差异以及分子本身的大小，形状的不同，使带电分子产生不同的迁移状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离速度，从而实现样品中各种分子的分离。3.3.类型类型: :琼脂糖凝胶电泳、琼脂糖凝胶电泳、聚丙稀酰胺凝胶电泳聚丙稀酰胺凝胶电泳。测定（测定（ ）通常用通常用 SDSSDS聚丙稀酰胺凝胶电泳聚丙稀酰胺凝胶电泳蛋白质相对分子质量蛋白质相对分子质量第9页/共32页第10页/共32页使用使用SDS-SDS-聚丙烯酰胺电泳过程中，不同蛋聚丙烯酰胺电泳过程中，不同蛋白质的电泳迁移率完全取决于白质的电泳迁移率完全取决于A A 电荷的多少电荷的多少 B B 分子的大小分子的大小C C 肽链的多少肽链的多少 D D 分子形状的差异分子形状的差异第10页/共32页第11页/共32页二二 实验操作实验操作-蛋白质的提取和分离：蛋白质的提取和分离：样品处理样品处理粗分离粗分离纯化纯化纯度鉴定纯度鉴定第11页/共32页第12页/共32页蛋白质的提取和分离：蛋白质的提取和分离：（1）样品处理）样品处理洗涤洗涤红细胞红细胞血红蛋白血红蛋白释放释放分离分离血红蛋白溶液。血红蛋白溶液。（2）粗分离（透析）粗分离（透析）目的目的步骤步骤第12页/共32页第13页/共32页a a过程：过程：b b目的：目的：c c原理：原理：除去样品中分子量较小的杂质除去样品中分子量较小的杂质透析袋能使小分子自由进出，而大分透析袋能使小分子自由进出，而大分子保留在袋内。子保留在袋内。第13页/共32页第14页/共32页(3)纯化：纯化：（4）纯度鉴定：）纯度鉴定：通过凝胶色谱法将分子量通过凝胶色谱法将分子量较大的杂质蛋白质除去。较大的杂质蛋白质除去。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定。第14页/共32页第15页/共32页第15页/共32页第16页/共32页血血液液血血浆浆水分水分其他：其他：血浆蛋白、无机盐、血浆蛋白、无机盐、磷脂、葡萄糖等磷脂、葡萄糖等血血细细胞胞白细胞白细胞血小板血小板红细胞红细胞（最多最多）血红血红蛋白蛋白（9090）两个两个 肽链肽链两个两个 一肽链一肽链四个亚铁红四个亚铁红素基团素基团第16页/共32页第17页/共32页2. 2. 你认为鸟类血液和哺乳动物血液你认为鸟类血液和哺乳动物血液中，最好用哪种血液来提取血红蛋中，最好用哪种血液来提取血红蛋白？为什么？白？为什么？ 鸡鸡的的红细胞红细胞具有细胞核，含有具有细胞核，含有DNADNA，便于进行，便于进行DNADNA的提取的提取。 人人的的红细胞红细胞无细胞核，结构简单，无细胞核，结构简单，血红蛋白含量丰富便于血红蛋白含量丰富便于提取血红蛋白提取血红蛋白。第17页/共32页第18页/共32页有机溶剂有机溶剂 （无色透明的甲苯层）（无色透明的甲苯层）脂类物质脂类物质 （白色白色脂溶性物质沉淀层）脂溶性物质沉淀层）血红蛋白溶液血红蛋白溶液 （红色透明液体）（红色透明液体）红细胞破碎物沉（暗红色沉淀物）红细胞破碎物沉（暗红色沉淀物）第18页/共32页第19页/共32页通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去 血红蛋白呈现红色，在凝胶色谱分离时，可以通过观血红蛋白呈现红色，在凝胶色谱分离时，可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液；这使血红蛋察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液；这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作。白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作。 第19页/共32页第20页/共32页D第20页/共32页第21页/共32页BCD第21页/共32页第22页/共32页D D第22页/共32页第23页/共32页第23页/共32页第24页/共32页A A第24页/共32页第25页/共32页第25页/共32页第26页/共32页 能够抵制（能够抵制（ ) )对溶液的（对溶液的（ ）的影响，维持的影响，维持PH PH 基本不变。基本不变。 缓冲溶液：缓冲溶液：1 1、作用、作用：外界的酸或碱外界的酸或碱PHPH值值2 2、缓冲溶液的配制、缓冲溶液的配制通常由（通常由（ ）种缓冲剂溶解于水中配制）种缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的（而成。调节缓冲剂的（ ）就可以制得）就可以制得（ ）使用的缓冲液。）使用的缓冲液。1 12 2使用比例使用比例在不同在不同PHPH范围内范围内第26页/共32页第27页/共32页3.3.为什么在本实验中实用为什么在本实验中实用缓冲溶液缓冲溶液? ? 在血红蛋白整个实验室中用的缓冲在血红蛋白整个实验室中用的缓冲液是液是磷酸缓冲液磷酸缓冲液，目的是利用缓冲液模，目的是利用缓冲液模拟细胞内的拟细胞内的PHPH环境，保证血红蛋白的正环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于观察（常结构和功能，便于观察（红色红色）和材）和材料的科学研究（料的科学研究（活性活性）思考：人体血液中缓冲液思考：人体血液中缓冲液? NaH2PO4 / Na2HPO4 H2CO3 / NaHCO3第27页/共32页第28页/共32页二二 实验操作实验操作-蛋白质的提取和分离：蛋白质的提取和分离：样品处理样品处理粗分离粗分离纯化纯化纯度鉴定纯度鉴定第28页/共32页第29页/共32页(3)纯化：纯化：（4）纯度鉴定：）纯度鉴定：通过凝胶色谱法将分子量通过凝胶色谱法将分子量较大的杂质蛋白质除去。较大的杂质蛋白质除去。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定。第29页/共32页第30页/共32页BCD第30页/共32页第31页/共32页第31页/共32页第32页/共32页