第一篇：課題3 分解纖維素的微生物的分離 教學(xué)設(shè)計(jì) 教案

教學(xué)準(zhǔn)備

1.教學(xué)目標(biāo)

1、簡述纖維素酶的種類及作用，從土壤中分離出分解纖維素的微生物

2、掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術(shù)

3、分析分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程，弄懂實(shí)驗(yàn)操作的原理

4、領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，發(fā)展科學(xué)思維和創(chuàng)新能力

2.教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：

從土壤 中分離分解纖維素的微生物 教學(xué)難點(diǎn)：

從土壤中分離分解纖維素的微生物

3.教學(xué)用具

多媒體、板書

4.標(biāo)簽

教學(xué)過程

（一）引入新課

上節(jié)課我們探討學(xué)習(xí)了土壤中尿素分解菌的分離與計(jì)數(shù)，這節(jié)課我們以纖維素分解菌的分離與純化為例，鞏固加深對這方面技術(shù)的理解和掌握。纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是含量最豐富的多糖類物質(zhì)。纖維素能被土壤中某些微生物分解利用，這是因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生纖維素酶。

延伸：草食性動(dòng)物是怎樣消化食物中纖維素的？腸胃中的共生物生物。

草食性動(dòng)物腸胃中的共生微生物。除自然環(huán)境中存在分解纖維素的微生物外，在草食性動(dòng)物等的消化道內(nèi)，也共生有分解纖維素的微生物，其原理也是產(chǎn)生纖維素酶而分解纖維素，而人沒有分解纖維素的能力。

（二）基礎(chǔ)知識

活動(dòng)1：閱讀“纖維素與纖維素酶”，回答下列問題：

棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。纖維素的分解需要在纖維素酶的催化作用下完成，請完成下列過程：

〖思考1〗實(shí)驗(yàn)分析：投影的小實(shí)驗(yàn)是如何構(gòu)成對照的？

在一支試管中添加纖維素酶，另一支試管不添加纖維素酶；盡管醋酸－醋酸鈉緩沖液用量不同，但都能維持相同的pH。

〖思考2〗1個(gè)酶活力單位是指在溫度為 25 ℃，其它反應(yīng)條件最適宜情況下，在 1 min內(nèi)轉(zhuǎn)化 1mmol 的底物所需要的酶量。

活動(dòng)2：閱讀“纖維素分解菌的篩選”，回答下列問題：

篩選纖維素分解菌的方法是剛果紅染色法。該方法可以通過顏色反應(yīng)直接篩選。其原理是：剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。

（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

活動(dòng)3：完成實(shí)驗(yàn)方案流程圖，討論回答問題

〖思考3〗實(shí)驗(yàn)流程中“選擇培養(yǎng)”的培養(yǎng)基類型是什么？該培養(yǎng)的目的是什么？ 液體選擇培養(yǎng)基。其目的是使纖維素分解菌增殖，含量增多?！妓伎?〗本實(shí)驗(yàn)流程與尿素分解菌的分離實(shí)驗(yàn)流程有哪些異同？

尿素分解菌的分離實(shí)驗(yàn)流程是將土樣制成的菌懸液直接涂布在選擇培養(yǎng)基上；本課題通過選擇培養(yǎng)使細(xì)菌增殖后，再涂布在鑒別培養(yǎng)基上。其它操作基本基本共同?；顒?dòng)4：閱讀投影資料一“土壤取樣”，回答下列問題：

1、纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中。

2、為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌？

生物適應(yīng)一定環(huán)境，環(huán)境對生物具有選擇作用，只有在纖維素含量豐富的環(huán)境中纖維素分解菌的含量才會(huì)高于其它普通環(huán)境，從而提高獲得目的微生物的幾率。

3、將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深？

人工設(shè)置適宜環(huán)境，使纖維素分解菌相對聚集。將紙埋于深約250px的腐殖土壤中?；顒?dòng)5：閱讀投影資料二“選擇培養(yǎng)基”，回答以下三個(gè)問題：

4、纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基，原因是沒有添加瓊脂成分。[來源:Z|xx|k.Com]

5、培養(yǎng)基選擇作用機(jī)制是以纖維素粉為唯一碳源，只有纖維素分解菌才能生存。

6、若設(shè)置一個(gè)對照實(shí)驗(yàn)說明選擇培養(yǎng)的作用，應(yīng)控制的變量是將纖維素粉改為葡萄糖?；顒?dòng)5：閱讀投影資料三“剛果紅染色法”，填表比較兩種染色法的各自的優(yōu)缺點(diǎn)：

〖思考5〗為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？

在選擇培養(yǎng)條件下，可使能夠適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。

（四）、結(jié)果分析與評價(jià) 活動(dòng)6：閱讀“課題延伸”，回答：

1、為了確定分離得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶實(shí)驗(yàn)，纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵。

2、纖維素酶測定方法是對纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生的 葡萄糖 含量進(jìn)行定量測定。

課堂小結(jié)

板書

專題二 第三節(jié) 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)

一、有關(guān)纖維素的基礎(chǔ)知識

二、土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

三、實(shí)驗(yàn)分析與評價(jià)

第二篇：分解纖維素的微生物的分離 教案

分解纖維素的微生物的分離

一、教材分析

本課題作為課題1的應(yīng)用和課題2的深入，分離某種特定的微生物，難度較大、探索性更強(qiáng)，在高考中考查的可能性也很大。教材在課題背景中利用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的纖維素的化學(xué)組成推廣到生活中纖維素的廣泛分布和應(yīng)用。而若要充分利用纖維素，就應(yīng)將其分解，引導(dǎo)學(xué)生自然而然地過渡到分解纖維素的微生物及其產(chǎn)生的相關(guān)酶。之后，教材緊接介紹了纖維素、纖維素酶以及如何從土壤中分離分解纖維素的微生物，通過對課題中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的深入學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術(shù)。

二、教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

（1）能簡單敘述纖維素酶的種類和作用。

（2）能從土壤中分離出分解纖維素的微生物，了解這類微生物的應(yīng)用。

（3）掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術(shù)。

2、過程與方法

分析分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程，掌握實(shí)驗(yàn)操作的原理。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）通過自主設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)勇于探究的科學(xué)精神。

（2）通過了解土壤中能分解纖維素的微生物在保護(hù)環(huán)境中的作用，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

1．重點(diǎn)

從土壤中分離分解纖維素的微生物。2．難點(diǎn)

從土壤中分離分解纖維素的微生物。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

多媒體課件。

五、課時(shí)安排

1課時(shí)。

六、教學(xué)過程

【課程導(dǎo)入】 糖類是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的主要能源，人類以淀粉作為能量的主要來源，但完全不能消化纖維素，二反芻動(dòng)物和大量的微生物卻能以纖維素作為能量的主要來源，此中奧妙何在？讓我們一起來了解這種能分解纖維素的微生物。

【基礎(chǔ)知識】

（一）纖維素和纖維素酶

1、棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。

2、纖維素酶的組成及作用：纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。

（二）纖維素分解菌的篩選

1、方法：剛果紅染色法

2、纖維素分解菌篩選方法的原理:剛果紅是一種染料，它可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和纖維二糖、葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后剛果紅—纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解為中心的透明圈。這樣我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】

（一）分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程

土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落

1、土壤取樣

選擇纖維素豐富的環(huán)境，依賴于生物與環(huán)境的互相依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對提高，因此從這種土壤中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。

2、選擇培養(yǎng)

（1）目的：增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物（2）操作：將土樣加入裝有30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)1～2天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)。

3、梯度稀釋

按照課題1的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)液進(jìn)行等比稀釋101~107倍，之后，將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上。

4、將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上（1）制備培養(yǎng)基：參照旁欄中的比例。（2）倒平板操作。

（3）涂布平板：將稀釋度為104～106的菌懸液各取0.1ml涂布在培養(yǎng)基上，30℃倒置培養(yǎng)，菌落周圍會(huì)出現(xiàn)明顯的透明圈。

5、挑選產(chǎn)生透明圈的菌落

參照課本剛果紅染色法，挑選產(chǎn)生透明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落

（二）剛果紅染色法

方法一：先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng) 方法二：在倒平板時(shí)就加入剛果紅 方法一

缺點(diǎn)是操作煩瑣，加入剛果紅溶液會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜； 優(yōu)點(diǎn)是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用。方法二

優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，不存在菌落混雜問題；

缺點(diǎn)一是由于培養(yǎng)基中還含有淀粉類物質(zhì)，可以使能產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽性反應(yīng)；缺點(diǎn)二有些微生物具有降解色素的能力，它們在長時(shí)間培養(yǎng)過程中會(huì)降解剛果紅，形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分。

（三）土壤中纖維素分解菌的分離實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟

1、土樣采集

土樣采集的方法與本專題課題2類似。土樣的采集要選擇富含纖維素的環(huán)境，這是因?yàn)樵诶w維素含量豐富的環(huán)境，通常會(huì)聚集較多的分解纖維素的微生物。如果找不到合適的環(huán)境，可以將濾紙埋在土壤中，過一個(gè)月左右也會(huì)有能分解纖維素的微生物生長。

2、選擇培養(yǎng)

選擇培養(yǎng)需要的儀器有：250 mL錐形瓶、無菌稱量瓶、藥匙、1 mL和10 mL的移液管、天平、搖床、溫度計(jì)等。

培養(yǎng)基的制備參照課本旁欄中的比例配制。在250 mL錐形瓶中裝入30 mL培養(yǎng)基，用8層紗布做成瓶塞，將瓶口塞緊，再在瓶塞外包裹兩層包裝紙（或報(bào)紙），用線繩扎緊，在121 ℃下高壓蒸汽滅菌20 min。

選擇培養(yǎng)的操作：稱取土樣20 g，在無菌條件下加入裝有30 mL培養(yǎng)基的搖瓶中。將搖瓶置于搖床上，在30 ℃下振蕩培養(yǎng)1～2 d，至培養(yǎng)基變混濁。此時(shí)可以吸取0.1 mL培養(yǎng)液進(jìn)行梯度稀釋和涂布平板，也可以按課本中所述，重復(fù)選擇培養(yǎng)的步驟一次，然后再進(jìn)行梯度稀釋和涂布平板。

3、剛果紅染色法分離纖維素分解菌

這一步所需要的儀器有：無菌培養(yǎng)皿、涂布器、1 mL移液管，裝有9mL無菌水的20 mL大試管，溫箱等。

培養(yǎng)基的制備參照課本旁欄中的比例配制。在500 mL三角瓶中裝入200 mL培養(yǎng)基，在121 ℃下高壓蒸汽滅菌20 min。

倒平板操作：將滅菌后的固體培養(yǎng)基熔化，按無菌操作的要求，在無菌的培養(yǎng)皿中倒入15～20 mL培養(yǎng)基，凝固后待用。

制備菌懸液：按照本專題課題1的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋，稀釋最大倍數(shù)至106。

涂布平板：將稀釋度為104～106的菌懸液各取0.1 mL，滴加在平板培養(yǎng)基上，用涂布器將菌液涂布均勻，在30 ℃倒置培養(yǎng)，至菌落長出。每個(gè)稀釋度下需涂布3個(gè)平板，并注意設(shè)置對照。剛果紅染色的具體操作步驟參照課本［資料三］。

（四）課題成果評價(jià)

1、培養(yǎng)基的制作是否合格以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出菌落：對照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中沒有菌落生長則說明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌落，則說明可能獲得了分解纖維素的微生物。

2、分離的結(jié)果是否一致：由于在土壤中細(xì)菌的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真菌和放線菌的數(shù)量，因此最容易分離得到的是細(xì)菌。但由于所取土樣的環(huán)境不同，學(xué)生也可能得到真菌和放線菌等不同的分離結(jié)果。

七、課堂小結(jié)

纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素分解菌的篩選方法是剛果紅染色法，它有兩種方法，一是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)；二是在倒平板時(shí)就加入剛果紅。

八、教學(xué)反思

這節(jié)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)思路清晰，從基礎(chǔ)知識導(dǎo)入到提取微生物的實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生在借鑒尿素分解菌的分離以及微生物接種培養(yǎng)的過程中，掌握速度很快，難度不大，但關(guān)鍵仍在于進(jìn)一步的應(yīng)用和提升，組件拓展到熟練掌握提取土壤中的特定微生物的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。

第三篇：課題3 血紅蛋白的提取和分離 教學(xué)設(shè)計(jì) 教案

教學(xué)準(zhǔn)備

1.教學(xué)目標(biāo)

1、嘗試從血液中提取和分離血紅蛋白

2、了解色譜法、電泳法等分離生物大分子的基本原理

2.教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：

凝膠色譜法的原理和方法 教學(xué)難點(diǎn)：

樣品的預(yù)處理；色譜柱填料的處理和色譜柱的裝填

3.教學(xué)用具

教學(xué)課件

4.標(biāo)簽

教學(xué)過程

（一）引入新課

蛋白質(zhì)的知識回憶：

含量：占細(xì)胞干重的50％以上，是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)化合物。

2、組成元素：C、H、O、N

3、基本單位：氨基酸

4、分子結(jié)構(gòu)： 氨基酸—多肽—蛋白質(zhì)

肽鍵：—CO—NH—

5、相對分子質(zhì)量：高分子化合物 蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，是細(xì)胞內(nèi)含量最高的有機(jī)化合物。對蛋白質(zhì)的研究有助于人們對生命過程的認(rèn)識和理解。所以需要從細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)進(jìn)行研究。怎樣提取蛋白質(zhì)呢？

（二）蛋白質(zhì)分子的差異性 1．基礎(chǔ)知識

蛋白質(zhì)的物化理性質(zhì)：形狀、大小、電荷性質(zhì)和多少、溶解度、吸附性質(zhì)、親和力等千差萬別，由此提取和分離各種蛋白質(zhì)。

1．1凝膠色譜法（分配色譜法）：

（1）原理：（見課件圖）分子量大的分子通過多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流動(dòng)快；分子量小的分子穿過多孔凝膠顆粒內(nèi)部，路程長，流動(dòng)慢。

（2）凝膠材料：多孔性，多糖類化合物，如葡聚糖、瓊脂糖。

（3）分離過程：

混合物上柱→洗脫→大分子流動(dòng)快、小分子流動(dòng)慢→收集大分子→收集小分子 ＊洗脫：從色譜柱上端不斷注入緩沖液，促使蛋白質(zhì)分子的差速流動(dòng)。1．2緩沖溶液

（1）原理：由弱酸和相應(yīng)的強(qiáng)堿弱酸鹽組成（如H2CO3－NaHCO3，HC－NaC，NaH2PO4/Na2HPO4等），調(diào)節(jié)酸和鹽的用量，可配制不同pH的緩沖液。

（2）緩沖液作用：抵制外界酸、堿對溶液pH的干擾而保持pH穩(wěn)定。1．3凝膠電泳法：

（1）原理：不同蛋白質(zhì)的帶電性質(zhì)、電量、形狀和大小不同，在電場中受到的作用力大小、方向、阻力不同，導(dǎo)致不同蛋白質(zhì)在電場中的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度不同。

［思考］閱讀投影補(bǔ)充材料后，填寫下表：

（2）分離方法：瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯酰胺經(jīng)膠電泳等。

（3）分離過程：在一定pH下，使蛋白質(zhì)基團(tuán)帶上正電或負(fù)電；加入帶負(fù)電荷多的SDS，形成“蛋白質(zhì)－SDS復(fù)合物”，使蛋白質(zhì)遷移速率僅取決于分子大小。

例：聚丙烯酰胺凝膠電泳

1、在測定蛋白質(zhì)分子量時(shí)常用十二烷基硫酸鈉（SDS）—聚丙烯酰胺凝膠電泳。聚丙烯酰胺凝膠是由單體丙烯酰胺和交聯(lián)劑N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺在引發(fā)劑和催化劑的作用下聚合交聯(lián)成的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠。

2.原理： 蛋白質(zhì)在聚丙烯酰胺凝膠中的遷移率取決于它所帶凈電荷的多少以及分子的大小等因素。（SDS的作用）為了消除凈電荷對遷移率的影響，可以在凝膠中加入SDS。

3.SDS作用機(jī)理: SDS能使蛋白質(zhì)發(fā)生完全變性。由幾條肽鏈組成的蛋白質(zhì)復(fù)合體在SDS的作用下會(huì)解聚成單條肽鏈，因此測定的結(jié)果只是單條肽鏈的分子量。SDS能與各種蛋白質(zhì)形成蛋白質(zhì)—SDS復(fù)合物，SDS所帶負(fù)電荷的量大大超過了蛋白質(zhì)分子原有的電荷量。因而掩蓋了不同種蛋白質(zhì)間的電荷差別，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。

（三）、血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 2.1蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為哪些基本步驟？ 樣品處理、粗分離、純化、純度鑒定。

思考：是否所有種類的蛋白質(zhì)的提取和分離都是這樣的？為什么？ 不是。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的來源和性質(zhì)不同，分離方法差別很大。2.2選擇實(shí)驗(yàn)材料

（1）你認(rèn)為鳥類血液和哺乳動(dòng)物血液中，最好哪種血液來提取血紅蛋白？為什么？ 哺乳動(dòng)物血液。因?yàn)樵摷?xì)胞中沒有細(xì)胞核，血紅蛋白含量高。

（2）請閱讀投影資料，認(rèn)識哺乳動(dòng)物血液組成及血紅蛋白性質(zhì)。并思考回答下列問題： 血液由血漿和血細(xì)胞兩部分組成。

血細(xì)胞中紅細(xì)胞細(xì)胞數(shù)量最多，細(xì)胞的含量最高的化合物是血紅蛋白。

該化合物是由兩個(gè)α－肽鏈、兩個(gè)β－肽鏈和四個(gè)亞鐵紅素基團(tuán)構(gòu)成的，其中每個(gè)亞基中都含有一個(gè)能與O2和CO2結(jié)合的亞鐵紅素基團(tuán)。

2.3從紅細(xì)胞中分離出血紅蛋白的過程為：

洗滌紅細(xì)胞、釋放血紅蛋白、分離血紅蛋白、透析。洗滌紅細(xì)胞的目的是什么？ 除去血漿蛋白的雜蛋白，有利于后續(xù)步驟的分離純化。

紅細(xì)胞的洗滌過程為：血液＋檸檬酸鈉→低速短時(shí)離心→吸出上層血漿→紅細(xì)胞＋5倍體積生理鹽水→緩慢攪拌10min→低速短時(shí)離心→吸出上清液→反復(fù)洗滌直至上清液無黃色

思考：加入檸檬酸鈉有何目的？為什么要低速、短時(shí)離心？為什么要緩慢攪拌？ 防止血液凝固；防止白細(xì)胞沉淀；防止紅細(xì)胞破裂釋放出血紅蛋白。思考：你有什么方法將紅細(xì)胞中的血紅蛋白釋放出來？ 加入蒸餾水，用玻璃棒快速攪拌一段時(shí)間。

補(bǔ)充：加入蒸餾水后紅細(xì)胞液體積與原血液體積要相同。加入甲苯的目的是溶解細(xì)胞膜，有利于血紅蛋白的釋放和分離。此時(shí)，紅細(xì)胞破碎混合液中不僅含有血紅蛋白，而且還含有細(xì)胞破碎物、脂質(zhì)、甲苯有機(jī)溶劑等。怎樣除去這些雜質(zhì)呢？由于它們的密度不同，科學(xué)家采取了離心分離的方法：

10min）→濾紙過濾除去脂質(zhì)→分液漏紅細(xì)胞破碎混合液→中速長時(shí)離心（2000c/min×斗分離出血紅蛋白

2.4如何除無機(jī)鹽離子和小分子有機(jī)物質(zhì)呢？。

透析。半透膜的選擇透過性，大分子物質(zhì)不能通過半透膜，離子和小分子能夠通過半透膜。在透析過程中，血紅蛋白溶液中的離子和小分子不斷通過半透膜擴(kuò)散進(jìn)入到pH＝7的磷酸緩沖液中。

思考：為何使用pH＝7的磷酸緩沖液？為什么緩沖液量遠(yuǎn)多于血紅蛋白溶液量？ 維持血紅蛋白的正常特性。有利于雜質(zhì)分子充分地向外擴(kuò)散。

總結(jié)：通過以上四個(gè)基本過程，紅細(xì)胞中的血紅蛋白就被提取出來。但其中還含有其他種類的蛋白質(zhì)分子（如呼吸酶等）。怎樣將雜蛋白與血紅蛋白分離開來呢？我們來研究蛋白質(zhì)提取和分離的第二個(gè)步驟――粗分離（凝膠色譜操作）。

2.5凝膠色譜分離蛋白質(zhì)包括：制作色譜柱、裝填色譜柱、樣品加入和洗脫。根據(jù)教材圖5－19，說出制作色譜柱需要的材料。

橡皮塞2個(gè)、打孔器、小刀、移液管、尼龍紗、尼龍網(wǎng)、玻璃管、尼龍管等。色譜柱的制作過程：準(zhǔn)備材料→加工橡皮塞→安裝色譜柱 下面進(jìn)行第二步凝膠色譜柱的裝填。請閱讀教材： 色譜柱的裝填過程。

樣品加入和洗脫。其基本過程是：

調(diào)節(jié)緩沖液面→加入蛋白質(zhì)樣品→調(diào)節(jié)緩沖液面→洗脫→收集分裝蛋白質(zhì) 至此，血紅蛋白即可得到粗分離。在整個(gè)操作過程中，應(yīng)當(dāng)注意以下事項(xiàng)：（1）紅細(xì)胞的洗滌：洗滌次數(shù)不能過少；低速、短時(shí)離心。（2）凝膠的預(yù)處理：沸水浴法時(shí)間短，還能除去微生物和氣泡

（3）色譜柱的裝填：裝填盡量緊密，降低顆粒間隙；無氣泡；洗脫液不能斷流。（4）色譜柱成功標(biāo)志：紅色區(qū)帶均勻一致地移動(dòng)。

（四）、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與評價(jià)

1、你是否完成了對血液樣品的處理？你能描述處理后的樣品發(fā)生了哪些變化嗎？ 觀察你處理的血液樣品離心后是否分層（見教科書圖5-18），如果分層不明顯，可能是洗滌次數(shù)少、未能除去血漿蛋白的原因。此外，離心速度過高和時(shí)間過長，會(huì)使白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞一同沉淀，也得不到純凈的紅細(xì)胞，影響后續(xù)血紅蛋白的提取純度。

2、你裝填的凝膠色譜柱是否有氣泡產(chǎn)生？你的色譜柱裝填得成功嗎？你是如何判斷的？ 由于凝膠是一種半透明的介質(zhì)，因此可以在凝膠柱旁放一支與凝膠柱垂直的日光燈，檢查凝膠是否裝填得均勻。此外，還可以加入大分子的有色物質(zhì)，例如藍(lán)色葡聚糖—2000或紅色葡聚糖，觀察色帶移動(dòng)的情況。如果色帶均勻、狹窄、平整，說明凝膠色譜柱的性能良好。如果色譜柱出現(xiàn)紋路或是氣泡，輕輕敲打柱體以消除氣泡，消除不了時(shí)要重新裝柱。

3、你能描述血紅蛋白分離的完整過程嗎？

血紅蛋白提取和分離的程序可分為四大步，包括：樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定。首先通過洗滌紅細(xì)胞、血紅蛋白的釋放、離心等操作收集到血紅蛋白溶液，即:樣品的處理；再經(jīng)過透析去除分子量較小的雜質(zhì)，即樣品的粗分離；然后通過凝膠色譜法將相對分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)蛋白除去，即:樣品的純化；最后經(jīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。

4、你能觀察到蛋白質(zhì)的分離過程中紅色區(qū)帶的移動(dòng)嗎？請描述紅色區(qū)帶的移動(dòng)情況，并據(jù)此判斷分離效果？

如果凝膠色譜柱裝填得很成功、分離操作也正確的話，能清楚地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻、狹窄、平整，隨著洗脫液緩慢流出；如果紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬，說明分離的效果不好，這與凝膠色譜柱的裝填有關(guān)。

課堂小結(jié) 當(dāng)今生物科學(xué)在蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域的進(jìn)展，說明提取、分離高純度的蛋白質(zhì)的重要性和必要性，進(jìn)而說明本節(jié)課的目的，以血紅蛋白為實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)提取和分離的一些基本技術(shù)，嘗試從血液中提取和分離血紅蛋白，了解色譜法、電泳法等分離生物大分子的基本原理，為今后學(xué)習(xí)這些技術(shù)帶下基礎(chǔ)。

板書

專題五 第三節(jié)

一、蛋白質(zhì)分子的差異性 1凝膠色譜法 2緩沖溶液 3凝膠電泳法

二、血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 樣品處理、粗分離、純化、純度鑒定。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與評價(jià)

血紅蛋白質(zhì)的提取和分離

第四篇：課題3　元素 教學(xué)設(shè)計(jì) 教案

教學(xué)準(zhǔn)備

1.教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

1．理解元素的概念，統(tǒng)一對物質(zhì)的宏觀組成與微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識；

2.了解元素符號所表示的意義，學(xué)會(huì)元素符號的正確寫法，逐步記住一些常見的元素符號；

（二）過程與方法

1.通過微觀想像、分析、討論、對比，理解元素的概念。2.通過同學(xué)之間相互合作、查閱資料，了解地殼中元素的含量。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.進(jìn)一步建立科學(xué)的物質(zhì)觀，增進(jìn)對物質(zhì)的宏觀組成與微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識； 2.發(fā)展善于合作、勤于思考、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神。

2.教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)

重點(diǎn)：元素概念、元素符號的書寫和意義.難點(diǎn)：元素概念。

3.教學(xué)用具 4.標(biāo)簽

教學(xué)過程

第五篇：課題3　元素 教學(xué)設(shè)計(jì) 教案

教學(xué)準(zhǔn)備

1.教學(xué)目標(biāo)

知識技能）：了解元素的概念及涵義，學(xué)會(huì)用元素符號表示元素，了解元素的種類及其含量，了解元素周期表。

（能力培養(yǎng)）：通過對元素概念及元素符號的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識宏觀與微觀的辯證關(guān)系，培養(yǎng)總結(jié)概括能力。

2.教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)

元素概念，元素概念的形成及應(yīng)用，元素與原子的區(qū)別與聯(lián)系，元素符號的意義。

3.教學(xué)用具

多媒體設(shè)備

4.標(biāo)簽

教學(xué)過程

新課導(dǎo)入

（復(fù)習(xí)提問）

1.原子是由什么構(gòu)成的？

2.請學(xué)生從微觀角度分析幾種物質(zhì)的構(gòu)成：氧氣、水、二氧化碳。學(xué)生相互討論： 氧氣→氧分子→氧原子 水→水分子→氧原子和氫原子

二氧化碳→二氧化碳分子→氧原子和碳原子 3.這三種物質(zhì)在構(gòu)成上的共同點(diǎn)是什么？ 學(xué)生積極思考回答：都含有氧原子。

（講述）不管是哪種物質(zhì)中含有的氧原子它們的核電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）都是8，我們將質(zhì)子數(shù)為8的所有原子統(tǒng)稱為氧元素。（引出新課）

課題三 元素

元素的概念。

讓學(xué)生看下表分析回答問題：

（資料）以下是不同氫原子、碳原子的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)和相對原子質(zhì)量。

（問題）不同元素的本質(zhì)區(qū)別是什么？ 由學(xué)生討論分析答出：

（1）不同的氫原子 數(shù)相同，數(shù)不同；（2）不同的碳原子 數(shù)相同，數(shù)不同；

（3）對所有的氫原子或碳原子而言，數(shù)一定相同。學(xué)生結(jié)合上表資料不難得出： 質(zhì)子數(shù)。

（問題）要求學(xué)生找出物質(zhì)、元素、分子、原子四者間的關(guān)系（講述）元素的特征： ① 素是宏觀概念，只講種類不講個(gè)數(shù)；到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素只有100多種。

②元素在化學(xué)反應(yīng)前后不發(fā)生改變。

③各元素在地殼中的含量差別很大：地殼中氧、硅、鋁、鐵含量較多。

（問題）水是由氫、氧元素組成的，汽油是由碳、氫元素組成的，那么水會(huì)變汽油嗎？（講述）元素可以用元素符號來表示。（問題）用元素符號表示元素有什么意義？ 為了書寫和學(xué)術(shù)交流的方便。（問題）如何書寫元素符號？

學(xué)生看教材中一些常見元素的名稱、符號和相對原子質(zhì)量表，分析元素符號的特點(diǎn)，找出元素符號的書寫規(guī)律。

元素符號書寫時(shí)，要規(guī)范，注意一大二小的特點(diǎn)。（要求）記憶常見元素符號并介紹一些記憶方法。（問題）元素符號有什么意義？如：N、O。

討論后回答：N表示氮元素，還表示一個(gè)氮原子；O表示氧元素，還表示一個(gè)氧原子。元素的分類：

金屬元素和非金屬元素。（講述）元素周期表。（問題）①從元素周期表中查找原子序數(shù)為1、6、11、16、26等元素的名稱、符號、它們在元素周期表中的位置與其質(zhì)子數(shù)有什么關(guān)系？

②對照元素周期表，觀察每一橫行開頭、結(jié)尾分別是什么類型的元素？每一縱行的元素又有什么相同特點(diǎn)？這說明元素間存在著什么規(guī)律性的聯(lián)系？它們與“元素周期表”這個(gè)名稱有沒有關(guān)系？