蛋白质分离与纯化教学设计

第六课时蛋白质的分离和纯化【课标要求】：本课题通过尝试对血液中血红蛋白的提取和分离，使学生能够体验从复杂体系中提取生物大分子的基本过程和方法，并了解色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理，为今后学习运用这些技术打下基础。

【学习目标】：知识：尝识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能力：体验血红蛋白提取和分离的实验的严格要求，注意按照操作提示进行相关步骤学习蛋白质提取和分离的一些基本技术情感：初步形成科学的思维方式，发展科学素养和人文精神【学习重点】：凝胶色谱法的原理和方法【学习难点】：样品的预处理；色谱柱填料的处理和色谱柱的装填【课前导学】一、制备蛋白质的粗制品组织破碎_______________细胞破碎_______________酸性蛋白质：_______________蛋白质抽提水溶性蛋白质：_______________脂溶性蛋白质：_______________去除固体杂质______________蛋白质粗制品:可能是多种蛋白质的混合物，其中还可能混有许多小分子化合物二、蛋白质的分离与纯化1、原理：根据不同的物质其分子的大小、溶解度的大小、所带电荷的多少，吸附性质等方面存在差异进行的。

2、方法：⑴透析法：其原理是___________不能透过半透膜，而其他小分子化合物可以透过_____________。

⑵离心沉降法：通过控制_________，使得___________________不同的蛋白质发生沉降分层，从而达到分离出不同种类蛋白质的目的。

⑶电泳法①概念：带电颗粒在电场作用下向着与其____________________的现象②影响泳动速度的因素：____________________，（一般来说，分子直径_________，越接近于____形，所带净电荷_______，泳动速度越快，反之，则越慢。

）③常用的方法：______________电泳。

《蛋白质的提取和分离》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《蛋白质的提取和分离》。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析“蛋白质的提取和分离”是高中生物选修模块《生物技术实践》中的重要内容。

这部分知识在生物技术领域具有重要的应用价值，对于学生理解生物技术的原理和方法，培养实践能力和创新思维具有重要意义。

本节课的内容主要包括蛋白质提取和分离的基本原理、方法和步骤。

通过学习，学生将了解到如何从复杂的生物样品中提取出特定的蛋白质，并将其分离和纯化，为后续的蛋白质分析和应用奠定基础。

二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了细胞的结构和功能、蛋白质的性质等相关知识，具备了一定的生物学基础。

但是，对于蛋白质提取和分离这样较为复杂的实验技术，学生可能缺乏直观的认识和实践经验。

因此，在教学过程中需要通过多种教学方法和手段，帮助学生理解和掌握相关知识和技能。

三、教学目标1、知识目标（1）理解蛋白质提取和分离的基本原理，包括蛋白质的溶解性、电荷特性等。

（2）掌握蛋白质提取和分离的常用方法，如凝胶色谱法、电泳法等。

（3）了解蛋白质提取和分离的实验步骤和操作要点。

2、能力目标（1）通过实验设计和操作，培养学生的动手能力和实验探究能力。

（2）通过对实验数据的分析和处理，提高学生的科学思维和数据分析能力。

3、情感态度与价值观目标（1）培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。

（2）激发学生对生物技术的兴趣，增强学生的创新意识和应用意识。

四、教学重难点1、教学重点（1）蛋白质提取和分离的基本原理和常用方法。

（2）凝胶色谱法和电泳法的原理和操作步骤。

2、教学难点（1）蛋白质提取和分离实验方案的设计和优化。

（2）对实验结果的分析和解释。

五、教学方法1、讲授法通过讲解，让学生了解蛋白质提取和分离的基本原理和方法。

2、实验法组织学生进行实验操作，亲身体验蛋白质提取和分离的过程，提高实践能力。

蛋白质分离纯化设计蛋白质分离纯化是生物技术和生物制药领域中非常重要的步骤。

这个过程可以将混合物中的目标蛋白质分离出来，并纯化到足够纯度以满足进一步研究或生产的要求。

在设计蛋白质分离纯化过程时，需要考虑到多个因素，包括目标蛋白质的特性、混合物的复杂性以及经济效益。

首先，在蛋白质分离纯化设计中，需要确定合适的分离技术。

常见的分离技术包括亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤、透析和电泳等。

选择适当的分离技术要考虑目标蛋白质的特性，如分子量、电荷、亲和性等。

同时，还需要考虑操作的便捷性、分离效果和经济成本等因素。

其次，在蛋白质分离纯化过程中，通常会采用多步骤的分离策略，以逐步提高纯度。

比如，可以先使用亲和层析方法，利用目标蛋白质与特定配体的亲和性进行分离；然后再使用离子交换层析来进一步去除杂质；最后使用凝胶过滤或透析来将蛋白质溶液从缓冲液中换成目标溶液。

此外，还可以结合其他技术来提高分离纯化效果。

例如，可以使用聚合物钙盐沉淀、有机溶剂沉淀、溶剂萃取等方法来去除大量的杂质。

也可以利用电泳技术进行蛋白质的分离和纯化，如SDS-PAGE和等电聚焦等。

最后，在蛋白质分离纯化设计中，要考虑到经济效益。

分离纯化过程中耗费的时间和成本应该尽可能地减少，同时要保证分离纯化的效果。

可以通过优化分离纯化步骤的顺序和条件，选择合适的材料和设备，以及利用自动化技术来提高工作效率和降低成本。

总之，蛋白质分离纯化设计是一个复杂的过程，需要综合考虑蛋白质特性、混合物的复杂性、分离技术的选择以及经济效益等因素。

通过科学合理的设计和优化，可以获得高纯度的目标蛋白质，为后续的研究和生产提供可靠的基础。

蛋白质分离纯化设计1. 简介蛋白质分离纯化是一项重要的实验技术，在生物医药、食品科学、农业等领域有着广泛的应用。

通过对蛋白质进行分离纯化，可以获得单一纯度的蛋白质用于后续研究及应用。

本文将详细介绍蛋白质分离纯化的设计方法和常用技术，包括样品准备、分离方法选择、纯化步骤设计等。

同时，我们还将讨论常见的挑战和解决方案，以及如何评估分离纯化效果。

2. 样品准备在进行蛋白质分离纯化前，首先需要准备好样品。

样品的选择和准备对于后续分离纯化过程非常重要。

2.1 选择合适的样品样品可以来自细胞、组织、体液、培养基等。

在选择样品时，需要考虑到蛋白质的种类、表达水平、目标纯化程度以及后续实验需要。

2.2 样品预处理样品在分离纯化前需要进行预处理，以去除可能干扰纯化过程的杂质。

常用的预处理方法包括细胞破碎、离心、除去非蛋白质成分等。

预处理方法的选择应根据样品类型和后续纯化方法进行优化。

3. 分离方法选择根据蛋白质分离的原理和样品特性，我们可以选择合适的分离方法。

常见的分离方法包括离子交换层析、凝胶过滤、透析、亲和层析等。

3.1 离子交换层析离子交换层析是一种基于蛋白质带电性质的分离方法。

可以根据蛋白质的以阴离子或阳离子带电来选择合适的离子交换树脂，实现不同蛋白质的分离纯化。

3.2 凝胶过滤凝胶过滤是一种基于蛋白质大小的分离方法。

通过选择适当的孔径大小的凝胶，可以分离不同分子大小的蛋白质。

3.3 透析透析是一种基于蛋白质分子量和溶液成分的分离方法。

通过选择适当的膜材料和透析缓冲溶液，可以实现蛋白质与小分子化合物的分离。

3.4 亲和层析亲和层析是一种基于蛋白质与配体之间的特异性结合来分离纯化的方法。

选择合适的亲和配体，可以选择性地结合目标蛋白质，从而实现其分离纯化。

4. 纯化步骤设计在选择合适的分离方法后，需要设计纯化步骤来实现目标蛋白质的分离和纯化。

纯化步骤的设计应根据分离方法的特点和目标蛋白质的性质进行优化。

4.1 样品加载将预处理的样品通过适当的装载方式加载到分离纯化柱中，如使用注射器将样品缓慢注入。

实验一氨基酸的别离鉴定——纸层析法实验目的1.学习氨基酸纸层析的根本原理。

2.掌握氨基酸纸层析的操作技术。

实验原理纸层析法是用滤纸作为惰性支持物的分配层析法。

层析溶剂由有机溶剂和水组成，滤纸和水的亲和力强，与有机溶剂的亲和和弱，因此在展层时，水是固定相，有机溶剂是流动相。

将样品点在滤纸上〔原点〕，进展展层，样品中的各种AA在两相溶剂中不断进展分配，由于它们的分配系数不同，不同AA随流动相移动速率就不同，于是将这些AA别离开来，形成距原点距离不等的层析点。

溶质在滤纸上的移动速率用比移〔rate of flow ,Rf〕来表示Rf= 原点到层析点中心的距离〔*〕/原点到溶剂前沿的距离(Y)只要条件〔如温度、展层剂的组成〕不变，*种物质的Rf值是常数。

可根据R f 作为定性依据。

Rf值的大小与物质的构造、性质、溶剂系统、层析滤纸的质量和层析温度等因素有关。

样品中如有多种AA，其中有些AA的Rf值一样或相近，此时只用一种溶剂展层，就不能将它们分开，为此，当用一种溶剂展层后，将滤纸转90度再用另一种溶剂展层，从而到达别离的目的，这种方法叫双向层析。

仪器、试剂1、扩展剂：是水饱和的正丁醇和醋酸以体积比4：1进展混合得混合液。

将20 ml正丁醇和5 ml冰醋酸放入分液漏斗中，与15 ml水混合，充分振荡，静置后分层，放出下层水层，漏斗内即为扩展剂。

取漏斗内的扩展剂约5 ml置于小烧杯中做平衡溶剂，其余的倒入培养皿中备用。

2、氨基酸溶液⑴.单一氨基酸：5%赖氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、⑵.混合氨基酸：各5 ml混合。

3、显色剂：0.1%水合茚三酮正丁醇溶液。

4、层析缸、滤纸〔14*17〕、喷雾器、电吹风实验步骤1.放置平衡溶剂：用量筒量取约5 ml平衡溶剂，放入培养皿中，然后置于密闭的层析缸中。

2.准备滤纸：取层析滤纸〔长17㎝、宽14㎝〕一*。

在纸的一端距边缘2㎝处用铅笔划一条直线，在此直线上每间隔1.5㎝作一记号——点样线。

高二年级第二学期生物学科总第课时教案课题一蛋白质的分离与纯化方法使用时间：____________ 主备人：_设计定电荷的蛋白质在其中泳动时，到达各自等电点的pH位置就停止，此法可用于分析和制备各种蛋白质。

2.实验原理:醋酸纤维薄膜电泳(CAME)是以醋酸纤维薄膜(CAM)作支持物的一种区带电泳技术，将血清样品点样于醋纤膜上，在pH 为8. 6的缓冲液中电泳时，血清蛋白质均带负电荷移向正极。

由于血清中各蛋白组分等电点不同而致表面净电荷量不等，加之分子大小和形状各异，因而电泳迁移率不同，彼此得以分离。

电泳后，CAM 经染色和漂洗，可清晰呈现清蛋白、一球蛋白、一球蛋白、8球蛋白、丫一球蛋白5条区带，比色即可计算出血清各蛋白组分的相对百分数。

布置学生课堂检测，并重点提示。

学生完成课堂检测课后: 学生完成课外作业及下一节布置课外作业及下一节预习提纲。

(见导学案)生物成分的分离与测定技术蛋白质的分离常用的细胞破碎的方法:预习。

抽提方法: 纯化主要是根据: 常用的方法:三、其他补充教学资料（各位教师根据各班教学特点选择补充资料，可另附纸）高二生物生物成分的分离与测定技术导学案使用时间： _______ 编制人：_一、学习目标：知道蛋白质的分离常用的细胞破碎的方法，蛋白质抽提方法，掌握蛋白质的分离与纯化方法。

二、知识构成：1.________________________________________________________________________ 蛋白质的分离常用的细胞破碎的方法有：__________________________________________________________ 根据蛋白质的不同特性，分别可选择哪些抽提方法？________________________________________________ 、蛋白质的纯化主要是根据____________________________ 之间以及__________________________ 之间在 ______________ 、_____________ 、_________ 、___________ 等方面存在的差异进行的。

蛋白质的分离纯化实验报告一、实验目的1、掌握蛋白质分离纯化的基本原理和方法。

2、学会运用不同的技术手段对蛋白质进行提取、分离和纯化。

3、熟悉蛋白质纯度鉴定的常用方法。

二、实验原理蛋白质是生物体中重要的大分子化合物，其分离纯化是研究蛋白质结构和功能的重要前提。

蛋白质的分离纯化主要依据其物理化学性质的差异，如分子大小、电荷、溶解度、亲和力等。

常见的分离纯化方法包括：1、盐析法：通过向蛋白质溶液中加入中性盐，如硫酸铵，使蛋白质溶解度降低而沉淀析出。

2、凝胶过滤层析：利用凝胶颗粒的多孔网状结构，根据蛋白质分子大小进行分离。

3、离子交换层析：基于蛋白质所带电荷的不同，在离子交换树脂上进行吸附和解吸。

4、亲和层析：利用蛋白质与特定配体之间的特异性亲和力进行分离。

三、实验材料与设备1、材料新鲜的动物组织（如肝脏）各种试剂，包括硫酸铵、磷酸盐缓冲液、离子交换树脂、亲和配体等。

2、设备离心机层析柱紫外分光光度计电泳仪四、实验步骤1、蛋白质的提取将新鲜的动物组织剪碎，加入适量的磷酸盐缓冲液，在冰浴中匀浆。

低温离心（4℃，10000 rpm，20 min），收集上清液，即为粗提的蛋白质溶液。

2、盐析沉淀在上清液中缓慢加入硫酸铵粉末，边加边搅拌，使其饱和度逐渐增加到 50%。

搅拌 30 min 后，低温离心（4℃，10000 rpm，20 min），收集沉淀。

3、凝胶过滤层析装柱：将凝胶颗粒填充到层析柱中，用缓冲液平衡柱子。

上样：将盐析沉淀溶解后，缓慢上样到层析柱中。

洗脱：用缓冲液进行洗脱，收集不同洗脱峰的流出液。

4、离子交换层析装柱：将离子交换树脂填充到层析柱中，用起始缓冲液平衡柱子。

上样：将凝胶过滤层析收集的样品上样到离子交换层析柱中。

洗脱：采用梯度洗脱的方法，逐渐改变缓冲液的离子强度，收集洗脱峰。

5、亲和层析装柱：将亲和配体偶联到层析介质上，填充到层析柱中，用平衡缓冲液平衡柱子。

上样：将离子交换层析收集的样品上样到亲和层析柱中。

实验一蛋白质含量分析（Bradford检测法）一、实验目的1、制作蛋白质浓度标准曲线；2、测定未知蛋白质浓度样品的吸光度，根据标准曲线计算出蛋白质的浓度。

二、实验原理Bradford法（考马斯亮蓝法）测定蛋白质浓度是1976年由Bradford建立的，是最常用的蛋白质快速定量方法。

该方法根据蛋白质与染料相结合的原理设计，考马斯亮蓝G-250（CBB G-250）在游离状态下呈红色，最大光吸收在488nm；当它在酸性溶液中与蛋白质结合后变为青色，蛋白质-染料结合物在595nm波长下有最大光吸收，且光吸收值与蛋白质含量成正比，因此可用于蛋白质含量的定量测定。

蛋白质与考马斯亮蓝结合在2min左右的时间内达到平衡，完成反应十分迅速，其结合物在室温下1h内保持稳定。

Bradford法的突出优点是：灵敏度高；测定快速、简便，只需加一种试剂；干扰物质少。

此法的缺点是：仍有一些物质干扰此法的测定，主要的干扰物有去污剂、Triton X-100、SDS和0.1N的NaOH。

三、试剂与器材1、试剂：1mg/ml 牛血清蛋白（BSA）母液；考马斯亮蓝G-250；无水乙醇；85%磷酸；MiliQ水。

2、器材：滤纸；烧杯；漏斗；可见分光光度计；试管。

四、实验方法1、考马斯亮蓝G-250染料的配置称100 mg考马斯亮蓝G-250，溶于47.5 ml 无水乙醇后，再加入100 ml 85%的磷酸，加MiliQ水定容至1 L，过滤备用。

2、标准蛋白溶液的稀释取10支试管，按表中顺序排列，分别加入考马斯亮蓝溶液、水和样品。

每加完一管，立即振荡混匀（注意不要太剧烈，以免产生大量气泡而难于消除）。

未知样品的编号为8、9、10号管。

3、加完试剂2-5min后，即可用比色皿，在分光光度计上测定各样品在595nm处的吸光值OD595。

注意：不可使用石英比色皿（因不易洗去染色），可用塑料或玻璃比色皿，使用后立即用少量95%的乙醇冲洗，塑料比色皿不可用乙醇或丙酮长时间浸泡。