高中生物第五章第三节血红蛋白提取和分离6新人教版选修1PPT课件.ppt
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1、关于高中生物第五章第三节血红蛋白的提取和分离6新人教版选修1第一张,PPT共三十六页,创作于2022年6月 本课题学习目标本课题学习目标 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。法、电泳法等分离生物大分子的基本原理。1 1 1 1、主要概念:、主要概念:、主要概念:、主要概念:凝胶色谱法凝胶色谱法 电泳法电泳法 缓冲溶液缓冲溶液 它们在血红蛋白它们在血红蛋白的提取中分别起到什么作用。的提取中分别起到什么作用。2.2.2.2.主要原理:主要原理:主要原理:主要原理:凝胶色谱法分离蛋白
2、质的原理凝胶色谱法分离蛋白质的原理 电泳法分离样品的原理电泳法分离样品的原理 缓冲溶液的组成和作用机理缓冲溶液的组成和作用机理3 3 3 3、课题重点:、课题重点:、课题重点:、课题重点:凝胶色谱法的原理和方法凝胶色谱法的原理和方法 4 4 4 4、课题难点:课题难点:课题难点:课题难点:样品的处理样品的处理 色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。第二张,PPT共三十六页,创作于2022年6月1.1.分离生物大分子的基本思路:分离生物大分子的基本思路:选用一定的选用一定的物理或化学物理或化学的方法分离具有不同物理或的方法分离具有不同物理或化学性质的化学性质的生物大分子
3、生物大分子。2.2.蛋白质分离和提取的原理:蛋白质分离和提取的原理:根据蛋白质根据蛋白质各种特性各种特性的差异,如的差异,如分子的形状和大分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力其他分子的亲和力等等,可以用来分离等等,可以用来分离不同种类的蛋白不同种类的蛋白质。质。一、血红蛋白的提取和分离一、血红蛋白的提取和分离3 3、提取分离方法、提取分离方法凝胶色谱法凝胶色谱法 凝胶电泳法凝胶电泳法 第三张,PPT共三十六页,创作于2022年6月(一)(一)凝胶色谱法(凝胶色谱法(分配色谱法分配色谱法)2.2.凝胶:凝胶:大
4、多数凝胶是由大多数凝胶是由多糖类化合物多糖类化合物(如葡聚糖或琼脂糖)(如葡聚糖或琼脂糖)构成的多孔小球体构成的多孔小球体,内部有许多贯穿的内部有许多贯穿的通道。通道。根据被分离物质的根据被分离物质的蛋白质相对分子质量的大蛋白质相对分子质量的大小,小,利用具有利用具有网状结构网状结构的凝胶,来进行分离。的凝胶,来进行分离。1.1.概念:概念:第四张,PPT共三十六页,创作于2022年6月3.3.凝胶色谱法的原理凝胶色谱法的原理当相对分子量不同的蛋白质通过凝胶时,当相对分子量不同的蛋白质通过凝胶时,相对分子量相对分子量较小的蛋白质较小的蛋白质容易容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移进入凝胶内部的
5、通道,路程较长,移动速度较慢动速度较慢;相对分子量相对分子量较大较大的蛋白质的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快。只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快。依据的特性是:依据的特性是:蛋白质分子量的大小。蛋白质分子量的大小。第五张,PPT共三十六页,创作于2022年6月4.4.凝胶色谱法分离蛋白质分离蛋白质的原理和具体过程具体过程第六张,PPT共三十六页,创作于2022年6月凝胶色谱法分离蛋白质过程的动画演示凝胶色谱法分离蛋白质过程的动画演示第七张,PPT共三十六页,创作于2022年6月(二)缓冲溶液(二)缓冲溶液 1.1.概念概
6、念:在一定的范围内,凡是能够抵制在一定的范围内,凡是能够抵制外加少量强外加少量强酸或强碱酸或强碱的影响使原来溶液的影响使原来溶液PHPH值基本保持值基本保持不变的混不变的混合溶液。合溶液。能够抵制外界的酸和碱对溶液能够抵制外界的酸和碱对溶液PHPH值的影响,值的影响,维持维持PHPH基本不变。基本不变。2.2.作用作用:思考:说出人体血液中缓冲对。思考:说出人体血液中缓冲对。NaHNaH2 2POPO4 4/Na/Na2 2HPOHPO4 4H H2 2COCO3 3/NaHCO/NaHCO3 3第八张,PPT共三十六页,创作于2022年6月 通常由通常由1 12 2 种缓冲剂种缓冲剂溶解于水
7、中配制而成。调节缓冲剂溶解于水中配制而成。调节缓冲剂的的使用比例使用比例就可以制得在就可以制得在不同不同PHPH范围内使用的缓冲液。范围内使用的缓冲液。4.4.提问:在本课题中使用的缓冲液是提问:在本课题中使用的缓冲液是:_,:_,利用缓冲液利用缓冲液模拟细胞内的模拟细胞内的PHPH环境环境,保证,保证 血红蛋白的正常结构和功能血红蛋白的正常结构和功能,便于观察,便于观察(红色红色)和科和科 学研究学研究(活性活性)磷酸缓冲液磷酸缓冲液3.3.缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制:其目的是其目的是:第九张,PPT共三十六页,创作于2022年6月 (三)(三)电泳:电泳:1.1.概念:概念:带电粒子在电
8、场作用下发生迁移的过程。带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。2.2.原理:原理:许多重要的生物大分子,如多肽、核酸等都具有可解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,在离的基团,在一定的一定的PHPH下,这些基团会带上正下,这些基团会带上正 电或负电或负电。电。在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相相反反的电极移动。的电极移动。分离样品中各种分子分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的带电性质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速度,大小,形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样
9、品中各种分子的分离。从而实现样品中各种分子的分离。第十张,PPT共三十六页,创作于2022年6月影响蛋白质分子运动速度的因素影响蛋白质分子运动速度的因素决定运动方向形成库仑力形成阻力决定运动速率电荷性质电荷量分子形状分子大小3.3.类型类型:琼脂糖琼脂糖凝胶电泳、凝胶电泳、聚丙稀酰胺聚丙稀酰胺凝胶电泳。凝胶电泳。第十一张,PPT共三十六页,创作于2022年6月 在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极在电场的作用下,这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动移动移动
10、移动琼脂糖凝胶电泳示意图琼脂糖凝胶电泳示意图琼脂糖凝胶电泳示意图琼脂糖凝胶电泳示意图第十二张,PPT共三十六页,创作于2022年6月 聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳 1 1、测定蛋白质分子量、测定蛋白质分子量:常用常用十二烷基硫酸钠(十二烷基硫酸钠(SDSSDS)聚聚丙烯酰胺丙烯酰胺凝胶电泳。凝胶电泳。聚丙烯酰胺凝胶是由聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙烯酰胺单体丙烯酰胺和和交联剂交联剂N,N-N,N-亚甲基亚甲基双丙烯酰胺双丙烯酰胺在在引发剂引发剂和和催化剂催化剂的作用下聚合交联成的具有三维的作用下聚合交联成的具有三维网状结构的凝胶。网状结构的凝胶。N,N-亚甲基双丙烯酰胺(形成交联)亚甲基双丙
11、烯酰胺(形成交联)丙烯酰胺和交联剂丙烯酰胺和交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺的交联共聚反应亚甲基双丙烯酰胺的交联共聚反应第十三张,PPT共三十六页,创作于2022年6月 蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率迁移率取决取决于它所带于它所带净电荷的多少净电荷的多少以及以及分子的大小分子的大小等因素。等因素。2.2.原理:原理:SDSSDS能使能使蛋白质发生完全变性。解聚成单条肽链蛋白质发生完全变性。解聚成单条肽链,因此测定的结果只是因此测定的结果只是单条肽链的分子量单条肽链的分子量。SDSSDS能与各种能与各种蛋白质形成蛋白质形成蛋白质蛋白质SDSSDS复合物复合物,SDSSD
12、S所带负电荷的量所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子大大超过了蛋白质分子原有的电荷量原有的电荷量。因而。因而掩盖了不掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别,同种蛋白质间的电荷差别,使使电泳迁移率完全取决于电泳迁移率完全取决于分子的大小分子的大小。3.SDS3.SDS作用机理作用机理:第十四张,PPT共三十六页,创作于2022年6月用用SDSSDS测定蛋白质分子量的方法测定蛋白质分子量的方法 使用使用SDSSDS聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质测定蛋白质的分子量时,可选用一组的分子量时,可选用一组已知分子量的标准已知分子量的标准蛋白蛋白同时进行电泳,根据已知分子量的标准蛋同时进行电泳,根据已
13、知分子量的标准蛋白的白的电泳区带位置电泳区带位置,可以测定,可以测定未知蛋白质未知蛋白质的的分子量。分子量。市场上有高分子量、次高分子量及低市场上有高分子量、次高分子量及低分子量的标准蛋白试剂出售。分子量的标准蛋白试剂出售。第十五张,PPT共三十六页,创作于2022年6月 二、实验操作二、实验操作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1.1.样品处理:样品处理:(一)蛋白质提取和分离步骤(一)蛋白质提取和分离步骤(二)操作过程(二)操作过程 可选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液来分可选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液来分离血红蛋白。离血红蛋白。第十六张,PPT共三十六页,创作于2
14、022年6月血血液液血浆血浆水水 分分固体物质:固体物质:血浆蛋白、血浆蛋白、无机盐、磷脂、葡萄糖等无机盐、磷脂、葡萄糖等血细胞血细胞白细胞白细胞血小板血小板红细胞红细胞(最多)(最多)血红蛋白血红蛋白(9090)两个两个肽链肽链两个两个一肽链一肽链四个亚铁血红素基团四个亚铁血红素基团2.提问:提问:血液有哪些成分?血液有哪些成分?1.1.提问:提问:用鸡的红细胞提取用鸡的红细胞提取DNADNA,用猪、牛、羊的红细,用猪、牛、羊的红细胞提取血红蛋白的原因是什么?胞提取血红蛋白的原因是什么?鸡的红细胞具有细胞核,含有鸡的红细胞具有细胞核,含有DNADNA,便于进行,便于进行DNADNA的的提取;
15、人的红细胞无细胞核,结构简单,血红蛋白含量丰富,提取;人的红细胞无细胞核,结构简单,血红蛋白含量丰富,便于提取血红蛋白。便于提取血红蛋白。第十七张,PPT共三十六页,创作于2022年6月血红蛋白血红蛋白两个两个肽链肽链两个两个一肽链一肽链四个亚铁四个亚铁血血红素基团红素基团每个肽链环绕一个每个肽链环绕一个亚铁血红素基团,亚铁血红素基团,此基团可携带此基团可携带一分子一分子O2或一分子或一分子CO2,血血红蛋白因含有红蛋白因含有血红素血红素而而呈呈红色红色。血红蛋白的特点:血红蛋白的特点:第十八张,PPT共三十六页,创作于2022年6月(1)(1)红细胞的洗涤红细胞的洗涤:去除杂质蛋白,利于后续
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