,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,血红蛋白的提取和分离,血红蛋白的提取和分离,体验从复杂体系中提取生物大分子的基本过程和方法，并了解凝胶色谱法、电泳法等分离生物大分子的基本原理。,1,、主要概念：,凝胶色谱法 电泳法 缓冲溶液 它们在血红蛋白的提取中分别起到什么作用。,2,、主要原理：,凝胶色谱法分离蛋白质的原理 电泳法分离样品的原理 缓冲溶液的组成和作用机理,3,、课题重点：,凝胶色谱法的原理和方法,4,、课题难点：,样品的预处理 色谱柱填料的处理和色谱柱的装填。,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,一、,凝胶色谱法（分配色谱法）,根据被分离物质的蛋白质相对分子质量的大小，,利用具有网状结构的,凝胶,的分子筛作用，来进行分离。,大多数凝胶是由,多糖类化合物,（如葡聚糖或琼脂糖）构成的,多孔小球体,，内部有许多贯穿的通道。,.,概念：,一、凝胶色谱法（分配色谱法）根据被分离物质的蛋白质相,.,凝胶色谱法分离蛋白质的原理和具体过程,.凝胶色谱法分离蛋白质的原理和具体过程,.,凝胶色谱法的原理,分子筛效应：,当相对分子量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢；而相对分子量较大的蛋白质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。相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。,依据的特性是：蛋白质分子量的大小。,.凝胶色谱法的原理分子筛效应：当相对分子量不同的,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,二、缓冲溶液,1.,概念,:,在一定的范围内，凡是能够,抵制外加少量强酸或强碱,的影响使原来溶液,pH,值基本保持,不变的混合溶液。,2.,缓冲溶液的组成举例：,H,2,CO,3,NaHCO,3,、,CH,3,COOH CH,3,COONa,NaH,2,PO,4,Na,2,HPO,4,、,KH,2,PO,4,K,2,HPO,4,3.,缓冲溶液的配制,二、缓冲溶液1.概念:在一定的范围内，凡是能够抵制外加少量强,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。,琼脂糖凝胶电泳示意图,.,概念：,带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。,三、电泳：,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,血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳,血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳,.,电泳原理：,电泳利用了待分离样品中各种,分子带电性质的差异,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，从而实现样品中各种分子的分离。,.,常见电泳类型：,琼脂糖凝胶电泳,聚丙稀酰胺凝胶电泳,SDS,聚丙稀酰胺凝胶电泳,迁移率取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小、形状。,电泳迁移率完全取决于分子的大小。,.电泳原理：.常见电泳类型：琼脂糖凝胶电泳聚丙稀酰胺,课外拓展：,用,SDS,测定蛋白质分子量的方法,使用,SDS,聚丙烯酰胺凝胶电泳,测定蛋白质的分子量时，可,选用一组已知分子量的标准蛋白,同时进行电泳，根据已知分子量的标准蛋白的,电泳区带位置,，用,电泳迁移率和分子量的对数作标准曲线,，可以测定,未知蛋白质,的分子量。,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。,课外拓展：使用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质的,实践训练,1.,在凝胶色谱法分离蛋白质中，所用凝胶的化学本质是,(),A.,糖类化合物,B.,脂质,C.,蛋白质,D.,核酸,2.SDS,聚丙烯酰胺凝胶电泳中决定蛋白质或多肽移动速度的主要因素是,(),A.,蛋白质分子所带的电荷,B.,蛋白质分子的形状,C.,蛋白质分子的相对质量,D.,缓冲溶液的,pH,C,A,实践训练CA,3.,凝胶色谱法分离蛋白质时，凝胶的种类较多，但其作用的共同点是,(),A.,改变蛋白质分子通过凝胶时的路径,B.,吸附一部分蛋白质，从而影响蛋白质分子的移动速度,C.,将酶或细胞固定在凝胶中,D.,与蛋白质分子进行化学反应，从而影响其移动速度,4.,在利用凝胶电泳法分离蛋白质时，一定要加入缓冲液，其作用主要是,(),A.,使酶的活性最高,B.,使蛋白质的活性最高,C.,维持蛋白质所带的电荷,D.,使蛋白质带上电荷,A,C,3.凝胶色谱法分离蛋白质时，凝胶的种类较多，但其作用的共同点,1.,分离生物大分子的基本思路：,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。,2.,蛋白质分离和提取的原理：,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、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力,等等，可以用来分离,不同种类,的蛋白质。,四、实验操作,血红蛋白的提取和分离,1.分离生物大分子的基本思路：选用一定的物理或化学的,水 分,固体物质,血液,血浆,血细,胞,白细胞,血小板,红细胞,（最多）,血红蛋白,两个,肽链,两个,肽链,四个亚铁红素基团,思考,血液有哪些成分？,血浆蛋白,无机盐,磷脂,葡萄糖等,水 分固体物质血液血浆血细白细胞血小板红细胞血红蛋白两个,血红蛋白的特点：,血红蛋白,两个,肽链,两个,肽链,四个亚铁红素基团,血红蛋白的特点：血红蛋白两个肽链两个肽链四个亚铁红素,样品处理粗分离纯化纯度鉴定,1.,样品处理：,.,蛋白质提取和分离步骤,.,凝胶色谱法分离蛋白质操作步骤,思考：,人们用鸡的红细胞提取,DNA,，用,猪、牛、羊,的红细胞提取血红蛋白的原因是什么？,答：,鸡的红细胞具有细胞核，含有,DNA,，便于进行,DNA,的提取，哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，结构简单，血红蛋白含量丰富便于提取血红蛋白。,样品处理粗分离纯化纯度鉴定1.样品处理：.蛋白质提取,洗涤操作：,(1),红细胞的洗涤,:,洗涤目的,:,去除杂蛋白，以利于后续血红蛋白的分离纯化，洗涤次数不可过少。,柜式离心机,初次离心后的结果,3,次洗涤后的结果,洗涤操作：(1)红细胞的洗涤:洗涤目的:去除杂蛋白，以利,磁力搅拌器,搅拌器转子,搅拌器正在工作,(2),血红蛋白的释放,（使用蒸馏水和甲苯）,磁力搅拌器搅拌器转子搅拌器正在工作(2)血红蛋白的释放（使用,(3),分离血红蛋白溶液：,甲苯层（,无色透明,）；,脂溶性物质沉淀层（,白色薄层固体,）；,血红蛋白的水溶液层（,红色透明液体,）；,杂质沉淀层（,暗红色,）。,过滤：,除去,脂溶性物质沉淀层,和,杂质沉淀层。,(3)分离血红蛋白溶液：甲苯层（无色透明）；脂溶性物质沉淀层,(4),透析,(,粗分离,),：,过程：取,1ml,的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有,300ml,的物质的量浓度为,20mmol/l,的,磷酸缓冲液,中（,pH,为,7.0,），透析,12,小时。,透析目的：除去样品中分子量较小的杂质。,利用透析袋透析,(4)透析(粗分离)：过程：取1ml的血红蛋白溶液装入透析,透析过程动画演示,透析过程动画演示,2.,凝胶色谱操作,:,.,凝胶色谱柱的制作：,注意事项：,底塞中插入的玻璃管的上部不得超出橡皮塞的凹穴底面，否则难以铺实尼龙网，还会导致液体残留，蛋白质分离不彻底。,2.凝胶色谱操作:.凝胶色谱柱的制作：注意事项：底塞中插入,.,凝胶色谱柱的装填,凝胶的选择：,凝胶的前处理：,凝胶色谱柱的装填方法：,注意：,1.,凝胶装填时尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。,2.,装填凝胶柱时不得有气泡存在：,因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果,。,洗涤平衡：,装填完毕后，立即用缓冲液洗脱瓶，在,50cm,高的操作压下，用,300ml,的,20mmol/l,的,磷酸缓冲液（,pH,为,7.0,）,充分洗涤平衡,12,小时,。,注意：,1.,液面不要低于凝胶表面，否则可能有气泡混入，影响液体在柱内的流动与最终生物大分子物质的分离效果。,2.,不能发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象,。,50cm,高,.凝胶色谱柱的装填凝胶的选择：洗涤平衡：装填完毕后，立,装配好的凝胶柱,装配好的凝胶柱,.,样品加入与洗脱,调节缓冲液面,滴加透析样品,注意：,正确的加样操作是：,1.,不要触及并破坏凝胶面。,2.,贴壁加样。,3.,使吸管管口沿管壁环绕移动。,样品渗入凝胶床,洗脱,收集,注意：在分离过程中，如果红色区带均匀一致的移动，说明色谱柱制作成功。,.样品加入与洗脱调节缓冲液面3.使吸管管口沿管壁环绕移动,开始进行层析,收集得到的纯化后的蛋白,开始进行层析收集得到的纯化后的蛋白,思考下面的问题：,1,、在血红蛋白的整个过程中不断用磷酸缓冲液处理的目的是什么？,答：,让血红蛋白处在稳定的,pH,范围内，维持结构和功能。,2,、与其他真核细胞相比，红细胞有什么特点？这一特点对你进行蛋白质得分离有什么意义？,答：,血红蛋白是有色蛋白，因此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。这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作。,思考下面的问题：1、在血红蛋白的整个过程中不断用磷酸缓冲液处,1,、,(,多选,),关于血红蛋白分子的叙述正确的是,(),A.,两个,肽链，两个,肽链，一个亚铁血红素基团,B.,两个,肽链，两个,肽链，四个亚铁血红素基团,C.,亚铁血红素能与,CO2,结合,D.,血红蛋白在人体主要运输能源物质,2.,下列各项中，一般不影响在凝胶色谱法分离蛋白质中的分离度的是,(),A.,层析柱高,B.,层析柱的直径,C.,缓冲溶液,D.,样品的分布,3.,蛋白质的提取和分离一般分为四步，即,、和,。后三步常用的方法依次是、。,B,粗分离,纯化,样品处理,纯度鉴定,透析法,凝胶色谱法,SDS,聚丙烯酰胺,凝胶电泳,BC,1、(多选)关于血红蛋白分子的叙述正确的是()B粗,观察你处理的血液样品离心后,是否分层,，,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。,结果分析与评价,.,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，如果分层不明显，可能是洗,.,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。,.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,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。,.,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？,（在分离过程中，如果红色区带均匀一致的移动，说明色谱柱制作成功）,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,