參考教案-藻藍(lán)蛋白-血紅蛋白

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1、模塊I：生物大分子制備方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究一、教學(xué)要求1．掌握生物分離科學(xué)的進(jìn)展、相關(guān)項(xiàng)單元操作技術(shù)的基本原理。2.掌握實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本原則，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本方法。3．熟練地實(shí)施設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件。4．掌握所學(xué)技術(shù)、方法在生物學(xué)研究中的應(yīng)用。5.掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與處理，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)圖表的制作方法以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論二、教學(xué)學(xué)時(shí)計(jì)劃課內(nèi)64學(xué)時(shí)，其中講授8學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)研究56學(xué)時(shí)。計(jì)劃課外16學(xué)時(shí)，其中文獻(xiàn)綜述10學(xué)時(shí)、以小組為單位答疑2學(xué)時(shí)，集中論文交流4學(xué)時(shí)）三、講授的內(nèi)容1．蛋白質(zhì)研究在生物科學(xué)學(xué)習(xí)和研究中

2、的地位，進(jìn)展。2．蛋白質(zhì)制備的基本思路和原則。3．各實(shí)驗(yàn)的基本原理，操作步驟和注意事項(xiàng)。4.標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作方法和要求，5．在本模塊基礎(chǔ)上開(kāi)展蛋白質(zhì)研究的思路和常用技術(shù)、方法。6.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施的基本的基本要求、注意事項(xiàng)。四、研究課題1、蛋白質(zhì)的提取純化與鑒定（藻藍(lán)蛋白、血紅蛋白）2、多糖的提取與分析（酵母、紫色甘薯、南瓜）3、脂類的提取、純化與分析（胡蘿卜素）4、色素的分離純化與分析（花青素）5、自選課題（根據(jù)科研課題、實(shí)驗(yàn)條件、自己的興趣）五、主要單元操作技術(shù)與設(shè)備1、單元操作技術(shù)：細(xì)胞組織破碎術(shù)、離心分離技術(shù)、雙

3、水相萃取技術(shù)、離子交換層析技術(shù)、凝膠層析技術(shù)、超濾技術(shù)、減壓蒸餾技術(shù)、冷凍干燥技術(shù)、分光光度技術(shù)、電泳技術(shù)等生物分離技術(shù)；2、主要設(shè)備：烘箱、真空干燥箱、分析天平、電子臺(tái)秤、超聲波細(xì)胞破碎儀、粉碎機(jī)、超濾器（500ml～5000ml）、冷凍離心機(jī)（8000-10000rpm，300ml～2000ml）、普通離心機(jī)（5000rpm，2000ml）、臺(tái)式離心機(jī)（18000rpm,5ml×6）冷凍干燥機(jī)、-80度冰箱、制冰機(jī)、酸度計(jì)、電熱恒溫水浴鍋、勻漿機(jī)、蛋白質(zhì)色譜分離系統(tǒng)（核酸蛋白檢測(cè)儀、部分收集器、蠕動(dòng)泵、梯度混合器

4、、φ10-25mm,h300-700mm層析柱）電泳儀及垂直板電泳槽、脫色搖床、紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)、高效液相色譜、氣相色譜、凝膠成像系統(tǒng)、250ml和500ml旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、微量凱氏定氮儀、常量凱氏定氮儀、500-1000W電爐、超聲波清洗器、振動(dòng)混合器、移夜槍（200-5000ul）、層析缸、電吹風(fēng)等。六、教學(xué)組織方式兩人一組，所有實(shí)驗(yàn)由學(xué)生設(shè)計(jì)方案，獨(dú)立完成。七、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)1、學(xué)習(xí)的自主性加大，審核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案、提供必要的條件。2、講授部分的難點(diǎn)是進(jìn)展、制備思路、原則和常用技術(shù)、方法的學(xué)

5、習(xí)。3、本模塊涉及的儀器特別多，技術(shù)方法多，學(xué)習(xí)難度較大，力求與理論課的對(duì)接、舉一反三。八、難點(diǎn)的解決辦法：1、認(rèn)真?zhèn)湔n，該講的講深、講透，重點(diǎn)一對(duì)一答疑。2、做好設(shè)計(jì)報(bào)告的審核，提前一個(gè)月做好儀器檢修和藥品的準(zhǔn)備。3、做好必要的單元操作示教和研究過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。九、相關(guān)參考書(shū)1、孫彥，生物分離工程；2、嚴(yán)?？?，生化分離技術(shù)；3、譚天偉，生物分離技術(shù)4、李建武，生物化學(xué)原理和方法；5、生物分離工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)8模塊I參考方案1：血紅蛋白的提取純化與鑒定血紅蛋白(Hemoglobin,Hb)是動(dòng)物血液中的一種由4個(gè)亞基組成

6、的多亞基蛋白質(zhì)。作為體內(nèi)氧運(yùn)輸?shù)妮d體具有重要的生理功能。在Hb與氧結(jié)合及釋放過(guò)程中,體現(xiàn)了別構(gòu)蛋白各亞基之間相互作用的正協(xié)同效應(yīng)特征,具有很強(qiáng)的代表性,是研究別構(gòu)蛋白特性的良好材料。此外,Hb的單亞基結(jié)構(gòu)還與食用肉主要色素蛋白-肌紅蛋白(Myoglobin,Mb)的結(jié)構(gòu)非常相似,均為血紅素蛋白質(zhì),具有一個(gè)血紅素活性中心。只是Mb是單亞基結(jié)構(gòu),而Hb為4亞基結(jié)構(gòu),相當(dāng)于Mb的4倍體。Hb和Mb均具有3種天然誘導(dǎo)體構(gòu)型,即氧合型(Oxy-Hb;Oxy-Mb),還原型(Red-Hb;Red-Mb)和氧化型(Met-Hb;M

7、et-Mb)。兩種蛋白質(zhì)的相同構(gòu)型均具有相同的顏色及相似的光譜學(xué)特性。為此,也有人用Hb作為成本昂貴的Mb的代用品來(lái)研究食用肉色調(diào)變化的規(guī)律性。而目前市售的Hb多采用冷凍干燥法制備,多為Met-Hb構(gòu)型,其純度較低,氧合活性較差,且該產(chǎn)品不能進(jìn)行誘導(dǎo)體構(gòu)型轉(zhuǎn)化的調(diào)制,因而不能滿足人們對(duì)食用肉色調(diào)變化進(jìn)行研究的要求。用豐富而廉價(jià)動(dòng)物血液為原料，通過(guò)簡(jiǎn)便生產(chǎn)工藝制備Hb結(jié)晶（該結(jié)晶屬氧化型）可進(jìn)行多種誘導(dǎo)體形態(tài)的調(diào)制,調(diào)制出的各種誘導(dǎo)體具有類似于天然Hb的氧合功能特性,保持了別構(gòu)蛋白與底物結(jié)合的正協(xié)同效應(yīng)特點(diǎn),同時(shí),具有

8、與天然誘導(dǎo)體形態(tài)相同的色調(diào)變化規(guī)律和光譜學(xué)特征。因此,可以滿足人們進(jìn)行別構(gòu)蛋白及食肉色調(diào)研究的需求。此結(jié)晶具有穩(wěn)定的理化性質(zhì),可長(zhǎng)期保存。一、教學(xué)目的通過(guò)血紅蛋白的提取純化與鑒定使學(xué)生學(xué)會(huì)生物大分子制備方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究，體驗(yàn)從復(fù)雜細(xì)胞混合物體系中提取生物大分子的基本原理、過(guò)程和方法。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)生獨(dú)立完成，雖然操作難度較大，所需要的實(shí)間較長(zhǎng)