高考生物一輪復習方案 1-3 生物技術在其他方面的應用 新人教版選修1

第3講生物技術在其他方面的應用(1)從生物材料中提取某些特定的成分(2)植物的組織培養(yǎng)(3)蛋白質的提取和分離(4)PCR技術的基本操作和應用(5)DNA的粗提取與鑒定知識點一植物的組織培養(yǎng)技術1．菊花的組織培養(yǎng)(1)理論基礎：植物細胞的①________(2)基本過程：外植體eq\o(→,\s\up7(②))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(③))幼苗→移栽(3)影響因素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(材料：④、⑤、保存時間長短等,營養(yǎng)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無機營養(yǎng)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(大量元素,⑥)),有機營養(yǎng)：⑦、⑧、⑨、肌醇以及蔗糖等)),激素：\o(○,\s\up1(10))和?,pH：?左右,溫度：18～22℃,光照：每日光照12h))(4)實驗操作步驟：制備MS培養(yǎng)基→外植體消毒→?________→培養(yǎng)→?________→栽培比一比：MS培養(yǎng)基與微生物培養(yǎng)基有何主要不同？2．月季的花藥培養(yǎng)(1)理論基礎：花粉具有?________(2)花粉發(fā)育過程：?________、?________、?_________等階段(3)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑：(4)操作關鍵eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選材\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1要選擇\o(○,\s\up1(22))、\o(○,\s\up1(23))的花蕾,2花粉最好處于\o(○,\s\up1(24))，花藥培養(yǎng)的成功率最高,3確定花粉的發(fā)育時期最常用的方法是\o(○,\s\up1(25))和\o(○,\s\up1(26))，,可以將細胞核分別染成\o(○,\s\up1(27))色和\o(○,\s\up1(28))色)),接種\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1剝離花藥盡量不損傷花藥，否則接種后容易\o(○,\s\up1(29)),2要\o(○,\s\up1(30))，因為與花絲相連的花藥不利于,\o(○,\s\up1(31))或\o(○,\s\up1(32))的形成)),培養(yǎng)：花藥培養(yǎng)一段時間后開裂，\o(○,\s\up1(33))或釋放出胚狀體。,要將前者及時轉移到\o(○,\s\up1(34))，,如釋放出胚狀體，要盡快在花藥開裂后，將\o(○,\s\up1(35))，,分別移植到新的培養(yǎng)基上))看一看：植物組織培養(yǎng)與花藥培養(yǎng)技術有何相同與不同？知識點二蛋白質的提取和分離、PCR技術1．血紅蛋白的提取和分離(1)凝膠色譜法：也稱分配色譜法，是根據(jù)eq\o(○,\s\up1(36))______________分離蛋白質的方法。相對分子質量較小的移動速度較慢，而相對分子質量較大的無法eq\o(○,\s\up1(37))__________，移動速度較快(2)緩沖溶液：能夠抵制外界的eq\o(○,\s\up1(38))________對溶液pH的影響，維持pHeq\o(○,\s\up1(39))________(3)電泳：帶電粒子在eq\o(○,\s\up1(40))________的作用下發(fā)生遷移的過程(4)樣品處理：紅細胞的洗滌→血紅蛋白的釋放→分離血紅蛋白溶液→透析eq\o(○,\s\up1(41))________：凝膠色譜柱的制作→eq\o(○,\s\up1(42))________→樣品的加入和洗脫→SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳思一思：用豬的血液與雞的血液提取血紅蛋白哪個效果更好？2．多聚酶鏈式反應擴增DNA片段(1)PCR原理：在一定的緩沖溶液中提供eq\o(○,\s\up1(43))________，分別與兩條模板鏈結合的兩種引物，eq\o(○,\s\up1(44))__________________，同時控制溫度使DNA復制在eq\o(○,\s\up1(45))__________反復進行(2)PCR的反應過程：變性→eq\o(○,\s\up1(46))________→延伸知識點三植物有效成分的提取1．植物芳香油的提取(1)植物芳香油的提取方法：蒸餾、eq\o(○,\s\up1(47))________和eq\o(○,\s\up1(48))________等(2)水蒸氣蒸餾法原理是：利用eq\o(○,\s\up1(49))________將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分出eq\o(○,\s\up1(50))________________。根據(jù)蒸餾過程中原料放置的位置，可以將水蒸氣蒸餾法劃分為eq\o(○,\s\up1(51))__________________、eq\o(○,\s\up1(52))________和eq\o(○,\s\up1(53))________(3)萃取法：將粉碎、干燥的植物原料用eq\o(○,\s\up1(54))________浸泡，使芳香油溶解在eq\o(○,\s\up1(55))________中的方法。芳香油溶解于有機溶劑后，只需蒸發(fā)出有機溶劑，就可以獲得純凈的植物芳香油了eq\a\vs4\al(4提取玫瑰精油,的實驗流程)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(,))(5)提取橘皮精油的實驗流程eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(石灰水浸泡→\o(○,\s\up1(57))→壓榨過濾,,橘皮油←再次過濾←\o(○,\s\up1(58))))2．胡蘿卜素的提取eq\a\vs4\al(1提取胡蘿卜,素的方法)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(從植物中提取,從大面積養(yǎng)殖的\o(○,\s\up1(59))中獲得,利用\o(○,\s\up1(60))的發(fā)酵生產(chǎn)))eq\a\vs4\al(2提取胡蘿卜素,的實驗流程)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(胡蘿卜→粉碎→\o(○,\s\up1(61))→\o(○,\s\up1(62)),,胡蘿卜素←\o(○,\s\up1(63))←過濾))議一議：水中蒸餾、水上蒸餾、水氣蒸餾的區(qū)別有哪些？菊花莖與月季花藥組織培養(yǎng)的比較菊花莖的組織培養(yǎng)月季花藥組織培養(yǎng)理論依據(jù)植物細胞的全能性植物細胞的全能性材料選取未開花植株莖上部新萌生的側枝完全未開放的花蕾光照狀況每日用日光燈照射12h開始不需要光照，幼小植株形成后需要光照操作流程制備MS培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移栽→栽培選材→材料消毒→接種和培養(yǎng)→篩選和誘導→移栽→栽培選育影響因素選材、營養(yǎng)、激素、pH、溫度、光照等基本過程脫分化、再分化1．引物是指能夠與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對的一小段單鏈DNA或RNA。2．DNA聚合酶只能特異地復制處于兩個引物之間的DNA序列，使這段固定長度的序列呈指數(shù)擴增。3．影響萃取的因素(1)主要因素：萃取劑的性質和使用量。(2)次要因素：原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間等條件。4．萃取過程注意事項(1)由于有機溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱容易引起燃燒、爆炸，因此萃取過程中應避免使用明火加熱，采用水浴加熱。(2)為防止加熱時有機溶劑揮發(fā)，還要在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置。胡蘿卜素萃取裝置水蒸氣蒸餾裝置自我校對：①全能性②脫分化③再分化④種類⑤年齡⑥微量元素⑦維生素⑧甘氨酸⑨煙酸eq\o(○,\s\up1(10))生長素?細胞分裂素?5.8?接種?移栽?全能性?四分體時期?單核期?雙核期?脫分化?胚狀體eq\o(○,\s\up1(21))愈傷組織eq\o(○,\s\up1(22))初花期eq\o(○,\s\up1(23))完全未開放eq\o(○,\s\up1(24))單核期(細胞核由中央移向細胞一側的時期)eq\o(○,\s\up1(25))醋酸洋紅法eq\o(○,\s\up1(26))焙花青—鉻礬法eq\o(○,\s\up1(27))紅eq\o(○,\s\up1(28))藍黑eq\o(○,\s\up1(29))從受傷部位產(chǎn)生愈傷組織eq\o(○,\s\up1(30))徹底去除花絲eq\o(○,\s\up1(31))愈傷組織eq\o(○,\s\up1(32))胚狀體eq\o(○,\s\up1(33))長出愈傷組織eq\o(○,\s\up1(34))分化培養(yǎng)基上eq\o(○,\s\up1(35))幼小植株分開eq\o(○,\s\up1(36))相對分子質量的大小eq\o(○,\s\up1(37))進入凝膠內(nèi)部eq\o(○,\s\up1(38))酸和堿eq\o(○,\s\up1(39))基本不變eq\o(○,\s\up1(40))電場eq\o(○,\s\up1(41))凝膠色譜操作eq\o(○,\s\up1(42))凝膠色譜柱的裝填eq\o(○,\s\up1(43))DNA模板eq\o(○,\s\up1(44))四種脫氧核苷酸、耐熱的DNA聚合酶eq\o(○,\s\up1(45))體外eq\o(○,\s\up1(46))復性eq\o(○,\s\up1(47))壓榨eq\o(○,\s\up1(48))萃取eq\o(○,\s\up1(49))水蒸氣eq\o(○,\s\up1(50))油層和水層eq\o(○,\s\up1(51))水中蒸餾eq\o(○,\s\up1(52))水上蒸餾eq\o(○,\s\up1(53))水氣蒸餾eq\o(○,\s\up1(54))有機溶劑eq\o(○,\s\up1(55))有機溶劑eq\o(○,\s\up1(56))水蒸氣蒸餾eq\o(○,\s\up1(57))漂洗eq\o(○,\s\up1(58))靜置eq\o(○,\s\up1(59))巖藻eq\o(○,\s\up1(60))微生物eq\o(○,\s\up1(61))干燥eq\o(○,\s\up1(62))萃取eq\o(○,\s\up1(63))濃縮比一比：微生物培養(yǎng)基以有機營養(yǎng)為主，MS培養(yǎng)基則需提供大量無機營養(yǎng)，包括植物生長必需的大量元素和微量元素。看一看：相同點：培養(yǎng)基配制方法、無菌技術及接種操作等基本相同。不同點：花藥培養(yǎng)的選材非常重要，需要先選擇時期適宜的花蕾，花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時更換培養(yǎng)基，花藥培養(yǎng)對培養(yǎng)基配方的要求更為嚴格。思一思：用豬的血液；因為豬的紅細胞無細胞核和細胞器，結構簡單，血紅蛋白含量豐富，便于提取血紅蛋白。議一議：(1)這三種方法的基本原理相同，但原料放置位置不同。①水中蒸餾：原料放在蒸餾容器的水中，水要完全浸沒原料。②水上蒸餾：容器中水的上方有篩板，原料放在篩板上，水量以沸騰時不浸濕原料為宜。③水氣蒸餾：蒸餾容器下方有一排氣孔，連接外源水蒸氣，上方有篩板，上面放原料。(2)各自特點：水中蒸餾設備簡單、成本低、易操作，而水上蒸餾和水氣蒸餾時間短，出油率高。植物的組織培養(yǎng)技術高考地位：5年12考全國課標卷、山東卷、江蘇卷，江蘇卷，全國課標卷、安徽卷、浙江卷……一、植物組織培養(yǎng)的過程1．菊花組織培養(yǎng)過程菊花組織脫分化,形成愈傷組織再分化,長出叢芽→生根移栽,菊花植株。2．月季的花藥培養(yǎng)二、影響植物組織培養(yǎng)的因素及成功的關鍵1．影響因素(1)內(nèi)部因素：材料的選取。(2)外部因素：營養(yǎng)成分的種類及配比；植物激素的用量及使用順序；pH、溫度、光照等。2．獲得成功的關鍵(1)植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗逆性差，對培養(yǎng)條件要求較高。(2)培養(yǎng)材料一旦被微生物污染，就會導致實驗失敗。原因是微生物增殖快，生長迅速，消耗養(yǎng)分多，并產(chǎn)生代謝廢物毒害培養(yǎng)材料。(3)無菌技術主要包括對操作空間、實驗用具、實驗材料以及操作者的消毒滅菌。提醒一旦發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)物被污染，特別是真菌性污染，一定不要打開培養(yǎng)瓶。應先將被污染的培養(yǎng)瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)進行高壓蒸汽滅菌，然后再打開培養(yǎng)瓶進行清理。三、植物激素在組織培養(yǎng)過程中的重要作用生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素，其作用及特點為：1．在生長素存在的情況下，細胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強的趨勢。2．使用順序不同，結果不同(具體如下表)使用順序實驗結果先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞既分裂又分化同時使用分化頻率提高3.用量比例不同，結果也不同eq\a\vs4\al(\f(生長素用量,細胞分裂素用量),的比值)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①高：利于根的分化、抑制芽的形成,②低：利于芽的分化、抑制根的形成,③適中：促進愈傷組織的生長))(1)在剝離花藥時，要盡量不損傷花藥，否則接種后容易從受傷部位產(chǎn)生愈傷組織，同時還要徹底去除花絲，因為與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。(2)花藥開裂長出愈傷組織或釋放出胚狀體時，應及時轉移到分化培養(yǎng)基上?！铩锉静糠謨?nèi)容與必修內(nèi)容細胞分化有密切關系，是高考命題的熱點，命題多考查植物組織培養(yǎng)基成分與作用、微型繁殖技術、脫毒苗培養(yǎng)、名貴中藥材工廠化生產(chǎn)等具體實例，復習中應多加關注。【典例1】(·課標，39)為了探究6BA和IAA對某菊花品種莖尖外植體再生叢芽的影響，某研究小組在MS培養(yǎng)基中加入6BA和IAA，配制成四種培養(yǎng)基(見下表)，滅菌后分別接種數(shù)量相同、生長狀態(tài)一致、消毒后的莖尖外植體，在適宜條件下培養(yǎng)一段時間后，統(tǒng)計再生叢芽外植體的比率(m)，以及再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n)，結果如下表。培養(yǎng)基編號濃度/(mg·L－1)m/%n/個6BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0回答下列問題。(1)按照植物的需求量，培養(yǎng)基中無機鹽的元素可分為__________和__________兩類。上述培養(yǎng)基中，6BA屬于________類生長調(diào)節(jié)劑。(2)在該實驗中，自變量是________，因變量是________，自變量的取值范圍是________。(3)從實驗結果可知，誘導叢芽總數(shù)最少的培養(yǎng)基是________號培養(yǎng)基。(4)為了誘導該菊花試管苗生根，培養(yǎng)基中一般不加入________(填“6BA”或“IAA”)。解析本題考查植物組織培養(yǎng)的相關知識。(1)植物組織培養(yǎng)常用MS培養(yǎng)基，其中，無機鹽的元素可分為大量元素和微量元素兩類，前者如N、P、K、Ca、Mg、S等，后者如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo等。MS培養(yǎng)基中還常需要添加能誘導細胞分裂、脫分化、再分化的生長素和細胞分裂素，常用的生長素有2,4D、IAA、NAA等，常用的細胞分裂素有6BA、KT等。(2)該實驗中，各組6BA濃度均為0.5mg/L，IAA的濃度不相同，故自變量為IAA濃度，IAA濃度范圍為0～0.5mg/L。據(jù)表可知，該實驗因變量是再生叢芽外植體的比率(m)以及再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n)。(3)由表格中的數(shù)據(jù)可知，1號培養(yǎng)基誘導叢芽總數(shù)最少。(4)生長素常用于誘導細胞分裂和根的分化，6BA一般用于誘導植物的愈傷組織分化出叢芽，故誘導菊花試管苗生根，培養(yǎng)基中一般不加入6BA。答案(1)大量元素微量元素細胞分裂素(3)IAA濃度再生叢芽外植體的比率(m)和再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n)0～0.5mg/L(3)1(4)6BA多聚酶鏈式反應擴增DNA片段eq\x(\a\vs4\al(高考地位：5年7考)\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(江蘇卷，江蘇卷、安徽卷，廣東卷……))))1．細胞內(nèi)DNA復制與體外DNA擴增(PCR技術)的比較細胞內(nèi)DNA復制PCR不同點解旋解旋酶，邊解旋邊復制80～100℃高溫解旋，雙鏈完全分開酶解旋酶，DNA聚合酶，DNA連接酶TaqDNA聚合酶引物RNADNA或RNA能量ATP不加溫度體內(nèi)溫和條件高溫子鏈合成一條鏈連續(xù)(先導鏈)，另一條鏈不連續(xù)，先合成片段，再由DNA連接酶連接(滯后鏈)兩條子鏈均連續(xù)合成相同點①提供DNA模板②四種脫氧核苷酸作原料③子鏈延伸的方向都是從5′端到3′端2.PCR反應的過程及結果(1)PCR反應過程①變性：當溫度上升到90℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈，(如下圖)。②復性：系統(tǒng)溫度下降至50℃左右時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合，(如下圖)。③延伸：當系統(tǒng)溫度上升至72℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸(A、T、G、C)在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈，(如下圖)。(2)結果①PCR一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)都包括變性、復性、延伸三步。②兩引物之間的固定長度的DNA序列呈指數(shù)擴增。提醒DNA復制需要引物的原因：DNA聚合酶不能從5′端開始合成DNA，而只能從3′端延伸DNA鏈。本知識點高考未曾單獨考，往往與基因工程等內(nèi)容綜合起來考查，復習中不容忽視。【典例2】(·濰坊模考)多聚酶鏈式反應(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術。請回答下列問題。(1)DNA的兩條鏈是反向平行的，通常將________的末端稱為5′端，當引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結合后，DNA聚合酶就能從引物的________開始延伸DNA鏈。(2)PCR利用了DNA的熱變性原理解決了打開DNA雙鏈的問題，但又導致了DNA聚合酶失活的新問題。到20世紀80年代，科學家從一種Taq細菌中分離到________，它的發(fā)現(xiàn)和應用解決了上述問題。要將Taq細菌從其他普通的微生物中分離出來，所用的培養(yǎng)基叫________。(3)PCR的每次循環(huán)可以分為________三步。假設在PCR反應中，只有一個DNA片段作為模板，請計算在5次循環(huán)后，反應物中大約有________個這樣的DNA片段。(4)簡述PCR技術的主要應用：________________________(要求至少答兩項)。答案(1)磷酸基團3′端(2)耐高溫的TaqDNA聚合酶選擇培養(yǎng)基(3)變性、復性和延伸32(4)遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學、基因克隆和DNA序列測定等蛋白質的提取和分離(以血紅蛋白的提取和分離為例)eq\x(\a\vs4\al(高考地位：5年1考)\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(廣東理綜))))1．常用的蛋白質分離方法(1)凝膠色譜法①識圖凝膠色譜法分離蛋白質的原理②分析比較列表如下：蛋白質比較相對分子質量大相對分子質量小凝膠內(nèi)部排阻在凝膠顆粒外面，迅速通過進入凝膠顆粒內(nèi)部，被滯留運動方式垂直向下垂直向下和無規(guī)則擴散運動運動路程較短較長洗脫次序先流出后流出(2)電泳法原理①在一定pH下，一些生物大分子(如多肽、核酸等)可解離的基團會帶上正電或負電，在電場的作用下，這些帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動。②由于分離樣品中各種分子帶電性質的差異以及分子本身的大小、形狀不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速率，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離。2．血紅蛋白的提取和分離3．結果分析與評價(1)血紅蛋白的提取和分離時紅細胞分層不明顯，可能是洗滌次數(shù)少、未能除去血漿蛋白的原因。此外，離心速度過高和時間過長，會使白細胞和淋巴細胞一同沉淀，也得不到純凈的紅細胞，影響后續(xù)血紅蛋白的提取純度。(2)凝膠的裝填標準是緊密、均勻。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，消除不了時要重新裝柱。(3)G75：“G”代表凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分離范圍，75表示凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5g。(4)裝填完后，立即用洗脫液洗脫的目的是使凝膠裝填緊密。(5)實驗過程中加入檸檬酸鈉的目的是防止血液凝固；低速、短時離心防止白細胞沉淀；緩慢攪拌防止紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。(6)檢測血紅蛋白的分離是否成功的方法：如果凝膠色譜柱裝填得很成功、分離操作也正確，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。本考點高考命題較少涉及，為冷考點，復習時還應熟悉血紅蛋白提取和分離的程序和原理?！镜淅?】血紅蛋白是人和其他脊椎動物紅細胞的主要組成成分，負責血液中O2和部分CO2的運輸。請根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖回答問題。(1)將實驗流程圖補充完整：A為________，B為________。凝膠色譜法的基本原理是根據(jù)________分離蛋白質的有效方法。(2)洗滌紅細胞的目的是去除________，洗滌次數(shù)過少，無法除去________；離心速率過快和時間過長會使________一同沉淀，達不到分離的效果。洗滌干凈的標志是________。釋放血紅蛋白的過程中起作用的是________________________________________________________________________。(3)在洗脫過程中加入物質的量濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液(pH為7.0)的目的是________________________________________________________________________。如果紅色區(qū)帶________________________________________________________________________，說明色譜柱制作成功。答案(1)血紅蛋白的釋放樣品的加入和洗脫相對分子質量的大小(2)雜蛋白(血漿蛋白)血漿蛋白白細胞和淋巴細胞離心后的上清液中沒有黃色蒸餾水和甲苯(3)準確模擬生物體內(nèi)的生理環(huán)境，保持體外的pH和體內(nèi)的一致均勻一致的移動植物有效成分的提取eq\x(\a\vs4\al(高考地位：5年4考)\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(海南卷，全國課標卷……))))1．幾種物質的提取方法、原理及步驟提取物質提取方法提取原理步驟血紅蛋白凝膠色譜法、電泳法①根據(jù)相對分子質量的大??；②各種分子帶電性質差異以及分子本身大小、形狀的不同eq\a\vs4\al(①樣品處理,②粗提取,③純化,④純度鑒定)玫瑰精油水蒸氣蒸餾法利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來eq\a\vs4\al(①水蒸氣蒸餾,②分離油層,③除水、過濾)橘皮精油壓榨法通過機械加壓，壓榨出果皮中的芳香油eq\a\vs4\al(①石灰水浸泡、漂洗；,②壓榨、過濾、靜置；,③再次過濾)胡蘿卜素萃取法使提取物溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)后得到提取物eq\a\vs4\al(①粉碎、干燥,②萃取、過濾,③濃縮)不同物質的提取是根據(jù)其理化性質的不同來進行的，因此在提取物質時，應先確定該物質的理化性質，然后再選擇適宜的提取方法進行提取。2．實驗流程設計(1)玫瑰精油的提取實驗流程鮮玫瑰花＋清水(1∶4)→水蒸氣蒸餾→油水混合物eq\o(→,\s\up7(加入NaCl))分離油層eq\o(→,\s\up7(加入無水Na2SO4))除水eq\o(→,\s\up7(過濾))玫瑰油。(2)橘皮精油的提取實驗流程石灰水浸泡橘皮→漂洗→壓榨→過濾→靜置→再次過濾→橘皮油。(3)胡蘿卜素的提取實驗流程胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素。水中蒸餾對于柑橘和檸檬等原料不適用。因為水中蒸餾會導致原料焦糊和有效成分水解。3．用層析法鑒定時應注意的問題(1)選擇干凈的濾紙，為防止操作時濾紙的污染，應盡量避免用手直接接觸濾紙，可以戴手套進行操作。(2)點樣時應注意點樣斑點不能太大(直徑應小于0.5cm)，如果用吹風機吹干，溫度不宜過高，否則斑點會變黃。(3)將點好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時注意濾紙兩邊不能互相接觸，以免因毛細管現(xiàn)象導致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，使溶劑前沿不齊，影響結果。eq\a\vs4\al(本考點高考命題頻率較低，且有些省份不作要求，復習時根據(jù)本省具體情況進行取舍。)【典例4】(·海南)許多植物含有天然香料，如薄荷葉中含有薄荷油?，F(xiàn)用薄荷葉提取薄荷油。回答下列問題。(1)薄荷油是揮發(fā)性物質。提取薄荷油時應選用________(鮮、干)薄荷葉作原料，其原因是________________________________________________________________________。(2)用萃取法提取薄荷油時，采用的溶劑是________，原理是________________。(3)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時，在油水混合物中加入氯化鈉的作用是________。常用于分離油層和水層的器皿是________。分離出的油層中加入無水硫酸鈉的作用是________，除去固體硫酸鈉的常用方法是________。解析本題考查植物芳香油的提取，同時考查識記和理解能力及解決實際問題的能力。(2)用萃取法提取薄荷油時，采用的溶劑是酒精，利用的原理是芳香油易溶于有機溶劑。(3)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時，在油水混合物中加入氯化鈉，可以使薄荷油與水出現(xiàn)明顯的分層，然后用分液漏斗將這兩層分開。在分離出的油層中加入無水硫酸鈉，可以將其中的水分去除，放置過夜，再通過過濾除去固體硫酸鈉，就可以得到薄荷油。答案(1)鮮薄荷油是揮發(fā)性物質，鮮薄荷葉才含薄荷油(2)酒精薄荷油易溶于有機溶劑酒精中(3)使油水混合物分層分液漏斗除水過濾法植物組織培養(yǎng)技術1.(·山東理綜，34)辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領域。辣椒素的獲得途徑如下圖。(1)圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細胞的________和________過程。(2)圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中常用的凝固劑是______。培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)時，有利于芽的分化。對培養(yǎng)基徹底滅菌時，應采取的滅菌方法是________。(3)圖中外植體的消毒所需酒精的體積分數(shù)是________。用酶解法將愈傷組織分離成單細胞時，常用的酶是______和纖維素酶。(4)提取辣椒素過程中，萃取加熱時需安裝冷凝回流裝置，其目的是________。解析此題借助辣椒素的提取與分離考查植物組織培養(yǎng)知識。(1)由外植體培養(yǎng)成脫毒苗的過程為植物組織培養(yǎng)過程，需經(jīng)過脫分化、再分化兩個階段。(2)植物組織的培養(yǎng)常用固體培養(yǎng)基，固體培養(yǎng)基常用的凝固劑是瓊脂。植物組織培養(yǎng)時，常用生長素和細胞分裂素啟動細胞分裂、脫分化和再分化，當細胞分裂素較多時，利于芽的分化；當生長素較多時，利于根的分化。培養(yǎng)基的徹底滅菌常用高壓蒸汽滅菌法。(3)體積分數(shù)為70%的酒精殺菌效果最強，操作者和外植體的消毒常用體積分數(shù)為70%的酒精。將愈傷組織分離成單個細胞常用纖維素酶和果膠酶。(4)辣椒素的提取常用有機溶劑，為防止有機溶劑的揮發(fā)，提取辣椒素過程中，在萃取加熱時需安裝冷凝回流裝置。答案(1)脫分化(或去分化)再分化(2)瓊脂低高壓蒸汽滅菌(3)70%果膠酶(4)防止有機溶劑的揮發(fā)2．(·江蘇單科，31)某研究組對秈稻開展了組織培養(yǎng)及相關研究，請回答下列問題。(1)2,4D常用于秈稻愈傷組織的誘導，對形態(tài)的發(fā)生有一定的抑制作用。為促進愈傷組織再分化，在配制分化培養(yǎng)基時需________(填“升高”、“保持”或“降低”)2,4D的濃度。(2)當秈稻愈傷組織在只含有細胞分裂素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)時，出現(xiàn)具有分生能力的綠色芽點，但不能繼續(xù)出芽，通常在培養(yǎng)基中添加________________________，以促進幼苗形成。(3)研究中用顯微鏡可以觀察到的現(xiàn)象是________(填下列序號)。①綠色芽點細胞排列松散②剛融合的秈稻和稗草雜交細胞發(fā)生質壁分離③胚狀體細胞中有葉綠體④分化的愈傷組織內(nèi)各細胞的形態(tài)大小一致(4)經(jīng)組織培養(yǎng)篩選獲得的秈稻葉綠素突變體，其葉綠素a與葉綠素b的比值顯著大于對照，葉綠素總量不變。某同學用________(填序號：①綠色②紅色③藍紫色④黃色)光照射突變體和對照葉片，檢測到兩者光合放氧速率差異不大。若取等量色素提取液進行層析，會發(fā)現(xiàn)突變體第________條色素帶(自上而下)窄于對照組。(5)胚乳(3n)由一個精子與兩個極核受精發(fā)育而成。若用秈稻種子的胚乳誘導愈傷組織，培育三倍體，需適時剔除胚，以免胚的存在影響愈傷組織細胞的________，還可避免再生苗中混有________。解析本題主要考查植物組織培養(yǎng)的相關知識。(1)因2,4D能抑制形態(tài)的發(fā)生，所以在促進愈傷組織再分化時，分化培養(yǎng)基中應降低2,4D的濃度。(2)添加適量的生長素利于愈傷組織再分化出芽，促進幼苗的形成。(3)有分生能力的綠色芽點細胞排列緊密；剛融合的秈稻和稗草雜交細胞還沒有再生細胞壁，不能發(fā)生質壁分離；愈傷組織由無定形狀態(tài)的薄壁細胞構成，其內(nèi)的細胞形態(tài)大小不一致；因胚狀體細胞中有具有分生能力的綠色芽點，用顯微鏡可觀察到胚狀體細胞中有葉綠體。(4)因秈稻葉綠素突變體中葉綠素a與葉綠素b的比值增大而葉綠素總量不變，所以突變體中葉綠素a增加，葉綠素b減少，則自上而下第4條色素帶變窄；因葉綠素a、b主要吸收紅光和藍紫光，對綠光和黃光吸收較少，所以用綠光和黃光照射突變體和對照葉片，檢測到兩者放氧速率差別不大。(5)胚由二倍體細胞組成，在培育三倍體時，需要剔除種子中的胚，以免胚的存在影響愈傷組織細胞的增殖與分化，還可避免出現(xiàn)二倍體幼苗。答案(1)降低(2)適量的生長素(3)③(4)①④4(5)增殖與分化二倍體幼苗特定成分的提取與分離3.(·江蘇單科，18)下列關于“DNA粗提取與鑒定實驗”的敘述，正確的是()。A．洗滌劑能瓦解細胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度B．將DNA絲狀物放入二苯胺試劑中沸水浴后冷卻變藍C．常溫下菜花勻漿中有些酶類會影響DNA的提取D．用玻棒緩慢攪拌濾液會導致DNA獲得量減少解析本題考查DNA粗提取與鑒定實驗的基本知識。洗滌劑能瓦解細胞膜，但對DNA在NaCl溶液中的溶解度無影響，故A錯誤；DNA絲狀物需先溶解在適宜濃度的NaCl溶液中，然后加入二苯胺試劑，混合均勻后沸水浴，待冷卻后溶液變藍，故B錯誤；常溫下菜花勻漿中有些水解酶可能會使DNA水解而影響DNA的提取，故C正確；用玻棒朝一個方向緩慢攪拌可減輕對DNA分子的破壞，有利于DNA分子的提取，故D錯誤。答案C4．(·廣東理綜，5)以下關于豬血紅蛋白提純的描述，不正確的是()。A．洗滌紅細胞時，使用生理鹽水可防止紅細胞破裂B．豬成熟紅細胞中缺少細胞器和細胞核，提純時雜蛋白較少C．血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測D．在凝膠色譜法分離過程中，血紅蛋白比分子量較小的雜蛋白移動慢解析豬成熟紅細胞中缺少細胞器和細胞核，提純時雜蛋白較少，是提純血紅蛋白的理想材料。提純血紅蛋白分四步：紅細胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液、透析，其中洗滌紅細胞時，要用生理鹽水反復洗滌，既要將紅細胞洗滌干凈，又要不破壞紅細胞，然后再用蒸餾水和甲苯使紅細胞破裂，釋放出血紅蛋白。分離提純血紅蛋白時用凝膠色譜法，是根據(jù)相對分子質量的大小來分離蛋白質，相對分子質量大的蛋白質移動速度較快；血紅蛋白的顏色可用于觀察紅色區(qū)帶的移動情況，并據(jù)此判斷分離效果。故D不正確。答案D5．(·全國新課標，37)下列是與芳香油提取相關的問題，請回答。(1)玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取，其理由是玫瑰精油具有________________的性質。蒸餾時收集的蒸餾液________(是、不是)純的玫瑰精油，原因是________________________________________________________________________。(2)當蒸餾瓶中的水和原料量一定時，蒸餾過程中，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時間和________。當原料量等其他條件一定時，提取量隨蒸餾時間的變化趨勢是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果蒸餾過程中不進行冷卻，則精油提取量會________________________________________________________________________，原因是________________________________________________________________________。(4)密封不嚴的瓶裝玫瑰精油保存時最好存放在溫度________的地方，目的是________________________________________________________________________。(5)某植物花中精油的相對含量隨花的不同生長發(fā)育時期的變化趨勢如圖所示。提取精油時采摘花的最合適時間為________d左右。(6)從薄荷葉中提取薄荷油時________(能、不能)采用從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是________________________________________________________________________。解析(1)由玫瑰精油的化學性質穩(wěn)定(耐一定程度高溫)、易揮發(fā)(水蒸氣可以將精油攜帶出來)、難溶于水(冷卻后油水會重新分層)，所以玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取。(2)當水和原料量一定時，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時間和蒸餾溫度，在一定的時間內(nèi)隨著蒸餾時間的延長提取量不斷增加，一定時間后不再增加。如果蒸餾溫度過高，提取量也會減少。(3)如果蒸餾過程中不進行冷卻，部分精油會隨水蒸氣揮發(fā)，則精油提取量會下降。(4)玫瑰精油具有揮發(fā)性，瓶裝精油時若密封不嚴，需要低溫保存，以減少揮發(fā)。(5)分析圖示可知，在該植物花的蓓蕾期與開放期之間(即a時期)精油含量最高。(6)由于薄荷油與玫瑰精油的化學性質相似，易揮發(fā)、難溶于水、化學性質穩(wěn)定，故可以用水蒸氣蒸餾法提取。答案(1)易揮發(fā)、難溶于水、化學性質穩(wěn)定不是玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來，所得到的是油水混合物(2)蒸餾溫度在一定的時間內(nèi)提取量隨蒸餾時間的延長而增加，一定時間后提取量不再增加(3)下降部分精油會隨水蒸氣揮發(fā)而流失(4)較低減少揮發(fā)(或防止揮發(fā))(5)a(6)能薄荷油與玫瑰精油的化學性質相似(時間：45分鐘)A級基礎演練1．(·南京名校階段考試)提取胡蘿卜素和提取玫瑰油時都需要加熱，但用萃取法提取胡蘿卜素時，采用的是水浴加熱法，而用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰油時是直接加熱，其原因是()。A．前者需保持恒溫，后者不需要恒溫B．前者容易蒸發(fā)，后者不容易蒸發(fā)C．胡蘿卜素不耐高溫，玫瑰油耐高溫D．前者燒瓶里含有機溶劑，易燃易爆，后者是水解析用萃取法提取胡蘿卜素時，由于在燒瓶中加入的萃取劑含石油醚等有機溶劑，而有機溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱，容易引起燃燒、爆炸，因此用水浴加熱。用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰油時，燒瓶內(nèi)加入的是水，可以直接加熱。答案D2．(·浙江四校調(diào)研)在菊花的組織培養(yǎng)操作完成了3～4d后，觀察同一溫室中的外植體，發(fā)現(xiàn)有的瓶內(nèi)外植體正常生長，有的瓶內(nèi)外植體死亡，你認為外植體死亡的原因不可能是()。A．培養(yǎng)條件，比如pH、溫度等不適宜B．接種時外植體未消毒C．接種工具灼燒后未待冷卻就接種外植體D．將外植體倒插入培養(yǎng)基中解析一般來講，進行植物組織培養(yǎng)時，培養(yǎng)條件應是相同的。答案A3．紅細胞含有大量血紅蛋白，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動物的血液來提取和分離血紅蛋白。下列對血紅蛋白提取和分離的敘述，錯誤的是()。A．血紅蛋白的提取和分離一般按照“樣品處理→粗提取→純化→純度鑒定”處理B．純化過程中要用生理鹽水充分溶脹凝膠來配制凝膠懸浮液C．粗分離時透析的目的是去除相對分子質量較小的雜質D．可經(jīng)SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳進行純度鑒定解析應用蒸餾水充分溶脹凝膠來配制凝膠懸浮液。答案B4．(·遼寧沈陽、大連第二次聯(lián)考，39)請回答下列與菊花莖段組織培養(yǎng)實驗操作有關的問題。(1)由于菊花莖段組織培養(yǎng)比較容易，故在配制MS固體培養(yǎng)基時，________(必需添加、不必添加)植物激素。培養(yǎng)基配制完畢后，還需進行________滅菌。(2)應選用生理狀況好的菊花嫩枝莖段作為________，這是因為其更容易被誘導________________________________________________________________________。(3)菊花莖段在接種前要用適當濃度的________溶液進行表面消毒。(4)接種前，工作臺要用體積分數(shù)為70%的酒精擦拭一遍。之后，所有的接種操作都必須在________旁進行，并且每次使用器械后，都需要用________滅菌。(5)接種后的錐形瓶最好放在________中培養(yǎng)。培養(yǎng)期間應注意事項主要有：定期________、控制好________，并每日給予適當時間光照。解析(1)菊花莖段自身能合成植物激素，因此培養(yǎng)基中不必添加植物激素，培養(yǎng)基配制完畢需進行高壓蒸汽滅菌。(2)外植體的選擇直接關系到實驗的成敗因此應選擇容易被誘導脫分化和再分化的菊花嫩枝作為外植體。(3)為防止微生物污染，菊花莖段在接種前要用適當濃度的酒精和氯化汞溶液進行表面消毒。(4)為避免接種前、接種中污染外植體以及接種后污染環(huán)境，因此接種前，工作臺要用體積分數(shù)為70%的酒精擦拭一遍，接種過程中所有的接種操作都必須在酒精燈火焰旁進行，并且每次使用器械后，都需要用火焰灼燒滅菌。(5)外植體在培養(yǎng)過程中要保持無菌環(huán)境，控制好溫度，并給予適當光照。答案(1)不必添加高壓蒸汽(2)外植體脫分化和再分化(3)酒精和氯化汞(4)酒精燈火焰灼燒(5)無菌箱消毒培養(yǎng)溫度B級智能提升5．如圖為提取胡蘿卜素的裝置圖，請據(jù)圖回答下列問題。(1)[⑤]________的作用是________________________________________________________________________。(2)[④]________內(nèi)加入的萃取液一般是________，原料在加入前，一般要進行________、________處理。(3)該萃取過程采用的是水浴加熱，其目的是________________________________________________________________________。(4)為了取得最佳萃取效果，萃取的時間應該________(“長”或“短”)。解析圖示裝置為萃取裝置，其中⑤為冷凝管，其作用是降溫，以防止加熱時有機溶劑揮發(fā)，④是燒瓶，其內(nèi)裝有萃取劑，胡蘿卜素的適宜萃取劑是石油醚，為防止有機溶劑明火加熱時引起燃燒、爆炸，萃取時有必要采用水浴加熱，而不用明火加熱。答案(1)冷凝管降溫，防止加熱時有機溶劑揮發(fā)(2)燒瓶石油醚粉碎干燥(3)避免有機溶劑明火加熱引起燃燒、爆炸(4)長6．在進行DNA親子鑒定時，需大量的DNA。PCR技術(多聚酶鏈式反應)可以使樣品DNA擴增，獲得大量DNA克隆分子。該技術的原理是利用DNA的半保留復制，在試管中進行DNA的人工復制(如圖，圖中黑色長方形是引物)。在很短的時間內(nèi)將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使實驗室所需的遺傳物質不再受限于活的生物體。(1)圖中的變性、延伸分別是指________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)假設PCR反應中的DNA模板為P，第一輪循環(huán)的產(chǎn)物2個子代DNA為N1，第二輪的產(chǎn)物4個子代DNA為N2，N1、N2中分別含有模板DNA單鏈的DNA分別有________個、________個。若繼續(xù)循環(huán)，該DNA片段共經(jīng)過30次循環(huán)后能形成________個