2019屆600分考點(diǎn)700分考法A版高考生物總復(fù)習(xí)第十七章生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用講義

第十七章生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用考點(diǎn)44DNA、血紅蛋白的提取考點(diǎn)45植物有效成分的提取考點(diǎn)44DNA、血紅蛋白的提取高考考法突破考法1有關(guān)DNA和蛋白質(zhì)的提取和分離應(yīng)試基礎(chǔ)必備應(yīng)試基礎(chǔ)必備DNA和蛋白質(zhì)分離提取的比較提取物質(zhì)提取方法提取原理步驟DNA鹽析法在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精，但蛋白質(zhì)溶于酒精溶解在2mol/L的NaCl溶液中→加水稀釋至0.14mol/L的NaCl溶液使DNA析出，過濾→用2mol/LNaCl溶液溶解并過濾→加入冷酒精析出血紅蛋白凝膠色譜法、電泳法根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大??；各種分子帶電性質(zhì)差異樣品處理→粗提取→純化→純度鑒定（1）DNA提取實(shí)驗(yàn)操作分析

①4次過濾的比較第一次過濾第二次過濾第三次過濾第四次過濾濾液中含DNA的核物質(zhì)DNA溶于0.14mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)DNA紗布上細(xì)胞膜、核膜等殘片不溶于2mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)DNA不溶于2mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)過濾前加入蒸餾水NaCl溶液蒸餾水NaCl溶液過濾的目的去除細(xì)胞膜、核膜等雜質(zhì)去除不溶于2mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)去除溶于0.14mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)去除不溶于2mol/L

NaCl溶液的雜質(zhì)高考考法突破考法1有關(guān)DNA和蛋白質(zhì)的提取和分離1.DNA的粗提取和鑒定②2次加蒸餾水的作用a.加入雞血細(xì)胞液中，使血細(xì)胞吸水漲破；b.加入含DNA的2mol/LNaCl溶液中，使其稀釋，從而析出DNA。③3次使用紗布的作用a.過濾血細(xì)胞破裂液，提取細(xì)胞核物質(zhì)(DNA在濾液中)；b.過濾0.14mol/LNaCl溶液，濾出DNA(DNA在黏稠物中)；c.過濾溶有DNA的2mol/LNaCl溶液(DNA在濾液中)。④3次使用NaCl溶液的作用a.2mol/LNaCl溶液，溶解DNA，去除不溶于該溶液的雜質(zhì)；b.0.14mol/LNaCl溶液，使DNA析出；c.2mol/LNaCl溶液，溶解濾出的DNA黏稠物。（2）DNA的鑒定：DNA在沸水浴條件下，遇二苯胺會(huì)變藍(lán)色。（1）常用的蛋白質(zhì)分離方法①凝膠色譜法（根據(jù)香港對(duì)分子質(zhì)量大小分離蛋白質(zhì)）相對(duì)分子質(zhì)量大相對(duì)分子質(zhì)量小凝膠內(nèi)部排阻在凝膠顆粒外面，迅速通過進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，被滯留運(yùn)動(dòng)方式垂直向下垂直向下和無(wú)規(guī)則擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)路程較短較長(zhǎng)洗脫次序先流出后流出【注意】a.凝膠色譜柱的直徑大小不影響分離效果，但直徑過大造成洗脫液體積大，樣品稀釋度大；凝膠色譜柱的高度與分離度有關(guān)。b.加快干凝膠膨脹的方法：可將加入洗脫液的濕凝膠用沸水浴加熱，逐漸升溫至接近沸騰，通常只需1～2h。這種方法不但節(jié)約時(shí)間，而且可以除去凝膠中可能帶有的微生物，排出膠粒內(nèi)的空氣。2.血紅蛋白的提取和分離方法②電泳法（帶電粒子在電場(chǎng)作用下發(fā)生遷移）a.在一定pH下，一些生物大分子(如多肽、核酸等)可解離的基團(tuán)會(huì)帶上正電或負(fù)電，在電場(chǎng)的作用下，這些帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。b.由于分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)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(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。判斷純化的蛋白質(zhì)是否達(dá)到要求使用最多的是SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法。（2）蛋白質(zhì)提取過程中需注意的問題①紅細(xì)胞的洗滌與離心要求：紅細(xì)胞洗滌過程中，洗滌三次后，上清液仍有黃色，可增加洗滌次數(shù)，否則無(wú)法除去血漿蛋白；離心時(shí)轉(zhuǎn)速要低，時(shí)間要短，否則白細(xì)胞等會(huì)一同沉淀，達(dá)不到分離效果。②蒸餾水和甲苯的作用：血紅蛋白釋放過程中，蒸餾水的作用是漲破紅細(xì)胞，甲苯的作用主要是溶解細(xì)胞膜。

［江蘇生物2015·25，3分］圖1、2分別為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中部分操作步驟示意圖,下列敘述正確的是（多選））A.圖1、2中加入蒸餾水稀釋的目的相同B.圖1中完成過濾之后保留濾液C.圖2中完成過濾之后棄去濾液D.在圖1雞血細(xì)胞液中加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì)例【解析】圖1中加入蒸餾水的目的是使雞血細(xì)胞吸水漲破，釋放其中的核物質(zhì)，圖2中加入蒸餾水的目的是降低NaCl的濃度，使DNA的溶解度降低析出，A錯(cuò)誤；由于DNA溶于水，所以圖1中完成過濾后DNA存在于濾液中，需保留濾液，B正確；圖2中DNA析出，則過濾后棄去濾液，保留黏稠物，C正確；在圖1雞血細(xì)胞液中加入少許嫩肉粉，其中的木瓜蛋白酶能夠分解DNA中的雜質(zhì)蛋白，有利于去除雜質(zhì)，D正確?！敬鸢浮緽CD考點(diǎn)45生物材料中有效成分的提取高考考法突破應(yīng)試基礎(chǔ)必備考法4胡蘿卜素的提取考法3結(jié)合實(shí)例考查植物芳香油的提取(1)植物芳香油的來(lái)源和特點(diǎn)①來(lái)源：天然香料主要來(lái)源是動(dòng)物和植物。動(dòng)物香料主要來(lái)源于麝、靈貓、海貍和抹香鯨等，植物香料來(lái)源廣泛，可以從50多個(gè)科的植物中提取。提取的植物芳香油具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，組成也較復(fù)雜，主要包括萜類化合物及其衍生物。②特點(diǎn)：植物芳香油揮發(fā)性強(qiáng)，易溶于有機(jī)溶劑。1.植物芳香油的提取(2)植物芳香油的提取方法：蒸餾法、壓榨法和萃取法等。具體采用哪種方法要根據(jù)植物原料的特點(diǎn)來(lái)決定。應(yīng)試基礎(chǔ)必備(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)①玫瑰精油的提取a.玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，能隨水蒸氣一同蒸餾。b.實(shí)驗(yàn)流程：鮮玫瑰花+水→水蒸氣蒸餾→油水混合物（加入NaCl）→分離油層（加入無(wú)水Na2SO4）→除水（過濾）→玫瑰油。c.分析：加入NaCl的作用是增加水層密度，使油和水分層。加入Na2SO4的作用是吸收油層中的水分，純化玫瑰精油；用過濾的方法除去玫瑰精油中的固體Na2SO4。②橘皮精油的提取（一般采用壓榨法）a.橘皮精油的主要成分是檸檬烯，主要貯藏在橘皮部分。b.實(shí)驗(yàn)流程：石灰水浸泡→漂洗→壓榨→過濾→靜置→再次過濾→橘皮油。c.分析：石灰水浸泡的目的是防止橘皮在壓榨時(shí)滑脫，提高出油率。（1）胡蘿卜素的性質(zhì)和提取方法①胡蘿卜素的性質(zhì)：橘黃色結(jié)晶，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑。胡蘿卜等蔬菜是提取天然β-胡蘿卜素的原料。②提取方法：工業(yè)上獲取天然β-胡蘿卜素的途徑主要有三種：一是從植物中提?。欢菑拇竺娣e養(yǎng)殖的巖藻中獲得；三是利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)。（2）實(shí)驗(yàn)流程：胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素。（3）影響萃取的因素：主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時(shí)還受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等條件的影響。一般來(lái)說，原料顆粒小，萃取溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，需要提取的有機(jī)物就能充分溶解，萃取效果就好。（4）鑒定方法：紙層析法。2.胡蘿卜素的提取1.植物有效成分提取方法的比較提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法有機(jī)溶劑萃取法實(shí)驗(yàn)原理利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)通過機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中，蒸發(fā)溶劑獲得芳香油方法步驟水蒸氣蒸餾→分離油層→除水過濾石灰水浸泡、漂洗→壓榨、過濾、靜置→再次過濾粉碎、干燥→萃取、過濾→濃縮適用范圍適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小，能充分浸泡在有機(jī)溶劑中優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單易行，便于分離生產(chǎn)成本低，易保持原料原有的結(jié)構(gòu)和功能出油率高，易分離局限性水中蒸餾會(huì)導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問題分離較為困難，出油率相對(duì)較低使用的有機(jī)溶劑處理不當(dāng)會(huì)影響芳香油的質(zhì)量考法2結(jié)合實(shí)例考查植物芳香油的提取高考考法突破（1）相同點(diǎn)：基本原理相同。（2）不同點(diǎn)：原料位置不同。①水中蒸餾：原料放于蒸餾容器的水中，水完全浸沒原料。②水上蒸餾：容器中水的上方有篩板，原料置于篩板上，水量以沸騰時(shí)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。三種方法中，水中蒸餾設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，易操作，而水上蒸餾和水氣蒸餾時(shí)間短，出油率高。2.水蒸氣蒸餾三種常用方法的比較（1）提取玫瑰精油時(shí)玫瑰花瓣與清水的質(zhì)量比為1∶4。（2）用于提取玫瑰精油的玫瑰花的采收時(shí)間：要在花開的盛期采收，此時(shí)花朵含油量最高。（3）蒸餾時(shí)影響玫瑰精油的因素：蒸餾溫度太高、時(shí)間太短，產(chǎn)品品質(zhì)就比較差。如果要提高品質(zhì)，就需要延長(zhǎng)蒸餾的時(shí)間。（4）除去液體中的固體雜質(zhì)常用的方法是過濾3.提取植物芳香油的注意事項(xiàng)4.比較玫瑰精油、橘皮精油和胡蘿卜素的性質(zhì)、提取方法、原理性質(zhì)提取方法原理玫瑰精油化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，能隨水蒸氣一同蒸餾水蒸氣蒸餾利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后混合物又會(huì)重新分出油層和水層橘皮精油無(wú)色透明，具有橘香味，主要成分是檸檬烯壓榨利用機(jī)械壓力把材料中的油分?jǐn)D出來(lái)胡蘿卜素橘黃色結(jié)晶，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑萃取將粉碎、干燥的植物原料用有機(jī)溶劑浸泡，使胡蘿卜素溶解在有機(jī)溶劑中，再蒸發(fā)出有機(jī)溶劑，即可獲得產(chǎn)品（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(zhì)。蒸餾時(shí)收集的蒸餾液_______(填“是”或“不是”)純的玫瑰精油，原因是__________。（2）當(dāng)蒸餾瓶中的水和原料量一定時(shí)，蒸餾過程中，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時(shí)間和______。當(dāng)原料量等其他條件一定時(shí)，提取量隨蒸餾時(shí)間的變化趨勢(shì)是_____。（3）如果蒸餾過程中不進(jìn)行冷卻，則精油提取量會(huì)___，原因是_________。（4）密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油保存時(shí)最好存放在溫度___的地方，目的是________。例［經(jīng)典高考題］下列是與芳香油提取相關(guān)的問題，請(qǐng)回答：（5）某植物花中精油的相對(duì)含量隨花的不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的變化趨勢(shì)如圖所示。提取精油時(shí)采摘花的最合適時(shí)間為____天左右。（6）從薄荷葉中提取薄荷油時(shí)_______填“能”或“不能”)采用從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是__________?！窘馕觥?1)水蒸氣蒸餾法的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新分出油層和水層。玫瑰精油具有易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等性質(zhì)，故適合用水蒸氣蒸餾法提取，收集的蒸餾液為油水混合物。(2)蒸餾時(shí)許多因素都會(huì)影響產(chǎn)品的品質(zhì)，如蒸餾溫度、蒸餾時(shí)間等。在一定范圍內(nèi)隨著蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)，精油的提取量會(huì)增加，但因原料量等其他條件一定，故超過一定時(shí)間后，提取量不再增加。(3)蒸餾過程中要進(jìn)行冷卻，讓混合物重新分出油層和水層。若不冷卻則會(huì)有部分玫瑰精油隨水蒸氣揮發(fā)而流失，使精油提取量下降。(4)因玫瑰精油易揮發(fā)，故密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油應(yīng)存放在溫度較低的地方，以減少玫瑰精油的揮發(fā)。(5)據(jù)圖可知，提取精油時(shí)采摘花的最適時(shí)間為花中精油的相對(duì)含量最高的時(shí)間，即a天左右。(6)因薄荷油與玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相似，故也可用與玫瑰精油相同的方法提取?！敬鸢浮浚?）易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不是玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來(lái)，所得到的是油水混合物（2）蒸餾溫度在一定時(shí)間內(nèi)提取量隨蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，一定時(shí)間后提取量不再增加（3）下降部分精油會(huì)隨水蒸氣揮發(fā)而流失（4）較低減少揮發(fā)（5）a（6）能薄荷油和玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相似（1）萃取劑的種類：常用的如乙醇和丙酮屬于水溶性萃取劑。（2）從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的注意事項(xiàng)①干燥過程應(yīng)控制好溫度和時(shí)間，以防止胡蘿卜素分解。②萃取過程中宜采用水浴加熱方式，以防止溫度過高。③萃取液濃縮前需進(jìn)行過濾，其目的是濾去不溶物?？挤?胡蘿卜素的提取1.胡蘿卜素的萃取高考考法突破紙層析法鑒定胡蘿卜素的步驟：（1）制作層析濾紙：在18cm×30cm濾紙下端距底邊2cm處做一條基線,在基線上取A、B、C、D四點(diǎn)。（2）點(diǎn)樣：用最細(xì)的注射器針頭分別吸取0.1～0.4mL溶解在石油醚中的標(biāo)準(zhǔn)樣品和提取樣品，分別在A、D和B、C點(diǎn)上點(diǎn)樣。點(diǎn)樣應(yīng)該快速細(xì)致，在基線上形成直徑為2mm左右的圓點(diǎn)。（3）層析：等濾紙上的點(diǎn)樣液自然揮發(fā)干后，將濾紙卷成圓筒狀，置于裝有1cm深的石油醚的密封玻璃瓶中。等各種色素完全分開后，取出濾紙，讓石油醚自然揮發(fā)。2.胡蘿卜素的鑒定（4）觀察：與標(biāo)準(zhǔn)樣品的胡蘿卜素層析帶相比較，觀察提取效果。如圖所示，甲代表的物質(zhì)是胡蘿卜素，乙代表的物質(zhì)是其他色素和雜質(zhì)。（5）研磨時(shí)試劑的選擇：為了研磨充分要添加石英砂；由于β-胡蘿卜素較耐酸，研磨時(shí)不需要添加CaCO3。

［課標(biāo)全國(guó)Ⅲ理綜2017·37，15分］綠色植物甲含有物質(zhì)W，該物質(zhì)為無(wú)色針狀晶體，易溶于極性有機(jī)溶劑，難溶于水，且受熱、受潮易分解。其提取流程為：植物甲→粉碎→加溶劑→振蕩→收集提取液→活性炭處理→過濾去除活性炭→蒸餾（含回收溶劑）→重結(jié)晶→成品?；卮鹣铝袉栴}：（1）在提取物質(zhì)W時(shí)，最好應(yīng)選用的一種原料是_____________（填“高溫烘干”“晾干”或“新鮮”）的植物甲，不宜選用其他兩種的原因是_________________________________。（2）提取物質(zhì)W時(shí)，振蕩的作用是__________________。