專題4 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用,【知識(shí)梳理】 一、DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 1.DNA的粗提取與鑒定： (1)基本原理：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在_ 方面的差異，提取DNA，去除其他成分。 (2)DNA的粗提取原理。 DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中_不同。 在NaCl溶液濃度為_時(shí)，DNA的溶解度最小。 DNA不溶于_溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精溶液。,物理和化學(xué)性質(zhì),溶解度,0.14 mol/L,酒精,(3)主要步驟及注意事項(xiàng)： 實(shí)驗(yàn)材料的選取 破碎細(xì)胞,選用DNA含量相對(duì)較高的生物組織 動(dòng)物材料更容易,加入蒸餾水可使_ 加入洗滌劑可_ 加入NaCl可_,紅細(xì)胞吸水破裂,瓦解細(xì)胞膜,溶解DNA,獲取含DNA的濾液過濾，取濾液 去除濾液中的雜質(zhì) DNA的析出利用DNA不溶于_的原理，析出DNA。 DNA的鑒定,控制_的濃度去除雜質(zhì) 利用嫩肉粉中的_分解蛋白質(zhì) 利用_使蛋白質(zhì)變性,方法：DNA溶液中加入_試劑，沸水浴加熱5 min 現(xiàn)象：溶液變_,NaCl溶液,蛋白酶,高溫,冷卻的酒精溶液,二苯胺,藍(lán)色,2.多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段： (1)PCR原理。 DNA的熱變性： PCR環(huán)境：一定的_中。,緩沖溶液,變性,冷卻,PCR條件 過程控制：控制_使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行。,DNA母鏈：PCR模板 酶：_ 引物：分別與_相結(jié)合 原料：四種_,Taq DNA聚合酶,兩條模板鏈,脫氧核苷酸,溫度,(2)PCR過程： 變性 復(fù)性 延伸 (3)PCR結(jié)果：兩引物間固定長(zhǎng)度的DNA序列呈_擴(kuò)增(即2n)。,條件：溫度上升到 _ 以上 實(shí)質(zhì)：雙鏈DNA_為單鏈,條件：溫度下降到 _ 左右 實(shí)質(zhì)：兩種_與兩條單鏈DNA結(jié)合,條件：溫度上升到 _ 左右 實(shí)質(zhì)：在_的作用下，合成子鏈,90,解聚,50,引物,72,Taq DNA聚合酶,指數(shù),3.血紅蛋白的提取和分離： (1)常用方法 (2)實(shí)驗(yàn)步驟：樣品處理(紅細(xì)胞的洗滌_的釋放分離血 紅蛋白溶液)粗分離_純度鑒定。,_法：依據(jù)_的大小分離蛋白質(zhì) _法：依據(jù)_、分子本身大小、形狀 的不同分離蛋白質(zhì),凝膠色譜,相對(duì)分子質(zhì)量,電泳,帶電性質(zhì)差異,血紅蛋白,純化,二、植物有效成分的提取 1.提取玫瑰精油實(shí)驗(yàn)： (1)方法：_法。 (2)實(shí)驗(yàn)流程： 鮮玫瑰花 _油水混合物 玫瑰油 除水 分離油層,水蒸氣蒸餾,加入_,NaCl,水蒸氣蒸餾,2.提取橘皮精油的實(shí)驗(yàn)： (1)方法：一般采用_法。 (2)實(shí)驗(yàn)流程： 石灰水浸泡漂洗_過濾靜置再次_橘皮油,壓榨,壓榨,過濾,3.胡蘿卜素的提?。?(1)胡蘿卜素的性質(zhì) (2)胡蘿卜素的提取 (3)胡蘿卜素的提取流程： 胡蘿卜粉碎_萃取_濃縮胡蘿卜素 (4)胡蘿卜素的鑒定：_法。,不溶于_ 微溶于乙醇 易溶于_等有機(jī)溶劑,提取方法：_法 石油醚最適宜作_,水,石油醚,萃取,萃取劑,干燥,過濾,紙層析,【速記卡片】 1.DNA的粗提取與鑒定： (1)DNA的溶解性：DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中的溶解度最??；DNA不溶于酒精溶液，而某些蛋白質(zhì)則溶于酒精溶液，據(jù)此也可使DNA和蛋白質(zhì)分離。 (2)DNA的耐受性：DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑都具有較好的耐受性。 (3)DNA的鑒定：DNA在沸水浴的條件下，遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色。,2.PCR技術(shù)： (1)PCR原理：PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖溶液中進(jìn)行，需提供DNA模板、分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種引物、四種脫氧核苷酸、耐熱的DNA聚合酶。 (2)PCR過程：通過控制溫度使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行，每一個(gè)循環(huán)包括變性復(fù)性延伸。,3.血紅蛋白的提取和分離： (1)凝膠色譜法：根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。 (2)電泳法：利用待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、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。,4.植物有效成分的提?。?(1)植物芳香油的提取方法：壓榨法、蒸餾法和萃取法等。 (2)芳香油的性質(zhì)：不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，因此可用有機(jī)溶劑作為提取劑來提取芳香油。 (3)胡蘿卜素的性質(zhì)：是橘黃色結(jié)晶，從胡蘿卜中提取胡蘿卜素，常用親脂(水不溶)性有機(jī)溶劑(或有機(jī)溶劑)作萃取劑。 (4)胡蘿卜素的提取方法：萃取法。 (5)胡蘿卜素的鑒定：紙層析法，在鑒定過程中需要用標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)照。,考點(diǎn)一 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 1.DNA與蛋白質(zhì)在物理化學(xué)性質(zhì)方面的差異：,2.比較細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制與體外DNA擴(kuò)增(PCR)：,3.血紅蛋白的提取和分離： (1)凝膠色譜法：,(2)主要實(shí)驗(yàn)步驟及意義： 紅細(xì)胞的洗滌：去除雜蛋白等 樣品處理 釋放血紅蛋白：紅細(xì)胞吸水破裂 分離血紅蛋白：離心處理，獲得血紅蛋白溶液 方法：透析 目的：除去樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì),粗分離 ,方法：凝膠色譜法 目的：根據(jù)蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量大小去除雜蛋白 方法：SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳 遷移率：取決于蛋白質(zhì)分子的大小,純度鑒定 ,純化 ,【提分技法】凝膠色譜法和電泳法分離蛋白質(zhì)的方法分析 (1)凝膠色譜法：只看蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量大小，先洗脫出來的相對(duì)分子質(zhì)量大。 (2)電泳法。 特點(diǎn)：移動(dòng)速度由多種因素共同決定，包括待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、形狀的不同。 常用方法：SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳，帶電性質(zhì)和電量主要取決于SDS-聚丙烯酰胺凝膠顆粒，分離效果只看蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量大小。,【考題回訪】 1.(2013·廣東高考改編)地中海貧血癥屬于常染色體遺傳病。一對(duì)夫婦生有一位重型地中海貧血癥患兒，分析發(fā)現(xiàn)，患兒血紅蛋白鏈第39位氨基酸的編碼序列發(fā)生了點(diǎn)突變(CT)。用PCR擴(kuò)增包含該位點(diǎn)的一段DNA片段l，突變序列的擴(kuò)增片段可用一種限制酶酶切為大小不同的兩個(gè)片段m和s；但正常序列的擴(kuò)增片段不能被該酶酶切，如圖a。目前患兒母親再次懷孕，并接受了產(chǎn)前基因診斷。家庭成員及胎兒的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物酶切電泳帶型示意圖見圖b。(終止密碼子為UAA、UAG、UGA。),(1)在獲得單鏈模板的方式上，PCR擴(kuò)增與體內(nèi)DNA復(fù)制不同，前者通 過 解開雙鏈，后者通過 解開雙鏈。 (2)據(jù)圖分析，胎兒的基因型是 (基因用A、a表示)?；純?患病可能的原因是 的原始生殖細(xì)胞通過 過程產(chǎn)生配子時(shí)，發(fā)生了基因突變；從基因表達(dá)水平分析，其患病 是由于_ _。,【解題指南】(1)題干關(guān)鍵信息：突變序列的擴(kuò)增片段可用一種限制酶酶切為大小不同的兩個(gè)片段m和s，但正常序列的擴(kuò)增片段不能被該酶酶切。 (2)題干隱含信息：不同片段經(jīng)電泳后位置不同。 (3)圖中隱含信息：胎兒既有正常序列，也有突變序列。,【解析】(1)PCR是體外擴(kuò)增DNA的方式，通過高溫使雙鏈解開，體內(nèi)DNA的復(fù)制則是通過解旋酶使DNA雙鏈解開。 (2)由題意可知重型地中海貧血癥是隱性遺傳病，突變后的序列可以被剪切成m和s兩個(gè)片段，而正常序列無法被剪切，因此母親、父親、患兒和胎兒的基因型分別為AA、Aa、aa和Aa。母親和父親的基因型為AA和Aa，生下患兒可能是因?yàn)槟赣H的原始生殖細(xì)胞通過減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了基因突變。由圖可知，該突變?yōu)橛赡０彐溕系腉TC突變成ATC，mRNA上由CAG變成UAG，因此終止密碼子提前出現(xiàn)，使翻譯提前終止。,答案：(1)高溫 解旋酶 (2)Aa 母親 減數(shù)分裂 mRNA上編碼第39位氨基酸的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，鏈的合成提前終止，鏈變短而失去功能,【延伸探究】電泳法只能分離蛋白質(zhì)分子嗎？試分析原因。 提示：不是。電泳是指帶電粒子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過程，該方法除用于分離蛋白質(zhì)外，也可用于分離大小不等的DNA片段等。,2.(2015·西安模擬)血紅蛋白是人和其他脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞的主要組成成分，負(fù)責(zé)血液中O2和部分CO2的運(yùn)輸。請(qǐng)根據(jù)血紅蛋白的提取和分離回答問題： (1)凝膠色譜法的基本原理是根據(jù)_分離蛋白質(zhì)的有效方法。 (2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除 ，洗滌次數(shù)過少，無法除去 ；離心速度過高和時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使 等一同沉淀，達(dá)不到分離的效果。洗滌干凈的標(biāo)志是 。釋放血紅蛋白的過程中起作用的是 。,(3)洗脫的液體應(yīng)盡量與浸泡凝膠所用的液體 (填“相同”或“不同”)，洗脫時(shí)，對(duì)洗脫液的流速要求是 。 (4)在洗脫過程中加入物質(zhì)的量濃度為20 mmol/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。,【解題指南】(1)關(guān)鍵詞：“洗滌紅細(xì)胞”“離心速度”“釋放血紅蛋白”。 (2)隱含信息：紅色區(qū)帶為血紅蛋白。,【解析】(1)凝膠色譜法是根據(jù)蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。 (2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除血漿蛋白等雜蛋白，如果洗滌次數(shù)過少，無法除去血漿蛋白；離心速度過高和時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使白細(xì)胞等一同沉淀，達(dá)不到分離的效果。洗滌干凈的標(biāo)志是離心后的上清液中沒有黃色。釋放血紅蛋白的過程中起作用的是蒸餾水和甲苯，其中蒸餾水的作用是使紅細(xì)胞吸水破裂，甲苯可溶解細(xì)胞膜，加入甲苯能加速紅細(xì)胞破裂并釋放血紅蛋白。,(3)洗脫的液體應(yīng)盡量與浸泡凝膠所用的液體相同，否則會(huì)影響洗脫液的pH，使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)受到破壞。洗脫時(shí)，洗脫液的流速要保持穩(wěn)定，否則將影響蛋白質(zhì)的分離效果。 (4)在洗脫過程中加入物質(zhì)的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液(pH為7.0)的目的是準(zhǔn)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，進(jìn)而保持蛋白質(zhì)的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)；洗脫時(shí)，血紅蛋白的顏色可以指示血紅蛋白的位置，因此當(dāng)紅色區(qū)帶均勻一致地移動(dòng)時(shí)，說明色譜柱制作成功。,答案：(1)相對(duì)分子質(zhì)量的大小 (2)雜蛋白(血漿蛋白) 血漿蛋白 白細(xì)胞 離心后的上清液中沒有黃色 蒸餾水和甲苯 (3)相同 保持穩(wěn)定 (4)準(zhǔn)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 均勻一致地移動(dòng),【延伸探究】在血紅蛋白的提取過程中，哪些過程能影響血紅蛋白提取的純度？ 提示：細(xì)胞的洗滌次數(shù)：次數(shù)少，不能除去血漿蛋白。 離心速度和時(shí)間：離心速度過高和時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)使白細(xì)胞等一同沉淀，得不到純凈的紅細(xì)胞。 透析：透析不徹底，會(huì)含有小分子雜質(zhì)。 色譜柱的裝填：不能存在氣泡，若存在氣泡，則會(huì)降低分離效果。 洗脫：洗脫液的流速要保持穩(wěn)定，否則將影響蛋白質(zhì)的分離效果。,3.(2015·臨沂模擬)某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關(guān)探究活動(dòng)。具體步驟如下： 材料處理：稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各2份，每份10 g。剪碎后分成兩組，一組置于20，另一組置于-20條件下，保存24 h。 DNA粗提?。?第一步：將上述材料分別放入研缽中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。 第二步：先向6只小燒杯中分別注入10 mL濾液，再加入20 mL體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個(gè)方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。,第三步：取6支試管，分別加入等量的2 mol/L的NaCl溶液溶解上述絮狀物。 DNA檢測(cè)：在上述試管中各加入4 mL二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?，置于沸水中加熱5 min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結(jié)果如下表。,(注：“+”越多表示藍(lán)色越深),分析上述實(shí)驗(yàn)過程，回答下列問題： (1)該探究性實(shí)驗(yàn)課題名稱是_ _。 (2)第二步 中“緩緩地”攪拌，這是為了減少_。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論并分析。 結(jié)論1：與20相比，相同實(shí)驗(yàn)材料在-20條件下保存，DNA的提取量較多。 結(jié)論2：_。 針對(duì)結(jié)論1，請(qǐng)?zhí)岢龊侠淼慕忉專篲。,(4)氯仿密度大于水，能使蛋白質(zhì)變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對(duì)DNA影響極小。為了進(jìn)一步提高DNA純度，依據(jù)氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是： 。然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。,【解析】本題考查DNA粗提取技術(shù)的原理、操作過程及分析、判斷能力，從題目實(shí)驗(yàn)步驟看出，該實(shí)驗(yàn)的課題是探究不同材料和不同保存溫度對(duì)DNA提取量的影響。在第二步中，為了防止DNA斷裂，要緩緩地?cái)嚢瑁粡谋碇薪Y(jié)果看出，由于低溫抑制了相關(guān)酶的活性，DNA降解慢，使得相同材料在低溫保存下的DNA提取量大；在相同條件下，蒜黃藍(lán)色最深，說明相同條件下從蒜黃中提取的DNA量最大；由于氯仿密度比水大，可使蛋白質(zhì)變性沉淀，而與水、DNA不相溶，這樣可將第三步獲得的溶液與等量的氯仿混合，靜置一段時(shí)間，吸取上清液。,答案：(1)探究不同材料和不同保存溫度對(duì)DNA提取量的影響 (2)DNA斷裂 (3)等質(zhì)量的不同實(shí)驗(yàn)材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃提取的DNA量最多 低溫抑制了相關(guān)酶的活性，DNA降解速度慢 (4)將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時(shí)間，吸取上清液,【知識(shí)總結(jié)】DNA粗提取實(shí)驗(yàn)的相關(guān)提醒 (1)制備雞血細(xì)胞液時(shí)，要注意向雞血中加檸檬酸鈉，防止血液凝固。 (2)漲破細(xì)胞的方法：向血細(xì)胞中加入蒸餾水，血細(xì)胞溶液的濃度大于蒸餾水的濃度，從而使血細(xì)胞大量吸水而漲破。不能用生理鹽水，因?yàn)檠?xì)胞溶液的濃度與生理鹽水的濃度相當(dāng)，所以血細(xì)胞在生理鹽水中不能吸收水分。,(3)兩次加入蒸餾水，第一次是為了使血細(xì)胞吸水漲破；第二次是為了降低氯化鈉的濃度，有利于DNA的析出。 (4)兩次析出DNA的方法：第一次是加入蒸餾水，降低氯化鈉的濃度，使DNA析出；第二次是加入冷酒精溶液，因?yàn)镈NA不溶于酒精溶液。,【加固訓(xùn)練】 1.凝膠色譜技術(shù)是一種快速而又簡(jiǎn)單的分離技術(shù)，對(duì)高分子物質(zhì)有很好的分離效果，不但應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，而且已經(jīng)大規(guī)模地用于工業(yè)生產(chǎn)。請(qǐng)據(jù)圖回答問題：,(1)a、b均為蛋白質(zhì)分子，其中先從層析柱中洗脫出來的是 ，原因是_。 (2)自己制作凝膠色譜柱時(shí)，在色譜柱底部d位置相當(dāng)于多孔板的 結(jié)構(gòu)可由 替代。 (3)裝填凝膠色譜柱時(shí)，色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在，原因是 _。 (4)若選用Sephadex G-75，則“G”表示 ， 75表示 。,【解析】(1)用凝膠色譜技術(shù)分離各種不同蛋白質(zhì)時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量較大的物質(zhì)無法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動(dòng)，路程較短，所以向下移動(dòng)的速度較快。相對(duì)分子質(zhì)量較小的物質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程較長(zhǎng)，移動(dòng)速度較慢，所以大分子物質(zhì)先洗脫出來。(2)制作凝膠色譜柱時(shí)，在色譜柱底部d位置相當(dāng)于多孔板的結(jié)構(gòu)可由尼龍網(wǎng)和尼龍紗替代。(3)在色譜柱中裝填凝膠的時(shí)候要盡量緊密，以降低凝膠顆粒之間的空隙。一是在裝填凝膠柱時(shí)，不得有氣泡存在，因?yàn)闅馀輹?huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果。二是凝膠色譜操作過程中，不能發(fā)生洗脫液流干、露出凝膠顆粒的現(xiàn)象。一旦發(fā)生上述兩種情況，凝膠色譜柱需要重新裝填。,(4)Sephadex G-75中“G”表示凝膠的交聯(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(shí)吸水7.5 g。 答案：(1)a a相對(duì)分子質(zhì)量較大，無法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動(dòng)，路程較短，移動(dòng)速度較快 (2)尼龍網(wǎng)和尼龍紗 (3)氣泡會(huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果 (4)凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分離范圍 凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時(shí)吸水7.5 g,2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)家蠅體內(nèi)存在著一種抗菌活性蛋白。這種蛋白具有極強(qiáng)的抗菌能力，受到研究者重視。 (1)分離該抗菌蛋白可用電泳法，其原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子的 、大小及形狀不同，在電場(chǎng)中的 不同而實(shí)現(xiàn)分離。 (2)可用金黃色葡萄球菌來檢驗(yàn)該蛋白的體外抗菌特性?？咕鷮?shí)驗(yàn) 所用培養(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨主要為細(xì)菌生長(zhǎng)提供_和 。,(3)分別在加入和未加入該抗菌蛋白的培養(yǎng)基中接種等量菌液。培養(yǎng)一定時(shí)間后，比較兩種培養(yǎng)基中菌落的 ，確定該蛋白質(zhì)的抗菌效果。 (4)細(xì)菌培養(yǎng)常用的接種方法有 和 。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)使用過的培養(yǎng)基應(yīng)進(jìn)行 處理。,【解析】(1)電泳法分離蛋白質(zhì)的原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子的電荷(帶電情況)、大小及形狀不同，在電場(chǎng)中的遷移速度不同而實(shí)現(xiàn)分離。 (2)牛肉膏和蛋白胨均為天然成分，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，主要為細(xì)菌生長(zhǎng)提供碳源和氮源。 (3)由于抗菌蛋白能夠抑制微生物的生長(zhǎng)，因此在加入該抗菌蛋白的培養(yǎng)基上長(zhǎng)出的菌落少，通過比較菌落數(shù)量即可確定該抗菌蛋白的抗菌效果。 (4)細(xì)菌培養(yǎng)常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，為避免有害菌污染環(huán)境，對(duì)使用過的培養(yǎng)基應(yīng)進(jìn)行滅菌處理。,答案：(1)電荷(帶電情況) 遷移速度 (2)碳源 氮源 (3)數(shù)量 (4)平板劃線法 稀釋涂布平板法 滅菌,考點(diǎn)二 植物有效成分的提取 1.植物有效成分的提取的三種方法比較：,2.增加植物有效成分提取量的關(guān)鍵措施： (1)蒸餾法提取植物芳香油。 提取量主要取決于植物材料中芳香油的含量。 由于植物芳香油易揮發(fā)，因此用水蒸氣蒸餾法提取植物芳香油時(shí)應(yīng)選擇新鮮的植物材料(干燥后植物芳香油揮發(fā))。 (2)壓榨法提取植物芳香油：植物材料中的果膠、果蠟會(huì)影響壓榨和出油率，壓榨前通常采用石灰水浸泡的方法除去果膠、果蠟，以提高出油率。,(3)影響胡蘿卜素萃取的因素及解決措施：,【高考警示】(1)植物有效成分的提取方法不同。 根據(jù)不同的植物精油的性質(zhì)，選擇合適的方法進(jìn)行提取。 能夠利用蒸餾法提取的物質(zhì)應(yīng)該具有熱穩(wěn)定性，否則會(huì)發(fā)生植物有效成分的分解。 不適于蒸餾法的可以考慮壓榨法，但是需要原料中植物芳香油的含量較大，否則不易壓榨出來。,(2)用萃取法提取植物有效成分應(yīng)注意的問題。 萃取溫度和時(shí)間都會(huì)影響萃取的效果，萃取效率與萃取溫度呈正相關(guān)，通常采用加熱的方法提高萃取效率。 萃取溫度過高會(huì)影響植物有效成分的品質(zhì)，因此萃取時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，適當(dāng)延長(zhǎng)萃取時(shí)間。,【考題回訪】 1.(2013·海南高考改編)根據(jù)相關(guān)知識(shí)，回答胡蘿卜素提取和鑒定 方面的問題： (1)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時(shí)，通常在萃取前要將胡蘿卜粉碎和 ，以提高萃取效率。 (2)水蒸氣蒸餾法 (填“適合”或“不適合”)胡蘿卜素的 提取，原因是_ _。,(3)為了提高萃取效果，萃取時(shí)應(yīng) 。 (4)除去萃取液中的有機(jī)溶劑，可以采用 法。 (5)鑒定萃取物中是否含有胡蘿卜素時(shí)，通?？刹捎?法，并以 樣品作為對(duì)照。,【解題指南】解答本題需注意：提取不同植物的有效成分所用的方法不一定相同，需要根據(jù)原料的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。,【解析】本題考查胡蘿卜素的提取和鑒定的有關(guān)知識(shí)。 (1)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時(shí)，通常在萃取前要將胡蘿卜粉碎和干燥。干燥是為了去水，以提高萃取效率。 (2)水蒸氣蒸餾法不適合胡蘿卜素的提取，因?yàn)樗魵庹麴s法適用于分離揮發(fā)性物質(zhì)，而胡蘿卜素為非揮發(fā)性物質(zhì)，不能隨水蒸氣蒸餾出。 (3)由于萃取溫度和萃取時(shí)間會(huì)影響萃取效果，提高溫度有利于胡蘿卜素溶于有機(jī)溶劑，但是如果溫度過高會(huì)破壞胡蘿卜素，因此為了提高萃取效果，應(yīng)嚴(yán)格控制萃取溫度并延長(zhǎng)萃取時(shí)間。,(4)由于有機(jī)溶劑易揮發(fā)，而胡蘿卜素不易揮發(fā)，因此除去萃取液中的有機(jī)溶劑可采用蒸餾法。有機(jī)溶劑可經(jīng)冷凝回收再利用。 (5)胡蘿卜素的鑒定通常采用紙層析法。胡蘿卜素能夠溶解在層析液中，并隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散而擴(kuò)散，且擴(kuò)散速度與溶解度呈正相關(guān)?？梢杂脴?biāo)準(zhǔn)樣品(胡蘿卜素)作為對(duì)照，分析萃取樣品是否含胡蘿卜素和雜質(zhì)。,答案：(1)干燥 (2)不適合 水蒸氣蒸餾法適用于分離揮發(fā)性物質(zhì)，而胡蘿卜素為非揮發(fā)性物質(zhì)，不能隨水蒸氣蒸餾出 (3)嚴(yán)格控制萃取溫度并延長(zhǎng)萃取時(shí)間 (4)蒸餾 (5)紙層析 標(biāo)準(zhǔn)的胡蘿卜素,2.(2015·大連模擬)下面是與植物芳香油的提取有關(guān)的問題，請(qǐng)回答：,(1)玫瑰精油的提取可使用圖一所示裝置，這種方法叫 蒸餾法。蒸餾時(shí)收集的蒸餾液 (填“是”或“不是”)純的玫瑰精油。 (2)胡蘿卜素是 色的結(jié)晶。從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的是 法，采用 加熱。一般情況下，提取胡蘿卜素時(shí)，提取效率與原料顆粒的含水量呈 相關(guān)。 (3)經(jīng)萃取、過濾得到的液體是 ，之后還需上述裝置進(jìn)行濃縮處理，該裝置所起作用是 。,(4)圖二為鑒定結(jié)果示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答。 A、B、C、D四點(diǎn)中，屬于標(biāo)準(zhǔn)樣品的樣點(diǎn)是 。甲代表的物質(zhì)是 ，乙代表的物質(zhì)是 。,【解題指南】(1)圖中關(guān)鍵信息：圖一為蒸餾裝置。圖二中甲中色素A、B、C、D點(diǎn)均有，乙中只B、D點(diǎn)有，A、C點(diǎn)沒有。 (2)必備知識(shí)：水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油的原理。 胡蘿卜素的理化性質(zhì)和提取方法。 紙層析法鑒定胡蘿卜素的原理與方法。,【解析】(1)圖中裝置為蒸餾裝置，提取玫瑰精油可用水蒸氣蒸餾法。蒸餾時(shí)，玫瑰精油和水蒸氣一起蒸餾出來，經(jīng)冷凝后得到的是油水混合物，不是純的玫瑰精油。(2)胡蘿卜素是橘黃色的結(jié)晶。由于胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑，因此提取胡蘿卜素常用萃取法。由于有機(jī)溶劑易燃易爆，因此為了加快胡蘿卜素的溶解，常采用水浴加熱。由于原料的含水量影響提取效率，因此提取效率與原料顆粒的含水量呈負(fù)相關(guān)。,(3)萃取、過濾得到的液體是溶有胡蘿卜素的萃取劑，由于胡蘿卜素不易揮發(fā)，而萃取劑易揮發(fā)，因此可以利用蒸餾裝置蒸發(fā)掉萃取劑。(4)由于標(biāo)準(zhǔn)的胡蘿卜素只有一種色素，而提取樣品中會(huì)含有其他色素和雜質(zhì)，根據(jù)層析的結(jié)果可知，A、C擴(kuò)散的結(jié)果只有一種色素，應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)樣品樣點(diǎn)，而B、D層析的結(jié)果有兩種物質(zhì)，應(yīng)為提取樣品樣點(diǎn)，其中與A、C層析結(jié)果相同的是物質(zhì)甲，為胡蘿卜素，乙為其他色素和雜質(zhì)。,答案：(1)水蒸氣 不是 (2)橘黃 萃取 水浴 負(fù) (3)溶有胡蘿卜素的萃取劑 去除萃取劑 (4)A和C 胡蘿卜素 其他色素和雜質(zhì),【加固訓(xùn)練】 1.胡蘿卜因含多種營(yíng)養(yǎng)成分而受人們青睞。請(qǐng)回答下列有關(guān)胡蘿卜的實(shí)驗(yàn)問題： (1)選取胡蘿卜進(jìn)行植物組織培養(yǎng)所用的MS培養(yǎng)基與微生物培養(yǎng)基的主要區(qū)別是：前者含大量無機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分，而后者以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分為主；前者一般含有 。 (2)為了更容易地榨取胡蘿卜汁，提高澄清度，需要加入_酶，但該酶的成本較高，為了降低成本可通過_等技術(shù)手段對(duì)產(chǎn)酶微生物進(jìn)行改造，以提高該酶的產(chǎn)量。,(3)從功能看，篩選該酶的高產(chǎn)微生物時(shí)所用培養(yǎng)基為_培養(yǎng)基。 (4)從該酶高產(chǎn)微生物的發(fā)酵液中提取此酶時(shí)，常采用_法將不同相對(duì)分子質(zhì)量的酶進(jìn)行分離。 (5)某科研所通過人工改造獲得了胡蘿卜素的高產(chǎn)酵母菌R，培養(yǎng)酵母菌R時(shí)，要通入滅菌空氣，目的是 。,【解析】(1)與微生物的培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)的MS培養(yǎng)基除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不同外，通常還要添加植物激素。 (2)影響榨取胡蘿卜汁的出汁率和澄清度的因素是果膠，因此加入果膠酶可以更容易地榨取胡蘿卜汁，提高澄清度。要對(duì)產(chǎn)酶微生物進(jìn)行改造以提高該酶的產(chǎn)量，需要改變產(chǎn)酶微生物的遺傳特性，人工誘變和基因工程均能實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)酶微生物的改造。,(3)從功能看，篩選微生物所用培養(yǎng)基為選擇性培養(yǎng)基。 (4)根據(jù)酶的相對(duì)分子質(zhì)量不同分離酶的方法為凝膠色譜法(分配色譜法)。 (5)酵母菌為兼性厭氧型微生物，因此培養(yǎng)酵母菌R時(shí)通入滅菌空氣的目的是使酵母菌R大量繁殖。,答案：(1)植物激素 (2)果膠 人工誘變(答“基因工程”也可) (3)選擇性 (4)凝膠(或分配)色譜 (5)使酵母菌R大量繁殖,2.(2013·山東高考節(jié)選)胡蘿卜素是一種常用的食用色素，可分別從胡蘿卜或產(chǎn)生胡蘿卜素的微生物體中提取獲得，流程如下：,(1)采用平板劃線法接種時(shí)需要先灼燒接種環(huán)，其目的是 。 (2)培養(yǎng)酵母菌R時(shí)，培養(yǎng)基中的蔗糖和硝酸鹽可以分別為酵母菌R提供 和 。 (3)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時(shí)，干燥過程應(yīng)控制好溫度和 ，以防止胡蘿卜素分解；萃取過程中宜采用 方式加熱以防止溫度過高；萃取液濃縮前需進(jìn)行過濾，其目的是 。,【解析】本題考查微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)、植物有效成分的提取。 (1)接種過程為了避免其他雜菌的污染，要進(jìn)行無菌操作，所以接種前需對(duì)接種環(huán)灼燒滅菌。 (2)蔗糖主要提供碳源，也可以作為能源物質(zhì)，硝酸鹽含氮元素，可提供氮源。 (3)溫度過高、干燥時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解；由于萃取劑往往有揮發(fā)性，直接加熱時(shí)揮發(fā)出來的有機(jī)溶劑遇明火易爆炸；萃取后需將原料中的固體物濾去。,答案：(1)滅菌(或防止雜菌污染) (2)碳源 氮源 (3)時(shí)間 水浴 濾去不溶物,