第35講PART 11生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)鞏固考點(diǎn)互動(dòng)探究考例考法直擊教師備用習(xí)題第35講生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用考試說(shuō)明1從生物材料中提取某些特定的成分(實(shí)驗(yàn)探究能力)。2DNA的粗提取與鑒定(實(shí)驗(yàn)探究能力)。一、植物有效成分的提取1植物芳香油的提取(1)植物芳香油的主要化學(xué)成分是萜類(lèi)化合物及其衍生物，特點(diǎn)是_強(qiáng)，易溶于_溶劑。(2)提取方法：_、壓榨和_等。(3)玫瑰精油的提取基礎(chǔ)知識(shí)鞏固鏈接教材2.制作流程圖11351揮發(fā)性有機(jī)蒸餾萃取水蒸氣蒸餾水蒸氣水氣蒸餾水蒸氣蒸餾NaCl無(wú)水Na2SO4(4)橘皮精油的提取圖11352基礎(chǔ)知識(shí)鞏固鏈接教材2胡蘿卜素的提取(1)方法：_法。(2)萃取劑的選擇：萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn)，能夠充分溶解_，并且不與水混溶。(3)影響萃取的因素主要因素：_和使用量。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(shí)間等。壓榨法機(jī)械加壓壓榨靜置萃取胡蘿卜素萃取劑的性質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)鞏固鏈接教材(4)提取裝置的設(shè)計(jì)加熱方式：采用_加熱，避免_加熱。防止揮發(fā)的裝置：安裝_裝置。(5)實(shí)驗(yàn)流程(6)胡蘿卜素的鑒定：_法。二、DNA的粗提取與鑒定1原理圖11353水浴明火回流冷凝粉碎萃取酒精NaCl濃縮紙層析高溫 洗滌劑二苯胺藍(lán)色基礎(chǔ)知識(shí)鞏固鏈接教材2實(shí)驗(yàn)步驟紅細(xì)胞吸水破裂瓦解細(xì)胞膜溶解DNANaCl溶液蛋白酶高溫冷卻的酒精溶液二苯胺藍(lán)色考點(diǎn)一植物有效成分的提取考點(diǎn)互動(dòng)探究植物芳香油提取方法的比較提取方法蒸餾法壓榨法萃取法實(shí)驗(yàn)原理利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來(lái)通過(guò)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)溶劑后就可獲得芳香油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)溶液中提取方法蒸餾法壓榨法萃取法優(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(wèn)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)量考點(diǎn)互動(dòng)探究提醒用萃取法提取植物有效成分應(yīng)注意的問(wèn)題萃取溫度和時(shí)間都會(huì)影響萃取的效果，萃取效率在一定范圍內(nèi)，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(guò)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。 2胡蘿卜素提取中需要注意的問(wèn)題(1)層析時(shí)注意選擇干凈的濾紙，為了防止操作時(shí)對(duì)濾紙的污染，應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙，可以帶手套進(jìn)行操作。(2)點(diǎn)樣時(shí)注意應(yīng)快速細(xì)致，點(diǎn)樣斑點(diǎn)不能太大(直徑應(yīng)小于0.5 cm)。(3)將點(diǎn)好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時(shí)注意濾紙兩邊不能相互接觸，以免因毛細(xì)現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動(dòng)加快，溶劑前沿不齊，影響結(jié)果。1 2016湖北5月模擬 受中醫(yī)古籍肘后備急方中將青蒿“絞汁”用藥的啟發(fā)，屠呦呦采用低溫提取的方法，從黃花蒿中直接提取得到青蒿素，青蒿素是治療瘧疾的特效藥。青蒿素易溶于有機(jī)溶劑，不溶于水，不易揮發(fā)，對(duì)熱不穩(wěn)定。回答下列問(wèn)題： (1)青蒿素的提取_(填“適宜”或“不宜”)采用水蒸氣蒸餾法提取，原因是_。(2)屠呦呦采用乙醚浸提法提取青蒿素，其提取流程與胡蘿卜素的提取具有相似之處。在用乙醚浸泡提取前，先要對(duì)黃花素莖葉進(jìn)行_和干燥，以提高萃取效率；干燥過(guò)程應(yīng)控制好_和干燥時(shí)間，以防止_。(3)青蒿素是從野生植物黃花蒿中提取，曾被世界衛(wèi)生組織稱(chēng)作是“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，這一實(shí)例表明了生物多樣性的_價(jià)值?？键c(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤考點(diǎn)互動(dòng)探究答案 (1)不宜青蒿素不易揮發(fā)，且對(duì)熱不穩(wěn)定(2)粉碎干燥溫度青蒿素分解(3)直接解析 (1)水蒸氣蒸餾法適用于蒸餾揮發(fā)性物質(zhì)，而青蒿素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出，且對(duì)熱不穩(wěn)定，所以水蒸氣蒸餾法不適用提取青蒿素。(2)由于青蒿素易溶于有機(jī)溶劑，不溶于水，從黃花蒿中提取青蒿素時(shí)，應(yīng)采用萃取法，并且通常在提取前將黃花蒿莖葉進(jìn)行粉碎和干燥，以提高效率；干燥過(guò)程應(yīng)控制好溫度和時(shí)間，以防止青蒿素分解。(3)青蒿素是從野生植物黃花蒿中提取，曾被世界衛(wèi)生組織稱(chēng)作是“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，這一實(shí)例表明了生物多樣性的直接價(jià)值。2 2016遼寧葫蘆島一模 植物芳香油可以從大約50多個(gè)科植物中提取，不同植物芳香油的提取方法不同。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)玫瑰精油是制作高級(jí)香水的主要成分，通常采用水中蒸餾法進(jìn)行提取。它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_，冷卻后又會(huì)重新分出_。(2)在用上述方法提取玫瑰精油過(guò)程中，多種因素都會(huì)影響產(chǎn)品的品質(zhì)。如果蒸餾的_、_，產(chǎn)品質(zhì)量就會(huì)比較差。(3)使用水蒸氣蒸餾法提取橘皮精油時(shí)，由于其有效成分會(huì)發(fā)生_，使用水中蒸餾法又會(huì)發(fā)生_的問(wèn)題，所以一般采用壓榨法。(4)用壓榨法提取橘皮精油的實(shí)驗(yàn)流程一般為_(kāi)漂洗壓榨過(guò)濾靜置_橘皮精油。考點(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤考點(diǎn)互動(dòng)探究解析 (1)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，冷卻后又會(huì)重新分出油層和水層。(2)提取過(guò)程中，許多因素都會(huì)影響玫瑰精油的品質(zhì)，例如蒸餾溫度太高，時(shí)間太短，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的品質(zhì)比較差。(3)使用水蒸氣蒸餾法提取橘皮精油時(shí)，由于其有效成分會(huì)發(fā)生部分水解，使用水中蒸餾法又會(huì)發(fā)生原料焦糊的問(wèn)題，所以一般采用壓榨法。(4)用壓榨法提取橘皮精油的實(shí)驗(yàn)流程一般為石灰水浸泡漂洗壓榨過(guò)濾靜置再次過(guò)濾橘皮精油。答案 (1)油水混合物油層和水層(2)溫度太高時(shí)間太短(二者無(wú)順序)(3)部分水解原料焦糊(4)石灰水浸泡再次過(guò)濾考點(diǎn)二 DNA的粗提取與鑒定考點(diǎn)互動(dòng)探究1 DNA和蛋白質(zhì)在不同NaCl溶液中溶解度的比較2 mol/L NaCl溶液0.14 mol/L NaCl溶液溶解規(guī)律DNA溶解析出蛋白質(zhì)部分發(fā)生鹽析沉淀溶解NaCl溶液濃度從2 mol/L降低過(guò)程中，溶解度逐漸增大考點(diǎn)互動(dòng)探究 DNA的粗提取與鑒定中的“2、3、4”加蒸餾水2次加到雞血細(xì)胞液中，使血細(xì)胞吸收水破裂加到含DNA的2 mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度下降到0.14 mol/L，使DNA析出用紗布過(guò)濾3次過(guò)濾血細(xì)胞破裂液，得到含細(xì)胞核物質(zhì)的濾液濾取0.14 mol/L的NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)過(guò)濾溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液4次使用NaCl溶液加2 mol/L的NaCl溶液，溶解提取的細(xì)胞核物質(zhì)用0.14 mol/L的NaCl溶液使DNA析出用2 mol/L的NaCl溶液，溶解濾取的DNA黏稠物用2 mol/L的NaCl溶液，溶解絲狀物用于鑒定DNA1 2016江蘇南通一模 如圖11354所示為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的部分操作過(guò)程，有關(guān)分析錯(cuò)誤的是()圖11354考點(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤A圖中加入蒸餾水的目的相同B圖中向雞血細(xì)胞液內(nèi)加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì)C圖操作的目的是純化DNA，去除溶于95%酒精中的雜質(zhì)D圖中2 mol/L NaCl溶液能溶解黏稠物中的DNA考點(diǎn)互動(dòng)探究解析 中加蒸餾水是為了使血細(xì)胞吸水漲破，中加入蒸餾水是為了降低氯化鈉溶液的濃度，使DNA析出，A項(xiàng)錯(cuò)誤。嫩肉粉中含有蛋白酶，能夠水解蛋白質(zhì)，因此圖中向雞血細(xì)胞液內(nèi)加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì)，B項(xiàng)正確。DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精，因此操作的目的是純化DNA，去除溶于95%酒精中的雜質(zhì)，C項(xiàng)正確。圖中2 mol/L NaCl溶液能溶解黏稠物中的DNA，D項(xiàng)正確。答案 A考例考法直擊12015全國(guó)卷 已知微生物A可以產(chǎn)生油脂，微生物B可以產(chǎn)生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生產(chǎn)?；卮鹩嘘P(guān)問(wèn)題：(1)顯微觀(guān)察時(shí)，微生物A菌體中的油脂通?？捎胈染色。微生物A產(chǎn)生的油脂不易揮發(fā)，可選用_(填“萃取法”或“水蒸氣蒸餾法”)從菌體中提取。(2)為了從自然界中獲得能產(chǎn)生脂肪酶的微生物B的單菌落，可從含有油料作物種子腐爛物的土壤中取樣，并應(yīng)選用以_為碳源的固體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。(3)若要測(cè)定培養(yǎng)液中微生物B的菌體數(shù)，可在顯微鏡下用_直接計(jì)數(shù)；若要測(cè)定其活菌數(shù)量，可選用_法進(jìn)行計(jì)數(shù)。(4)為了確定微生物B產(chǎn)生的脂肪酶的最適溫度，某同學(xué)測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)，在35 、40 、45 溫度下降解10 g油脂所需酶量依次為4 mg、1 mg、6 mg，則上述三個(gè)溫度中，_條件下該酶活力最小。為了進(jìn)一步確定該酶的最適溫度，應(yīng)圍繞_設(shè)計(jì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)?？祭挤ㄖ睋艚馕?(1)油脂可被蘇丹染液染成橘黃色，或被蘇丹染液染成紅色。由于微生物A產(chǎn)生的油脂不易揮發(fā)，故提取時(shí)可選用萃取法，而不能用水蒸氣蒸餾法。(2)根據(jù)酶的專(zhuān)一性，為了從自然界中獲得能產(chǎn)生脂肪酶的微生物B的單菌落，可從含有油料作物種子腐爛物的土壤中取樣，并應(yīng)選用以油脂為碳源的固體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，不產(chǎn)生脂肪酶的微生物無(wú)法生存。(3)測(cè)定培養(yǎng)液中微生物B的菌體數(shù)，可在顯微鏡下用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板直接計(jì)數(shù)；若要測(cè)定其活菌數(shù)量，可選用稀釋涂布平板法進(jìn)行計(jì)數(shù)。(4)據(jù)題可知，在35 、40 、45 溫度下，45 時(shí)降解10 g油脂所需酶量最大，故該溫度下酶活力最小。由于40 時(shí)酶活性相對(duì)較大，因此，為了進(jìn)一步確定該酶的最適溫度，應(yīng)圍繞該溫度設(shè)計(jì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)。答案 (1)蘇丹(或蘇丹)萃取法(2)油脂(3)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板稀釋涂布平板(4)4540考例考法直擊22015全國(guó)卷 回答與胡蘿卜素有關(guān)的問(wèn)題：(1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是_(填“胡蘿卜素”“胡蘿卜素”或“胡蘿卜素”)，該胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成兩分子_，后者缺乏會(huì)引起人在弱光下視物不清的病癥，該疾病稱(chēng)為_(kāi)，胡蘿卜素是_(填“揮發(fā)性”或“非揮發(fā)性”)物質(zhì)。(2)工業(yè)生產(chǎn)上，用養(yǎng)殖的巖藻作為原料提取胡蘿卜素時(shí)，_(填“需要”或“不需要”)將新鮮的巖藻干燥。(3)現(xiàn)有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑，應(yīng)選用其中的_作為胡蘿卜素的萃取劑，不選用另外一種的理由是_。考例考法直擊答案 (1)胡蘿卜素維生素A夜盲癥非揮發(fā)性(2)需要(3)乙酸乙酯 萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)不與水混溶，而乙醇為水溶性有機(jī)溶劑解析本題考查胡蘿卜素及胡蘿卜素的提取。(1)胡蘿卜素中最主要的組成成分是胡蘿卜素。一分子的胡蘿卜素在人或動(dòng)物的小腸、肝臟等器官被氧化成兩分子的維生素A。缺乏維生素A可導(dǎo)致夜盲癥，在弱光下視物不清。胡蘿卜素不易揮發(fā)，屬于非揮發(fā)性物質(zhì)。(2)工業(yè)上提取天然胡蘿卜素的方法之一是從養(yǎng)殖的巖藻中獲取，提取胡蘿卜素時(shí)需先將富含胡蘿卜素的新鮮巖藻干燥，以免影響萃取的量。(3)由于胡蘿卜素不溶于水而溶于有機(jī)溶劑，所以選擇萃取劑時(shí)要選擇能充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶的有機(jī)溶劑。乙醇為水溶性有機(jī)溶劑，能與水混溶，而乙酸乙酯不與水混溶。教師備用習(xí)題1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)篩選產(chǎn)胡蘿卜素的酵母菌R時(shí)，可選用_或平板劃線(xiàn)法接種。采用平板劃線(xiàn)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(guò)程應(yīng)控制好溫度和_，以防止胡蘿卜素分解；萃取過(guò)程中宜采用_方式加熱。萃取液濃縮前需進(jìn)行過(guò)濾，其目的是_。(4)紙層析法可用于鑒定所提取的胡蘿卜素。鑒定過(guò)程中需要用胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品作為_(kāi)。教師備用習(xí)題答案 (1)稀釋涂布平板法滅菌(防止雜菌污染)(2)碳源氮源(3)時(shí)間水浴濾去不溶物(4)(實(shí)驗(yàn))對(duì)照解析 (1)微生物接種常用稀釋涂布平板法和平板劃線(xiàn)法，為了避免其他雜菌的污染，接種過(guò)程要進(jìn)行無(wú)菌操作，接種前對(duì)接種環(huán)灼燒就是為了殺滅接種環(huán)上的微生物。(2)蔗糖和硝酸鹽可分別為酵母菌R的生長(zhǎng)提供碳源和氮源。(3)胡蘿卜素不是很穩(wěn)定，溫度過(guò)高、干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致其分解；由于萃取劑往往具有揮發(fā)性，且易燃燒，如果直接加熱揮發(fā)出來(lái)的有機(jī)溶劑遇明火易燃燒爆炸，故采用水浴加熱的方式，萃取后需將原料中的固體物濾去。(4)用紙層析法鑒定時(shí)需要用標(biāo)準(zhǔn)樣品作為對(duì)照。教師備用習(xí)題2某生物興趣小組開(kāi)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(chēng)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?。旱谝徊剑簩⑸鲜霾牧戏謩e放入研缽中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用兩層紗布過(guò)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?；旌暇鶆蚝螅糜诜兴屑訜? 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)材料保存溫度花菜辣椒蒜黃20 20 教師備用習(xí)題分析上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，回答下列問(wèn)題：(1)該探究性實(shí)驗(yàn)課題名稱(chēng)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(zhuān)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。教師備用習(xí)題答案 (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，吸取上清液解析從題目實(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(shuō)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。