高考生物第11單元 生物技術實踐 第35講 生物技術在其他方面的應用

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1、第35講PART 11生物技術在其他方面的應用基礎知識鞏固考點互動探究考例考法直擊教師備用習題第35講生物技術在其他方面的應用考試說明1從生物材料中提取某些特定的成分(實驗探究能力)。2DNA的粗提取與鑒定(實驗探究能力)。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成分是萜類化合物及其衍生物，特點是_強，易溶于_溶劑。(2)提取方法：_、壓榨和_等。(3)玫瑰精油的提取基礎知識鞏固鏈接教材2.制作流程圖11351揮發(fā)性有機蒸餾萃取水蒸氣蒸餾水蒸氣水氣蒸餾水蒸氣蒸餾NaCl無水Na2SO4(4)橘皮精油的提取圖11352基礎知識鞏固鏈接教材2胡蘿卜素的提取(1)方法：_法

2、。(2)萃取劑的選擇：萃取胡蘿卜素的有機溶劑應該具有較高的沸點，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、萃取的溫度和時間等。壓榨法機械加壓壓榨靜置萃取胡蘿卜素萃取劑的性質(zhì)基礎知識鞏固鏈接教材(4)提取裝置的設計加熱方式：采用_加熱，避免_加熱。防止揮發(fā)的裝置：安裝_裝置。(5)實驗流程(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 洗滌劑二苯胺藍色基礎知識鞏固鏈接教材2實驗步驟紅細胞吸水破裂瓦解細胞膜溶解DNANaCl溶液蛋白酶高溫冷卻的酒精溶

3、液二苯胺藍色考點一植物有效成分的提取考點互動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驗原理利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的芳香油攜帶出來通過機械加壓，壓榨出果皮中的芳香油使芳香油溶解在有機溶劑中，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小，能充分浸泡在有機溶液中提取方法蒸餾法壓榨法萃取法優(yōu)點 簡單易行，便于分離生產(chǎn)成本低，易保持原料原有的結(jié)構和功能出油率高，易分離局限性水中蒸餾會導致原料焦糊和有效成分水解等問題分離較為困難，出油率相對較低使用的有機溶劑處理不當會影響芳香油的質(zhì)量考點互

4、動探究提醒用萃取法提取植物有效成分應注意的問題萃取溫度和時間都會影響萃取的效果，萃取效率在一定范圍內(nèi)，與萃取溫度呈正相關，通常采用加熱的方法提高萃取效率。萃取溫度過高會影響植物有效成分的品質(zhì)，因此萃取時應嚴格控制溫度，適當延長萃取時間。 2胡蘿卜素提取中需要注意的問題(1)層析時注意選擇干凈的濾紙，為了防止操作時對濾紙的污染，應盡量避免用手直接接觸濾紙，可以帶手套進行操作。(2)點樣時注意應快速細致，點樣斑點不能太大(直徑應小于0.5 cm)。(3)將點好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時注意濾紙兩邊不能相互接觸，以免因毛細現(xiàn)象導致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，溶劑前沿不齊，影響結(jié)果。1 2016湖北5月模

5、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。青蒿素易溶于有機溶劑，不溶于水，不易揮發(fā)，對熱不穩(wěn)定?；卮鹣铝袉栴}： (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，先要對黃花素莖葉進行_和干燥，以提高萃取效率；干燥過程應控制好_和干燥時間，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)生組織稱作是“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，這一實例表明了生物多樣性的_價值。考點互動

6、探究典例追蹤考點互動探究答案 (1)不宜青蒿素不易揮發(fā)，且對熱不穩(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溶劑，不溶于水，從黃花蒿中提取青蒿素時，應采用萃取法，并且通常在提取前將黃花蒿莖葉進行粉碎和干燥，以提高效率；干燥過程應控制好溫度和時間，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)生組織稱作是“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，這一實例表明了生物多樣性的直接價值。2 2016遼寧葫蘆島一模 植物芳香油可以從大約5

7、0多個科植物中提取，不同植物芳香油的提取方法不同。請回答下列問題：(1)玫瑰精油是制作高級香水的主要成分，通常采用水中蒸餾法進行提取。它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來，形成_，冷卻后又會重新分出_。(2)在用上述方法提取玫瑰精油過程中，多種因素都會影響產(chǎn)品的品質(zhì)。如果蒸餾的_、_，產(chǎn)品質(zhì)量就會比較差。(3)使用水蒸氣蒸餾法提取橘皮精油時，由于其有效成分會發(fā)生_，使用水中蒸餾法又會發(fā)生_的問題，所以一般采用壓榨法。(4)用壓榨法提取橘皮精油的實驗流程一般為_漂洗壓榨過濾靜置_橘皮精油?？键c互動探究典例追蹤考點互動探究解析 (1)蒸餾法的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油

8、攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后又會重新分出油層和水層。(2)提取過程中，許多因素都會影響玫瑰精油的品質(zhì)，例如蒸餾溫度太高，時間太短，會導致產(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，由于其有效成分會發(fā)生部分水解，使用水中蒸餾法又會發(fā)生原料焦糊的問題，所以一般采用壓榨法。(4)用壓榨法提取橘皮精油的實驗流程一般為石灰水浸泡漂洗壓榨過濾靜置再次過濾橘皮精油。答案 (1)油水混合物油層和水層(2)溫度太高時間太短(二者無順序)(3)部分水解原料焦糊(4)石灰水浸泡再次過濾考點二 DNA的粗提取與鑒定考點互動探究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

9、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降低過程中，溶解度逐漸增大考點互動探究 DNA的粗提取與鑒定中的“2、3、4”加蒸餾水2次加到雞血細胞液中，使血細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析出用紗布過濾3次過濾血細胞破裂液，得到含細胞核物質(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，溶解提取的細胞核物質(zhì)用0.14

10、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”實驗的部分操作過程，有關分析錯誤的是()圖11354考點互動探究典例追蹤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考點互動探究解析 中加蒸餾水是為了使血細胞吸水漲破，中加入蒸餾水是為了降低氯化鈉溶液的濃度，使DNA析出，A項錯誤。嫩肉粉中含有

11、蛋白酶，能夠水解蛋白質(zhì)，因此圖中向雞血細胞液內(nèi)加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì)，B項正確。DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質(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項正確。圖中2 mol/L NaCl溶液能溶解黏稠物中的DNA，D項正確。答案 A考例考法直擊12015全國卷 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)。回答有關問題：(1)顯微觀察時，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

12、落，可從含有油料作物種子腐爛物的土壤中取樣，并應選用以_為碳源的固體培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。(3)若要測定培養(yǎng)液中微生物B的菌體數(shù)，可在顯微鏡下用_直接計數(shù)；若要測定其活菌數(shù)量，可選用_法進行計數(shù)。(4)為了確定微生物B產(chǎn)生的脂肪酶的最適溫度，某同學測得相同時間內(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，則上述三個溫度中，_條件下該酶活力最小。為了進一步確定該酶的最適溫度，應圍繞_設計后續(xù)實驗。考例考法直擊解析 (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)，故提取時可選用萃取法，而不能用水蒸氣蒸餾法。(2)根據(jù)

13、酶的專一性，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，并應選用以油脂為碳源的固體培養(yǎng)基進行培養(yǎng)，不產(chǎn)生脂肪酶的微生物無法生存。(3)測定培養(yǎng)液中微生物B的菌體數(shù)，可在顯微鏡下用血細胞計數(shù)板直接計數(shù)；若要測定其活菌數(shù)量，可選用稀釋涂布平板法進行計數(shù)。(4)據(jù)題可知，在35 、40 、45 溫度下，45 時降解10 g油脂所需酶量最大，故該溫度下酶活力最小。由于40 時酶活性相對較大，因此，為了進一步確定該酶的最適溫度，應圍繞該溫度設計后續(xù)實驗。答案 (1)蘇丹(或蘇丹)萃取法(2)油脂(3)血細胞計數(shù)板稀釋涂布平板(4)4540考例考法直擊2201

14、5全國卷 回答與胡蘿卜素有關的問題：(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_，后者缺乏會引起人在弱光下視物不清的病癥，該疾病稱為_，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，_(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_?？祭挤ㄖ睋舸鸢?(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溶劑應不與水混溶，而乙醇為水溶性有機溶劑解

15、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溶劑，所以選擇萃取劑時要選擇能充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶的有機溶劑。乙醇為水溶性有機溶劑，能與水混溶，而乙酸乙酯不與水混溶。教師備用習題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

16、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，可選用_或平板劃線法接種。采用平板劃線法接種時需要先灼燒接種環(huán)，其目的是_。(2)培養(yǎng)酵母菌R時，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，干燥過程應控制好溫度和_，以防止胡蘿卜素分解；萃取過程中宜采用_方式加熱。萃取液濃縮前需進行過濾，其目的是_。(4)紙層析法可用于鑒定所提取的胡蘿卜素。鑒定過程中需要用胡蘿卜素標準樣品作為_。教師備用習題答案 (1)稀釋涂布平板法滅菌(防止雜菌污染)(2)碳源氮源(3)時間水浴濾去不溶物(4)(實驗)對照解析 (1)微生物接種常用稀釋涂布平板法和平板劃線法

17、，為了避免其他雜菌的污染，接種過程要進行無菌操作，接種前對接種環(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的生長提供碳源和氮源。(3)胡蘿卜素不是很穩(wěn)定，溫度過高、干燥時間過長會導致其分解；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)出來的有機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)用紙層析法鑒定時需要用標準樣品作為對照。教師備用習題2某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關探究活動。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。

18、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體積分數(shù)為95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個方向攪拌，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：在上述試管中各加入4 mL二苯胺試劑。混合均勻后，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：“”越多表示藍色越深)材料保存溫度花菜辣椒蒜黃20 20 教師備用習題分析上述實驗過程，回答下列問題：(1)該探究性實驗課

19、題名稱是_。(2)第二步中“緩緩地”攪拌，這是為了減少_。(3)根據(jù)實驗結(jié)果，得出結(jié)論并分析。結(jié)論1：與20 相比，相同實驗材料在20 條件下保存，DNA的提取量較多。結(jié)論2：_。針對結(jié)論1，請?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DNA影響極小。為了進一步提高DNA純度，依據(jù)氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基礎上繼續(xù)操作的步驟是_。然后用體積分數(shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。教師備用習題答案 (1)探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響(2)DNA斷裂(3)等質(zhì)量的不同實驗材料，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，靜置一段時間，吸取上清液解析從題目實驗步驟看出，該實驗的課題是探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響。在第二步中，為了防止DNA斷裂，要緩緩地攪拌；從表中結(jié)果看出，由于低溫抑制了相關酶的活性，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，靜置一段時間，吸取上清液。