【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2013高考生物一輪復(fù)習(xí)資料 專題四 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 新人教版選修1

用心 愛(ài)心 專心1 專題四專題四 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 最新考綱 1 植物的組織培養(yǎng) 2 蛋白質(zhì)的提取和分離 3 PCR 技術(shù)的基本操作和應(yīng)用 4 從生物材料中提取某些特定的成分 考綱解讀 1 植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用 2 血紅蛋白的提取和分離的實(shí)驗(yàn)原理和方法 3 PCR 技術(shù)與生物體內(nèi) DNA 復(fù)制的區(qū)別 4 初步學(xué)會(huì)用水蒸氣蒸餾法和壓榨法提取植物芳香油 知識(shí)點(diǎn)一 植物的組織培養(yǎng)技術(shù) 菊花的組織培養(yǎng) 理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞的 基本過(guò)程 外植體 愈傷組織 幼苗 移栽 影響因素 材料 保存時(shí)間長(zhǎng)短等 營(yíng)養(yǎng) 無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng) 大量元素 有機(jī)營(yíng)養(yǎng) 肌醇以及蔗糖等 激素 10 和 pH 左右 溫度 18 22 光照 每日光照12 h 實(shí)驗(yàn)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 看一看 植物組織培養(yǎng)與花藥培養(yǎng)技術(shù)有何相同與不同 知識(shí)點(diǎn)二 蛋白質(zhì)的提取和分離 PCR 技術(shù) 用心 愛(ài)心 專心2 思一思 用豬的血液與雞的血液提取血紅蛋白哪個(gè)效果更好 想一想 PCR 與生物體內(nèi) DNA 復(fù)制有何區(qū)別 知識(shí)點(diǎn)三 植物有效成分的提取 議一議 水中蒸餾 水上蒸餾 水氣蒸餾的區(qū)別 看一看 胡蘿卜素的最主要成分是什么 它有什么用途 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(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性 材料 選取 未開花植株莖上部新萌生的側(cè)枝完全未開放的花蕾 光照 狀況 每日用日光燈照射 12 h 開始不需要光照 幼小植株形成后需 要光照 操作制備 MS 培養(yǎng)基 外植體消毒 接種選材 材料消毒 接種和培養(yǎng) 篩選 用心 愛(ài)心 專心3 流程 培養(yǎng) 移栽 栽培和誘導(dǎo) 移栽 栽培選育 影響 因素 選材 營(yíng)養(yǎng) 激素 pH 溫度 光照等 基本 過(guò)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(bǔ)配對(duì)的一小段 DNA 或 RNA 2 DNA 聚合酶只能特異地復(fù)制處于兩個(gè)引物之間的 DNA 序列 使這段固定長(zhǎng)度的序列呈指 數(shù)擴(kuò)增 3 影響萃取的因素 1 主要因素 萃取劑的性質(zhì)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(shí)間等條件 4 萃取過(guò)程注意事項(xiàng) 1 由于有機(jī)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(guò)程中應(yīng) 避免使用明火加熱 采用水浴加熱 2 為防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā) 還要在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置 胡蘿卜萃取裝置 水蒸氣蒸餾裝置 自我校對(duì) 全能性 脫分化 再分化 種類 年齡 微量元素 維生素 甘氨酸 煙酸 生長(zhǎng)素 細(xì)胞分裂素 5 8 接種 移栽 全能性 四分體時(shí)期 10 單核期 雙核期 脫分化 胚狀體 愈傷組織 初花期 完全未開放 21 22 23 單核期 細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的時(shí)期 醋酸洋紅法 焙花青 鉻礬法 紅 24 25 26 27 藍(lán)黑 從受傷部位產(chǎn)生愈傷組織 徹底去除花絲 愈傷組織 胚狀體 長(zhǎng)出 28 29 30 31 32 33 用心 愛(ài)心 專心4 愈傷組織 分化培養(yǎng)基上 幼小植株分開 相對(duì)分子質(zhì)量的大小 進(jìn)入凝膠內(nèi)部 34 35 36 37 酸和堿 基本不變 38 39 電場(chǎng) 凝膠色譜操作 凝膠色譜柱的裝填 DNA 模板 四種脫氧核苷酸 耐熱 40 41 42 43 44 的 DNA 聚合酶 體外 復(fù)性 壓榨 萃取 45 46 47 48 水蒸氣 油層和水層 水中蒸餾 水上蒸餾 水氣蒸餾 有機(jī)溶劑 有機(jī) 49 50 51 52 53 54 55 溶劑 水蒸氣蒸餾 漂洗 靜置 巖藻 56 57 58 59 微生物 干燥 萃取 濃縮 60 61 62 63 比一比 微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主 MS 培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng) 包括植物生長(zhǎng) 必需的大量元素和微量元素 看一看 相同點(diǎn) 培養(yǎng)基配制方法 無(wú)菌技術(shù)及接種操作等基本相同 不同點(diǎn) 花藥培養(yǎng)的選材非常重要 需要先選擇時(shí)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(shí)更換培養(yǎng)基 花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格 思一思 用豬的血液 因?yàn)樨i的紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核和細(xì)胞器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 血紅蛋白含量豐富 便于提取血紅蛋白 想一想 PCR 不需要解旋酶 而生物體內(nèi) DNA 復(fù)制時(shí)需要解旋酶 PCR 需要耐熱的 DNA 聚合酶 而生物體內(nèi) DNA 聚合酶在高溫時(shí)會(huì)變性 PCR 一般需經(jīng)三十多次循環(huán) 而生物體內(nèi) DNA 復(fù)制需要生物體自身的控制 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 水中蒸餾 原料放在蒸餾容器的水中 水要完全浸沒(méi)原料 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(shí)不浸濕原料為宜 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(diǎn) 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 看一看 胡蘿卜素中 胡蘿卜素是最主要的成分 可以用來(lái) 治療因缺乏維生素 A 而 引起的疾病 優(yōu)質(zhì)食用色素 飼料 飲料 食品的添加劑 抗癌 治癌 植物的組織培養(yǎng)技術(shù) Error 一 植物組織培養(yǎng)的過(guò)程 1 菊花組織培養(yǎng)過(guò)程 菊花組織脫分化 形成愈傷組織再分化 長(zhǎng)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(guān)鍵 1 影響因素 用心 愛(ài)心 專心5 1 內(nèi)部因素 材料的選取 2 外部因素 營(yíng)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(guān)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(duì)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(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗 原因是微生物增殖快 生長(zhǎng)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(wú)菌技術(shù)主要包括對(duì)操作空間 實(shí)驗(yàn)用具 實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(jìn)行高壓蒸汽滅菌 然后再打開培養(yǎng)瓶進(jìn)行清理 三 植物激素在組織培養(yǎng)過(guò)程中的重要作用 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂 脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素 其作用及特點(diǎn)為 1 在生長(zhǎng)素存在的情況下 細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)的趨勢(shì) 2 使用順序不同 結(jié)果不同 具體如下 使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果 先使用生長(zhǎng)素 后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂 但細(xì)胞不分化 先使用細(xì)胞分裂素 后使用生長(zhǎng)素細(xì)胞既分裂又分化 同時(shí)使用分化頻率提高 3 用量比例不同 結(jié)果也不同 的比值 生長(zhǎng)素用量 細(xì)胞分裂素用量 高 利于根的分化 抑制芽的形成 低 利于芽的分化 抑制根的形成 適中 促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng) 四 實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 1 材料的選取 菊花的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中 應(yīng)選擇未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝 月季 花藥的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中 應(yīng)選擇花粉發(fā)育過(guò)程中的單核靠邊期的花粉進(jìn)行培養(yǎng) 2 外植體消毒 所用消毒劑為體積分?jǐn)?shù)為 70 的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0 1 的氯化汞溶液 所 使用的清洗液是無(wú)菌水 3 培養(yǎng)過(guò)程 在初期 菊花的組織培養(yǎng)需光照 月季花藥的培養(yǎng)不需光照 而在后期均需 光照 本部分內(nèi)容與必修內(nèi)容細(xì)胞分化有密切關(guān)系 是高考命題的熱點(diǎn) 命題多考查植物 組織培養(yǎng)基成分與作用 微型繁殖技術(shù) 脫病毒苗培養(yǎng) 名貴中藥材工廠化生產(chǎn)等具體實(shí) 例 復(fù)習(xí)中應(yīng)多加關(guān)注 典例 1 2011 江蘇 下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述 正確的是 A 愈傷組織是一團(tuán)有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞 B 二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株 C 用人工薄膜將胚狀體 愈傷組織等分別包裝可制成人工種子 D 植物耐鹽突變體可通過(guò)添加適量 NaCl 的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選而獲得 解析 愈傷組織細(xì)胞是一團(tuán)排列疏松而無(wú)規(guī)則 高度液泡化的呈無(wú)定形狀態(tài)的 具分生能 力的薄壁細(xì)胞 不具有特定的結(jié)構(gòu)和功能 二倍體的花粉中只含一個(gè)染色體組 將其培養(yǎng) 得到的個(gè)體為單倍體 高度不育 而用秋水仙素處理后得到的植株才能穩(wěn)定遺傳 人工種 子中包裹的是經(jīng)再分化形成的胚狀體 不定芽等 不可以是愈傷組織 用特定的選擇培養(yǎng) 基可篩選出所需要的突變體類型 答案 D 用心 愛(ài)心 專心6 訓(xùn)練 1 下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中 錯(cuò)誤的是 A 培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓 B 培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素影響愈傷組織的生長(zhǎng)和分化 C 離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過(guò)脫分化才能形成愈傷組織 D 同一株綠色開花植物不同部分的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同 解析 綠色開花植物的細(xì)胞有兩種 體細(xì)胞和生殖細(xì)胞 這兩種細(xì)胞所含的核型 基因 是 不同的 同一株綠色開花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因可能不相同 答案 D 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增 DNA 片段 Error 1 細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制與體外 DNA 擴(kuò)增 PCR 技術(shù) 的比較 細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制 PCR 解旋解旋酶 邊解旋邊復(fù)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 Taq DNA 聚合酶 引物 RNA DNA 或 RNA 能量 ATP 不加 溫度體內(nèi)溫和條件高溫 不同點(diǎn) 子鏈合成 一條鏈連續(xù) 先導(dǎo)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(diǎn) 提供 DNA 模板 四種脫氧核苷酸作原料 子鏈延伸的方向都是從 5 端到 3 端 2 PCR 反應(yīng)的過(guò)程及結(jié)果 1 PCR 反應(yīng)過(guò)程 變性 當(dāng)溫度上升到 90 以上時(shí) 雙鏈 DNA 解聚為單鏈 如圖 復(fù)性 系統(tǒng)溫度下降至 50 左右時(shí) 兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈 DNA 結(jié)合 如下圖 延伸 當(dāng)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(bǔ)配對(duì)原則合成新的 DNA 鏈 如下圖 2 結(jié)果 PCR 一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán) 每次循環(huán)都包括變性 復(fù)性 延伸三步 兩引物之間的固定長(zhǎng)度的 DNA 序列呈指數(shù)擴(kuò)增 用心 愛(ài)心 專心7 提醒 DNA 復(fù)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(shí)點(diǎn)高考未曾單獨(dú)考 往往與基因工程等內(nèi)容綜合起來(lái)考查 復(fù)習(xí)中不容忽視 典例 2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) PCR 是一種體外迅速擴(kuò)增 DNA 片段的技術(shù) PCR 過(guò)程一般經(jīng) 歷 30 多次下述循環(huán) 95 條件下使模板 DNA 變性 解鏈 55 條件下復(fù)性 引物與 DNA 模板鏈結(jié)合 72 條件下引物鏈延伸 形成新的脫氧核苷酸鏈 下列有關(guān) PCR 過(guò)程的敘 述 不正確的是 A 變性過(guò)程中破壞的是 DNA 分子內(nèi)堿基對(duì)之間的氫鍵 也可利用解旋酶實(shí)現(xiàn) B 復(fù)性過(guò)程中引物與 DNA 模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)原則完成的 C 延伸過(guò)程中需要 DNA 聚合酶 ATP 4 種核糖核苷酸 D PCR 與細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制相比 其所需要酶的最適溫度較高 解析 PCR 一般要經(jīng)歷 30 多次循環(huán) 每次循環(huán)可以分為變性 復(fù)性和延伸三步 從第二輪 循環(huán)開始 上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng) 并且由引物 延伸而成的 DNA 單鏈會(huì) 與引物 結(jié)合 進(jìn)行 DNA 的延伸 DNA 變性 90 95 雙鏈 DNA 模板在熱作用下 氫鍵 斷裂 形成單鏈 DNA 復(fù)性 55 65 系統(tǒng)溫度降低 引物與 DNA 模板結(jié)合 形成局部 雙鏈 延伸 70 75 在Taq酶 在 72 左右活性最高 的作用下 以 dNTP 三磷酸脫 氧核糖核苷酸的縮寫 為原料 從引物的 5 端向 3 端延伸 合成與模板鏈互補(bǔ)的 DNA 鏈 答案 C 訓(xùn)練 2 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) PCR 是一種體外擴(kuò)增 DNA 片段的技術(shù) 可用于遺傳疾病的診 斷 刑偵破案 古生物學(xué) 基因克隆和 DNA 序列測(cè)定等方面 回答以下問(wèn)題 1 細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制過(guò)程中 引物的作用是 而且 DNA 復(fù)制的前提是 2 PCR 利用了 原理 可通過(guò)控制溫度來(lái)控制雙鏈的解旋與結(jié)合 3 PCR 技術(shù)用到的酶是 與細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制時(shí)發(fā)揮相同作用的酶相比區(qū)別在于 4 下面表格是 DNA 體內(nèi)復(fù)制與 PCR 反應(yīng)的部分比較結(jié)果 通過(guò)比較分析 請(qǐng)推導(dǎo)出 PCR 反 應(yīng)合成 DNA 子鏈時(shí)能量來(lái)源于 原 料 ATP DNA 體內(nèi)復(fù)制四種脫氧核苷酸需要 PCR 反應(yīng) 脫氧胞苷三磷酸 脫氧腺苷三磷酸 脫氧胸苷三磷酸 脫氧鳥苷三磷酸 不需要 5 假如 PCR 反應(yīng)所用的引物含有放射性 模板不具有放射性 且引物不被切除 則經(jīng)過(guò)n 次循環(huán) 具有放射性的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的比值為 解析 1 DNA 具有雙螺旋結(jié)構(gòu) 復(fù)制時(shí)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 所以打開氫鍵 DNA 聚合 酶方可在引物的引導(dǎo)下從引物 3 端開始連接脫氧核苷酸 2 PCR 技術(shù)就是模擬細(xì)胞內(nèi) DNA 復(fù)制的一項(xiàng)技術(shù) 只不過(guò)該技術(shù)中雙鏈的解旋與結(jié)合是通過(guò)溫度來(lái)控制的 原因在于 DNA 具有熱變性 3 TaqDNA 聚合酶具有耐高溫的特性 4 DNA 無(wú)論是體內(nèi)復(fù)制還是體外 復(fù)制 子鏈合成過(guò)程中都要消耗能量 而 PCR 反應(yīng)不加入 ATP 供能 且加入的原料也不是 四種脫氧核苷酸 可見(jiàn) PCR 所用原料在水解成相應(yīng)脫氧核苷酸時(shí) 能釋放出等同于 ATP 水 解的能量 5 DNA 復(fù)制 n 次產(chǎn)生 2n個(gè) DNA 共有 2n 1條脫氧核苷酸鏈 由于母鏈不具有放 用心 愛(ài)心 專心8 射性 所以具有放射性的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的比值為 2n 1 2 2n 1 2n 1 2n 答案 1 使 DNA 聚合酶能夠從引物的 3 端開始連接脫氧核苷酸 解開雙鏈 或打開氫鍵 2 DNA 的熱變性 3 TaqDNA 聚合酶 耐高溫 4 所用原料水解產(chǎn)生相應(yīng)脫氧核苷酸時(shí)所 釋放的能量 5 2n 1 2n 血紅蛋白的提取和分離 Error 1 方法及原理 方 法原 理 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) 電泳法各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身大小 形狀的不同 2 實(shí)驗(yàn)操作程序 1 樣品處理 紅細(xì)胞的洗滌 除去血漿蛋白等雜質(zhì) 有利于后續(xù)步驟的分離純化 血紅蛋白的釋放 使紅細(xì)胞破裂 血紅蛋白釋放出來(lái) 分離血紅蛋白溶液 經(jīng)過(guò)離心使血紅蛋白和其他雜質(zhì)分離開來(lái) 便于下一步對(duì)血紅蛋白 的純化 2 粗分離 原理 透析袋能使小分子自由出入 而將大分子保留在袋內(nèi) 透析可以除去樣品中相對(duì) 分子質(zhì)量較小的雜質(zhì) 過(guò)程 取 1 mL 的血紅蛋白溶液裝入透析袋中 將透析袋放入盛有 300 mL 的物質(zhì)的量濃 度為 20 mmol L 的磷酸緩沖液中 pH 為 7 0 透析 12 h 目的 除去樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì) 可用于更換樣品的緩沖液 圖示 注意 透析時(shí)間為 12 h 透析袋是用硝酸纖維素制成 小分子可自由進(jìn)出 而大分子 保留在袋內(nèi) 3 純化 一般采用凝膠色譜法對(duì)血紅蛋白進(jìn)行分離和純化 4 純度鑒定 一般用 SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳方法 來(lái)測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量 即對(duì)血紅 蛋白進(jìn)行純度鑒定 3 結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 項(xiàng) 目分 析 血液樣品的處理 分層明顯 樣品處理完成 分層不明 顯的原因 洗滌次數(shù)少 未能除去血漿蛋白 離心速度過(guò)高和時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 凝膠色譜柱的裝填 放一支與凝膠柱垂直的日光燈 直接檢查加入 大分子有色物質(zhì)如藍(lán)色葡聚糖 2 000 或紅色 葡聚糖 若色帶均勻 狹窄 平整 裝填成功 血紅蛋白的分離血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻 狹窄 平整 隨洗 用心 愛(ài)心 專心9 脫液緩慢流出 分離成功 提醒 用凝膠色譜法分離和純化蛋白質(zhì) 滴加樣品時(shí) 吸管管口貼著管壁環(huán)繞移動(dòng)加樣 同時(shí)注意不要破壞凝膠面 在蛋白質(zhì)分離過(guò)程中 應(yīng)仔細(xì)觀察紅色區(qū)帶在洗脫過(guò)程中的移動(dòng)情況 如果紅色區(qū)帶均 勻一致地移動(dòng) 說(shuō)明色譜柱制作成功 本考點(diǎn)高考命題較少涉及 為冷考點(diǎn) 復(fù)習(xí)時(shí)還應(yīng)熟悉血紅蛋白提取和分離的程序和原理 典例 3 2011 廣東理綜 24 以下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述 不正確的是 A 洗滌紅細(xì)胞時(shí) 使用生理鹽水可防止紅細(xì)胞破裂 B 豬成熟紅細(xì)胞中缺少細(xì)胞器和細(xì)胞核 提純時(shí)雜蛋白較少 C 血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過(guò)程的監(jiān)測(cè) D 在凝膠色譜法分離過(guò)程中 血紅蛋白比分子量較小的雜蛋白移動(dòng)慢 解析 豬成熟紅細(xì)胞中缺少細(xì)胞器和細(xì)胞核 提純時(shí)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(xì)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(xì)胞時(shí) 要用生理鹽水反復(fù)洗滌 既要將紅細(xì)胞洗滌干凈 又要不破壞紅細(xì)胞 然后再用蒸餾水和甲苯使紅細(xì)胞破裂 釋放出血紅蛋白 分離提純血紅蛋白時(shí)用凝膠色譜 法 是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小來(lái)分離蛋白質(zhì) 相對(duì)分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)移動(dòng)速度較快 血紅蛋白的顏色可用于觀察紅色區(qū)帶的移動(dòng)情況 并據(jù)此判斷分離效果 故 D 不正確 答案 D 訓(xùn)練 3 如圖表示血紅蛋白提取和分離的部分實(shí)驗(yàn)裝置 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 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 其在紅細(xì)胞中的作用體現(xiàn)了蛋白 質(zhì)具有 功能 2 甲裝置中 B 是血紅蛋白溶液 則 A 是 乙裝置中 C 溶液的作用是 3 甲裝置用于 目的是 用乙裝置分離蛋白質(zhì)的方法叫 是根據(jù) 分離蛋白質(zhì)的有效方法 4 用乙裝置分離血紅蛋白時(shí) 待 時(shí) 用試管收集流出液 每 5 mL 收集一管 連 續(xù)收集 解析 本題易出錯(cuò)的地方有 2 小題中 A 是磷酸緩沖溶液 C 也是磷酸緩沖溶液 它的作 用一是保持血紅蛋白的結(jié)構(gòu)不被破壞 再一個(gè)是洗脫血紅蛋白 這是常常出錯(cuò)的地方 透 析是粗分離蛋白質(zhì)的方法 透析后得到的蛋白質(zhì)還要進(jìn)行純化和純度鑒定 在鑒定純度時(shí) 常用 SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳法 正確思路應(yīng)為 血紅蛋白在氧分壓高的地方與氧結(jié)合 在氧分壓低的地方與氧分離 起到 運(yùn)輸氧的作用 圖甲表示的是透析過(guò)程 將裝有血紅蛋白溶液的透析袋放入盛有 300 mL 的 物質(zhì)的量濃度為 20 mmol L 的磷酸緩沖液中 pH 為 7 0 透析的目的是去除樣品中分子質(zhì) 用心 愛(ài)心 專心10 量較小的雜質(zhì) 圖乙表示用凝膠色譜柱洗脫血紅蛋白的操作示意圖 凝膠實(shí)際上是一些微 小的多孔球體 小球體內(nèi)部有許多貫穿的通道 相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)不能進(jìn)入凝膠 內(nèi)部的通道 只能在凝膠外部移動(dòng) 通過(guò)的路程較短 移動(dòng)速度較快 相對(duì)分子質(zhì)量較小 的蛋白質(zhì)比較容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道 通過(guò)的路程較長(zhǎng) 移動(dòng)速度較慢 因此 樣品中 相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)先流出 相對(duì)分子質(zhì)量中等的分子后流出 相對(duì)分子質(zhì)量最小 的分子最后流出 從而使相對(duì)分子質(zhì)量不同的各種分子得以分離 因此相對(duì)分子質(zhì)量不同 的蛋白質(zhì)分子可以獲得分離 這種分離血紅蛋白的方法叫凝膠色譜法 樣品的加入和洗脫 的大致過(guò)程是 調(diào)整緩沖液面 滴加透析樣品 樣品滲入凝膠床 洗脫 收集 C 溶液是 磷酸緩沖液 其作用是洗脫血紅蛋白 待紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端時(shí)開始收集流出液 答案 1 運(yùn)輸 2 磷酸緩沖液 洗脫血紅蛋白 3 透析 粗分離 去除樣品中分子質(zhì)量 較小的雜質(zhì) 凝膠色譜法 相對(duì)分子質(zhì)量的大小 4 紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端 訓(xùn)練 4 下列關(guān)于血紅蛋白分離中樣品處理及粗分離的描述 錯(cuò)誤的是 A 紅細(xì)胞洗滌 此操作的目的是去除紅細(xì)胞內(nèi)的雜蛋白 B 血紅蛋白釋放 此操作需要將洗滌好的紅細(xì)胞放入蒸餾水中 C 分離血紅蛋白溶液 離心后紅色透明液體是血紅蛋白的水溶液 D 透析 此操作的目的是去除分子量較小的雜質(zhì) 解析 紅細(xì)胞洗滌的目的是去除血漿中的蛋白質(zhì) 答案 A 植物有效成分的提取 Error 1 幾種物質(zhì)的提取方法 原理及步驟 提取物質(zhì)提取方法提取原理步 驟 血紅蛋白 凝膠色 譜法 電泳法 根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的 大小 各種分子帶電 性質(zhì)差異以及分子本身 大小 形狀的不同 樣品處理 粗提取 純化 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(qiáng)的植物芳香油攜帶出 來(lái) 水蒸氣蒸餾 分離油 層 除水 過(guò)濾 橘皮精油壓榨法 通過(guò)機(jī)械加壓 壓榨出 果皮中的芳香油 石灰水浸泡 漂 洗 壓榨 過(guò)濾 靜 置 再次過(guò)濾 胡蘿卜素萃取法 使提取物溶解在有機(jī)溶 劑中 蒸發(fā)后得到提取 物 粉碎 干燥 萃取 過(guò)濾 濃縮 提醒 不同物質(zhì)的提取是根據(jù)其理化性質(zhì)的不同來(lái)進(jìn)行的 因此在提取物質(zhì)時(shí) 應(yīng)先確定 該物質(zhì)的理化性質(zhì) 然后再選擇適宜的提取方法進(jìn)行提取 2 實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì) 1 玫瑰精油的提取實(shí)驗(yàn)流程 鮮玫瑰花 清水 1 4 水蒸氣蒸餾 油水混合物分離油層除水 加入NaCl 加入無(wú)水Na2SO4 用心 愛(ài)心 專心11 玫瑰油 過(guò)濾 2 橘皮精油的提取實(shí)驗(yàn)流程 石灰水浸泡橘皮 漂洗 壓榨 過(guò)濾 靜置 再次過(guò)濾 橘皮油 3 胡蘿卜素的提取實(shí)驗(yàn)流程 胡蘿卜 粉碎 干燥 萃取 過(guò)濾 濃縮 胡蘿卜素 提醒 水中蒸餾對(duì)于柑橘和檸檬等原料不適用 因?yàn)樗姓麴s會(huì)導(dǎo)致原料焦糊和有效成分 水解 3 用層析法鑒定時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 1 選擇干凈的濾紙 為防止操作時(shí)濾紙的污染 應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙 可以戴手 套進(jìn)行操作 2 點(diǎn)樣時(shí)應(yīng)注意點(diǎn)樣斑點(diǎn)不能太大 直徑應(yīng)小于 0 5 cm 如果用吹風(fēng)機(jī)吹干 溫度不宜 過(guò)高 否則斑點(diǎn)會(huì)變黃 3 將點(diǎn)好樣的濾紙卷成筒狀 卷紙時(shí)注意濾紙兩邊不能互相接觸 以免因毛細(xì)管現(xiàn)象導(dǎo)致 溶劑沿濾紙兩邊的移動(dòng)加快 使溶劑前沿不齊 影響結(jié)果 本部分內(nèi)容 部分省份高考不作要求 復(fù)習(xí)中多關(guān)注考試說(shuō)明 典例 4 2011 海南 許多植物含有天然香料 如薄荷葉中含有薄荷油 現(xiàn)用薄荷葉 提取薄荷油 回答下列問(wèn)題 1 薄荷油是揮發(fā)性物質(zhì) 提取薄荷油時(shí)應(yīng)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(shí) 采用的溶劑是 原理是 3 用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時(shí) 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(wú)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(shí)考查識(shí)記和理解能力及解決實(shí)際問(wèn)題的能力 2 用萃取法提取薄荷油時(shí) 采用的溶劑是酒精 利用的原理是芳香油易溶于有機(jī)溶劑 3 用 水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時(shí) 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(wú)水硫酸鈉 可以將其中的 水分去除 放置過(guò)夜 再通過(guò)過(guò)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(zhì) 鮮薄荷葉才含薄荷油 2 酒精 薄荷油易溶于有機(jī)溶劑酒精中 3 使油水混合物分層 分液漏斗 除水 過(guò)濾 法 訓(xùn)練 5 生物組織中有機(jī)物的提取方法有很多種 例如 凝膠色譜法 電泳法 蒸餾 法 壓榨法和萃取法等 不同的有機(jī)物提取的方法各有不同 1 玫瑰精油稱為 液體黃金 是世界香料工業(yè)不可取代的原料 提取出的玫瑰精油要求 不含有任何添加劑或化學(xué)原料 其提取方法主要是 2 杏仁油富含礦物質(zhì)和維生素 是一種質(zhì)地輕柔 高滲透性的保濕劑 主要通過(guò) 法提取 3 萃取胡蘿卜素前 要將胡蘿卜徹底粉碎的主要目的是 4 血紅蛋白的提取方法可以采用 該方法主要是利用血紅蛋白的哪一特性將它與 用心 愛(ài)心 專心12 其他物質(zhì)分開的 解析 1 玫瑰精油不能含有任何化學(xué)原料 所以不能用萃取法 而其又具有揮發(fā)性較強(qiáng)等 特點(diǎn) 適于水蒸氣蒸餾法 2 杏仁油的提取原料為種子 一般用于食用應(yīng)采用壓榨法 3 萃 取法的萃取效率在原料相同時(shí)決定于萃取劑的性質(zhì)和使用量 還有接觸面積 4 血紅蛋白 分子大小與成熟紅細(xì)胞中其他成分相差較大 答案 1 水蒸氣蒸餾法 2 壓榨 3 使原料顆粒變小 加大萃取效率 4 凝膠色譜法 相對(duì)分子質(zhì)量的大小 1 2010 浙江理綜 6 將無(wú)根的非洲菊幼苗轉(zhuǎn)入無(wú)植物激素的培養(yǎng)基中 在適宜的溫度 和光照等條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后 應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是 解析 植物組織培養(yǎng)過(guò)程中 由外植體脫分化形成愈傷組織需要一定量的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分 裂素 愈傷組織再分化形成根 芽的過(guò)程也需要一定濃度的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 且生長(zhǎng) 素和細(xì)胞分裂素的不同配比對(duì)形成根 芽的影響不同 本題中的無(wú)根幼苗本身就能夠產(chǎn)生 一定量的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 能夠促使基部細(xì)胞脫分化 再分化出根來(lái) 所以會(huì)出現(xiàn) B 項(xiàng)現(xiàn)象 答案 B 2 2010 全國(guó)新課標(biāo) 37 下列是與芳香油提取相關(guān)的問(wèn)題 請(qǐng)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(zhì) 蒸餾時(shí)收集的蒸餾液 是 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(guò)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(guò)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 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) 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(xué)性質(zhì)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(lái) 難溶于水 冷卻后油水會(huì)重新分層 所以玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取 2 用心 愛(ài)心 專心13 當(dāng)水和原料量一定時(shí) 影響精油提取量的主要因素有蒸餾時(shí)間和蒸