山東省高考生物生物技術實踐第3講 生物技術在其他方面的應用導學案含解析新人教版選修1

1、第3講生物技術在其他方面的應用李仕才考綱要求全國卷五年考情1.從生物材料中提取某些特定的成分2017·卷t37,2015·卷t39,2015·卷t392.dna的粗提取與鑒定無考題考點一| 植物芳香油和胡蘿卜素的提取(對應學生用書第241頁)識記基礎梳理1玫瑰精油的提取步驟及注意事項(1)鮮玫瑰花瓣與清水質(zhì)量比為14(2)水蒸氣蒸餾(3)油水混合物(4)分離油層分液時不要將水放干，否則會損失部分玫瑰精油(5)除水靜置過夜(6)過濾除去固體na2so4(7)玫瑰油2橘皮精油的提取步驟及注意事項(1)石灰水浸泡分解果膠，破壞細胞結(jié)構(gòu)，壓榨時不會滑脫，提高出油率，過濾時

2、不會堵塞篩眼 (2)漂洗洗去石灰水 (3)壓榨 (4)過濾(5)靜置510 下靜置57天，使雜質(zhì)沉淀 (6)再次過濾 (7)橘皮油包括濾液與吸出的上層橘油3胡蘿卜素的提取與鑒定(1)胡蘿卜素的性質(zhì)：胡蘿卜素是橘黃色結(jié)晶，化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機溶劑。(2)實驗步驟及注意事項：粉碎原料的顆粒大小和緊密程度影響萃取效率干燥原料的含水量影響萃取效率萃取過濾過濾萃取液，除去不溶固體物質(zhì)濃縮：對萃取液進行濃縮，以揮發(fā)掉有機溶劑胡蘿卜素(3)胡蘿卜素的鑒定鑒定方法：紙層析法。鑒定原理：不同色素在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上的擴散速度不同，通過比較提取樣品和標準樣

3、品層析的結(jié)果，可以判斷提取樣品的純度。實驗步驟：量做基線：在18 cm×30 cm濾紙下端距底邊2 cm處做一 基線，在基線上取a、b、c、d四點對照點樣：a、d點點標準樣品，b、c點點提取樣品干燥層析：吹干濾紙上的溶劑，放入色譜容器中層析對比觀察：對比觀察萃取樣品與標準樣品的異同結(jié)果分析(如下圖)：a為­胡蘿卜素，b為其他色素。 理解深化探究1植物芳香油提取方法的比較提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法有機溶劑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提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法有機溶劑萃取

4、法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(gòu)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2胡蘿卜素層析過程中的注意事項(1)點樣的斑點直徑不能太大，點樣要快速、細致。(2)卷紙時注意濾紙的兩邊不能相互接觸，以免溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，溶劑前沿不齊，

5、影響結(jié)果。(3)如用吹風機吹干，溫度不宜過高，否則斑點會變黃。(4)紙層析過程不能讓層析液淹沒點樣，否則實驗失敗。運用考向?qū)毧枷?芳香油的提取與分離1(2018·昆明市高三檢測)回答下列玫瑰精油提取中的有關問題。(1)用于提取精油的玫瑰花一般在花開的盛期采收，原因是_。(2)可用萃取法提取玫瑰精油，依據(jù)是_。要使有機溶劑不與水混溶，最好選用_(填“乙酸乙酯”或“乙醇”)作為萃取劑。(3)也可用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油，依據(jù)是_。蒸餾獲得乳化液后需加入_，促進油水分層。(4)用傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法，玫瑰精油出油率較低。科研人員在適宜條件下用不同的輔助方法探究最優(yōu)提取方法，結(jié)果如下表。不

6、同處理無輔助方法超聲波、微波酶高壓脈沖電場出油率(%)0.08020.09300.09000.1050蒸餾時間(h)42.532該實驗的自變量是_，據(jù)實驗結(jié)果，水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油的最優(yōu)輔助方法為_，依據(jù)是_。解析(1)玫瑰花開的盛期，花朵中含油量最高，最適合提取玫瑰精油。(2)玫瑰精油難溶于水，易溶于有機溶劑，所以一般用萃取法提取玫瑰精油；乙醇可以溶于水，所以要使有機溶劑不與水混溶，最好選用乙酸乙酯作為萃取劑。(3)玫瑰精油的化學性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，能隨水蒸氣一同蒸餾，所以也可以用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油；蒸餾獲得乳化液后需加入nacl，以促進油水分層。(4)根據(jù)表格分析，該實驗的自變量

7、是不同的輔助方法，因變量是出油率和時間；根據(jù)實驗結(jié)果分析，高壓脈沖電場輔助提取方法下，出油率最高，用的時間最短，說明該方法最好。答案(1)此階段花朵含油量最高(2)玫瑰精油難溶于水，易溶于有機溶劑乙酸乙酯(3)玫瑰精油的化學性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，能隨水蒸氣一同蒸餾nacl(4)不同的輔助方法高壓脈沖電場輔助提取高壓脈沖電場輔助提取玫瑰精油出油率較高，達到最高出油率的蒸餾時間較短薄荷葉富含維生素、蛋白質(zhì)和薄荷油，具有疏散風熱、清利咽喉、消炎鎮(zhèn)痛的作用。請回答下列問題：(1)植物芳香油的提取方法有蒸餾法、壓榨法和_等。提取薄荷油可以用水蒸氣蒸餾法，該方法能利用水蒸氣將_的薄荷油攜帶出來。(2)在提取

8、薄荷油的過程中，向得到的油水混合物中加入nacl后，薄荷油將分布于液體的_(填“上層”或“下層”)，然后用_將這兩層分開。分離得到的薄荷油油層中含有一定量的水分，可用_吸水。解析(1)植物芳香油的提取方法有蒸餾法、壓榨法和萃取法等。薄荷油具有揮發(fā)性強的特點，可用水蒸氣蒸餾法提取。(2)在提取薄荷油的過程中，向得到的油水混合物中加入nacl后薄荷油將分布在上層?？捎梅忠郝┒穼蓪臃珠_。用無水na2so4將薄荷油中的水除去。答案(1)萃取法揮發(fā)性較強(2)上層分液漏斗無水na2so4考向2胡蘿卜素的提取與分離2(2017·江西省南昌市二模)請回答下列有關胡蘿卜素提取的問題：(1)從植物中

9、提取胡蘿卜素常用的方法是_，所用溶劑具有_的特點。(2)萃取前，要將胡蘿卜進行粉碎和干燥，新鮮的胡蘿卜干燥處理時要注意控制_。(3)因為有機溶劑易燃，萃取時應采用_方式加熱。為了防止加熱時有機溶劑揮發(fā)，還要在加熱瓶口安裝_裝置，而萃取液可進一步用蒸餾裝置進行_處理。(4)鑒定胡蘿卜素粗品的方法是_。在18 cm×30 cm濾紙下端距底邊2 cm處做一基線，在基線上取a、b、c、d四點，用最細的注射器針頭分別吸取0.10.4 ml溶解在石油醚中的_樣品和提取樣品，在a、d和b、c點上點樣。點樣液揮發(fā)干后，將濾紙卷成圓筒狀，置于裝有1 cm深的石油醚的密封玻璃瓶中進行層析。解析(1)從植

10、物中提取胡蘿卜素常用的方法是萃取法，用于萃取胡蘿卜素的萃取劑應具有較高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，且不與水混溶的特點。(2)新鮮的胡蘿卜含有大量的水分，在干燥處理時要注意控制溫度和時間，溫度太高、干燥時間太長會導致胡蘿卜素分解。(3)萃取劑為有機溶劑，有機溶劑易燃，因此萃取時應采用水浴方式加熱。為了防止加熱時有機溶劑揮發(fā)，還要在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置，而萃取液可直接使用蒸餾裝置進行濃縮處理。(4)鑒定胡蘿卜素粗品的方法是紙層析法。在18 cm×30 cm濾紙下端距底邊2 cm處做一基線，在基線上取a、b、c、d四點，用最細的注射器針頭分別吸取0.10.4 ml溶解在石油醚中的標準

11、樣品和提取樣品，在a、d和b、c點上點樣。點樣液揮發(fā)干后，將濾紙卷成圓筒狀，置于裝有1 cm深的石油醚的密封玻璃瓶中進行層析。答案(1)萃取法較高的沸點，能充分溶解胡蘿卜素，且不與水混溶(2)溫度和時間(3)水浴加熱回流冷凝(冷凝管)濃縮(4)紙層析法標準技法總結(jié)物質(zhì)分離的方法及植物有效成分的提取方法1物質(zhì)分離的方法：(1)分離油水混合物可以采用分液的方法。(2)除去壓榨液中的固體物和殘渣通常采用過濾的方法。(3)除去液體中質(zhì)量較小的固體殘留物通常采用離心的方法。(4)除去芳香油中的殘留水分常采用加入無水硫酸鈉后過濾的方法。(5)除去不易揮發(fā)的植物有效成分中的有機溶劑常采用蒸餾法。2依據(jù)植物有

12、效成分的特性選擇提取方法：(1)提取揮發(fā)性強的植物芳香油：蒸餾法。(2)提取易溶于有機溶劑的植物有效成分：萃取法。(3)提取原料中含量高的植物有效成分：壓榨法。3鑒定胡蘿卜素常采取紙層析法。胡蘿卜素是一種常用的食用色素，在保護視力方面具有重要功效。從胡蘿卜或產(chǎn)胡蘿卜素的微生物菌體中提取胡蘿卜素的流程圖如下，請據(jù)圖回答：(1)篩選產(chǎn)胡蘿卜素的酵母菌r時，從功能上看，所用培養(yǎng)基為_培養(yǎng)基。(2)在培養(yǎng)酵母菌r時，培養(yǎng)基中的蔗糖和硝酸鹽可提供_等營養(yǎng)。(3)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素，干燥時應控制好_，以防止胡蘿卜素分解；萃取時一般不直接用酒精燈加熱而用水浴加熱，因為_。在萃取液濃縮前需要進行_。(4)

13、用紙層析法鑒定提取的胡蘿卜素時需用_作為對照。(5)某同學通過植物組織培養(yǎng)獲得無病毒高產(chǎn)胡蘿卜植株，在操作時不慎污染了培養(yǎng)基。欲確定培養(yǎng)基上的微生物中是否含有纖維素分解菌，可將它們放在含_染料且以_為唯一碳源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)鑒別。解析本題考查微生物的分離和培養(yǎng)、植物有效成分的提取等有關知識。(2)蔗糖含有c、h、o三種元素，可提供碳源，硝酸鹽可以提供氮源。(3)干燥處理時要控制好時間和溫度，防止胡蘿卜素分解，萃取劑易燃易爆，因此萃取時一般不用酒精燈加熱，濃縮之前要進行過濾。(4)用紙層析法進行鑒定時，要用胡蘿卜素標準樣品進行對照實驗。(5)由于剛果紅能與纖維素形成紅色復合物，因此可以用來鑒定纖維

14、素分解菌的存在，培養(yǎng)基中以纖維素為唯一碳源，可以讓能分解纖維素的細菌生長。答案 (1)選擇(2)碳源和氮源(3)時間和溫度萃取劑易燃易爆過濾(4)胡蘿卜素標準樣品(5)剛果紅纖維素考點二| dna的粗提取與鑒定 (對應學生用書第243頁)識記基礎梳理1基本原理(1)dna的粗提?。豪胐na與rna、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學性質(zhì)方面的差異，提取dna，去除其他成分。(2)dna與蛋白質(zhì)在物理、化學性質(zhì)方面的差異比較項目dna蛋白質(zhì)溶解性2 mol/l nacl溶液中溶解析出0.14 mol/l nacl溶液中析出溶解酒精溶液中析出溶解耐受性蛋白酶無影響水解高溫80 以上變性不能忍受6080

15、的高溫(3)dna的鑒定：dna二苯胺藍色。2實驗流程 理解深化探究明確實驗中三種重復操作的目的和作用1加2次蒸餾水(1)加到雞血細胞液中，使血細胞吸水漲破。(2)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。2用紗布過濾3次(1)過濾血細胞破裂液，得到含細胞核物質(zhì)的濾液。(2)濾取0.14 mol/l的nacl溶液中析出的dna(黏稠物)。(3)過濾溶有dna的2 mol/l的nacl溶液。3用4次nacl溶液(1)用2 mol/l的nacl溶液，過濾除去不溶的雜質(zhì)。(2)用0.14 mol/l的nacl溶液，析出dna。

16、(3)用2 mol/l的nacl溶液，溶解dna。(4)用2 mol/l的nacl溶液，溶解絲狀物用于dna的鑒定。運用考向?qū)毧枷蚩疾閐na的粗提取與鑒定的原理及操作流程等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。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，

17、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：材料保存溫度花菜辣椒蒜黃20 20 注：“”越多表示藍色越深。分析上述實驗過程，回答下列問題：(1)該探究性實驗課題名稱是_。(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。解析從題目實驗步驟看出，該實驗的課題是

18、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。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降解速度慢真題驗收| 感悟高考淬煉考能 (對應學生用書第244頁)1(2017·全國卷)綠色植物甲含有物質(zhì)w，該物質(zhì)為無色針狀晶體，易溶于極性有機溶劑，

19、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，最好應選用的一種原料是_(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，振蕩的作用是_。(3)活性炭具有很強的吸附能力，在提取過程中，用活性炭處理提取液的目的是_。(4)現(xiàn)有丙酮(沸點56 )、乙醇(沸點約78 )兩種溶劑，在提取物質(zhì)w時，應選用丙酮作為提取劑，理由是_。(5)該實驗操作過程中應注意的事項是_(答出兩點即可)。解析(1)高溫烘干過程中，植物甲中的物質(zhì)w易被破壞；新鮮的植物

20、甲含水量高，用于提取的極性有機溶劑會被水稀釋，進而降低對物質(zhì)w的提取效果，因此，原料應選用晾干的植物甲。(2)提取物質(zhì)w時，振蕩的作用是使粉碎的顆粒與有機溶劑充分混勻，從而使物質(zhì)w充分溶解于極性有機溶劑中。(3)綠色植物甲中含有色素，色素也能溶于有機溶劑，用活性炭處理提取液的目的是去除提取液中的色素，以增加成品的純度。(4)與乙醇相比，丙酮的沸點較低，而物質(zhì)w受熱易分解，故應選用丙酮作為提取劑，蒸餾時物質(zhì)w分解較少。(5)在該實驗操作過程中應注意的事項是在溫度較低的情況下操作，防火，控制處理的時間等。答案(1)晾干高溫烘干過程中，植物甲中的物質(zhì)w易被破壞；新鮮的植物甲含水量高，用于提取的極性有

21、機溶劑會被水稀釋，進而降低對物質(zhì)w的提取效果(2)使原料和溶劑充分混勻(3)去除提取液中的色素(4)丙酮沸點低于乙醇，蒸餾時物質(zhì)w分解較少(5)在溫度較低的情況下操作，防火2(2015·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

22、)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_。解析(1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素有三類，其中最主要的是­胡蘿卜素，­胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成維生素a，維生素a缺乏會導致夜盲癥。胡蘿卜素是非揮發(fā)性物質(zhì)。(2)胡蘿卜素的提取一般采用萃取法，萃取前需要對材料進行干燥處理，以提高萃取的效率。(3)萃取胡蘿卜素的有機溶劑應該具有很高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶，如乙酸乙酯。乙醇是水溶性有機溶劑，因萃取過程中能與水混溶而影響萃取效果，所以不用它作萃取劑。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

23、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(其他合理答案也給分)3(2017·海南高考)綠藻a是某種單細胞綠藻，能夠合成物質(zhì)w。某小組為探究氮營養(yǎng)缺乏對綠藻a增殖及物質(zhì)w累計的影響，將等量的綠藻a分別接種在氮營養(yǎng)缺乏(實驗組)和氮營養(yǎng)正常(對照組)的兩瓶培養(yǎng)液中，并在適宜溫度和一定光強下培養(yǎng)。定時取樣并檢測細胞濃度和物質(zhì)w的含量，結(jié)果如圖。(1)從圖甲可知，在氮營養(yǎng)正常培養(yǎng)液的瓶中，綠藻a的種群增長曲線呈_型。(2)綜合圖甲和圖乙的信息可知，在生產(chǎn)上，若要用少量的綠藻a獲得盡可能多的物質(zhì)w，可以采取的措施是_。(3)若物質(zhì)w是類胡蘿卜素，根據(jù)類胡蘿卜素不易揮發(fā)和易溶于有機溶劑的特點，應選擇的提取方法是_。用紙層析法可以將類胡蘿卜素與葉綠素分開，紙層析法分離的原理是_。(4)在以上研究的基礎上，某人擬設計實驗進一步研究氮營養(yǎng)缺乏程度對物質(zhì)w積累的影響，則該實驗的自變量是_。(5)與在光照條件下相比，若要使綠藻a在黑暗條件下增殖，需要為其提供_(填“葡萄糖”或“纖維素”)作為營養(yǎng)物質(zhì)，原因是_。解析(1)由甲圖可知，在氮營養(yǎng)正常培養(yǎng)液的瓶