(全國通用版)2022高考生物二輪復習 專題八 生物技術(shù)實踐 考點3 植物有效成分的提取、DNA技術(shù)學案

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1、(全國通用版)2022高考生物二輪復習 專題八 生物技術(shù)實踐 考點3 植物有效成分的提取、DNA技術(shù)學案 1.三種生物成分的提取方法、原理及步驟的比較 提取物質(zhì) 提取方法 提取原理 步驟 玫瑰精油 蒸餾法 利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來 ①水蒸氣蒸餾; ②分離油層(加NaCl); ③除水過濾(加無水Na2SO4) 橘皮精油 壓榨法 通過機械加壓,壓榨出果皮中的芳香油 ①石灰水浸泡、漂洗; ②壓榨、過濾、靜置; ③再次過濾 胡蘿卜素 萃取法 使提取物溶解在有機溶劑中,蒸發(fā)后得到提取物 ①粉碎、干燥; ②萃取、過濾; ③濃縮 特別

2、提醒 (1)胡蘿卜素不溶于水,含水量影響胡蘿卜素的萃取效果。 (2)油脂類物質(zhì)不易揮發(fā),可選用萃取法從菌體中提取。 (3)萃取加熱時要加裝冷疑回流裝置,目的是防止加熱時有機溶劑揮發(fā)。 (4)β-胡蘿卜素在人體肝臟中可被氧化成兩分子的維生素A,因此可用于治療因缺乏維生素A引起的夜盲癥等。 2.把握物質(zhì)分離的5種方法 (1)分離油水混合物:分液法。 (2)除去固體物和殘渣:過濾法。 (3)除去液體中質(zhì)量較小的固體殘留物:離心法。 (4)除去芳香油中的殘留水分:加入無水硫酸鈉后過濾的方法。 (5)除去萃取液中的有機溶劑:蒸餾法。 3.明確冷凝管的2種用法 (1)冷凝收集油水混合

3、物:如玫瑰精油的提取。 (2)冷凝回流:如胡蘿卜素的提取。 4.DNA粗提取與鑒定實驗原理 (1)DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同,其中在物質(zhì)的量濃度為0.14 mol/L時最低。 (2)DNA不溶于酒精,但是細胞中的一些有機物如某些蛋白質(zhì)則溶于酒精,因此可以用酒精提純。 (3)DNA遇二苯胺(沸水浴)會被染成藍色,因此,二苯胺可用來鑒定DNA分子。 5.DNA的粗提取與鑒定實驗流程 選取材料→破碎細胞,獲取含DNA的濾液→去除濾液中的雜質(zhì)→DNA的析出與鑒定。 1.(2017·全國Ⅲ,37)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,難溶于

4、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____________________________________ ________________________________________________________________________ ____________________________________________

5、____________________________。 (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______________________________________

6、__________________ ________________________________________________________________________。 (5)該實驗操作過程中應注意的事項是________________________________________ ______________________________________________________________(答出兩點即可)。 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,用于提取的極性有機溶劑會被水稀釋,進而降低對物質(zhì)W的提取效果

7、 (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 解析 (1)因高溫烘干過程中,植物甲中的物質(zhì)W易被破壞;新鮮的植物甲含水量高,用于提取的極性有機溶劑會被水稀釋,進而降低對物質(zhì)W的提取效果。所以在提取物質(zhì)W時,最好應選用的原料是晾干的植物甲,而不選用高溫烘干或新鮮的植物甲。 (2)提取物質(zhì)W時,振蕩的作用是使原料和溶劑充分混勻。 (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去除提取液中的色素。 (4)丙酮(沸點56 ℃)、乙醇(沸點約78 ℃)兩種溶劑,由于丙酮沸點相對

8、較低,而溫度過高會導致物質(zhì)W分解,所以在提取物質(zhì)W時,應選用丙酮作提取劑。 (5)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。 方法技巧 (1)某種不知名物質(zhì)X或W提取選擇何種方法,要根據(jù)該物質(zhì)的特性進行選擇。(2)如何處理X或W所對應的植物材料甲或乙,要根據(jù)選擇提取的方法來處理。 2.回答下列有關(guān)植物有效成分提取的問題: (1)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時,通常在萃取前要將胡蘿卜__________和干燥,以提高萃取效率;萃取加熱時需安裝冷凝回流裝置,其目的是防止________________;水蒸氣蒸餾法__________(填“適合”或“不適合”

9、)胡蘿卜素的提??;鑒定萃取物中是否含有胡蘿卜素時,通??刹捎胈_______法,在鑒定的過程中需要用____________進行比對。 (2)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時,分離出的油層中加入無水硫酸鈉的作用是__________________,除去固體硫酸鈉的常用方法是__________。 (3)橘皮精油的有效成分在用水蒸氣蒸餾時會發(fā)生部分水解,使用水中蒸餾法又會產(chǎn)生原料焦糊的問題,所以一般采用__________法。 答案 (1)粉碎 有機溶劑的揮發(fā) 不適合 紙層析 標準樣品 (2)除去少量的水 過濾 (3)壓榨 解析 (1)由于新鮮的胡蘿卜含有大量的水分,故萃取前要將胡蘿卜粉碎和

10、干燥以提高萃取效率。安裝冷凝回流裝置,其目的是防止有機溶劑的揮發(fā)。水蒸氣蒸餾法不適合胡蘿卜素的提取,因為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。要鑒定萃取物中是否含有胡蘿卜素時,通常采用紙層析法,在鑒定過程中需要用標準樣品進行比對。 (2)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時,在油水混合物中加入氯化鈉的作用是讓油層和水層分離。由于分離的油層中還會含有一定量的水分,一般加入無水硫酸鈉吸水,然后再過濾除去固體硫酸鈉即可。 (3)橘皮精油的有效成分在用水蒸氣蒸餾時會發(fā)生部分水解,使用水中蒸餾法又會產(chǎn)生原料焦糊問題,所以一般采用壓榨法。 3.利用生物技術(shù)可以從生物材

11、料中提取一些特定的有效成分?;卮鹨韵孪嚓P(guān)問題: (1)玫瑰精油化學性質(zhì)穩(wěn)定,難溶于水,揮發(fā)性________(填“較強”或“較弱”),適宜采用水蒸氣蒸餾法進行提取。經(jīng)上述方法提取后可收集到乳白色的乳濁液,應向乳濁液中加入__________(填“NaCl”或“無水Na2SO4”)使其分層。 (2)提取橘皮精油的方法與玫瑰精油不同,其流程是采用__________浸泡→漂洗→__________→過濾→靜置→再次過濾→獲得橘皮精油。 (3)現(xiàn)有乙醇、乙醚和乙酸乙酯,沸點依次為78 ℃、35 ℃和77 ℃,應選擇______________________作為溶劑從植物組織中萃取胡蘿卜素,理

12、由是_____________ ________________________________________________________________________。 若要對提取樣品進行鑒定,可將該樣品與__________樣品的紙層析結(jié)果進行比對。 (4)炒胡蘿卜時要多加__________,以利于胡蘿卜素的溶解,從而更易被人體吸收。 答案 (1)較強 NaCl (2)石灰水 壓榨 (3)乙酸乙酯 乙酸乙酯不溶于水,沸點較高且毒性較低 標準 (4)食用油 解析 (1)玫瑰精油的化學性質(zhì)穩(wěn)定,揮發(fā)性較強,難溶于水,易溶于有機溶劑,能隨水蒸氣一同蒸餾。水蒸氣蒸餾法是植物芳香

13、油提取的常用方法,其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,收集到乳白色的乳濁液,向乳濁液中加入NaCl,增加鹽濃度,就會出現(xiàn)明顯的分層。 (2)提取橘皮精油的流程是石灰水浸泡→漂洗→壓榨→過濾→靜置→再次過濾→獲得橘皮精油。 (3)提取胡蘿卜素的萃取劑應該具有較高的溶點,能充分溶解胡蘿卜素,不與水混溶,且毒性較低,所以應選乙酸乙酯。鑒定時,應與標準樣品比對。 (4)胡蘿卜素易溶于有機溶劑,炒胡蘿卜時要多加食用油,以利于胡蘿卜素的溶解,從而更易被人體吸收。 4.下圖為“DNA的粗提取與鑒定”實驗的相關(guān)操作。 (1)圖中實驗材料A可以是________等,研磨前加入的B應

14、該是________________________________________________________________________。 (2)通過上述所示步驟得到濾液C后,再向濾液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是____________________,再過濾得到濾液D,向濾液D中加入蒸餾水的目的是________________________________________________________________________ ______________________________________________________________

15、__________。 (3)在“DNA的粗提取與鑒定”實驗中,將含有一定雜質(zhì)的DNA絲狀物分別放入體積為 2 mL的4種溶液中,經(jīng)攪拌后過濾,獲得如表所示的4種濾液,含DNA最少的是濾液________。 1 研磨液 攪拌后過濾 濾液E 2 2 mol/L NaCl溶液 攪拌后過濾 濾液F 3 0.14 mol/L NaCl溶液 攪拌后過濾 濾液G 4 冷卻的95%的酒精溶液 攪拌后過濾 濾液H (4)DNA鑒定的原理是__________________________________________________ ______________

16、__________________________________________________________。 答案 (1)洋蔥(菜花等) 洗滌劑和食鹽 (2)使DNA溶解 使DNA(溶解度下降而沉淀)析出 (3)H (4)在沸水浴條件下,DNA與二苯胺反應呈現(xiàn)藍色 5.根據(jù)植物芳香油提取的相關(guān)知識,回答下列問題: (1)玫瑰精油的提取可使用如圖所示裝置,這種方法叫__________法;蒸餾時收集的蒸餾液__________(填“是”或“不是”)純的玫瑰精油,而是______________________________。進水口是圖中的________(填圖中的編號)。

17、 (2)檸檬芳香油的提取常用__________法。 (3)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時,在油水混合物中加入氯化鈉的作用是__________,便于油水分離。分離出的油層中加入無水硫酸鈉的作用是__________,除去固體硫酸鈉的常用方法是__________。 答案 (1)水蒸氣蒸餾 不是 玫瑰精油和水的混合物 ③ (2)壓榨 (3)增加鹽溶液的濃度,擴大油與水溶液的濃度差 吸收殘留的水分 過濾 解析 (1)分析題圖裝置可知,該圖是蒸餾裝置,用該裝置提取玫瑰精油的方法叫水蒸氣蒸餾法;錐形瓶中收集到的液體不是純凈的玫瑰精油,是玫瑰精油和水的混合物,圖中冷凝管中的水是由下到上流動的,故進水

18、口為③。 (2)檸檬芳香油主要貯存在檸檬皮部分,用水中蒸餾法提取檸檬芳香油時容易導致原料焦糊,水蒸氣蒸餾還會導致檸檬芳香油的有效成分部分分解,因此不適宜用蒸餾法,通常采用壓榨法。 (3)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時,在油水混合物中加入氯化鈉的作用是可以增加鹽溶液的濃度,擴大油與水溶液的濃度差,便于油水分離。分離出的油層中加入無水硫酸鈉的作用是吸收薄荷油中殘留的水分,除去固體硫酸鈉的常用方法是過濾。 6.胡蘿卜素可用于治療因缺乏維生素A而引起的各種疾病,還是常用的食品色素,還具有使癌變細胞恢復為正常細胞的作用。如圖是提取胡蘿卜素的實驗流程示意圖,請回答下列相關(guān)問題: →→→→→→ (1)

19、除了可以從植物中提取天然胡蘿卜素外,還可以從養(yǎng)殖的巖藻中獲得或者利用__________生產(chǎn)。 (2)新鮮的胡蘿卜含有大量的水分,在胡蘿卜素的提取過程中,要對新鮮的胡蘿卜進行__________處理,但要注意控制__________和時間,這是因為_______________________ ________________________________________________________________________。 (3)圖中A過程表示________,此過程用到的有機溶劑應該具有較高的________,能夠充分________胡蘿卜素,并且不與水混溶。 (4)

20、圖中B過程表示__________,濃縮之前進行過濾的目的是__________________________。 答案 (1)微生物的發(fā)酵 (2)干燥 溫度 溫度太高、干燥時間太長會導致胡蘿卜素分解 (3)萃取 沸點 溶解 (4)濃縮 除去萃取液中的不溶物 解析 (1)天然胡蘿卜素除取自植物外,還可以從養(yǎng)殖的巖藻中獲得或利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)。(2)進行有機溶劑萃取時應對原料進行干燥處理。(3)圖中A為萃取,該過程所用到的有機溶劑應具有較高的沸點,能充分溶解胡蘿卜素,且不與水混溶。(4)圖中B為濃縮,在濃縮前應進行過濾以除去萃取液中的不溶物。 7.實驗中對DNA進行鑒定時,做如下操作:

21、 試管 序號   A B 1 加2 mol/L的NaCl溶液5 mL 加2 mol/L的NaCl溶液5 mL 2 不加 加入提取的DNA絲狀物并攪拌 3 加4 mL二苯胺,混勻 加4 mL二苯胺,混勻 4 沸水浴5分鐘 沸水浴5分鐘 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論 (1)根據(jù)上圖,完成表格空白處的實驗內(nèi)容。 (2)對于B試管,完成1、2、3的操作后溶液顏色如何? ________________________________________________________________________。 (3)在沸水浴中加熱的目的是_

22、_____________________________________________, 同時說明DNA對高溫有較強的__________。 (4)A試管在實驗中的作用是__________。 (5)B試管中溶液顏色的變化程度主要與________________________________有關(guān)。 答案 (1)溶液不變藍色 溶液逐漸變藍色 DNA在沸水浴的情況下遇二苯胺會被染成藍色 (2)溶液顏色基本不變 (3)加快顏色反應速度 耐受性 (4)對照 (5)加入試管中的DNA(絲狀物)的多少 解析 A、B兩試管形成對照,B試管中含DNA絲狀物,A試管中不含,起對照作用,其他條件均完全相同。本實驗強調(diào)反應條件是沸水浴加熱5 min,這樣可加快顏色反應的速度,觀察對比兩試管的顏色時要等到冷卻以后。

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