第35讲 生物技术在其他方面的应用

基础知识巩固考点互动探究考例考法直击教师备用习题,第35讲生物技术在其他方面的应用,考试说明,1从生物材料中提取某些特定的成分(实验探究能力)。2DNA的粗提取与鉴定(实验探究能力)。,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学成分是萜类化合物及其衍生物，特点是_强，易溶于_溶剂。(2)提取方法：_、压榨和_等。(3)玫瑰精油的提取,链接教材,2.制作流程,图11351,挥发性,有机,蒸馏,萃取,水蒸气蒸馏,水蒸气,水气蒸馏,水蒸气蒸馏,NaCl,无水Na2SO4,(4)橘皮精油的提取图11352,链接教材,2胡萝卜素的提取(1)方法：_法。(2)萃取剂的选择：萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解_，并且不与水混溶。(3)影响萃取的因素主要因素：_和使用量。次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。,压榨法,机械加压,压榨,静置,萃取,胡萝卜素,萃取剂的性质,链接教材,(4)提取装置的设计加热方式：采用_加热，避免_加热。防止挥发的装置：安装_装置。(5)实验流程(6)胡萝卜素的鉴定：_法。,二、DNA的粗提取与鉴定1原理图11353,水浴,明火,回流冷凝,粉碎,萃取,酒精,NaCl,浓缩,纸层析,高温,洗涤剂,二苯胺,蓝色,链接教材,2实验步骤,红细胞吸水破裂,瓦解细胞膜,溶解DNA,NaCl溶液,蛋白酶,高温,冷却的酒精溶液,二苯胺,蓝色,考点一植物有效成分的提取,植物芳香油提取方法的比较,提醒用萃取法提取植物有效成分应注意的问题萃取温度和时间都会影响萃取的效果，萃取效率在一定范围内，与萃取温度呈正相关，通常采用加热的方法提高萃取效率。萃取温度过高会影响植物有效成分的品质，因此萃取时应严格控制温度，适当延长萃取时间。2胡萝卜素提取中需要注意的问题(1)层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以带手套进行操作。(2)点样时注意应快速细致，点样斑点不能太大(直径应小于0.5cm)。(3)将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免因毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。,12016湖北5月模拟受中医古籍肘后备急方中将青蒿“绞汁”用药的启发，屠呦呦采用低温提取的方法，从黄花蒿中直接提取得到青蒿素，青蒿素是治疗疟疾的特效药。青蒿素易溶于有机溶剂，不溶于水，不易挥发，对热不稳定。回答下列问题：(1)青蒿素的提取_(填“适宜”或“不宜”)采用水蒸气蒸馏法提取，原因是_。(2)屠呦呦采用乙醚浸提法提取青蒿素，其提取流程与胡萝卜素的提取具有相似之处。在用乙醚浸泡提取前，先要对黄花素茎叶进行_和干燥，以提高萃取效率；干燥过程应控制好_和干燥时间，以防止_。(3)青蒿素是从野生植物黄花蒿中提取，曾被世界卫生组织称作是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”，这一实例表明了生物多样性的_价值。,典例追踪,答案(1)不宜青蒿素不易挥发，且对热不稳定(2)粉碎干燥温度青蒿素分解(3)直接,解析(1)水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质，而青蒿素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出，且对热不稳定，所以水蒸气蒸馏法不适用提取青蒿素。(2)由于青蒿素易溶于有机溶剂，不溶于水，从黄花蒿中提取青蒿素时，应采用萃取法，并且通常在提取前将黄花蒿茎叶进行粉碎和干燥，以提高效率；干燥过程应控制好温度和时间，以防止青蒿素分解。(3)青蒿素是从野生植物黄花蒿中提取，曾被世界卫生组织称作是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”，这一实例表明了生物多样性的直接价值。,22016辽宁葫芦岛一模植物芳香油可以从大约50多个科植物中提取，不同植物芳香油的提取方法不同。请回答下列问题：(1)玫瑰精油是制作高级香水的主要成分，通常采用水中蒸馏法进行提取。它的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成_，冷却后又会重新分出_。(2)在用上述方法提取玫瑰精油过程中，多种因素都会影响产品的品质。如果蒸馏的_、_，产品质量就会比较差。(3)使用水蒸气蒸馏法提取橘皮精油时，由于其有效成分会发生_，使用水中蒸馏法又会发生_的问题，所以一般采用压榨法。(4)用压榨法提取橘皮精油的实验流程一般为_漂洗压榨过滤静置_橘皮精油。,典例追踪,解析(1)蒸馏法的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后又会重新分出油层和水层。(2)提取过程中，许多因素都会影响玫瑰精油的品质，例如蒸馏温度太高，时间太短，会导致产品的品质比较差。(3)使用水蒸气蒸馏法提取橘皮精油时，由于其有效成分会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会发生原料焦糊的问题，所以一般采用压榨法。(4)用压榨法提取橘皮精油的实验流程一般为石灰水浸泡漂洗压榨过滤静置再次过滤橘皮精油。,答案(1)油水混合物油层和水层(2)温度太高时间太短(二者无顺序)(3)部分水解原料焦糊(4)石灰水浸泡再次过滤,考点二DNA的粗提取与鉴定,1DNA和蛋白质在不同NaCl溶液中溶解度的比较,DNA的粗提取与鉴定中的“2、3、4”,12016江苏南通一模如图11354所示为“DNA的粗提取与鉴定”实验的部分操作过程，有关分析错误的是()图11354,典例追踪,A图中加入蒸馏水的目的相同B图中向鸡血细胞液内加入少许嫩肉粉有助于去除杂质C图操作的目的是纯化DNA，去除溶于95%酒精中的杂质D图中2mol/LNaCl溶液能溶解黏稠物中的DNA,解析中加蒸馏水是为了使血细胞吸水涨破，中加入蒸馏水是为了降低氯化钠溶液的浓度，使DNA析出，A项错误。嫩肉粉中含有蛋白酶，能够水解蛋白质，因此图中向鸡血细胞液内加入少许嫩肉粉有助于去除杂质，B项正确。DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，因此操作的目的是纯化DNA，去除溶于95%酒精中的杂质，C项正确。图中2mol/LNaCl溶液能溶解黏稠物中的DNA，D项正确。,答案A,12015全国卷已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题：(1)显微观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用_染色。微生物A产生的油脂不易挥发，可选用_(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以_为碳源的固体培养基进行培养。,(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用_直接计数；若要测定其活菌数量，可选用_法进行计数。(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35、40、45温度下降解10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg，则上述三个温度中，_条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕_设计后续实验。,解析(1)油脂可被苏丹染液染成橘黄色，或被苏丹染液染成红色。由于微生物A产生的油脂不易挥发，故提取时可选用萃取法，而不能用水蒸气蒸馏法。(2)根据酶的专一性，为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以油脂为碳源的固体培养基进行培养，不产生脂肪酶的微生物无法生存。(3)测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用血细胞计数板直接计数；若要测定其活菌数量，可选用稀释涂布平板法进行计数。(4)据题可知，在35、40、45温度下，45时降解10g油脂所需酶量最大，故该温度下酶活力最小。由于40时酶活性相对较大，因此，为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕该温度设计后续实验。,答案(1)苏丹(或苏丹)萃取法(2)油脂(3)血细胞计数板稀释涂布平板(4)4540,22015全国卷回答与胡萝卜素有关的问题：(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是_(填“胡萝卜素”“胡萝卜素”或“胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子_，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为_，胡萝卜素是_(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。(2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，_(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的_作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是_。,答案(1)胡萝卜素维生素A夜盲症非挥发性(2)需要(3)乙酸乙酯萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇为水溶性有机溶剂,解析本题考查胡萝卜素及胡萝卜素的提取。(1)胡萝卜素中最主要的组成成分是胡萝卜素。一分子的胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素A。缺乏维生素A可导致夜盲症，在弱光下视物不清。胡萝卜素不易挥发，属于非挥发性物质。(2)工业上提取天然胡萝卜素的方法之一是从养殖的岩藻中获取，提取胡萝卜素时需先将富含胡萝卜素的新鲜岩藻干燥，以免影响萃取的量。(3)由于胡萝卜素不溶于水而溶于有机溶剂，所以选择萃取剂时要选择能充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶的有机溶剂。乙醇为水溶性有机溶剂，能与水混溶，而乙酸乙酯不与水混溶。,1胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产生胡萝卜素的微生物体中提取获得，流程如下：(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，可选用_或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需要先灼烧接种环，其目的是_。(2)培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可以分别为酵母菌R提供_和_。(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和_，以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用_方式加热。萃取液浓缩前需进行过滤，其目的是_。(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需要用胡萝卜素标准样品作为_。,答案(1)稀释涂布平板法灭菌(防止杂菌污染)(2)碳源氮源(3)时间水浴滤去不溶物(4)(实验)对照,解析(1)微生物接种常用稀释涂布平板法和平板划线法，为了避免其他杂菌的污染，接种过程要进行无菌操作，接种前对接种环灼烧就是为了杀灭接种环上的微生物。(2)蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供碳源和氮源。(3)胡萝卜素不是很稳定，温度过高、干燥时间过长会导致其分解；由于萃取剂往往具有挥发性，且易燃烧，如果直接加热挥发出来的有机溶剂遇明火易燃烧爆炸，故采用水浴加热的方式，萃取后需将原料中的固体物滤去。(4)用纸层析法鉴定时需要用标准样品作为对照。,2某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10g。剪碎后分成两组，一组置于20，另一组置于20条件下，保存24h。DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。第二步：先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液，再加入20mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。,第三步：取6支试管，分别加入等量的2mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测：在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。(注：“”越多表示蓝色越深),分析上述实验过程，回答下列问题：(1)该探究性实验课题名称是_。(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少_。(3)根据实验结果，得出结论并分析。结论1：与20相比，相同实验材料在20条件下保存，DNA的提取量较多。结论2：_。针对结论1，请提出合理的解释：_。(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是_。然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。,答案(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响(2)DNA断裂(3)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多低温抑制了相关酶的活性，D