（全國(guó)通用版）2022高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題八 生物技術(shù)實(shí)踐 考點(diǎn)3 植物有效成分的提取、DNA技術(shù)學(xué)案

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1、（全國(guó)通用版）2022高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題八 生物技術(shù)實(shí)踐 考點(diǎn)3 植物有效成分的提取、DNA技術(shù)學(xué)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(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái) ①水蒸氣蒸餾； ②分離油層(加NaCl)； ③除水過濾(加無(wú)水Na2SO4) 橘皮精油 壓榨法 通過機(jī)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(jī)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(shí)要加裝冷疑回流裝置，目的是防止加熱時(shí)有機(jī)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?jiān)哼^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(wú)水硫酸鈉后過濾的方法。 (5)除去萃取液中的有機(jī)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(shí)驗(yàn)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(shí)最低。 (2)DNA不溶于酒精，但是細(xì)胞中的一些有機(jī)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(huì)被染成藍(lán)色，因此，二苯胺可用來(lái)鑒定DNA分子。 5．DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)流程 選取材料→破碎細(xì)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(guó)Ⅲ，37)綠色植物甲含有物質(zhì)W，該物質(zhì)為無(wú)色針狀晶體，易溶于極性有機(jī)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。回答下列問題： (1)在提取物質(zhì)W時(shí)，最好應(yīng)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(shí)，振蕩的作用是_______________________________________________。 (3)活性炭具有很強(qiáng)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(diǎn)56 ℃)、乙醇(沸點(diǎn)約78 ℃)兩種溶劑，在提取物質(zhì)W時(shí)，應(yīng)選用丙酮作為提取劑，理由是______________________________________

6、__________________ ________________________________________________________________________。 (5)該實(shí)驗(yàn)操作過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)是________________________________________ ______________________________________________________________(答出兩點(diǎn)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(jī)溶劑會(huì)被水稀釋，進(jìn)而降低對(duì)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(diǎn)低于乙醇，蒸餾時(shí)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(jī)溶劑會(huì)被水稀釋，進(jìn)而降低對(duì)物質(zhì)W的提取效果。所以在提取物質(zhì)W時(shí)，最好應(yīng)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(shí)，振蕩的作用是使原料和溶劑充分混勻。 (3)活性炭具有很強(qiáng)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(diǎn)56 ℃)、乙醇(沸點(diǎn)約78 ℃)兩種溶劑，由于丙酮沸點(diǎn)相對(duì)

8、較低，而溫度過高會(huì)導(dǎo)致物質(zhì)W分解，所以在提取物質(zhì)W時(shí)，應(yīng)選用丙酮作提取劑。 (5)該實(shí)驗(yàn)操作過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)是在溫度較低的情況下操作，防火，控制處理的時(shí)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(jìn)行選擇。(2)如何處理X或W所對(duì)應(yīng)的植物材料甲或乙，要根據(jù)選擇提取的方法來(lái)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(shí)，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(shí)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(shí)，通常可采用________法，在鑒定的過程中需要用____________進(jìn)行比對(duì)。 (2)用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時(shí)，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__________。 (3)橘皮精油的有效成分在用水蒸氣蒸餾時(shí)會(huì)發(fā)生部分水解，使用水中蒸餾法又會(huì)產(chǎn)生原料焦糊的問題，所以一般采用__________法。 答案　(1)粉碎　有機(jī)溶劑的揮發(fā)　不適合　紙層析　標(biāo)準(zhǔn)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(jī)溶劑的揮發(fā)。水蒸氣蒸餾法不適合胡蘿卜素的提取，因?yàn)樗魵庹麴s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(shí)，通常采用紙層析法，在鑒定過程中需要用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行比對(duì)。 (2)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讓油層和水層分離。由于分離的油層中還會(huì)含有一定量的水分，一般加入無(wú)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(shí)會(huì)發(fā)生部分水解，使用水中蒸餾法又會(huì)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(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，揮發(fā)性________(填“較強(qiáng)”或“較弱”)，適宜采用水蒸氣蒸餾法進(jìn)行提取。經(jīng)上述方法提取后可收集到乳白色的乳濁液，應(yīng)向乳濁液中加入__________(填“NaCl”或“無(wú)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(diǎn)依次為78 ℃、35 ℃和77 ℃，應(yīng)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(duì)提取樣品進(jìn)行鑒定，可將該樣品與__________樣品的紙層析結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。 (4)炒胡蘿卜時(shí)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(qiáng)　NaCl　(2)石灰水　壓榨　(3)乙酸乙酯　乙酸乙酯不溶于水，沸點(diǎn)較高且毒性較低　標(biāo)準(zhǔn)　(4)食用油 解析　(1)玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，揮發(fā)性較強(qiáng)，難溶于水，易溶于有機(jī)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(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，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(huì)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(yīng)該具有較高的溶點(diǎn)，能充分溶解胡蘿卜素，不與水混溶，且毒性較低，所以應(yīng)選乙酸乙酯。鑒定時(shí)，應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)樣品比對(duì)。 (4)胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑，炒胡蘿卜時(shí)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(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作。 (1)圖中實(shí)驗(yàn)材料A可以是________等，研磨前加入的B應(yīng)

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

15、__________。 (3)在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)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(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色 5．根據(jù)植物芳香油提取的相關(guān)知識(shí)，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(shí)收集的蒸餾液__________(填“是”或“不是”)純的玫瑰精油，而是______________________________。進(jìn)水口是圖中的________(填圖中的編號(hào))。

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(shí)，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(wú)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?、邸?2)壓榨　(3)增加鹽溶液的濃度，擴(kuò)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(dòng)的，故進(jìn)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(shí)容易導(dǎo)致原料焦糊，水蒸氣蒸餾還會(huì)導(dǎo)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(shí)，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(kuò)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(wú)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(xì)胞恢復(fù)為正常細(xì)胞的作用。如圖是提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程示意圖，請(qǐng)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(duì)新鮮的胡蘿卜進(jìn)行__________處理，但要注意控制__________和時(shí)間，這是因?yàn)開______________________ ________________________________________________________________________。 (3)圖中A過程表示________，此過程用到的有機(jī)溶劑應(yīng)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(jìn)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(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解　(3)萃取　沸點(diǎn)　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(jìn)行有機(jī)溶劑萃取時(shí)應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行干燥處理。(3)圖中A為萃取，該過程所用到的有機(jī)溶劑應(yīng)具有較高的沸點(diǎn)，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(yīng)進(jìn)行過濾以除去萃取液中的不溶物。 7．實(shí)驗(yàn)中對(duì)DNA進(jìn)行鑒定時(shí)，做如下操作：

21、 試管 序號(hào)　　 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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 (1)根據(jù)上圖，完成表格空白處的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 (2)對(duì)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(shí)說明DNA對(duì)高溫有較強(qiáng)的__________。 (4)A試管在實(shí)驗(yàn)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(lán)色　溶液逐漸變藍(lán)色　DNA在沸水浴的情況下遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色　(2)溶液顏色基本不變　(3)加快顏色反應(yīng)速度　耐受性　(4)對(duì)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(duì)照，B試管中含DNA絲狀物，A試管中不含，起對(duì)照作用，其他條件均完全相同。本實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)反應(yīng)條件是沸水浴加熱5 min，這樣可加快顏色反應(yīng)的速度，觀察對(duì)比兩試管的顏色時(shí)要等到冷卻以后。