高考二轮总复习选修《生物组织中有效成分提取和分离技术应用》讲义

() [答案] √
15．不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材
料培养的难易程度相同( ) [答案] × 16．在PCR技术中延伸的温度必须大于复性温度，而小
于变性温度( )
[答案] √ 17．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测
[答案] √
()
18．蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解下来，再 把水蒸发掉，剩余的就是芳香油( )
2．提取橘皮精油的实验 (1)方法：一般采用 压榨 法。 (2)实验流程 石灰水浸泡→漂洗→ 压榨 →过滤→静置→再次 过滤 →橘皮油
3．胡萝卜素的提取
①不溶于 水 (1)胡萝卜素的性质②微溶于乙醇
③易溶于 石油醚 等有机溶剂
(2)胡萝卜素的提取① ②提 石取 油方 醚法 最： 适宜萃作取
[答案] ×
——网络要点强化—— [知识网络]
[答案] ①多聚酶链式 ②凝胶色谱 ③纸层析
[重要语句] 1．植物芳香油的提取方法是压榨法、蒸馏法和萃取法 等。 2．凝胶色谱法的原理是根据相对分子质量的大小分离 蛋白质的有效方法。 3．电泳法的原理是利用待分离样品中各种分子带电性 质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产 生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。
(3)萃取、过滤得到的液体是溶有胡萝卜素的萃取剂，由 于胡萝卜素不易挥发，而萃取剂易挥发，因此可以利用蒸馏 装置蒸发掉萃取剂。(4)由于标准的胡萝卜素只有一种色素， 而提取样品中会含有其他色素和杂质，根据层析的结果可 知，A、C扩散的结果只有一种色素，应为标准样品样点， 而B、D层析的结果有两种物质，应为提取样品样点，其中 与A、C层析结果相同的是物质甲，为胡萝卜素，乙为其他 色素和杂质。
[解析] 本题考查胡萝卜素的提取和鉴定的有关知识。 (1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前要将胡萝卜粉 碎和干燥。干燥是为了去水，以提高萃取效率。(2)水蒸气蒸 馏法不适合胡萝卜素的提取，因为水蒸气蒸馏法适用于分离 挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸 馏出。(3)由于萃取温度和萃取时间会影响萃取效果，提高温 度有利于胡萝卜素溶于有机溶剂，但是如果温度过高会破坏 胡萝卜素，因此为了提高萃取效果，应严格控制萃取温度并 延长萃取时间。
法 萃取剂
(3)胡萝卜素的提取流程
胡萝卜→粉碎→ 干燥 →萃取→ 过滤 →浓缩→胡萝卜素
(4)胡萝卜素的鉴定： 纸层析 法。
二、DNA和蛋白质技术 1．DNA的粗提取与鉴定 (1)基本原理：利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在 物理和化学性质 方面的差异，提取DNA，去除其他成分。 (2)DNA的粗提取原理。 ①DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中 溶解度 不同。在NaCl溶液浓度为 0.14 mol/L 时，DNA的 溶解度最小。 ②DNA不溶于 酒精 溶液，但是细胞中的某些蛋白质则 溶于酒精溶液。
3．血红蛋白的提取和分离
① 凝胶色谱法：依据相对分子质量的 大小分离蛋白质 (1)常用方法② 电泳法：依据 带电性质差异 、分子 本身大小、形状的不同分离蛋白质
(2)实验步骤：样品处理(红细胞的洗涤→血红蛋白的释放 →分离血红蛋白溶液)→粗分离→ 纯化 →纯度鉴定。
判断正误
(4)由于有机溶剂易挥发，而胡萝卜素不易挥发，因此除 去萃取液中的有机溶剂可采用蒸馏法。有机溶剂可经冷凝回 收再利用。(5)胡萝卜素的鉴定通常采用纸层析法。胡萝卜素 能够溶解在层析液中，并随层析液在滤纸上的扩散而扩散， 且扩散速度与溶解度呈正相关。可以用标准样品(胡萝卜素) 作为对照，分析萃取样品是否含胡萝卜素和杂质。
[答案] (1)水蒸气 不是 (2)橘黄 萃取 水浴 负 (3)溶有胡萝卜素的萃取剂 去除萃取剂 (4)A和C 胡萝卜素 其他色素和杂质
考点二 DNA和蛋白质技术 1．DNA与蛋白质在物理化学性质方面的差异
比较项目
DNA
蛋白质
溶 2 mol/L 解 NaCl溶 性 液中
溶解
析出
0.14 mol/L NaCl溶 液中
1．DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在0.14
mol/L的NaCl溶液中溶解度最低( ) [答案] √ 2．DNA不溶于冷酒精，可用酒精进一步提取DNA( ) [答案] √ 3．DNA与二苯胺溶液反应生成紫色物质( ) [答案] ×
4．利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的 先洗脱出来( )
[答案] × 5．在电泳过程中，蛋白质分子的移动速度，与分子本 身的大小和形状无关，而与所带电荷的差异有关( ) [答案] × 6．在SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳中，电泳迁移速率完全 取决于分子的大小( ) [答案] √
7．DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，不能从头开始 合成DNA( )
[答案] √ 8．在PCR技术中，DNA的合成方向总是从子链的3′端 向5′端延伸( ) [答案] × 9．植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等( )
(2)用萃取法提取植物有效成分应注意的问题 ①萃取温度和时间都会影响萃取的效果，萃取效率与萃 取温度呈正相关，通常采用加热的方法提高萃取效率。 ②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。
(2015·新课标全国卷Ⅱ)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 “α­胡萝卜素”、“β­胡萝卜素”或“γ­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。
(3)影响胡萝卜素萃取的因素及解决措施
影响因素 萃取剂的性质 原料的颗粒大小、紧
密程度 材料的含水量
萃取温度
萃取时间
解决措施 用水不溶性有机溶剂
粉碎
干燥 探索最佳萃取温度，
严格控制温度 适当延长萃取时间
(1)植物有效成分的提取方法不同 根据不同的植物精油的性质，选择合适的方法进行提 取。 ①能够利用蒸馏法提取的物质应该具有热稳定性，否则 会发生植物有效成分的分解。 ②不适于蒸馏法的可以考虑压榨法，但是需要原料中植 物芳香油的含量较大，否则不易压榨出来。
(2)胡萝卜素是________色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝 卜素常用的是________法，采用________加热。一般情况 下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量呈 ________相关。
(3)经萃取、过滤得到的液体是_______________ ____________________，之后还需上述装置进行浓缩处理， 该装置所起作用是________________。
提
取 水蒸气蒸
方
馏法
法
压榨法
有机溶剂萃 取法
利用水蒸
实 验
原 理
气将挥 发性较 强的植 物芳香 油携带
通过机械加 压，压榨 出果皮中 的芳香油
使芳香油溶 解在有机 溶剂中， 蒸发溶剂 获得芳香 油
适用 范围
适用于提取 玫瑰油、 薄荷油等 挥发性强 的芳香油
适用于柑橘 芳香油、 柠檬芳香 油等原料 易焦糊芳 香油的提 取
析出
溶解
酒精溶液 中
析出
溶解
耐 蛋白酶
无影响
水解
2.比较细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR)
项目
DNA复制
PCR
场所
细胞内
细胞外
能量
不
同 点
酶
ATP提供能量
[解析] (1)胡萝卜素中最主要的组成成分是β­胡萝卜 素，β­胡萝卜素在人体内可以转变成维生素A，后者缺乏会 引起夜盲症。胡萝卜素是非挥发性物质。(2)用养殖的岩藻作 为原料提取胡萝卜素时要进行干燥处理，以利于萃取。(3)萃 取胡萝卜素的有机溶剂应该能够充分溶解胡萝卜素，并且不 与水混溶，乙醇属于水溶性有机溶剂。
第4讲 生物组织中有效成分的提取与分离技术
基础
知识回顾
考纲要求
考纲分析
(1)从生物材料 (1)包括DNA和蛋白 中提取某些 质技术及植物有 特定成分(Ⅱ) 效成分的提取
(2)DNA粗提 取与鉴定(Ⅱ)
(2)包括DNA提取与 鉴定的原理和操 作流程
一、植物有效成分的提取 1．提取玫瑰精油实验 (1)方法： 水蒸气蒸馏 法。 (2)实验流程
适用范围广， 要求原料 的颗粒要 尽可能细 小，能充 分浸泡在 有机溶剂 中
生产成本低，
优点
简单易行， 便于分离
易保持原 料原有的 结构和功
出油率高， 易分离
2.增加植物有效成分提取量的关键措施 (1)蒸馏法提取植物芳香油。 ①提取量主要取决于植物材料中芳香油的含量。 ②由于植物芳香油易挥发，因此用水蒸气蒸馏法提取植 物芳香油时应选择新鲜的植物材料(干燥后植物芳香油挥 发)。 (2)压榨法提取植物芳香油：植物材料中的果胶、果蜡会 影响压榨和出油率，压榨前通常采用石灰水浸泡的方法除去 果胶、果蜡，以提高出油率。
[答案] (1)β­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
题组训练 1．根据相关知识，回答胡萝卜素提取和鉴定方面的问 题。 (1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前要将胡萝 卜粉碎和________，以提高萃取效率。 (2)水蒸气蒸馏法________(填“适合”或“不适合”)胡 萝卜素的提取，原因是_____________________________。
(4)图二为鉴定结果示意图，请据图回答。
A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是_______。 甲代表的物质是________，乙代表的物质是________。
[解析] (1)图中装置为蒸馏装置，提取玫瑰精油可用水 蒸气蒸馏法。蒸馏时，玫瑰精油和水蒸气一起蒸馏出来，经 冷凝后得到的是油水混合物，不是纯的玫瑰精油。(2)胡萝卜 素是橘黄色的结晶。由于胡萝卜素易溶于有机溶剂，因此提 取胡萝卜素常用萃取法。由于有机溶剂易燃易爆，因此为了 加快胡萝卜素的溶解，常采用水浴加热。由于原料的含水量 影响提取效率，因此提取效率与原料颗粒的含水量呈负相 关。