高考生物大一轮复习第51讲生物技术在其他方面的应用优选学案

第51讲生物技术在其他方面的应用考纲要求考情分析命题趋势1．蛋白质的提取和分离2．从生物材料中提取某些特定成分2017，全国卷Ⅲ，37T2015，全国卷Ⅰ，39T2015，全国卷Ⅱ，39T主要考查从生物材料中提取某些特定的成分，命题形式基本上是非选择题分值：2～15分一、血红蛋白的提取和分离1．方法及原理方法原理凝胶色谱法根据__相对分子质量的大小__分离蛋白质电泳法各种分子__带电性质__的差异以及分子本身大小、形状的不同样品处理：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液↓粗分离：用__透析__法除去样品中相对分子质量较小的杂质↓纯化：用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化↓纯度鉴定：用__SDS －聚丙烯酰胺凝胶电泳__法来测定蛋白质的 相对分子质量，即对血红蛋白进行纯度鉴定 二、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：鲜玫瑰花――→加清水__水蒸气蒸馏__―→油水混合物加入__NaCl__玫瑰油――→过滤除水――→加入！！！ 无水Na 2SO 4 ###分离油层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)胡萝卜素的性质⎩⎪⎨⎪⎧ ①不溶于！！！ 水 ###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提取方法：！！！ 萃取 ###法②石油醚最适宜作！！！ 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。

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后可得到稳定遗传的植株。

( × )(2)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养。

( √ )(3)制备好的MS 培养基用于植物组织培养时，需要加入植物激素。

( √ )(4)被子植物的花粉发育要经过小孢子四分体时期、双核期和单核期等阶段。

( × ) (5)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，根据提取的芳香油的用途选择提取的方法。

( × )2．下列关于生物技术实践的叙述中，正确的是( D )A ．用于果酒、果醋、腐乳制作的主要菌种都是有氧呼吸型真核生物B ．海藻酸钠溶液浓度过低会导致制作的凝胶珠呈蝌蚪状C．用菜花提取DNA时加入一定量的洗涤剂和食盐，充分研磨过滤后弃去滤液D．用移液管稀释菌液时，吹吸三次的目的是使菌液与水充分混合解析用于果酒、果醋、腐乳制作的主要菌种分别是酵母菌、醋酸杆菌和毛霉，其中醋酸杆菌为原核生物，酵母菌的呼吸类型为兼性厌氧型；海藻酸钠溶液浓度过高会导致制作的凝胶珠呈蝌蚪状；用菜花提取DNA时加入一定量的洗涤剂和食盐，充分研磨过滤后应保留滤液。

3．某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示，据图分析不正确的是(A)①②③④⑤⑥原料→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水→玫瑰油A．在②步中使用水气蒸馏更简便易行B．在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸C．提取精油时，向混合物中加入NaCl更利于油水分层D．加入无水Na2SO4，再用过滤法可除去分离的油层中的水分一蛋白质的提取和分离1．常用的蛋白质分离方法(1)凝胶色谱法蛋白质项目相对分子质量大相对分子质量小凝胶内部不能进入能进入运动方式垂直向下垂直向下和无规则扩散运动经过路程较短较长洗脱次序先流出后流出①在一定pH下，蛋白质分子的某些基团解离后带上正电或负电。

在电场的作用下，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。

②由于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。

2．血红蛋白的提取和分离(1)分离方法：凝胶色谱法(2)主要实验步骤及意义样品处理→⎩⎪⎨⎪⎧①红细胞的洗涤：去除杂蛋白等↓②释放血红蛋白：红细胞吸水破裂↓③分离血红蛋白：离心处理，获得血红蛋白溶液↓粗分离→⎩⎪⎨⎪⎧①方法：透析②目的：除去样品中相对分子质量较小的杂质↓纯化→⎩⎪⎨⎪⎧①方法：凝胶色谱法②目的：根据蛋白质的相对分子质量大小去除杂蛋白[例1] 如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请据图回答下列问题：(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，它在红细胞中的作用体现了蛋白质具有__运输__功能。

(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是__磷酸缓冲液__；乙装置中，C溶液的作用是__洗脱血红蛋白__。

(3)甲装置用于__透析(粗分离)__，目的是__去除样品中分子量较小的杂质__。

用乙装置分离蛋白质的方法叫__凝胶色谱法__，是根据__相对分子质量的大小__分离蛋白质的有效方法。

(4)用乙装置分离血红蛋白时，待__红色的蛋白质接近色谱柱底端__时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。

解析(1)红细胞中含有血红蛋白，血红蛋白可以运输氧，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有运输功能。

(2)由血红蛋白提取和分离的实验原理可知，甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是磷酸缓冲液，抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定；乙装置中，C溶液的作用是洗脱血红蛋白。

(3)甲装置用于透析，目的是去除样品中分子量较小的杂质。

用乙装置分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法，分子量大的流动速度快。

(4)用乙装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。

二结合实例考查植物芳香油的提取1．植物有效成分的提取的三种方法比较提取方法水蒸气蒸馏法压榨法有机溶剂萃取法实验原理利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来通过机械加压，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方法步骤①水蒸气蒸馏②分离油层③除水过滤①石灰水浸泡、漂洗②压榨、过滤、静置③再次过滤①粉碎、干燥②萃取、过滤③浓缩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优点简单易行，便于分离生产成本低，易保持原料原有的结构和功能出油率高，易分离局限性水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题分离较为困难，出油率相对较低使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量(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。

(3)影响胡萝卜素萃取的因素及解决措施影响因素解决措施萃取剂的性质用水不溶性有机溶剂原料的颗粒大小、紧密程度粉碎材料的含水量干燥萃取温度探索最佳萃取温度，严格控制温度萃取时间适当延长萃取时间[例2] 回答下列有关从生物材料中提取某些特定成分的问题：(1)薄荷油和玫瑰精油的化学性质相似，因此适合选用__水蒸气蒸馏__法来提取。

用此方法收集到的液体__不是__(填“是”或“不是”)纯的薄荷油，原因是__薄荷油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物__。

在此过程中，影响薄荷油提取量的主要因素有__蒸馏时间__和__蒸馏温度__。

(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是__萃取__法。

用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、萃取、__过滤__、__浓缩__。

(3)如图是某同学对萃取的胡萝卜素样品所做的鉴定实验的结果。

图中实验组是__B、C__，实验得出的结论是__萃取样品中不含β­胡萝卜素__。

解析(1)薄荷油和玫瑰精油化学性质相似，都具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定的性质，因此可用水蒸气蒸馏法进行提取。

由于薄荷油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物，不是纯的薄荷油。

蒸馏温度太高、时间太短，产品品质就比较差。

(2)胡萝卜素易溶于有机溶剂，可用有机溶剂进行萃取，主要步骤是：粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩。

(3)胡萝卜素萃取后溶于有机溶剂，图中实验组是BC，对照组是AD。

胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点(1)层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显。

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，可以戴手套进行操作。

(2)点样时点样圆点太大(直径大于2 mm)，会导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素。

点样圆点的直径应为2 mm。

(3)将点好样的滤纸卷成圆筒状，卷纸时不能让滤纸两边相互接触，以避免由于毛细管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。

(4)层析液没及样品原点，色素会溶解于层析液中，造成实验失败。

层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。

(5)没有设置标准样品作对照。

层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的β­胡萝卜素作对比予以确认。

[例1] (经典高考题)胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，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分别为酵母菌R的生长提供__________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__________方式加热以防止温度过高；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，鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为__________。

[答题送检]来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(1) 考生对微生物的接种方法识记不准确－1(3) 考生对提取胡萝卜素的基础知识掌握不全面及语言组织不准确－2(4) 考生没有理解鉴定原理－1物培养需要无菌操作，其中对接种环需进行灼烧灭菌处理。

(2)蔗糖和硝酸盐可分别为微生物的生长提供碳源和氮源。

(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程中若温度过高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解；萃取过程应避免明火加热，宜采用水浴方式加热，以防止温度过高；萃取液在浓缩之前要进行过滤，以除去萃取液中的不溶物。

(4)利用纸层析法鉴定所提取的胡萝卜素时，需用胡萝卜素标准样品作对照，对比分析标准样品和萃取样品出现的层析带。