1、第02讲生物技术在其他方面的应用考点一血红蛋白的提取和分离知|识|链|接1蛋白质分离的原理依据蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小，所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以来提取和分离不同种类的蛋白质2血红蛋白的提取和分离过程(1)样品处理。(2)粗分离：采用透析的方法，除去样品中相对分子质量较小的杂质。(3)纯化与纯度鉴定题|组|微|练(多选)如图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置，下列有关叙述不正确的是()A首先用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较大的杂质B图乙装置的试管中收集到的液体中最先出现的是相对分子质量较小的蛋白质C
2、用图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，每管收集5 mL，连续收集D图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷，在电场的作用下向一极移动解析用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较小的杂质。图乙装置表示通过凝胶色谱法分离蛋白质的过程。蛋白质的相对分子质量较大，被排阻在凝胶颗粒的外面，在颗粒之间迅速通过。答案AB整合提升“血红蛋白的提取和分离”实验中的注意事项1红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少，否则无法除去血浆蛋白；要低速、短时离心，否则会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果。2凝胶的预处理：用沸水浴法不但节约时间，而且除去凝胶
3、中可能带有的微生物，排除胶粒内的空气。3色谱柱的装填：装填时尽量紧密，减少颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。4色谱柱成功的标记：红色区带均匀一致地移动。考点二植物有效成分的提取知|识|链|接1玫瑰精油的提取2橘皮精油的提取3胡萝卜素的提取题|组|微|练题组一 实验装置的考查1.据图甲乙回答下列问题：(1)图甲、图乙分别为何种装置？_。(2)图甲装置可分左、中、右三部分，其作用有何不同？图中a、b哪一个是进水口？哪一个为出水口？这与蒸气流方向相反？加热时为何常向液体中加入几片碎石或瓷片？_。(3)图乙的安装及拆除顺序如何？为何常采用水浴加热？在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是什么？_。答案(1)图
4、甲为水蒸气蒸馏装置，图乙为萃取装置(2)整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，左边的部分通过加热进行蒸馏，中部将蒸馏物冷凝，右边的部分用来接收。图中a为出水口，b为进水口，这与蒸气流方向相反；加热时向液体中加入几片碎石或瓷片的目的是“防暴沸”(3)安装顺序是由下而上，拆除时相反。采用水浴加热的原因：有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是防止加热时有机溶剂挥发题组二 实验过程的考查2.(2017长春质检)玫瑰在人们生活中具有多种用途。某同学进行玫瑰的组织培养和玫瑰精油的提取实验，请回答：(1)在进行玫瑰组织培养时，可以选取生长旺盛的嫩枝作_，并要进
5、行_处理。(2)玫瑰组织培养接种操作前，用体积分数为70%的_将工作台擦拭一遍。接种后，还要经过_、_和栽培才能得到开花的玫瑰。(3)某同学用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，简便易行的是_(填“水中”“水上”或“水气”)蒸馏的方法。蒸馏过程中需要监控蒸气温度和时间，原因是_。(4)对初步接收到的乳浊液进行如下处理：玫瑰精油与水的混合物分层油层无水玫瑰精油较纯净的玫瑰精油试剂A是_，装置B是_，试剂C_，其作用是_ _。答案(1)外植体消毒(2)酒精培养移栽(3)水中如果温度太高，时间太短，产品质量就比较差(4)NaCl分液漏斗无水Na2SO4除去玫瑰精油中的水分3胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别
6、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_。解析(1)筛选纯化产胡萝卜素的酵母菌R时，可用平板划线法或稀释涂布平板法，接种时需先灼烧接种环，目的是去除上面附着的杂菌。(2)
7、微生物的生长需要碳源、氮源、水、无机盐等，蔗糖可提供碳源，硝酸盐可提供氮源。(3)提取胡萝卜素时，干燥过程需要控制好温度和时间，防止胡萝卜素分解。萃取过程中宜采用水浴方式加热，以防止温度过高。过滤的目的是滤去不溶物。(4)鉴定过程需要用胡萝卜素标准品作为对照。答案(1)稀释涂布平板法(或稀释混合平板法)灭菌(或防止杂菌污染)(2)碳源氮源(3)时间水浴滤去不溶物(4)(实验)对照整合提升1.植物芳香油提取成功的关键点(1)水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间，温度不能太高。(2)用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质。(3)压榨时原料必须要浸透，这样压榨时不会滑脱，出油率高，不堵塞筛眼；使用石灰水充
8、分浸泡原料的目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。2影响萃取的因素(1)主要因素：萃取剂的性质和使用量。(2)次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度、萃取的时间等。总之，溶解越充分，效果就越好。3水蒸气蒸馏法特点(1)水中蒸馏设备简单、成本低、易操作，而水上蒸馏和水气蒸馏时间短，出油率高。(2)水中蒸馏对于柑橘和柠檬等原料不适用。因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解。(3)水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。术语强记 一定记清背熟1.凝胶色谱法：根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有
9、效方法。2电泳法：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如植物芳香油的提取方法：压榨法、蒸馏法和萃取法等。胡萝卜素的提取方法：萃取法。思维辨析 千万分清辨明1.血红蛋白提取与分离中历次“除杂质”或“分离”的原理(1)凝胶色谱法：相对分子质量较大的分子先流出，分子质量较小的后流出，依此可对血红蛋白进行分离和纯化(2)透析法：利用透析袋只允许小分子透出的原理，去除小分子杂质，透析可实现对血红蛋白的“粗分离”(3)电泳法：利用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、形状不同，使带电分子产生不同的
10、迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。即2血红蛋白释放时蒸馏水和甲苯的作用红细胞中依次加入蒸馏水和甲苯的作用：加入蒸馏水的目的是使红细胞吸水涨破；甲苯溶解细胞膜，从而使血红蛋白释放出来。3对血红蛋白纯化与纯度鉴定结果分析下图图1为SDS凝胶电泳结果，图2为凝胶色谱分离结果。针对图1：SDS凝胶电泳装置是垂直的装置，此种电泳方法主要取决于蛋白质相对分子质量的大小，同时加样都在“”极，通电后，样品蛋白质会向“”极移动，相对分子质量较小的，移动距离大，故图1中分子质量由小到大的顺序依次为PN乙丙。4纸层析操作时的易错点(1)层析时注意选择干燥的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接
11、触滤纸，可以戴手套进行操作。(2)点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于0.5 cm)，如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。(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)是否提取到胡萝卜素，通过与标准样品中的胡萝卜素作对比予以确认。考题演练 试试真本事1.判断正误(1)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)用柑橘和柠檬作为材料不适合用水中蒸馏的方法进行提取。()(3)萃取是
12、利用了芳香油易溶于有机溶剂的特性进行提取的一种方法。()(4)提取玫瑰精油时，玫瑰与水的质量比是41。()(5)提取橘皮精油时，要将橘皮在石灰水中浸泡5 h，目的是防止压榨时滑脱。()(6)由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中，所以可以采用萃取的方法进行提取。()(7)胡萝卜粉碎后可直接进行萃取。()(8)水溶性和水不溶性有机溶剂都可以用于提取胡萝卜素。()(9)蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解出来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油。()(10)影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。()2(2015全国卷)回答与胡萝卜素有关
13、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_。解析胡萝卜素中最主要的组成成分是胡萝卜素，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
14、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。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(其他合理答案也可)3(2016西安模拟)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2和部分CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离回答问题：(1)凝胶色谱法的基本原理是根据_分离蛋白质的有效方法。(2)洗涤红细胞的目的是去除_，洗涤次数过少，无法除去_；离心速度过高和时间过长会使_等一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是_。释放血红蛋白的过程中起作用的是_。(3)洗脱的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体_(填“相同”或“不同”)，洗脱时，对洗脱液的流速要求是_。(4)在洗脱过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是_，如果红色区带_，说明色谱柱制作成功。答案(1)相对分子质量的大小(2)杂蛋白(血浆蛋白)血浆蛋白白细胞离心后的上清液中没有黄色蒸馏水和甲苯(3)相同保持稳定(4)准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内的一致均匀一致地移动