1、第37讲从生物材料中提取某些特定成分测控导航表知识点题号1.植物芳香油的提取1,22.胡萝卜素的提取33.DNA的粗提取与鉴定54.综合考查4,6,7,81.(2018河北石家庄模拟)植物组织中存在许多有机物,不同有机物的提取和鉴定方法不尽相同。根据所学知识,回答下列问题:(1)植物芳香油具有的共同特点有 、。(2)提取玫瑰精油和橘皮精油过程中都要用到的一种化学试剂是。(3)从橘皮中提取橘皮精油时,为提高出油率,需要将橘皮干燥,并用浸泡;为探究浸泡时间对出油率的影响,设置作为空白对照。(4)胡萝卜素为色结晶,精提取胡萝卜素所用的萃取剂应该具有,能充分溶解胡萝卜素。解析:(1)植物芳香油具有的共
2、同特点有挥发性强、易溶于有机溶剂。(2)提取玫瑰精油和橘皮精油过程中都要用到的一种化学试剂是Na2SO4。(3)从橘皮中提取橘皮精油时,为提高出油率,需要将橘皮干燥,并用石灰水浸泡,防止橘皮压榨时滑脱,为探究浸泡时间对出油率的影响,则浸泡的时间为自变量,因此需设置未经浸泡的样品作为空白对照。(4)胡萝卜素为橘黄色结晶,萃取胡萝卜素的萃取剂应该具有能充分溶解胡萝卜素,且具有较高的沸点、不与水混溶。答案:(1)挥发性强溶于有机溶剂(2)Na2SO4(3)石灰水未经浸泡的样品(4)橘黄较高的沸点而且不与水混溶2.(2018山东聊城模拟)提取植物有效成分时,不同的有机物具有不同的理化特性,所采取的提取
3、方法也不同。分析下列关于提取植物有效成分的实验,回答相关问题:(1)薰衣草精油是由薰衣草提炼而成。可以清热解毒,清洁皮肤。下面是某同学设计的提取薰衣草精油的实验流程:薰衣草+水A油水混合物分离油层除水B薰衣草精油图中的A表示过程,在此过程中,影响薰衣草精油提取量的主要因素有,B过程的目的是。(2提取柠檬精油时,常采用法而不用上述提取薰衣草精油的方法,原因是 。(3)胡萝卜素化学性质比较稳定,易溶于有机溶剂,可采用萃取法提取,萃取装置要在加热瓶口安装回流冷凝装置,其目的是 。解析:(1)A表示水蒸气蒸馏过程,在此过程中,影响薰衣草精油提取量的主要因素有蒸馏的温度和时间。B过程是过滤,其目的是除去
4、固体硫酸钠。(2)由于柠檬精油的有效成分在水中蒸馏过程中会发生部分水解,同时水中蒸馏会导致原料焦糊问题,因此一般采用压榨法提取柠檬精油。(3)因萃取剂为有机溶剂,易燃、易挥发,所以萃取过程中宜采用水浴方式加热;为了防止加热时有机溶剂挥发,萃取装置要在加热瓶口安装回流冷凝装置。答案:(1)水蒸气蒸馏蒸馏的温度和时间除去固体硫酸钠(2)压榨水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题(3)防止加热时有机溶剂挥发3.(2018北京师范大学附中模拟)水果酵素饮料中含较多的天然成分。回答下列问题:(1)水果酵素液是一种新型的活菌饮料,由酵母菌、醋酸菌等微生物利用水果中的蔗糖等营养物质共同发酵产生。在接种活
5、菌前,将水果果汁煮沸的目的是,在发酵的过程中,发现先出现酒味后出现醋味,从物质代谢的角度分析,原因是 。(2)调制水果酵素饮料所用的胡萝卜素,通常采用法提取,理由是 。(3)调制水果酵素饮料所用的茉莉芳香油的提取流程如下:茉莉花+水过程A油水混合物油层分离与粗提取过程B过滤茉莉油。过程A的方法是法,过程B的目的是。解析:(1)接种活菌前,将水果果汁煮沸可消灭杂菌;在发酵的过程中,酵母菌先进行发酵生成乙醇,然后醋酸菌将乙醇变为醋酸,所以先出现酒味后出现醋味。(2)胡萝卜素易溶于有机溶剂,通常采用萃取法提取。(3)芳香油难溶于水,能随水蒸气一同蒸馏,所以常用过程A水蒸气蒸馏法提取,过程B加入硫酸钠
6、,利用硫酸钠容易吸水的特性可除去分离后油层中的水分。答案:(1)去除杂菌(或消毒)酵母菌先进行发酵生成乙醇,然后醋酸菌将乙醇变为醋酸(2)萃取胡萝卜素易溶于有机溶剂(3)水蒸气蒸馏除水4.(2018福建福州期末)类胡萝卜素是一种常用的食品色素,并常用于临床治疗夜盲症等疾病。类胡萝卜素的主要来源是化学合成或从植物中提取,成本较高。科研人员尝试从光合细菌中提取类胡萝卜素,流程如图:(1)将少量污泥样品接入液体培养基中,培养基中加入铵盐和谷氨酸钠为光合细菌的生长提供,培养基中没有加入有机碳,从功能上看这种培养基属于培养基。(2)将样品涂布到固体培养基之前要进行梯度稀释,为了防止混淆,应该在培养皿的部
7、位做好标记。从固体平板中挑选紫色非硫细菌(某光合细菌)的菌落,萃取效率主要取决于萃取剂的性质。通过接种到新鲜培养基中继续培养,、过程需要重复几次,目的是 。(3)从浸提离心干燥后的菌体中提取胡萝卜素常用萃取法,萃取剂应该具有的特点是,萃取液的浓缩可直接使用 装置。(4)鉴定所提取的胡萝卜素样品常用的方法是,鉴定过程中需用作为对照。解析:(1)培养基的主要成分包括碳源、氮源、水和无机盐,培养基中加入铵盐和谷氨酸钠为光合细菌的生长提供氮源;由于光合细菌能够进行光合作用合成有机物,培养基中没有加入有机碳,从功能上看这种培养基属于选择培养基。(2)将样品涂布到固体培养基之前要进行梯度稀释,为了防止混淆
8、,应该在培养皿的底部部位做好标记。实验是为了选择紫色非硫细菌(某光合细菌),通过接种到新鲜培养基中继续培养,、过程需要重复几次,目的是分离得到紫色非硫细菌的纯净培养物。(3)萃取剂应该具有较高的沸点,能溶解色素并且不与水混溶等特点,萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。(4)鉴定所提取的胡萝卜素样品常用纸层析法,鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为对照。答案:(1)氮源选择(2)底部分离得到紫色非硫细菌的纯净培养物(3)具有较高的沸点,能溶解色素并且不与水混溶蒸馏(4)纸层析法胡萝卜素标准品5.如图是南通某中学生物兴趣小组进行的DNA粗提取实验,其中SDS(一种表面活性剂)除了能瓦解细胞膜和核膜,还能与
9、脂质和蛋白质结合。当SDS遇到钾离子时,钾离子可以置换SDS中的钠离子,产生不溶于水的PDS沉淀。请回答下列问题:(1)实验中,向剪碎的猪肝中加入食盐的主要作用是。将猪肝匀浆放入65 水浴锅中水浴10 min以除去部分杂质的主要实验原理是 。(2)方法一的步骤中加入洗涤剂的作用是。方法三的步骤中,离心后应取 。(3)方法一、二获得的絮状物均带黄色,从DNA在细胞中的存在形式分析,杂质分子最可能是,可用试剂鉴定。(4)要比较三种方法获得的絮状物中DNA含量,请写出实验思路: 。解析:(1)DNA粗提取的原理主要有DNA分子在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最低而蛋白质等杂质在此浓度浓度
10、中溶解度比较大;蛋白质在高于60 溶液中容易变性、沉淀,而DNA能耐受较高的温度;DNA不溶于酒精而蛋白质等物质可溶。(2)根据题意,SDS与K+发生转换反应,产生PDS沉淀,因此可以通过沉淀、离心,去除实验中加入的SDS,在离心后取含有DNA的上清液。(3)DNA在真核细胞中主要存在细胞核内,与蛋白质结合形成染色体,因此,与DNA分子结合较牢的杂质最主要的是蛋白质。蛋白质可用双缩脲试剂进行鉴定。(4)由于DNA遇二苯胺在水浴加热条件下发生反应,出现蓝色,并且蓝色深浅与DNA含量呈正相关,因此实验中可以通过将等量的三种絮状物溶解、加二苯胺试剂并水浴加热、比较蓝色深浅,实现三种絮状物中DNA含量
11、的比较。答案:(1)溶解DNA蛋白质在65 高温下会变性而DNA能耐受这一温度(2)瓦解细胞膜和核膜上清液(3)蛋白质双缩脲(4)分别取等量的三种絮状物,并用等量的2 mol/L NaCl溶液溶解;再向各试管中加入等量的二苯胺试剂并水浴加热;比较三支试管中蓝色的深浅6.我国科学家屠呦呦因发现治疗疟疾的新药物青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是一种无色针状晶体,易溶于有机溶剂,不溶于水,不易挥发,主要从黄花蒿中提取。近年来又发现青蒿素具有较强的抗肿瘤作用,某科研小组按如下步骤进行了相关实验:从黄花蒿中提取青蒿素;将等量癌细胞分别接种到4组培养瓶中,适宜条件下培养24 h后除去上清
12、液;向4组培养瓶中分别加入等量含2、4、8、16 mol/L青蒿素的培养液,适宜条件下继续培养;72 h后统计并计算各组的细胞增殖抑制率。回答下列问题:(1)提取青蒿素时不宜使用水蒸气蒸馏法,原因是;根据青蒿素的特点,可采用有机溶剂萃取的方法,萃取前要将黄花蒿茎叶进行,以提高萃取效率。(2)萃取青蒿素的过程应采用加热;加热时常在加热瓶口安装回流冷凝装置,目的是。萃取液在浓缩之前需进行,以除去萃取液中的不溶物。(3)科研小组进行上述步骤实验的目的是 。步骤中需要设置对照组,对照组的处理方法为 。解析:(1)提取青蒿素时不宜使用水蒸气蒸馏法,原因是青蒿素不易挥发,不能随水蒸气蒸馏出来;根据青蒿素易
13、溶于有机溶剂的特点,可采用有机溶剂萃取的方法,萃取前要将黄花蒿茎叶进行粉碎和干燥,以提高萃取效率。(2)由于有机溶剂易燃,萃取青蒿素的过程应采用水浴加热;加热时常在加热瓶口安装回流冷凝装置,目的是防止有机溶剂挥发。萃取液在浓缩之前需进行过滤,以除去萃取液中的不溶物。(3)题述步骤实验的目的是探究青蒿素的浓度与细胞增殖抑制率的关系。步骤中需要设置一组加入等量的不含青蒿素的培养液,在适宜条件下培养作为对照组,以排除细胞自身原因的死亡。答案:(1)青蒿素不易挥发,不能随水蒸气蒸馏出来(或水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质,而青蒿素不易挥发)易溶于有机溶剂粉碎和干燥(2)水浴防止有机溶剂挥发过滤(3)探
14、究青蒿素的浓度与细胞增殖抑制率的关系在另一培养皿中加入等量的不含青蒿素的培养液,适宜条件下继续培养7.(2017全国卷)绿色植物甲含有物质W,该物质为无色针状晶体,易溶于极性有机溶剂,难溶于水,且受热、受潮易分解。其提取流程为:植物甲粉碎加溶剂振荡收集提取液活性炭处理过滤去除活性炭蒸馏(含回收溶剂)重结晶成品。回答下列问题:(1)在提取物质W时,最好应选用的一种原料是(填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”)的植物甲,不宜选用其他两种的原因是 。(2)提取物质W时,振荡的作用是。(3)活性炭具有很强的吸附能力,在提取过程中,用活性炭处理提取液的目的是 。(4)现有丙酮(沸点56 )、乙醇(沸点约78
15、 )两种溶剂,在提取物质W时,应选用丙酮作为提取剂,理由是。(5)该实验操作过程中应注意的事项是(答出两点即可)。解析:(1)据题意可知,物质W受热、受潮易分解,因此选用的原料应是晾干的植物甲,不能经高温处理;材料的含水量会影响提取效率,这是由于含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被水稀释,进而降低对物质W的提取效果。(2)振荡能使原料与溶剂充分接触,从而提高溶解速率和效率。(3)利用活性炭的吸附能力可以去除提取液中植物甲所含的色素,从而得到较为纯净的物质W。(4)与乙醇相比较,丙酮的沸点较低,可避免温度过高导致物质W分解。(5)由于提取的物质W受热易分解,故注意在温度较低情况下操作;由于有机溶
16、剂易燃,因此注意防火。答案:(1)晾干高温烘干过程中,植物甲中的物质W易被破坏;新鲜的植物甲含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被水稀释,进而降低对物质W的提取效果(2)使原料和溶剂充分混匀(3)去除提取液中的色素(4)丙酮沸点低于乙醇,蒸馏时物质W分解较少(5)在温度较低的情况下操作,防火8.(2017海南卷)绿藻A是某种单细胞绿藻,能够合成物质W。某小组为探究氮营养缺乏对绿藻A增殖及物质W累计的影响,将等量的绿藻A分别接种在氮营养缺乏(实验组)和氮营养正常(对照组)的两瓶培养液中,并在适宜温度和一定光强下培养。定时取样并检测细胞浓度和物质W的含量,结果如图。(1)从图甲可知,在氮营养正常培养
17、液的瓶中,绿藻A的种群增长曲线呈型。(2)综合图甲和图乙的信息可知,在生产上,若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W,可以采取的措施是 。(3)若物质W是类胡萝卜素,根据类胡萝卜素不易挥发和易溶于有机溶剂的特点,应选择的提取方法是。用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开,纸层析法分离的原理是 。(4)在以上研究的基础上,某人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响,则该实验的自变量是。(5)与在光照条件下相比,若要使绿藻A在黑暗条件下增殖,需要为其提供(填“葡萄糖”或“纤维素”)作为营养物质,原因是 。解析:(1)由图甲可知,在氮营养正常培养液的瓶中,绿藻A的种群增长曲线呈“S”型
18、。(2)由图甲可知,正常氮营养液中绿藻增殖速度较缺氮营养液中绿藻增殖速度快;由乙图可知,正常氮营养液中物质W的含量较缺氮营养液中物质W含量低。因此,综合图甲和图乙的信息可知,在生产上,若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W,可以采取的措施是先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液中培养,等到细胞浓度最高时集中收集,再放在氮营养缺乏的培养液中继续培养。(3)类胡萝卜素不易挥发和易溶于有机溶剂,因此提取胡萝卜素应该选择萃取法。用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开,纸层析法分离的原理是类胡萝卜素和叶绿素在层析液(有机溶剂)中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散速度快,反之则慢,从而将它们分离
19、。(4)该实验的目的是进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响,则该实验的自变量是培养基中的氮营养浓度。(5)在黑暗下,绿藻不能进行光合作用合成糖类(有机物),需要吸收葡萄糖为营养物质,而纤维素不能被绿藻吸收利用。因此,与在光照条件下相比,若要使绿藻A在黑暗条件下增殖,需要为其提供葡萄糖作为营养物质。答案:(1)“S”(2)先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养,等到细胞浓度最高时集中收集,再放在氮营养缺乏的培养液继续培养(3)萃取类胡萝卜素和叶绿素在层析液(有机溶剂)中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散速度快,反之则慢,从而将它们分离(4)培养基中的氮营养浓度(5)葡萄糖在黑暗下,绿藻不能进行光合作用合成糖类(有机物),需要吸收葡萄糖作为营养物质,而纤维素不能被绿藻吸收利用
