1、第3讲生物技术在其他方面的应用考纲要求1.从生物材料中提取某些特定的成分。2.蛋白质的提取和分离。考点一植物有效成分的提取1玫瑰精油的提取(1)方法：水蒸气蒸馏法。(2)实验流程：(3)加入NaCl和无水Na2SO4的目的：向乳化液中加入NaCl，增加盐的浓度，有利于玫瑰油与水分层；加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分。2橘皮精油的提取(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)提高出油率措施：需要将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，浸泡时间为10 h以上。橘皮要浸透，这样压榨时不会滑脱，且出油率高，过滤时不会堵塞筛眼。3胡萝卜素的提取
2、(1)胡萝卜素性质：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。(2)提取方法及流程方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂。实验流程：胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素。(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粒的颗粒大小、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(4)鉴定方法：纸层析法。判断正误：(1)提取玫瑰精油的玫瑰花应在花开的初期采取，因为此阶段的花含玫瑰精油最高()(2)油水混合物中加入无水Na2SO4，有利于分离油层()(3)提取玫瑰精油时，玫瑰花瓣与水的质量比是41()(4)用柑橘皮作为
3、材料提取橘皮精油时不适合用水中蒸馏的方法()(5)新鲜的胡萝卜含水量高，干燥时可采用高温以节省时间()(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)蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油()(9)原料易焦糊和有效成分易水解的植物芳香油的提取，不宜采用水中蒸馏法，宜采用压榨法或萃取法()(10)萃取是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()1植物有效成分提取的三种常用方法的比较提取方法水蒸气蒸馏法压榨法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
4、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水蒸气蒸馏分离油层除水过滤石灰水浸泡、漂洗压榨、过滤、静置再次过滤粉碎、干燥萃取、过滤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、柠檬等在水中蒸馏时易焦糊原料的提取适用范围广，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，油层和水层易分离生产成本低，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2.胡萝卜素粗品鉴定过程中的五个易错点(1)层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显
5、。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，卷纸时不能将滤纸两边相互接触，以避免由于毛细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胡萝卜素作对比予以确认。(2019信阳模拟)胡萝卜素分为、三类，
6、它广泛存在于植物各组织器官中，请结合从胡萝卜中提取胡萝卜素的流程示意图回答下面的问题：胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素(1)胡萝卜素易溶于_，对提取胡萝卜素的溶剂的要求有三点：一要具有较_(填“高”或“低”)的沸点，二要能够充分溶解胡萝卜素，三要_。(2)流程中对胡萝卜粉碎的意义是_；干燥的意义是_。(3)图1是某同学设计的纸层析法鉴定胡萝卜素粗品的实验装置图，图2是胡萝卜素层析结果示意图。请结合图解回答：图1装置的一个明显错误是_。在实验时，一位同学把样品原点浸入到了溶剂内，结果他没有得到图2所示的结果，原因是_。在滤纸上点样时要求用最细的注射器点样，并要在每次点样后用吹风机吹干，其目的是
7、_。点样时，标准样品应点在图2中的_处。答案：(1)有机溶剂高不与水混溶(2)使原料颗粒变小，促进胡萝卜素的充分溶解减少含水量，使萃取快速、完全(3)没有盖玻璃盖，将导致溶剂大量挥发胡萝卜素被溶解而不发生层析防止样品中的胡萝卜素扩散 A、D考点二蛋白质的提取和分离1血红蛋白的提取(1)红细胞的洗涤目的：去除杂蛋白。方法：采集的血样要及时分离红细胞，分离时采用低速短时间离心，然后用胶头吸管吸出上层透明的黄色血浆，将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯，再加入五倍体积的生理盐水稀释，再离心，重复洗涤三次，直至上清液中不再呈现黄色，表明红细胞已洗涤干净。(2)血红蛋白的释放加蒸馏水(作用是使红细胞吸水涨破
8、)到原血液的体积，再加40%体积的甲苯(作用是溶解细胞膜)，充分搅拌，使细胞破裂释放出血红蛋白。(3)分离血红蛋白溶液将搅拌好的混合液转移到离心管中，以2 000 r/min的速度离心10 min后，可以明显看到试管中的溶液分为4层。将试管中的液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的红色透明液体，即血红蛋白溶液。2血红蛋白的粗分离透析(1)原理：透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内。(2)过程：取1 mL的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有300 mL的物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液中(pH为7.0)，透析12 h。(3)目的：除去样
9、品中相对分子质量较小的杂质。3血红蛋白的纯化凝胶色谱法(1)原理：相对分子质量较小的蛋白质由于扩散作用进入凝胶颗粒内部，路程较长，移动速度较慢而被滞留；相对分子质量较大的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过。(2)过程：调整缓冲液面：打开色谱柱下端的流出口，调整缓冲液与凝胶面平齐滴加透析样品：关闭下端出口，用吸管小心将1 mL样品加到色谱柱顶端样品渗入凝胶床：加样后，打开下端出口，使样品渗入凝胶床内再调整缓冲液面：关闭下端出口，小心加入物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液到适当高度洗脱：打开下端出口，用磷酸缓冲液洗脱收集：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
10、 mL收集一管，连续收集4纯度鉴定电泳判断纯化的蛋白质是否达到要求，需要进行蛋白质纯度的鉴定。在鉴定的方法中，使用最多的是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。判断正误：(1)纯化主要是根据蛋白质以及蛋白质与其他物质之间的理化性质的差异进行的()(2)透析法可去除小分子化合物杂质，原理是不同分子所携带净电荷不同 ()(3)通过控制离心速率，可使分子大小、密度不同的蛋白质沉降分层，从而分离不同的蛋白质()(4)不同的物质在同一电场中的泳动速度不同，因此可用电泳法分离蛋白质 ()(5)影响泳动速度的因素包括带电颗粒的性质、电场强度、溶液的pH等 ()血红蛋白的提取与分离1血红蛋白的提取和分离(1)样品的处理(
11、2)粗分离透析(去除小分子杂质)。(3)纯化凝胶色谱法进行分离和纯化。(4)纯度鉴定SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定相对分子质量。2蛋白质的分离方法(1)凝胶色谱法概念：根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。原理：a凝胶b分离的方法：项目内容蛋白质类型进入凝胶内部的程度路程移动速度相对分子质量较小容易较长较慢相对分子质量较大无法进入较短较快(2)电泳法概念：指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。原理：在一定的pH下，多肽、核酸等生物大分子的可解离基团会带上正电或负电，在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。作用过程：方法：常用的电泳方法有琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝
12、胶电泳。测定蛋白质分子量时通常使用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。请完成有关血红蛋白提取与分离的相关问题：(1)实验前取新鲜血液，要在采血器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行破碎离心，收集血红蛋白溶液。加入柠檬酸钠的目的是_。(2)在对样品进行处理时，主要包括_、血红蛋白的释放；对样品进行粗分离时主要包括：分离血红蛋白溶液、透析等步骤。其中透析技术的原理是_。(3)同学甲利用琼脂糖凝胶电泳技术，将得到的蛋白质进行分离，在电泳过程中，影响蛋白质迁移速度的因素包括蛋白质分子的_、_以及分子的形状等。而加入SDS后，使得蛋白质的迁移率只取决于_。(4)同学乙利用凝胶色谱法进行血红蛋白的分离(如下图1)
13、，他在操作中加样的正确顺序是_，在执行图1中所示操作时，色谱柱下端连接的尼龙管应该_(填“打开”或“关闭”)。(5)图2是同学乙利用样品分离得到的结果，则图2中蛋白质相对分子质量最小的是_。解析：(1)新鲜血液中加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固。(2)样品的处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放等步骤。分离血红蛋白中所用的透析方法的原理是半透膜的半透性，即小分子可以自由通过，大分子不能自由通过。(3)琼脂糖凝胶电泳时，影响蛋白质迁移速度的因素有蛋白质分子大小、带电性质及分子的形状等。而加入SDS后，使得蛋白质的迁移率只取决于分子的大小。(4)装填完毕的凝胶柱需用缓冲液充分洗涤，使其装填紧密，加样时应先加入样品，后加入一定量的缓冲液到适当高度，即正确顺序为；进行所示的环绕加缓冲液时，应关闭下出口。(5)凝胶色谱法分离蛋白质时，洗脱时间最长的蛋白质相对分子质量最小。由图2可看出，丙的洗脱时间最长，相对分子质量应是最小的。答案：(1)防止血液凝固(2)红细胞的洗涤小分子可以自由进出透析袋(半透膜)，而大分子不能通过(3)大小带电性质分子的大小(4)关闭(5)丙
