新高考全国通用生物一轮知识点复习选1.3生物技术在其他方面的应用

生物技术在其他方面的应用课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题课前自主预习案考纲考情——定考向[最新考纲]1.从生物材料中提取某些特定的成分。2.实验：DNA的粗提取与鉴定。3.蛋白质的提取和分离。[高频考点]1.说出植物芳香油的提取原理、方法及流程2.说出胡萝卜素的提取原理、方法3.概述DNA的粗提取的原理、操作流程4.说出蛋白质提取和分离的原理、方法及操作流程核心素养——定达成[科学思维]分析与综合：分析玫瑰精油、橘皮精油和胡萝卜素的提取原理及过程；分析DNA的提取与鉴定的方法；分析蛋白质的提取和分离方法[科学探究]设计实验探究植物有效成分提取的条件等[社会责任]关注人体健康；关注胡萝卜素缺乏引起的疾病等

[基础梳理——系统化]知识点一玫瑰精油的提取水蒸气蒸馏挥发性分离油层知识点二橘皮精油的提取压榨法压榨再次过滤知识点三胡萝卜素的提取有机溶剂萃取法浓缩纸层析法[基能过关——问题化]一、判一判1．判断关于植物芳香油提取相关叙述的正误(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，可根据提取的芳香油的用途来选择提取的方法。(

)(2)提炼玫瑰精油的玫瑰花应在花开的初期采收，因为此阶段的花玫瑰精油含量最高。(

)(3)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。(

)(4)油水混合物中加入无水硫酸钠有利于分离油层。(

)(5)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。(

)(6)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。(

)××√××√2．判断关于胡萝卜素提取与鉴定相关叙述的正误(1)萃取法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。(

)(2)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。(

)(3)影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还与原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等有关。(

)(4)乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取。(

)(5)萃取的效率主要取决于萃取的温度和时间。(

)(6)新鲜的胡萝卜含水量高，干燥时可采用高温以节省时间。(

)√√√×××二、连一连植物有效成分的提取原理及方法(连线)三、议一议【教材易漏拾遗】下图是提取植物有效成分的水蒸气蒸馏装置，据图分析：(1)图中a、b哪一个是进水口，哪一个为出水口？加热时为何常向液体中加入几片碎石或瓷片？

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止液体暴沸。(2)玫瑰精油为什么适合用水中蒸馏法进行提取？

(3)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？

因为玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，且不会导致原料焦糊和有效成分的水解等，所以适合用水中蒸馏法进行提取。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。高效课堂考点一蛋白质的提取和分离【任务驱动探究突破】任务血红蛋白的提取和分离实验(1)常用的分离方法：凝胶色谱法、电泳法等。(2)基本原理①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。②电泳：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。(3)血红蛋白的分离过程样品处理：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液↓粗分离：用透析法除去血红蛋白溶液中相对分子质量较小的杂质↓纯化：用凝胶色谱法分离相对分子质量不同的蛋白质↓纯度鉴定：一般用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳方法来测定蛋白质的纯度【考向分类对点落实】

考向血红蛋白提取和分离过程的考查[经典高考]以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是(

)A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢D解析：猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，是提纯血红蛋白的理想材料。提纯血红蛋白分四步：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析，其中洗涤红细胞时，要用生理盐水反复洗涤，既要将红细胞洗涤干净，又要不破坏红细胞，然后再用蒸馏水和甲苯使红细胞破裂，释放出血红蛋白；哺乳动物成熟红细胞中没有细胞核和各种细胞器，提纯时杂蛋白较少；血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况，并据此判断分离效果；在凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，血红蛋白的分子量比杂蛋白大，相对分子质量大的蛋白质移动速度较快。故D不正确。[归纳比较](1)比较琼脂糖凝胶电泳和SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳①从载体上看，利用琼脂糖凝胶作为载体的电流是琼脂糖凝胶电泳，利用SDS—聚丙烯酰胺凝胶作为载体的电流是SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。②从依据上看，利用分子带电性质的差异和分子大小的电流是琼脂糖凝胶电泳，仅利用了分子大小的电流是SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。③从优点上看，琼脂糖凝胶电泳操作简单，电泳速度快，样品不需处理，电泳图谱清晰，分辨率高，重复性好；SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳消除了静电荷对迁移率的影响，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。(2)凝胶色谱法分离蛋白质的原理项目相对分子质量大的蛋白质相对分子质量小的蛋白质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张运动经过路程较短较长洗脱次序先流出后流出考点二植物有效成分的提取【任务驱动探究突破】任务1植物芳香油的提取(1)提取玫瑰精油实验①方法：____________。②实验流程水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏NaCl无水Na2SO4

(2)提取橘皮精油的实验①方法：一般用________法。②实验流程压榨压榨过滤任务2胡萝卜素的提取(1)胡萝卜素的性质：不溶于___，微溶于乙醇，易溶于________等有机溶剂。(2)实验设计①方法：萃取法，________最适宜作萃取剂。②实验流程(3)鉴定方法：________法。水石油醚石油醚干燥过滤纸层析【易错警示】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2mm)，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2mm。(3)将点好样的滤纸卷成筒状，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，可使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－胡萝卜素作对比以予以确认。任务3三种提取方法的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、柠檬等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液中优点简单易行，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任务4三种植物提取成分的比较提取成分比较项目玫瑰精油橘皮精油胡萝卜素性质化学性质稳定、难溶于水、易溶于有机溶剂、能随水蒸气一同蒸馏无色透明、具有橘香味；重要成分为柠檬烯橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂提取方法蒸馏压榨萃取实验流程石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素备注玫瑰花瓣与清水质量比为1：4柑橘皮用石灰水浸泡前要干燥，浸泡时间10h以上时间不能太长；萃取剂应具有较高沸点，且不与水混溶【考向分类对点落实】

考向一胡萝卜素提取过程的考查1．[2017·海南卷，30]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________________________________________________________________________________________________________。S先将少量绿藻A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)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?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上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离培养基中的氮营养浓度葡萄糖在黑暗下，绿藻不能进行光合作用合成糖类(有机物)，需要吸收葡萄糖为营养物质，而纤维素不能被绿藻吸收利用解析：(1)图甲中，与对照组比较，在氮营养正常的培养液中，绿藻A的种群增长先增加后平稳，曲线呈“S”型。(2)由甲图可知，氮营养正常的培养液中绿藻增殖速度快；由乙图可知，缺氮营养液W含量高。故若要用少量的绿藻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A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)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萃取法。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上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离，这是纸层析法分离的原理。(4)实验的目的是研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，故自变量是培养基中的氮营养浓度。(5)绿藻在黑暗中不能进行光合作用合成有机物，需要吸收葡萄糖来满足生命活动的需要，而纤维素不能被绿藻利用。2．[经典高考]胡萝卜素是一种常用的食用色素，可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_____。稀释涂布平板法灭菌(或：防止杂菌污染)碳源氮源时间水浴滤去不溶物对照解析：

(1)接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线法；为了避免杂菌的污染，接种过程中要进行无菌操作，如对接种环进行灼烧处理。(2)蔗糖可作为碳源，硝酸盐含有氮元素，可作为氮源。(3)温度过高、干燥时间过长会导致胡萝卜素分解；由于萃取剂都是易燃物，直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸，故采用水浴加热。(4)鉴定胡萝卜素时，胡萝卜素标准品主要起对照作用。考向二芳香油的提取3．[2021·山西高三阶段性测试]《本草纲目》记载“橘皮，苦能泄、能燥”，柑橘的果皮不仅可以入药还可用于提取芳香油，果肉可以食用、榨汁。请回答下列问题。(1)中药服用前至少经过15分钟以上沸水煎煮，该过程起到________(填“消毒”或“灭菌”)作用。实验室常用的灭菌方法有____________________________________(至少写出两种)。(2)腐烂的橘皮表面呈现青绿色，这是因为表面长出了青霉的菌落。若要对青霉进行分离纯化，可采用的方法是__________________，培养基中除碳源外，还需要添加的物质有_______________________(至少写出三种)。消毒灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌平板划线法氮源、水、无机盐、特殊营养物质解析：(1)中药服用前需要经过15分钟以上沸水煎煮，该过程起到消毒作用；实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。(2)平板划线法和稀释涂布平板法是比较简便的纯化方法；培养基中的物质有碳源、氮源、水和无机盐，以及特殊的营养物质。4．[2021·江苏盐城模拟]近几年我国柑橘大丰收，提取橘皮精油是提高其经济价值的重要途径。请分析回答提取过程的有关问题：(1)提取橘皮精油，常采用________法而不用水蒸气蒸馏法，其原因是_____________________________________________________。(2)提取橘皮精油时，为了提高出油率，首先将橘皮_______，并用石灰水浸泡，石灰水的作用是_______________________________________________________。压榨水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分部分水解等问题干燥去水破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率(3)压榨过程中，为了使橘皮精油易与水分离，常加入__________________________________________。(4)得到压榨液后，过滤除去固体物和残渣，然后______，进一步除去质量较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来，此时，橘皮精油中含有少量的水和果蜡，需____________________使杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮精油，其余部分过滤，________________混合后成为最终的橘皮精油。相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4离心在5～10℃下静置5～7天滤液与吸出的上层橘油解析：(1)橘皮精油主要存在于橘皮中，由于橘皮精油的有效成分在水蒸气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橘皮精油。(2)提取橘皮精油时，为了提高出油率，首先将橘皮干燥去水，然后用石灰水浸泡，石灰水的作用是：破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。

(3)压榨过程中常加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并将pH调至7～8，其作用是促进橘皮精油和水的分离。(4)得到压榨液后，用布袋过滤除去固体物和残渣，对滤液进行离心，进一步除去较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来，然后在5～10℃下静置5～7天，使果蜡等杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮油，其余部分过滤，滤液与吸出的上层橘油混合合并后成为最终的橘皮精油。考向三植物有效成分的提取5．2015年，“青蒿素之母”屠呦呦获得了诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是从黄花蒿的茎叶中提取的无色针状晶体，易溶于有机溶剂，不溶于水，不易挥发。请回答以下问题：(1)从黄花蒿中提取青蒿素时，应采用

____法，所选用的有机溶剂为________(填“乙醇”或“乙酸乙酯”)，通常在提取前将黄花蒿茎叶进行粉碎和________处理，以提高效率。提取过程中宜采用______加热以防止燃烧、爆炸，加热时瓶口要安装________装置，所得液体浓缩前需进行_____处理。(2)黄花蒿精油是从黄花蒿的花蕾中提取的，其提取原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合的乳浊液呈________色，此时向乳浊液中加入氯化钠，就会出现明显的分层现象，再用分液漏斗将其分开，然后再加入______________，得到纯精油。萃取乙酸乙酯干燥水浴回流冷凝过滤乳白无水硫酸钠解析：(1)根据题干信息可知，“青蒿素易溶于有机溶剂、不溶于水、不易挥发”，所以应采用萃取法从黄花蒿中提取青蒿素。乙醇是水溶性有机溶剂，能与水混溶而影响萃取效果，所以乙醇不能用于青蒿素的萃取，而乙酸乙酯不与水混溶，因此可用于青蒿素的萃取。通常在提取前对黄花蒿茎叶进行粉碎和干燥，以提高效率。提取过程中宜采用水浴加热以防止燃烧、爆炸，加热时瓶口要安装回流冷凝装置，所得液体浓缩前需进行过滤。(2)黄花蒿精油是从黄花蒿的花蕾中提取的，其原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合的乳浊液，此时向乳浊液中加入氯化钠，就会出现明显的分层现象，可用分液漏斗将其分开，然后再加入无水硫酸钠吸水，得到纯精油。课堂总结[网络建构提升]纸层析凝胶色谱电泳[长句应答必备]1．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化学成分的提取。2．压榨橘皮时使用石灰水充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，以提高出油率。3．影响萃取的主要因素是萃取剂的性质和使用量。历届真题[翻阅教材品原味]1．[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。(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?β－胡萝卜素维生素A

夜盲症非挥发性需要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，影响萃取效果解析：(1)胡萝卜中含有的主要是β－胡萝卜素，β－胡萝卜素可在人体内转变成维生素A。夜盲症是由于维生素A缺乏导致。胡萝卜素没有挥发性。(2)含水量会影响萃取的效率，因此，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，需要事先将新鲜的岩藻干燥。(3)作为萃取胡萝卜素的萃取剂要有较高的沸点、能充分溶解胡萝卜素且与水不混溶。胡萝卜素虽可溶于乙醇，但乙醇是水溶性有机溶剂，萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不能用乙醇做萃取剂。高考VS教材[人教选修1]P77[人教选修1]P77[人教选修1]P78[历届比对研考向]2．[2017·全国卷Ⅲ，37]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?。(2)提取物质W时，振荡的作用是____________________。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稀释，进而降低对物质W的提取效果使原料和溶剂充分混匀(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℃)两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，理由?(5)该实验操作过程中应注意的事项是________________________(答出两点即可)。去除提取液中的色素丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少在温度较低的情况下操作；防火解析：(1)依据题干信息(受热、受潮易分解)可知，应选择晾干的植物甲，因为高温烘干过程中，植物甲中的物质W易被破