高考生物复习-生物有效成分的提取

高考生物复习——生物有效成分的提取知识梳理1．蛋白质的提取与分离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利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身大小、形状的不同，使带电分子产牛不同的迁移速度进行分离实验操作程序样品处理：红细胞的洗涤f血红蛋白的释放f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2．植物有效成分提取的三种常用方法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，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分离出油层和水层诵过机械加压，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、薄荷油等挥发性较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咼，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3．胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个关键点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。点样时点样圆点太大(直径大于2mm)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2mm左右。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。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。没有设置标准样品作对照。提取样品中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的卩-胡萝卜素作对比予以确认。r正课辨析1．判断关于蛋白质的提取与分离说法的正误洗涤红细胞时使用生理盐水可防止红细胞破裂(V)透析袋能使大分子自由进出，而将小分子保留在袋内(X)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(X)凝胶色谱法和电泳法的原理相同(X)2．判断关于植物有效成分提取说法的正误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(X)油水混合物中加入无水硫酸钠，有利于分离油层(X)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(V)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(V)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(V)【易错警示】提取生物成分的五种方法玫瑰精油的提取一般用水蒸气蒸馏法。橘皮精油的提取一般用压榨法。胡萝卜素不溶于水，易溶于石油醚等有机溶剂，可用萃取法提取。蛋白质分离的两种方法：凝胶色谱法和电泳法。凝胶色谱法：是依据相对分子质量的大小，利用凝胶色谱柱使大分子先洗脱出来，而小分子后洗脱出来。电泳法：是依据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迁移速度，从而实现在电场中将各种分子分离。考向一蛋白质的提取与分离的原理和过程分析图是凝胶色谱法分离蛋白质的示意图，据图分析：孔③④①②的匯白甫0範图是凝胶色谱法分离蛋白质的示意图，据图分析：孔③④①②的匯白甫0範t■觇丸i(1)结合上图，根据凝胶色谱法的分离原理，填表分析不同大小的分子的洗脱次序项目相对分子质量大相对分子质量小直径大小较大较小运动方式垂直向下运动无规则的扩散运动运动路程较短较长运动速度较快较慢洗脱次序先流出后流出(2)结合上图，分析为什么相对分子质量较大的蛋白质会先从色谱柱中洗脱出来？提示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。(3)凝胶色谱法分离蛋白质时通过一次洗脱能否将所需蛋白质与其他杂质彻底分离？提示不能。相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶颗粒内部，移动距离较近，移动速度较快，先洗脱出来；但相对分子质量较小的蛋白质可能进入凝胶颗粒内部，也可能不进入，导致部分相对分子质量较小的蛋白质可能与相对分子质量较大的蛋白质一起洗脱出来。r命题示例」9．凝胶色谱法是分离蛋白质分子的一种常用方法，但并非所有的蛋白质都可以用此方法进行分离，能分离的蛋白质分子之间必须()具有相同的相对分子质量相对分子质量不同，但都是相对分子质量较大的分子相对分子质量不同，但都是相对分子质量较小的分子具有不同的相对分子质量答案C解析若在每种凝胶分离范围之外的分子，在不改变凝胶种类的情况下是很难分离的。对于分子大小不同，但同属于凝胶分离范围内的各种分子，在凝胶床中的分布情况是不同的，分子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶。10.关于血红蛋白的提取和分离实验，叙述正确的是()血红蛋白的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、透析和纯度鉴定用生理盐水对红细胞反复洗涤、离心，目的是去除杂蛋白血红蛋白粗分离阶段透析的目的是除去小分子杂质，减少缓冲液用量效果会更好凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的蛋白质移动速度较快答案B解析蛋白质提取和分离的实验步骤一般包括样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四步,A错误；用生理盐水对红细胞反复洗涤、离心，目的是去除杂蛋白正确；血红蛋白粗分离阶段透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质，增大缓冲液用量或多次更换缓冲液效果会更好，C错误；凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量大的蛋白质移动速度较快，D错误。考向二植物有效成分提取的原理和过程分析r热点拓展」下图是提取植物有效成分的水蒸气蒸馏装置，据图分析：图中a、b哪一个为进水口，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？提示图中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。玫瑰精油为什么适合用水中蒸馏法进行提取？提示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水解等，所以适合用水中蒸馏法进行提取。r命題示例」11．如图是提取玫瑰精油的实验流程示意图。下列有关叙述正确的是()芳香油具有很强的挥发性，只有动物和植物可以产生芳香化合物图①过程采用的是压榨法提取玫瑰精油，原因是玫瑰精油挥发性强玫瑰精油是制作高级香水的主要成分，能使人产生愉悦感图中②、③的操作依次是加入柠檬酸钠、无水Na2SO4答案C解析芳香油具有很强的挥发性，不但动物和植物可以产生芳香化合物，一些真菌也可以产生芳香化合物，A错误；图①过程采用的是水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，原因是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错误；玫瑰精油是制作高级香水的主要成分，能使人产生愉悦感，C正确；图中②、③的操作依次是加入NaCl、无水Na2SO4，D错误。12.提取植物有效成分时，不同的有机物具有不同的理化特性，所釆用的提取方法也不同。分析下列关于提取植物有效成分的实验，回答相关问题：薰衣草精油由薰衣草提炼而成。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+水一A—油水混合物f分离油层f除水一Bf薰衣草精油。TOC\o"1-5"\h\zA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，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。该过程在操作时为防止柠檬皮滑脱，采用的处理方法是。从胡萝卜中提取胡萝卜素常用萃取法而不用上述提取薰衣草精油的方法，原因是萃取时不选用乙醇做萃取剂，原因是。萃取过程应避免明火加热，这是因为。答案(1)蒸馏温度和时间除去固体硫酸钠压榨水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题石灰水浸泡胡萝卜素易溶于有机溶剂，挥发性差，不能随水蒸气蒸馏出来胡萝卜素微溶于乙醇且乙醇是水溶性有机溶剂有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸解析(1)由题意知，薰衣草精油的提取用水中蒸馏的方法，蒸馏温度和时间会影响薰衣草精油的提取量；B过程是过滤，目的是去除固体硫酸钠。由于用柠檬提取柠檬精油时，水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题，因此常用压榨法进行提取；石灰水浸泡去除果蜡和果胶，防止压榨滑脱，提高出油率。由于胡萝卜素易溶于有机溶剂，挥发性差，不能随水蒸气蒸馏出来，常用萃取法提取胡萝卜素；胡萝卜素微溶于乙醇且乙醇是水溶性有机溶剂，因此不能用乙醇作为萃取剂；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，因此萃取过程常用水浴加热，避免明火。知识网络核心寒语Q网络构建腐扎的制作-发晦条件的控制-刮作流程L制作原理I-制作腐扎的制作-发晦条件的控制-刮作流程L制作原理I-制作蔽穆厂制作原理厂袍萊的制作一L泡菜的制作一L制作流崔1-亚硝酸盐含址的测走一［原理「样帖处理一一释放ii红蛋白一分离血红噩口生物竹战成好的堆服果白质的

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提取和分离-纯化透析龜腔色谐扶L犯度鉴定SDS-^fe丙烯醴腔讎胶电泳!-蒸恸怯——致魄诺袖植物冇熾

成分的捉脈__压榨塗制夢卜査」準取怯1．果酒制作需要的微生物是酵母菌，它是一种兼性厌氧型微生物，通过有氧呼吸可以大量繁殖，通过无氧呼吸可以产生酒精。2．果醋制作需要的微生物是醋酸菌，它是一种好氧菌，所以果醋制作需要一直通入氧气。3．腐乳的制作需要多种微生物参与，但主要是毛霉的作用。通过脂肪酶、蛋白酶等酶的作用，将一些大分子物质水解成小分子物质。4．腐乳的风味主要取决于卤汤和酒的作用。5．泡菜制作需要的微生物是乳酸菌，在泡菜的发酵过程中，亚硝酸盐的含量先增加后减少6．通过比色法可以检测泡菜中亚硝酸盐的含量以掌握取食的时间。7．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。8．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，提高出油率。9．影响萃取的主要因素是萃取剂的性质和使用量。10．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。11．透析法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过半透膜的性质，达到分离的目的。12．带电颗粒在电场作用下向着与其电性相反的电极移动。泳动速度主要取决于带电颗粒的性质，即颗粒的大小、形状和所带净电荷的多少。重温高考演练模拟(2019・海南,30)回答下列问题：玫瑰精油可用玫瑰花瓣为原料，采用水蒸气蒸馏法提取。水蒸气蒸馏法的原理C在进行蒸馏时，冷凝管的进水口比出水口(填“高”或“低”)。蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，需要向乳浊液中加入NaCl，其目的是；得到的油层还需要加入无水Na2SO4，其目的TOC\o"1-5"\h\z是C某同学在通过发酵制作果酒时，发现在制作原料中添加一定量的糖，可以提高酒精度，原因是。在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时，可以不添加酵母菌，原因;在制作葡萄酒的过程中，如果密封不严混入空气，发酵液会变酸，可能的原因是C答案(1)利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分离出油层和水层低促进油和水的分离吸去芳香油中残留的水分糖类是主要的能源物质，可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可以作为酒精发酵的原料葡萄皮上附着有野生的酵母菌醋酸菌大量增殖，进行醋酸发酵解析(1)水蒸气蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分离出油层和水层。在进行蒸馏时，冷凝管的进水口比出水口低。蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，需要向乳浊液中加入NaCl，可以促进油和水的分离；得到的油层还需要加入无水Na2SO4，可以吸去芳香油中残留的水分。(2)糖类是主要的能源物质，可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可以作为酒精发酵的原料，故在通过发酵制作果酒时，在制作原料中添加一定量的糖，可以提高酒精度。在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时，由于葡萄皮上附着有野生的酵母菌，故可以不添加酵母菌；在制作葡萄酒的过程中，如果密封不严混入空气，会造成醋酸菌大量增殖，进行醋酸发酵，发酵液会变酸。(2017・全国II,37)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：TOC\o"1-5"\h\z该实验的自变量是、。如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌。如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是。从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为，脂肪转变为。答案(1)菌种发酵时间(2)好氧菌(3)延长发酵时间，继续观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间(4)小分子的肽和氨基酸甘油和脂肪酸解析(1)根据题干信息可知，该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)容器内上层为有氧环境，底层为无氧环境，若发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，则说明该发酵菌是好氧菌。(3)如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需延长发酵时间继续进行实验。(4)大豆到豆豉的过程中，蛋白质被蛋白酶分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。(2017・全国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：植物甲一粉碎一加溶剂一振荡一收集提取液一活性炭处理一过滤去除活性炭一蒸馏(含回收溶剂)一重结晶一成品。回答下列问题：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。TOC\o"1-5"\h\z提取物质W时，振荡的作用。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。现有丙酮(沸点56°C)、乙醇(沸点约78°C)两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，理由是。该实验操作过程中应注意的事项是(答出两点即可)。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，防火解析(1)因高温烘干过程中，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。所以在提取物质W时，最好应选用的原料是晾干的植物甲而不选用高温烘干或新鲜的植物甲。(2)提取物质W时，振荡的作用是使物质W完全溶于溶剂。(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去除提取液中的色素。(4)丙酮(沸点56°C)、乙醇(沸点约78°C)两种溶剂，由于丙酮沸点相对较低而温度过高会导致物质W分解，所以在提取物质W时，应选用丙酮作提取剂。(5)该实验操作过程中应注意的事项是在温度较低的情况下操作，防火，控制处理的时间等。(2016・全国II，39)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的，回答下列问题：H£O+CO3酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的中进行，其产物乙醇与试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验;过程③在酵母菌细胞的中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速。第二阶段是在醋酸菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸菌的呼吸作用类型，该过程需要条件下才能完成。在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温(填“低于”或“高于”)第二阶段。醋酸菌属于核生物，其细胞结构中(填“含有”或“不含有”)线粒体。答案(1)细胞质基质酸性重铬酸钾线粒体快(2)有氧(3)低于(4)原不含有解析(1)图示中的过程①和②分别表示无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段、无氧呼吸第二阶段，其场所均为细胞质基质；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应，变成灰绿色。过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，需要在有氧条件下才能完成。(3)第一阶段即果酒的制

作所控制的温度范围是18-25°C第二阶段即果醋的制作所控制的温度范围是30~35°C