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第37讲从生物材料中提取某些特定成分【考纲解读】最新考纲细解考点核心素养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1.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的物理和化学性质、提取与鉴定的方法2.科学探究——设计实验探究植物有效成分提取的条件等3.社会责任——关注人体健康,关注胡萝卜素缺乏引起的疾病等考点一植物有效成分的提取研析教材内化基本概念1.植物芳香油的提取(1)植物芳香油的主要化学成分是及其衍生物,特点是,有机溶剂。(2)玫瑰精油的提取①方法:常用法。②原理:利用将挥发性较强的植物芳香油携带出来。包括:水中蒸馏、水上蒸馏、。萜类化合物挥发性强易溶于水蒸气蒸馏水蒸气水气蒸馏③步骤:鲜玫瑰花+清水→→油水混合物分离油层除水玫瑰油。(3)橘皮精油的提取①方法:。②原理:通过,提取出果皮中的芳香油。③步骤:石灰水浸泡→漂洗→→过滤→→再次过滤→橘皮油。水蒸气蒸馏NaClNa2SO4压榨法机械加压压榨静置2.胡萝卜素的提取(1)方法:法,最适宜作萃取剂。(2)原理:使胡萝卜素溶解在有机溶剂中,蒸发溶剂获得胡萝卜素。(3)步骤:胡萝卜→粉碎→→萃取→→浓缩→胡萝卜素。(4)鉴定:。萃取石油醚干燥过滤纸层析法【深挖教材】在石油醚、乙酸乙酯、乙磁、苯和四氯化碳这几种溶剂中,哪种最适宜用来提取胡萝卜素?乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗?说明理由。提示:在这五种溶剂中,石油醚的沸点最高,在加热萃取时不易挥发,所以石油醚最适宜用作萃取剂。胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮,但它们是水溶性有机溶剂,在萃取中能与水混溶而影响萃取效果,所以不能用它们作萃取剂。思考探究培养科学思维1.图1为水蒸气蒸馏的装置图,图2为萃取装置,据图回答以下有关问题:(1)请指出图1中的两点错误。提示:错误1:蒸馏瓶中的液体量太多,应占烧瓶容积的1/3～2/3。错误2:进水口和出水口装反,下方的是进水口,上方的是出水口。(2)玫瑰精油的提取适合于上述蒸馏方法吗?说明理由。(至少答两点)提示:适合。因为玫瑰精油化学性质稳定,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(水蒸气)蒸馏法进行提取。(3)图2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?提示: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。2.回答下列有关“胡萝卜素提取”的问题。(1)图甲是胡萝卜素粗品鉴定装置示意图。该鉴定方法叫什么?图中⑤表示什么?实验过程中点样时应注意什么问题?提示:纸层析法样品原点快速细致并注意保持滤纸干燥。(2)在图乙中,分析A、B、C、D四点中,哪些属于提取样品的样点?提示:A、B、C、D四点中,标准样品点加在基线两侧,即其中A、D是标准样点,B、C是提取样品的样点。剖析题型提升核心素养题型一植物芳香油的提取原理、方法及流程等1.(2018·四川泸州模拟)古人曰:“崖柏养命,沉香续命。”沉香被称为植物钻石,是沉香树在遭到雷击、风折、虫害等伤害后,某些伤口由于感染真菌,真菌和树的汁液发生了化学反应所产生的物质。沉香精油是由沉香木经过水蒸气蒸馏法或萃取法提炼而成的,是沉香的精华所在,粗提取的操作大致流程见图甲,图乙是水蒸气蒸馏装置。(1)图甲所示方法中,橘皮精油的提取通常采用(填“方法一”“方法二”或“都不宜”)。(2)图乙装置中有一处明显错误是,从图乙分析,提取沉香精油所用的是水蒸气蒸馏法中的蒸馏,为了增加提取量,在水蒸气蒸馏中可。解析:(1)提取橘皮精油的方法是压榨法,一般不采用蒸馏法,因为蒸馏法会导致原料焦糊或有效成分部分水解等问题。橘皮精油提取时可以采取萃取法,但不是最好的方法,因为橘皮精油在萃取后的浓缩过程中易随萃取剂一起蒸发。(2)冷凝器的水流方向应该下进上出。从图乙分析,提取沉香精油所用的是水蒸气蒸馏法中的水气蒸馏。当原料量等其他条件一定时,提取量随蒸馏时间的延长而增加。答案:(1)都不宜(2)冷凝器的水流方向是反的水气延长蒸馏时间(3)用水蒸气蒸馏法提取的精油会失去部分挥发性小的成分,萃取可弥补该缺陷。影响沉香精油萃取效率的因素很多,如方法二步骤①的操作、萃取温度和时间等,方法二中操作①和②分别是。解析:(3)萃取的一般步骤为粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩,由此可知方法二中操作①和②分别是粉碎、过滤。答案:(3)粉碎、过滤(4)树种、微生物、土质里的矿物质种类等都影响沉香的气味和药效,有人想把沉香形成过程中的微生物分离出来,并根据菌落特征鉴定种类。他分别进行了扩大培养和分离鉴定操作,所用的培养基的物理特性分别是、,在分离微生物时,可采用的接种方法有。解析:(4)对沉香形成过程中的微生进行扩大培养和分离时所用的选择培养基为液体培养基,在鉴别某种微生物时要在培养基中加入琼脂,即此时所用培养基为固体培养基。在分离微生物时,可采用的接种方法有平板划线法、稀释涂布平板法。答案:(4)液体固体平板划线法、稀释涂布平板法题后提升植物有效成分提取的三种方法比较提取方法水蒸气蒸馏法压榨法有机溶剂萃取法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题型二胡萝卜素的提取与鉴定2.(2015·全国Ⅱ卷)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。解析:(1)从胡萝卜中提取出的橘黄色物质包括多种结构类似物,统称为胡萝卜素,β-胡萝卜素是最主要的组成成分;一分子的β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素A;维生素A缺乏会引起夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等,其中人在弱光下视物不清的疾病称为夜盲症;胡萝卜素化学性质比较稳定,不具有挥发性。答案:(1)β-胡萝卜素维生素A夜盲症非挥发性解析:(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,需要将新鲜的岩藻干燥。(3)有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,而乙醇是水溶性有机溶剂,乙酸乙酯是水不溶性有机溶剂,因此应选择乙酸乙酯作为胡萝卜素的萃取剂。答案:(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(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。题后提升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料的颗粒大小、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考点二DNA的粗提取与鉴定研析教材内化基本概念1.基本原理(1)DNA的粗提取:利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。(2)DNA与蛋白质在物理、化学性质方面的差异比较项目DNA蛋白质溶解性2mol/LNaCl溶液中溶解析出0.14mol/LNaCl溶液中11酒精溶液中1溶解耐受性蛋白酶无影响1高温℃以上变性不能忍受℃的高温(3)DNA的鉴定:DNA+。析出溶解析出水解8060～80二苯胺蓝色2.操作流程材料的选取:选用含量相对较高的生物组织↓破碎细胞(以鸡血为例):鸡血细胞→加→用玻璃棒搅拌→用纱布过滤→收集滤液↓去除杂质:利用DNA在中溶解度不同,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质↓DNA的析出:将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的溶液DNA蒸馏水不同浓度的NaCl溶液酒精↓DNA的鉴定:在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂,混合均匀后,将试管在沸水中加热5min,溶液变成1蓝色思考探究培养科学思维明确实验中三种重复操作的目的和作用(1)加2次蒸馏水①加到鸡血细胞液中,使。②加到含DNA的2mol/L的NaCl溶液中,使NaCl溶液的物质的量浓度下降到0.14mol/L,使DNA析出。(2)用纱布过滤3次①过滤血细胞破裂液,得到。②滤取0.14mol/L的NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)。③过滤溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液。血细胞吸水涨破含细胞核物质的滤液(3)用NaCl溶液4次①用2mol/L的NaCl溶液,过滤除去。②用0.14mol/L的NaCl溶液,析出DNA。③用2mol/L的NaCl溶液,溶解滤取的黏稠物。④用2mol/L的NaCl溶液,溶解丝状物用于DNA的鉴定。不溶的杂质DNA剖析题型提升核心素养题型DNA的粗提取与鉴定的原理及操作流程某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下:材料处理:称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份,每份10g。剪碎后分成两组,一组置于20℃,另一组置于-20℃条件下,保存24h。DNA粗提取:第一步:将上述材料分别放入研钵中,各加入15mL研磨液,充分研磨。用两层纱布过滤,取滤液备用。第二步:先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液,再加入20mL体积分数为95%的冷酒精溶液,然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌,使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步:取6支试管,分别加入等量的2mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测:在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂。混合均匀后,置于沸水中加热5min,待试管冷却后比较溶液的颜色深浅,结果如表:材料保存温度花菜辣椒蒜黄20℃++++++-20℃+++++++++注:“+”越多表示蓝色越深。分析上述实验过程,回答下列问题:(1)该探究性实验课题名称是。(2)第二步中“缓缓地”搅拌,这是为了减少。(3)根据实验结果,得出结论并分析。①结论1:与20℃相比,相同实验材料在-20℃条件下保存,DNA的提取量较多。结论2:。②针对结论1,请提出合理的解释:。解析:从题目实验步骤看出,该实验的课题是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响,在第二步中,为了防止DNA断裂,要缓缓地搅拌;从表中结果看出,由于低温抑制了相关酶的活性,DNA降解慢,使得相同材料在低温保存下的DNA提取量大;在相同条件下,蒜黄蓝色最深,说明相同条件下从蒜黄中提取的DNA量最大。答案:(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响(2)DNA断裂(3)①等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄提取的DNA量最多②低温抑制了相关酶的活性,DNA降解速度慢课堂小结【构建知识网络】【记忆核心要点】1.三种方法(1)玫瑰精油的提取一般用水蒸气蒸馏法。鲜玫瑰花+清水(1∶4)→水蒸气蒸馏→油水混合物分离油层除水玫瑰油。(2)橘皮精油的提取一般用压榨法。石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油。(3)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。提取胡萝卜素的流程:胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。2.一个鉴定对提取的胡萝卜素可通过纸层析法鉴定。3.一个原理DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl溶液浓度的改变而改变,在物质的量浓度为0.14mol/L时,溶解度最小。