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專題4 DNA技術(shù)、植物有效成分的提取,,考點(diǎn)一 DNA的粗提取與鑒定 【核心知識(shí)通關(guān)】 1.基本原理：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異，提取DNA，去除其他成分。,2.DNA與蛋白質(zhì)在物理化學(xué)性質(zhì)方面的差異：,析出,溶解,析出,水解,80,60～,80,3.主要步驟及注意事項(xiàng)：,紅細(xì)胞吸水破裂,瓦解細(xì)胞膜,溶解DNA,NaCl溶液,蛋白酶,高溫,冷卻的酒精溶液,二苯胺,藍(lán)色,4.DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中的兩種重復(fù)操作： (1)加蒸餾水2次。 ①加到雞血細(xì)胞液中，使血細(xì)胞吸水漲破。 ②加到含DNA的2 mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度下降到0.14 mol/L，使DNA析出。,(2)用NaCl溶液4次。 ①用2 mol/L的NaCl溶液，過濾除去不溶的雜質(zhì)。 ②用0.14 mol/L的NaCl溶液，析出DNA。 ③用2 mol/L的NaCl溶液，溶解DNA。 ④用2 mol/L的NaCl溶液，溶解絲狀物用于DNA的鑒定。,【特別提醒】 (1)提取DNA不能用哺乳動(dòng)物的成熟的紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核，提取不到DNA。 (2)DNA在NaCl溶液中的溶解度隨著NaCl溶液濃度的改變而改變，在物質(zhì)的量濃度為0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小。,【高考模擬精練】 在“DNA的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)DNA進(jìn)行鑒定時(shí)，做如下操作：,(1)根據(jù)上圖，完成表格空白處的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 (2)對(duì)于B試管，完成1、2、3的操作后溶液顏色如何？ ___________________________。,(3)在沸水浴中加熱的目的是____________________，同時(shí)說明DNA對(duì)高溫有較強(qiáng)的__________________。 (4)A試管在實(shí)驗(yàn)中的作用是____________。 (5)B試管中溶液顏色的變化程度主要與____________有關(guān)。,【解析】(1)(4)本題主要考查DNA分子的鑒定。A、B兩試管形成對(duì)照，B試管中含DNA絲狀物，A試管中不含，起對(duì)照作用，其他條件均完全相同。(2)(3)(5)本實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)反應(yīng)條件是沸水浴加熱5分鐘，加快顏色反應(yīng)的速度，觀察對(duì)比兩試管的顏色時(shí)要等到冷卻以后。,答案：(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A.溶液不變藍(lán)色 B.溶液變藍(lán)色 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA在沸水浴的條件下遇二苯胺會(huì)變成藍(lán)色 (2)溶液顏色基本不變(不呈淺藍(lán)色) (3)加快顏色反應(yīng)速度 耐受性 (4)對(duì)照 (5)DNA(絲狀物)的多少,考點(diǎn)二 植物有效成分的提取 【核心知識(shí)通關(guān)】 1.植物芳香油的來源和提取方法： (1)天然香料的主要來源：___________。 (2)特點(diǎn)：具有很強(qiáng)的_____性。 (3)成分：主要包括___________及其衍生物。,動(dòng)物和植物,揮發(fā),萜類化合物,2.植物芳香油的提取方法： (1)水蒸氣蒸餾法。 ①原理：利用水蒸氣將_______較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來。 ②類型：依據(jù)蒸餾過程中_______________分為_____蒸餾、水上蒸餾和_____蒸餾。,揮發(fā)性,原料放置的位置,水中,水氣,(2)壓榨法。 ①原理：通過_________，壓榨出果皮中的芳香油。 ②適用范圍：適用于蒸餾會(huì)出現(xiàn)_________和有效成分 _____等問題的材料。,機(jī)械加壓,原料焦糊,水解,(3)萃取法。 ①原理：植物芳香油不僅有揮發(fā)性，而且易溶于___ _______。 ②過程：將粉碎、干燥的植物原料用_________浸泡→ 芳香油溶解于_________→蒸發(fā)出有機(jī)溶劑→純凈的植 物芳香油。,有,機(jī)溶劑,有機(jī)溶劑,有機(jī)溶劑,3.玫瑰精油的提取： (1)玫瑰精油的性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)_____，___溶于水，易 溶于_________。 (2)方法：___________法。,穩(wěn)定,難,有機(jī)溶劑,水蒸氣蒸餾,(3)實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)：,1:4,冷卻水,時(shí)間,溫度,水的密度,殘留的水分,固體Na2SO4,,4.橘皮精油的提?。?(1)橘皮精油的特點(diǎn)。 ①性質(zhì)：_________，具有誘人的橘香味。 ②成分：主要是_______。 (2)提取方法：_____法。原因是有效成分在水蒸氣蒸 餾時(shí)會(huì)發(fā)生_________，使用水中蒸餾又會(huì)產(chǎn)生_____ _____的問題。,無色透明,檸檬烯,壓榨,部分水解,原料,焦糊,(3)橘皮精油的提取過程及注意事項(xiàng)：,出油率,石灰水,NaHCO3,Na2SO4,7～8,濾紙,5.胡蘿卜素的提取： (1)胡蘿卜素的種類。 可以劃分為___________三類，其中____________是最 主要的組成成分。一分子的β-胡蘿卜素可被氧化成兩 分子________。 (2)胡蘿卜素的性質(zhì)：胡蘿卜素是_______結(jié)晶，化學(xué) 性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于_____ ___等有機(jī)溶劑。,α、β、γ,β-胡蘿卜素,維生素A,橘黃色,石油,醚,(3)工業(yè)生產(chǎn)胡蘿卜素的方法。 ①從_____(如胡蘿卜等蔬菜)中提取。 ②從大面積養(yǎng)殖的_____中獲得。 ③利用_____________生產(chǎn)。 (4)提取方法：_____法，原因是胡蘿卜素易溶于_____ _____。,植物,巖藻,微生物的發(fā)酵,萃取,有機(jī),溶劑,(5)實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)：,顆粒大小,含水量,石油醚,水不溶性,高,萃取劑的性質(zhì)和,使用量,溫度,時(shí)間,固體物質(zhì),有機(jī)溶劑,(6)胡蘿卜素的鑒定。 ①鑒定方法：_______法。 ②鑒定原理：不同色素在層析液中的_______不同，隨 層析液在濾紙上的_________不同，通過比較提取樣品 和_________層析的結(jié)果，可以判斷提取樣品的純度。,紙層析,溶解度,擴(kuò)散速度,標(biāo)準(zhǔn)樣品,③實(shí)驗(yàn)步驟： 量做基線：在18 cm×30 cm濾紙下端距底邊__cm處做一 基線，在基線上取A、B、C、D四點(diǎn) 對(duì)照點(diǎn)樣：A、D點(diǎn)點(diǎn)_________，B、C點(diǎn)點(diǎn)_________ 干燥層析：吹干濾紙上的溶劑，放入_________中層析 對(duì)比觀察：對(duì)比觀察樣品色素點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)色素點(diǎn)的異同,2,標(biāo)準(zhǔn)樣品,提取樣品,色譜容器,,,,④結(jié)果分析(如下圖)： a為____________，b為其他色素。,β-胡蘿卜素,【特別提醒】 植物有效成分提取過程中的注意事項(xiàng) (1)用于萃取的有機(jī)溶劑必須事先精制，除去雜質(zhì)，否則會(huì)影響芳香油的質(zhì)量。 (2)能夠利用蒸餾法提取的物質(zhì)應(yīng)該具有熱穩(wěn)定性，否則會(huì)發(fā)生植物有效成分的分解。,(3)不適于蒸餾法的植物芳香油可以用壓榨法提取，但是需要原料中植物芳香油的含量較大，否則不易壓榨出來。 (4)萃取溫度高有利于植物有效成分溶于有機(jī)溶劑，但是溫度過高會(huì)影響植物有效成分的品質(zhì)，因此萃取時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，適當(dāng)延長(zhǎng)萃取時(shí)間。,【思維拓展】增加植物有效成分提取量的關(guān)鍵措施 (1)蒸餾法提取植物芳香油。 ①提取量主要取決于植物材料中芳香油的含量。 ②由于植物芳香油易揮發(fā)，因此用水蒸氣蒸餾法提取植物芳香油時(shí)應(yīng)選擇新鮮的植物材料(干燥后植物芳香油已揮發(fā))。,(2)壓榨法提取植物芳香油：植物材料中的果膠、果蠟會(huì)影響壓榨效果和出油率，壓榨前通常采用石灰水浸泡的方法除去果膠、果蠟，以提高出油率。,(3)胡蘿卜素萃取的影響因素及解決方法：,【高考模擬精練】 1.(2015·全國(guó)卷Ⅱ)回答與胡蘿卜素有關(guān)的問題： (1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是_______(填“α-胡蘿卜素”“β-胡蘿卜素”或“γ-胡蘿卜素”)，該胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成兩分子____ ________，后者缺乏會(huì)引起人在弱光下視物不清的病癥，該疾病稱為_________。胡蘿卜素是_________(填“揮發(fā)性”或“非揮發(fā)性”)物質(zhì)。,(2)工業(yè)生產(chǎn)上，用養(yǎng)殖的巖藻作為原料提取胡蘿卜素時(shí)，____________(填“需要”或“不需要”)將新鮮的巖藻干燥。 (3)現(xiàn)有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑，應(yīng)選用其中的____________作為胡蘿卜素的萃取劑，不選用另外一種的理由是_______________________________。,【解題指南】(1)題干關(guān)鍵信息：“弱光下視物不清”“萃取劑”。 (2)關(guān)鍵知識(shí)：胡蘿卜素不溶于水；一分子β-胡蘿卜素可被氧化成兩分子維生素A；含水量影響胡蘿卜素的萃取效果。,【解析】本題考查胡蘿卜素的提取。 (1)根據(jù)雙鍵的數(shù)目可以將胡蘿卜素劃分α、β、γ三類，β-胡蘿卜素是其中最主要的組成成分。一分子β-胡蘿卜素在人或動(dòng)物的小腸、肝臟等器官被氧化成兩分子維生素A。胡蘿卜素可以用來治療因缺乏維生素A而引起的各種疾病，如夜盲癥等。胡蘿卜素的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水，是非揮發(fā)性物質(zhì)。,(2)萃取的效果受到含水量、溫度等條件的影響，要保證好的萃取效果，需要將巖藻進(jìn)行粉碎和干燥。 (3)萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)不與水混溶，而乙醇為水溶性有機(jī)溶劑，乙酸乙酯為水不溶性有機(jī)溶劑，故選乙酸乙酯。,答案：(1)β-胡蘿卜素 維生素A 夜盲癥 非揮發(fā)性 (2)需要 (3)乙酸乙酯 萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)不與水混溶，而乙醇為水溶性有機(jī)溶劑,2.(2016·廣州模擬)分析回答下列與植物有效成分提取有關(guān)的問題。 (1)薰衣草精油的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，揮發(fā)性較強(qiáng)，要提取薰衣草精油可以用蒸餾法和____________法。若用蒸餾法，在得到油水混合物后需加入一定量的______________促進(jìn)其分層。用分液漏斗分離得到油層后還要加入______________以除去水分。,(2)天然胡蘿卜素可醫(yī)治維生素A缺乏癥，是因?yàn)開____ _____________________________。在提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程“胡蘿卜→粉碎→A→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素”中，A過程叫____________。萃取效率主要取決于____________________，同時(shí)還受原料顆粒的大小、含水量等條件的影響。,【解析】(1)由于薰衣草精油易溶于有機(jī)溶劑，因此可以用萃取法進(jìn)行提取。用蒸餾法提取薰衣草精油獲得油水混合物后，應(yīng)加入NaCl促進(jìn)油水分層進(jìn)而分離出油層；分離出的油層中含有少量的水，可以加入無水Na2SO4除去水分。,(2)天然胡蘿卜素可被氧化為維生素A，因此天然胡蘿卜素可醫(yī)治維生素A缺乏癥。在萃取胡蘿卜素時(shí)，應(yīng)首先對(duì)胡蘿卜進(jìn)行粉碎和干燥。萃取效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量。 答案：(1)萃取 NaCl 無水Na2SO4 (2)胡蘿卜素可被氧化為維生素A 干燥 萃取劑的性質(zhì)和使用量,3.(2013·海南高考改編)根據(jù)相關(guān)知識(shí)，回答胡蘿卜素提取和鑒定方面的問題： (1)水蒸氣蒸餾法________(填“適合”或“不適合”)胡蘿卜素的提取，原因是_________________________ _________________________________。 (2)為了提高萃取效果，萃取時(shí)應(yīng)_______________。,(3)除去萃取液中的有機(jī)溶劑，可以采用________法。 (4)鑒定萃取物中是否含有胡蘿卜素時(shí)，通?？刹捎胈_______法，并以______________________樣品作為對(duì)照。,【解題指南】解答本題需注意：提取不同植物的有效成分所用的方法不一定相同，需要根據(jù)原料的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。,【解析】本題考查胡蘿卜素的提取和鑒定的有關(guān)知識(shí)。 (1)水蒸氣蒸餾法不適合胡蘿卜素的提取，因?yàn)樗魵庹麴s法適用于分離揮發(fā)性物質(zhì)，而胡蘿卜素為非揮發(fā)性物質(zhì)，不能隨水蒸氣蒸餾出。 (2)由于萃取溫度和萃取時(shí)間會(huì)影響萃取效果，提高溫度有利于胡蘿卜素溶于有機(jī)溶劑，但是如果溫度過高會(huì)破壞胡蘿卜素，因此為了提高萃取效果，應(yīng)嚴(yán)格控制萃取溫度并適當(dāng)延長(zhǎng)萃取時(shí)間。,(3)由于有機(jī)溶劑易揮發(fā)，而胡蘿卜素不易揮發(fā)，因此除去萃取液中的有機(jī)溶劑可采用蒸餾法。有機(jī)溶劑可經(jīng)冷凝回收再利用。 (4)胡蘿卜素的鑒定通常采用紙層析法。胡蘿卜素能夠溶解在層析液中，并隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散而擴(kuò)散，且擴(kuò)散速度與溶解度呈正相關(guān)?？梢杂脴?biāo)準(zhǔn)樣品(胡蘿卜素)作為對(duì)照，分析萃取樣品是否含胡蘿卜素和雜質(zhì)。,答案：(1)不適合 水蒸氣蒸餾法適用于分離揮發(fā)性物質(zhì)，而胡蘿卜素為非揮發(fā)性物質(zhì)，不能隨水蒸氣蒸餾出 (2)嚴(yán)格控制萃取溫度并適當(dāng)延長(zhǎng)萃取時(shí)間 (3)蒸餾 (4)紙層析 標(biāo)準(zhǔn)的胡蘿卜素,【方法技巧】植物芳香油提取方法的選擇原則 植物芳香油提取方法的選擇主要根據(jù)植物原料的性質(zhì)確定： (1)揮發(fā)性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性高的芳香油可以用水蒸氣蒸餾法提取。 (2)植物芳香油含量高，且不宜采用蒸餾法的材料一般采用壓榨法提取。 (3)易溶于有機(jī)溶劑的植物芳香油可以采用萃取法提取。,4.(2015·鄭州模擬)下面兩圖是某同學(xué)用來提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)裝置。據(jù)圖回答下列問題：,(1)安裝圖1裝置時(shí)，應(yīng)首先固定____________；應(yīng)保證冷凝裝置的出水口________(填“向上”或“向下”)，通過橡皮管與水池相連；萃取液的濃縮可直接使用該裝置，但需要先進(jìn)行過濾，其目的是________ _____________。 (2)圖1裝置________(填“適合”或“不適合”)胡蘿卜素的提取，原因是_________________________。,(3)利用圖2裝置從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時(shí)，通常先將胡蘿卜粉碎和____________，以提高萃取效率，后者操作過程中應(yīng)控制好溫度和__________，以防止胡蘿卜素被分解。 (4)圖1、2裝置中冷凝裝置的目的________(填“相同”或“不同”)。,【解析】(1)安裝圖1裝置時(shí)，應(yīng)按自下而上、自左而右的順序，所以應(yīng)首先固定酒精燈；冷凝管中的冷卻水應(yīng)與水蒸氣的方向相反，即下方進(jìn)，上方出，則應(yīng)保證冷凝裝置的出水口向上。萃取液濃縮前先進(jìn)行過濾的目的是濾去不溶物。 (2)由于水蒸氣蒸餾法適用于分離揮發(fā)性物質(zhì)，而胡蘿卜素為非揮發(fā)性物質(zhì)，不能隨水蒸氣蒸餾出，因此圖1裝置不適合胡蘿卜素的提取。,(3)由于萃取時(shí)原料的顆粒大小、緊密程度和含水量等可以影響萃取效率，因此利用圖2裝置從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時(shí)，通常先將胡蘿卜粉碎和干燥，以提高萃取效率。萃取胡蘿卜素時(shí)應(yīng)控制好溫度和時(shí)間，以防止胡蘿卜素被分解。 (4)圖1裝置中冷凝裝置的目的是使蒸餾物冷凝形成油水混合物，而圖2裝置中冷凝裝置的目的是使有機(jī)溶劑冷凝回流，因此圖1、2裝置中冷凝裝置的目的不同。,答案：(1)酒精燈 向上 濾去不溶物 (2)不適合 水蒸氣蒸餾法適用于分離揮發(fā)性物質(zhì)，而胡蘿卜素為非揮發(fā)性物質(zhì)，不能隨水蒸氣蒸餾出 (3)干燥 時(shí)間 (4)不同,【加固訓(xùn)練】 (2015·濱州模擬)下列是與芳香油提取相關(guān)的問題，請(qǐng)回答： (1)玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取，其理由是玫瑰精油具有______________________________的性質(zhì)。蒸餾時(shí)收集的蒸餾液________(填“是”或“不是”)純的玫瑰精油，原因是______________________。,(2)當(dāng)蒸餾瓶中的水和原料量一定時(shí)，蒸餾過程中，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時(shí)間和___________。 (3)如果蒸餾過程中不進(jìn)行冷卻，則精油提取量會(huì)___ ______，原因是______________________。 (4)密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油保存時(shí)最好存放在溫度__________的地方，目的是______________。,【解析】(1)易揮發(fā)的植物精油才能與水蒸氣一起蒸餾，難溶于水的植物精油易于與水分離，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的精油才能在蒸餾時(shí)不會(huì)被分解，因此只有易揮發(fā)、難溶于水且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的植物精油才適合用蒸餾法提取。蒸餾時(shí)收集的蒸餾液是油水混合物，而不是純的玫瑰精油。 (2)當(dāng)蒸餾瓶中的水和原料量一定時(shí)，蒸餾時(shí)間和蒸餾溫度是影響精油提取量的主要因素。,(3)如果蒸餾過程中不進(jìn)行冷卻，則部分精油會(huì)揮發(fā)掉，從而使提取量下降。 (4)由于溫度越高，玫瑰精油的揮發(fā)速度越快，因此密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油保存時(shí)，最好存放在溫度較低的地方以減少揮發(fā)。,答案：(1)易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 不是 玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來，所得到的是油水混合物 (2)蒸餾溫度 (3)下降 部分精油會(huì)隨水蒸氣揮發(fā)而流失 (4)較低 減少揮發(fā),【延伸探究】既要增加玫瑰精油的提取量，又要提高玫瑰精油的品質(zhì)，應(yīng)如何控制蒸餾溫度和時(shí)間？ 提示：應(yīng)嚴(yán)格控制蒸餾溫度，適當(dāng)延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間。,