[精品]2019高考生物《生物技术实践》第3讲 生物技术在其他方面的应用导学案(含解析)新人教版选修1

精 品 试 卷 推荐下载 第3讲 生物技术在其他方面的应用

李仕才

考纲要求 全国卷五年考情 1.从生物材料中提取某些特定的成分 2017·卷ⅢT37,2015·卷ⅠT39,2015·卷ⅠT39 2.DNA的粗提取与鉴定 无考题 考点一| 植物芳香油和胡萝卜素的提取 (对应学生用书第241页) [识记—基础梳理] 1．玫瑰精油的提取步骤及注意事项 (1)鲜玫瑰花瓣与清水→质量比为1∶4

(2)水蒸气蒸馏 在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止液体过度 沸腾先通入冷却水，然后开始加热控制蒸馏的时间和温度 (3)油水混合物 加入NaCl：NaCl能增加乳浊液中盐的浓度， 促进油水分层 (4)分离油层→分液时不要将水放干，否则会损失部分玫瑰精油 加入无水Na2SO4：Na2SO4能吸收玫瑰精油中 残留的水分 (5)除水→静置过夜 (6)过滤→除去固体Na2SO4 (7)玫瑰油 2．橘皮精油的提取步骤及注意事项 (1)石灰水浸泡→分解果胶，破坏细胞结构，压榨时不会滑脱，提高出油率，过滤时不会堵塞筛眼 (2)漂洗→洗去石灰水

(3)压榨→ 橘皮可以放入榨汁机中粉碎压榨为了使橘皮油易于与水分离，还要 分别加入相当于橘皮质量0.25%的 NaHCO3和5%的Na2SO4，并调节 pH至7～8 (4)过滤→ a.先用布袋过滤，除去固体物和残渣b.离心除去质量较小的残留固体物 精 品 试 卷 推荐下载 (5)静置→5～10 ℃下静置5～7天，使杂质沉淀

(6)再次过滤→ a.先用吸管吸出上层澄清橘皮油b.其余部分用滤纸过滤 (7)橘皮油→包括滤液与吸出的上层橘油 3．胡萝卜素的提取与鉴定 (1)胡萝卜素的性质：胡萝卜素是橘黄色结晶，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。 (2)实验步骤及注意事项： 粉碎→原料的颗粒大小和紧密程度影响萃取效率 干燥→原料的含水量影响萃取效率

萃取→ 有机溶剂：石油醚原因：水不溶性，沸点高萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量严格控制萃取温度和时间 过滤→过滤萃取液，除去不溶固体物质 浓缩：对萃取液进行浓缩，以挥发掉有机溶剂 胡萝卜素 (3)胡萝卜素的鉴定 ①鉴定方法：纸层析法。 ②鉴定原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同，通过比较提取样品和标准样品层析的结果，可以判断提取样品的纯度。 ③实验步骤： 量做基线：在18 cm×30 cm滤纸下端距底边2 cm处做一 基线，在基线上取A、B、C、D四点 对照点样：A、D点点标准样品，B、C点点提取样品 干燥层析：吹干滤纸上的溶剂，放入色谱容器中层析 对比观察：对比观察萃取样品与标准样品的异同 ④结果分析(如下图)：

a为β­胡萝卜素，b为其他色素。 [理解—深化探究] 1．植物芳香油提取方法的比较 精 品 试 卷 推荐下载 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，蒸发溶剂后就可获得芳香油 提取 方法 水蒸气蒸馏法 压榨法 有机溶剂萃取法

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

2．胡萝卜素层析过程中的注意事项 (1)点样的斑点直径不能太大，点样要快速、细致。 (2)卷纸时注意滤纸的两边不能相互接触，以免溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。 (3)如用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。 (4)纸层析过程不能让层析液淹没点样，否则实验失败。 [运用—考向对练] 考向1 芳香油的提取与分离 1．(2018·昆明市高三检测)回答下列玫瑰精油提取中的有关问题。 (1)用于提取精油的玫瑰花一般在花开的盛期采收，原因是______________。 (2)可用萃取法提取玫瑰精油，依据是______________。要使有机溶剂不与水混溶，最好选用________(填“乙酸乙酯”或“乙醇”)作为萃取剂。 (3)也可用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，依据是________________________。蒸馏获得乳化液后需加入________，促进油水分层。 (4)用传统的水蒸气蒸馏法，玫瑰精油出油率较低。科研人员在适宜条件下用不同的辅助方法探究最优提取方法，结果如下表。 不同处理 无辅助方法 超声波、微波 酶 高压脉冲电场 精 品 试 卷 推荐下载 出油率(%) 0.0802 0.0930 0.0900 0.1050

蒸馏时间(h) 4 2.5 3 2 该实验的自变量是______________，据实验结果，水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油的最优辅助方法为_____________________，依据是_________________。 [解析] (1)玫瑰花开的盛期，花朵中含油量最高，最适合提取玫瑰精油。 (2)玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，所以一般用萃取法提取玫瑰精油；乙醇可以溶于水，所以要使有机溶剂不与水混溶，最好选用乙酸乙酯作为萃取剂。 (3)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏，所以也可以用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油；蒸馏获得乳化液后需加入NaCl，以促进油水分层。 (4)根据表格分析，该实验的自变量是不同的辅助方法，因变量是出油率和时间；根据实验结果分析，高压脉冲电场辅助提取方法下，出油率最高，用的时间最短，说明该方法最好。 [答案] (1)此阶段花朵含油量最高 (2)玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂 乙酸乙酯 (3)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏 NaCl (4)不同的辅助方法 高压脉冲电场辅助提取 高压脉冲电场辅助提取玫瑰精油出油率较高，达到最高出油率的蒸馏时间较短 [备选习题] 薄荷叶富含维生素、蛋白质和薄荷油，具有疏散风热、清利咽喉、消炎镇痛的作用。请回答下列问题： (1)植物芳香油的提取方法有蒸馏法、压榨法和___________等。提取薄荷油可以用水蒸气蒸馏法，该方法能利用水蒸气将____________的薄荷油携带出来。 (2)在提取薄荷油的过程中，向得到的油水混合物中加入NaCl后，薄荷油将分布于液体的____________(填“上层”或“下层”)，然后用____________将这两层分开。分离得到的薄荷油油层中含有一定量的水分，可用____________吸水。 [解析] (1)植物芳香油的提取方法有蒸馏法、压榨法和萃取法等。薄荷油具有挥发性强的特点，可用水蒸气蒸馏法提取。(2)在提取薄荷油的过程中，向得到的油水混合物中加入NaCl后薄荷油将分布在上层。可用分液漏斗将两层分开。用无水Na2SO4将薄荷油中的水除去。 [答案] (1)萃取法 挥发性较强 (2)上层 分液漏斗 无水Na2SO4 考向2 胡萝卜素的提取与分离 2．(2017·江西省南昌市二模)请回答下列有关胡萝卜素提取的问题： (1)从植物中提取胡萝卜素常用的方法是________，所用溶剂具有____________________________________________________的特点。 (2)萃取前，要将胡萝卜进行粉碎和干燥，新鲜的胡萝卜干燥处理时要注意控制________。 (3)因为有机溶剂易燃，萃取时应采用________方式加热。为了防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装________装置，而萃取液可进一步用蒸馏装置进行________处理。 (4)鉴定胡萝卜素粗品的方法是________。在18 cm×30 cm滤纸下端距底边2 cm处做一基线，在基线上取A、B、C、D四点，用最细的注射器针头分别吸取0.1～0.4 mL溶解在石油醚中的________样品和提取样品，在A、D精 品 试 卷 推荐下载 和B、C点上点样。点样液挥发干后，将滤纸卷成圆筒状，置于装有1 cm深的石油醚的密封玻璃瓶中进行层析。

[解析] (1)从植物中提取胡萝卜素常用的方法是萃取法，用于萃取胡萝卜素的萃取剂应具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，且不与水混溶的特点。(2)新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在干燥处理时要注意控制温度和时间，温 度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。(3)萃取剂为有机溶剂，有机溶剂易燃，因此萃取时应采用水浴方式加热。为了防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装回流冷凝装置，而萃取液可直接使用蒸馏装置进行浓缩处理。(4)鉴定胡萝卜素粗品的方法是纸层析法。在18 cm×30 cm滤纸下端距底边2 cm处做一基线，在基线上取A、B、C、D四点，用最细的注射器针头分别吸取0.1～0.4 mL溶解在石油醚中的标准样品和提取样品，在A、D和B、C点上点样。点样液挥发干后，将滤纸卷成圆筒状，置于装有1 cm深的石油醚的密封玻璃瓶中进行层析。 [答案] (1)萃取法 较高的沸点，能充分溶解胡萝卜素，且不与水混溶 (2)温度和时间 (3)水浴加热 回流冷凝(冷凝管) 浓缩 (4)纸层析法 标准 [技法总结]物质分离的方法及植物有效成分的提取方法 1．物质分离的方法： (1)分离油水混合物可以采用分液的方法。 (2)除去压榨液中的固体物和残渣通常采用过滤的方法。 (3)除去液体中质量较小的固体残留物通常采用离心的方法。 (4)除去芳香油中的残留水分常采用加入无水硫酸钠后过滤的方法。 (5)除去不易挥发的植物有效成分中的有机溶剂常采用蒸馏法。 2．依据植物有效成分的特性选择提取方法： (1)提取挥发性强的植物芳香油：蒸馏法。 (2)提取易溶于有机溶剂的植物有效成分：萃取法。 (3)提取原料中含量高的植物有效成分：压榨法。 3．鉴定胡萝卜素常采取纸层析法。 [备选习题] 胡萝卜素是一种常用的食用色素，在保护视力方面具有重要功效。从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取胡萝卜素的流程图如下，请据图回答：

(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，从功能上看，所用培养基为____________培养基。 (2)在培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可提供____________等营养。 (3)从胡萝卜中提取胡萝卜素，干燥时应控制好____________，以防止胡萝卜素分解；萃取时一般不直接用酒精灯加热而用水浴加热，因为____________。在萃取液浓缩前需要进行____________。