2019高考生物一輪總復習 生物技術實踐 第4講 生物技術在其他方面的應用課件 新人教版選修1 .ppt

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選修一生物技術實踐 選考內容 第四講生物技術在其他方面的應用 1 血紅蛋白的提取 1 紅細胞的洗滌 目的 去除 方法 采集的血樣要及時分離紅細胞 分離時采用 離心 然后用膠頭吸管吸出上層透明的 血漿 將下層暗紅色的 液體倒入燒杯 再加入五倍體積的 稀釋 再離心 重復洗滌三次 直至上清液中不再呈現(xiàn) 表明紅細胞已洗滌干凈 考點一蛋白質的提取和分離 雜蛋白 低速短時間 黃色 紅細胞 生理鹽水 黃色 2 血紅蛋白的釋放加蒸餾水 作用是 到原血液的體積 再加40 體積的 作用是溶解細胞膜 充分攪拌 細胞破裂釋放出血紅蛋白 3 分離血紅蛋白溶液 將攪拌好的混合液轉移到 中 以2000r min的速度離心10min后 可以明顯看到試管中的溶液分為 層 將試管中的液體用 過濾 除去 于 中靜置片刻后 分出下層的 即血紅蛋白溶液 使紅細胞吸水漲破 甲苯 離心管 4 濾紙 脂溶性沉淀層 分液漏斗 紅色透明液體 2 血紅蛋白的粗分離 透析 1 原理 能使小分子自由進出 而將大分子保留在袋內 2 過程 取1mL的血紅蛋白溶液裝入透析袋中 將透析袋放入盛有300mL的物質的量濃度為20mmol L的磷酸緩沖液中 pH為 透析12h 3 目的 除去樣品中 的雜質 3 血紅蛋白的純化 凝膠色譜法 1 原理 相對分子質量 的蛋白質由于 作用進入凝膠顆粒內部 路程 移動速度 而被滯留 相對分子質量 的蛋白質被排阻在凝膠顆粒外面 在顆粒之間迅速通過 透析袋 7 0 相對分子質量較小 較小 擴散 較長 較慢 較大 2 過程 調整緩沖液面 打開色譜柱下端的流出口 調整緩沖液與凝膠面 滴加透析樣品 關閉下端出口 用吸管小心將1mL樣品加到色譜柱頂端 樣品滲入凝膠床 加樣后 打開下端出口 使樣品滲入凝膠床內 再調整 關閉下端出口 小心加入物質的量濃度為20mmol L的磷酸緩沖液到適當高度 平齊 緩沖液面 洗脫 打開下端出口 用磷酸緩沖液洗脫 收集 待紅色的蛋白質接近色譜柱底端時 用試管收集流出液 每5mL收集一管 連續(xù)收集4 純度鑒定 電泳判斷純化的蛋白質是否達到要求 需要進行蛋白質純度的鑒定 在鑒定的方法中 使用最多的是 SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 判斷下列說法的正誤 1 純化主要是根據蛋白質以及蛋白質與其他物質之間的理化性質的差異進行的 2 透析法可去除小分子化合物雜質 原理是不同分子所攜帶凈電荷不同 3 通過控制離心速率 可使分子大小 密度不同的蛋白質沉降分層 從而分離不同的蛋白質 4 不同的物質在同一電場中的泳動速度不同 因此可用電泳法分離蛋白質 5 影響泳動速度的因素包括帶電顆粒的性質 電場強度 溶液的pH等 右圖是用凝膠色譜法分離a b兩種蛋白質的示意圖 請分析 1 先從層析柱中洗脫出來的是哪種蛋白質 為什么 2 d是什么 有什么特點 3 層析柱裝填時不能有氣泡的原因是什么 提示 1 a蛋白質先洗脫出來 因為a的相對分子質量較大 被排阻在凝膠顆粒外面 在顆粒之間迅速通過 2 d是多孔板 蛋白質可以通過 凝膠顆粒不能通過 3 氣泡會擾亂蛋白質的洗脫次序 干擾實驗結果 1 血紅蛋白的提取和分離 1 主要實驗步驟及意義 2 常用的蛋白質分離方法 凝膠色譜法 電泳法原理a 在一定pH下 蛋白質分子的某些基團解離后帶上正電或負電 在電場的作用下 帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動 b 由于待分離樣品中各種分子帶電性質的差異以及分子本身的大小 形狀的不同 使帶電分子產生不同的遷移速度 從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離 2 比較瓊脂糖凝膠電泳和SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 1 從載體上看 利用瓊脂糖凝膠作為載體的是瓊脂糖凝膠電泳 利用SDS 聚丙烯酰胺凝膠作為載體的是SDS一聚丙烯酰胺凝膠電泳 2 從依據上看 利用了分子帶電性質差異和分子大小的是瓊脂糖凝膠電泳 僅利用了分子大小的是SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 3 從優(yōu)點上看 瓊脂糖凝膠電泳操作簡單 電泳速度快 樣品不需處理 電泳圖譜清晰 分辨率高 重復性好 SDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳消除了凈電荷對遷移率的影響 使電泳遷移率完全取決于分子的大小 高考警示 血紅蛋白的提取和分離 實驗中的注意事項1 紅細胞的洗滌 洗滌次數(shù)不能過少 否則無法除去血漿蛋白 要低速 短時離心 否則會使白細胞等一同沉淀 達不到分離的效果 2 凝膠的預處理 用沸水浴法不但節(jié)約時間 而且除去凝膠中可能帶有的微生物 排除膠粒內的空氣 3 色譜柱的裝填 裝填時盡量緊密 減少顆粒間隙 無氣泡 洗脫液不能斷流 4 色譜柱成功的標記 紅色區(qū)帶均勻一致地移動 D 1 蛋白質的分離與純化是蛋白質研究的重要技術 下列有關敘述不正確的是 A 根據蛋白質分子不能透過半透膜的特性 可將樣品中各種不同的蛋白質分離B 根據蛋白質所帶電荷性質的差異及分子大小等 可通過電泳分離蛋白質C 根據蛋白質相對分子質量的大小 可通過凝膠色譜法分離蛋白質D 根據蛋白質的分子大小 密度不同 可通過離心沉降法分離蛋白質 變式訓練 A 1 提取玫瑰精油實驗 1 方法 法 2 實驗流程 考點二植物有效成分的提取 水蒸氣蒸餾 2 提取橘皮精油的實驗 1 方法 一般采用 法 2 實驗流程 壓榨 3 胡蘿卜素的提取 1 胡蘿卜素性質 水 微溶于乙醇 石油醚等有機溶劑 2 提取方法及流程 方法 法 最適宜作萃取劑 實驗流程胡蘿卜 粉碎 萃取 濃縮 胡蘿卜素 3 鑒定方法 法 不溶于 易溶于 萃取 石油醚 干燥 過濾 紙層析 判斷下列說法的正誤 1 提取玫瑰精油的玫瑰花在花開的初期采取 因為此階段的花含玫瑰精油最高 2 油水混合物中加入無水硫酸鈉 有利于分離油層 3 提取玫瑰精油時 玫瑰與水的質量比是4 1 4 用柑橘皮作為材料提取橘皮精油時不適合用水中蒸餾的方法 5 新鮮的胡蘿卜含水量高 干燥時可采用高溫以節(jié)省時間 6 由于胡蘿卜素易溶于石油醚等有機溶劑中 所以可以采用萃取的方法進行提取 7 胡蘿卜粉碎后可直接進行萃取 8 萃取是利用了芳香油易溶于有機溶劑的特性進行提取的一種方法 9 蒸餾法的實驗原理是利用水將芳香油溶解出來 再把水蒸發(fā)掉 剩余的就是芳香油 10 影響萃取效率的因素除了萃取劑的性質和使用量之外 還有原料顆粒的大小 緊密程度 含水量 萃取的溫度和時間等 下圖是提取植物有效成分的兩種方法 據圖分析 1 圖甲 圖乙分別為何種裝置 2 圖中a b哪一個是進水口 哪一個為出水口 加熱時為何常向液體中加入幾片碎石或瓷片 3 提取玫瑰精油時 能否用干燥的玫瑰花 4 在提取橘皮精油的實驗中 使用石灰水充分浸泡原料的目的是什么 提示 1 圖甲為水蒸氣蒸餾裝置 圖乙為萃取裝置 2 圖中a為出水口 b為進水口 這與蒸氣流方向相反 加熱時向液體中加入幾片碎石或瓷片的目的是 防暴沸 3 由于玫瑰精油易揮發(fā) 干燥后玫瑰精油已揮發(fā) 因此用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油時應選擇新鮮的玫瑰花 4 目的是破壞細胞結構 分解果膠 防止橘皮壓榨時滑脫 提高出油率 1 三種提取方法的比較 2 植物有效成分提取過程的注意事項 1 在玫瑰精油的提取過程中 加入NaCl的目的是增加水層的密度 有利于玫瑰油與水分層 加入無水Na2SO4的目的是吸收精油中殘留的水分 2 在提取橘皮精油時 為了提高出油率 需要將柑橘皮干燥去水 并用石灰水浸泡 浸泡時間為10h以上 橘皮要浸透 這樣壓榨時不會滑脫 且出油率高 過濾時不會堵塞篩眼 3 在胡蘿卜素的提取中 原料顆粒的大小 緊密程度 含水量 萃取的溫度和時間等條件也能影響萃取 因此在萃取的過程中 要先將胡蘿卜進行粉碎和干燥 使之與萃取劑充分接觸 提高溶解度 高考警示 1 植物芳香油提取成功的關鍵點 水蒸氣蒸餾要適當延長蒸餾時間 溫度不能太高 用于萃取的有機溶劑必須事先精制 除去雜質 壓榨時原料必須要浸透 這樣壓榨時不會滑脫 出油率高 不堵塞篩眼 使用石灰水充分浸泡原料的目的是破壞細胞結構 分解果膠 防止橘皮壓榨時滑脫 提高出油率 2 影響萃取的因素 主要因素 萃取劑的性質和使用量 次要因素 原料顆粒的大小 緊密程度 含水量 萃取的溫度 萃取的時間等 總之 溶解越充分 效果就越好 3 水蒸氣蒸餾法特點 水中蒸餾設備簡單 成本低 易操作 而水上蒸餾和水氣蒸餾時間短 出油率高 水中蒸餾對于柑橘和檸檬等原料不適用 因為水中蒸餾會導致原料焦糊和有效成分水解 水蒸氣蒸餾法只適用于具有揮發(fā)性的 能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞 與水不發(fā)生反應 且難溶或不溶于水的成分的提取 B 解析 在烘干胡蘿卜時要控制好溫度和時間 溫度太高 干燥時間太長 會導致胡蘿卜素分解 在濃縮前萃取液要進行過濾 除去不溶物 將濾液用蒸餾裝置進行蒸餾 蒸發(fā)掉有機溶劑 留下濃縮的胡蘿卜素提取液 2 有關植物芳香油的提取方法敘述不正確的是 A 植物芳香油具有較強的揮發(fā)性 能隨水蒸氣蒸發(fā) 因此可利用蒸餾法提取B 壓榨法是利用機械壓力榨出芳香油C 將粉碎 干燥的植物材料浸泡在用于萃取的有機溶劑中 然后蒸去溶劑 即可獲得植物芳香油 此為萃取法D 玫瑰油 薄荷油 薰衣草油等芳香油主要通過壓榨法獲得 解析 玫瑰油 薄荷油 薰衣草油等芳香油主要通過蒸餾法獲得 變式訓練 D 課末總結 思維導圖 1 在提取物質W時 最好應選用的一種原料是 填 高溫烘干 晾干 或 新鮮 的植物甲 不宜選用其他兩種的原因是 探究高考 明確考向 晾干 高溫烘干過程中 植物甲中的物質W易被破壞 新鮮的植物甲含水量高 用于 提取的極性有機溶劑會被水稀釋 進而降低對物質W的提取效果 2 提取物質W時 振蕩的作用是 3 活性炭具有很強的吸附能力 在提取過程中 用活性炭處理提取液的目的是 4 現(xiàn)有丙酮 沸點56 乙醇 沸點約78 兩種溶劑 在提取物質W時 應選用丙酮作為提取劑 理由是 5 該實驗操作過程中應注意的事項是 答出兩點即可 使原料和溶劑充分混勻 去除提取液中的色素 丙酮沸點低于乙醇 蒸餾時物質W分解較少 在溫度較低的情況下操作 防火 解析 1 依據題于信息 物質W受熱 受潮易分解 因此不宜選擇高溫烘干的原料 而新鮮的植物甲含水量高 用于提取的極性有機溶劑會被水稀釋 進而降低對物質W的提取效果 故不應選用新鮮的植物甲 2 提取物質W時 振蕩可以使原料和所加有機溶劑充分混勻 3 利用活性炭的吸附能力 可以去除提取液中植物甲所含的色素 從而得到較為純凈的物質W與有機溶劑的混合物 4 丙酮沸點低于乙醇 蒸餾時物質W分解較少 5 物質W容易受熱分解 因此蒸餾操作適宜在較低的溫度下進行 同時因實驗中使用了有機溶劑 要注意防火 2 2015 全國卷 回答與胡蘿卜素有關的問題 1 胡蘿卜含有的胡蘿卜素中 最主要的是 填 胡蘿卜素 胡蘿卜素 或 胡蘿卜素 該胡蘿卜素在人體內可以轉變成兩分子 后者缺乏會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 2 工業(yè)生產上 用養(yǎng)殖的巖藻作為原料提取胡蘿卜素時 填 需要 或 不需要 將新鮮的巖藻干燥 胡蘿卜素 維生素A 夜盲癥 非揮發(fā)性 需要 3 現(xiàn)有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑 應選用其中的 作為胡蘿卜素的萃取劑 不選用另外一種的理由是 解析 1 胡蘿卜含有的胡蘿卜素有三類 其中最主要的是 胡蘿卜素 胡蘿卜素在人體內可以轉變成維生素A 維生素A缺乏會導致夜盲癥 胡蘿卜素是非揮發(fā)性物質 2 胡蘿卜素的提取一般采用萃取法 萃取前需要對材料進行干燥處理 以提高萃取的效率 3 萃取胡蘿卜素的有機溶劑應該具有很高的沸點 能夠充分溶解胡蘿卜素 并且不與水混溶 如乙酸乙酯 乙醇是水溶性有機溶劑 因萃取過程中能與水混溶而影響萃取效果 所以不選用它作萃取劑 乙酸乙酯 萃取胡蘿卜素的有機溶劑應不與水混溶 而乙醇為水溶性有機溶劑