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专题4 DNA技术、植物有效成分的提取,考点一 DNA的粗提取与鉴定 【核心知识通关】 1.基本原理：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：,析出,溶解,析出,水解,80,60,80,3.主要步骤及注意事项：,红细胞吸水破裂,瓦解细胞膜,溶解DNA,NaCl溶液,蛋白酶,高温,冷却的酒精溶液,二苯胺,蓝色,4.DNA的粗提取与鉴定实验中的两种重复操作： (1)加蒸馏水2次。 加到鸡血细胞液中，使血细胞吸水涨破。 加到含DNA的2 mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物质的量浓度下降到0.14 mol/L，使DNA析出。,(2)用NaCl溶液4次。 用2 mol/L的NaCl溶液，过滤除去不溶的杂质。 用0.14 mol/L的NaCl溶液，析出DNA。 用2 mol/L的NaCl溶液，溶解DNA。 用2 mol/L的NaCl溶液，溶解丝状物用于DNA的鉴定。,【特别提醒】 (1)提取DNA不能用哺乳动物的成熟的红细胞作实验材料，因为哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，提取不到DNA。 (2)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0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小。,【高考模拟精练】 在“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，对DNA进行鉴定时，做如下操作：,(1)根据上图，完成表格空白处的实验内容。 (2)对于B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何？ _。,(3)在沸水浴中加热的目的是_，同时说明DNA对高温有较强的_。 (4)A试管在实验中的作用是_。 (5)B试管中溶液颜色的变化程度主要与_有关。,【解析】(1)(4)本题主要考查DNA分子的鉴定。A、B两试管形成对照，B试管中含DNA丝状物，A试管中不含，起对照作用，其他条件均完全相同。(2)(3)(5)本实验强调反应条件是沸水浴加热5分钟，加快颜色反应的速度，观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。,答案：(1)实验现象：A.溶液不变蓝色 B.溶液变蓝色 实验结论：DNA在沸水浴的条件下遇二苯胺会变成蓝色 (2)溶液颜色基本不变(不呈浅蓝色) (3)加快颜色反应速度 耐受性 (4)对照 (5)DNA(丝状物)的多少,考点二 植物有效成分的提取 【核心知识通关】 1.植物芳香油的来源和提取方法： (1)天然香料的主要来源：_。 (2)特点：具有很强的_性。 (3)成分：主要包括_及其衍生物。,动物和植物,挥发,萜类化合物,2.植物芳香油的提取方法： (1)水蒸气蒸馏法。 原理：利用水蒸气将_较强的植物芳香油携带出来。 类型：依据蒸馏过程中_分为_蒸馏、水上蒸馏和_蒸馏。,挥发性,原料放置的位置,水中,水气,(2)压榨法。 原理：通过_，压榨出果皮中的芳香油。 适用范围：适用于蒸馏会出现_和有效成分 _等问题的材料。,机械加压,原料焦糊,水解,(3)萃取法。 原理：植物芳香油不仅有挥发性，而且易溶于_ _。 过程：将粉碎、干燥的植物原料用_浸泡 芳香油溶解于_蒸发出有机溶剂纯净的植 物芳香油。,有,机溶剂,有机溶剂,有机溶剂,3.玫瑰精油的提取： (1)玫瑰精油的性质：化学性质_，_溶于水，易 溶于_。 (2)方法：_法。,稳定,难,有机溶剂,水蒸气蒸馏,(3)实验步骤及注意事项：,1:4,冷却水,时间,温度,水的密度,残留的水分,固体Na2SO4,4.橘皮精油的提取： (1)橘皮精油的特点。 性质：_，具有诱人的橘香味。 成分：主要是_。 (2)提取方法：_法。原因是有效成分在水蒸气蒸 馏时会发生_，使用水中蒸馏又会产生_ _的问题。,无色透明,柠檬烯,压榨,部分水解,原料,焦糊,(3)橘皮精油的提取过程及注意事项：,出油率,石灰水,NaHCO3,Na2SO4,78,滤纸,5.胡萝卜素的提取： (1)胡萝卜素的种类。 可以划分为_三类，其中_是最 主要的组成成分。一分子的-胡萝卜素可被氧化成两 分子_。 (2)胡萝卜素的性质：胡萝卜素是_结晶，化学 性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于_ _等有机溶剂。,、,-胡萝卜素,维生素A,橘黄色,石油,醚,(3)工业生产胡萝卜素的方法。 从_(如胡萝卜等蔬菜)中提取。 从大面积养殖的_中获得。 利用_生产。 (4)提取方法：_法，原因是胡萝卜素易溶于_ _。,植物,岩藻,微生物的发酵,萃取,有机,溶剂,(5)实验步骤及注意事项：,颗粒大小,含水量,石油醚,水不溶性,高,萃取剂的性质和,使用量,温度,时间,固体物质,有机溶剂,(6)胡萝卜素的鉴定。 鉴定方法：_法。 鉴定原理：不同色素在层析液中的_不同，随 层析液在滤纸上的_不同，通过比较提取样品 和_层析的结果，可以判断提取样品的纯度。,纸层析,溶解度,扩散速度,标准样品,实验步骤： 量做基线：在18 cm30 cm滤纸下端距底边_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_，B、C点点_ 干燥层析：吹干滤纸上的溶剂，放入_中层析 对比观察：对比观察样品色素点与标准色素点的异同,2,标准样品,提取样品,色谱容器,结果分析(如下图)： a为_，b为其他色素。,-胡萝卜素,【特别提醒】 植物有效成分提取过程中的注意事项 (1)用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质，否则会影响芳香油的质量。 (2)能够利用蒸馏法提取的物质应该具有热稳定性，否则会发生植物有效成分的分解。,(3)不适于蒸馏法的植物芳香油可以用压榨法提取，但是需要原料中植物芳香油的含量较大，否则不易压榨出来。 (4)萃取温度高有利于植物有效成分溶于有机溶剂，但是温度过高会影响植物有效成分的品质，因此萃取时应严格控制温度，适当延长萃取时间。,【思维拓展】增加植物有效成分提取量的关键措施 (1)蒸馏法提取植物芳香油。 提取量主要取决于植物材料中芳香油的含量。 由于植物芳香油易挥发，因此用水蒸气蒸馏法提取植物芳香油时应选择新鲜的植物材料(干燥后植物芳香油已挥发)。,(2)压榨法提取植物芳香油：植物材料中的果胶、果蜡会影响压榨效果和出油率，压榨前通常采用石灰水浸泡的方法除去果胶、果蜡，以提高出油率。,(3)胡萝卜素萃取的影响因素及解决方法：,【高考模拟精练】 1.(2015全国卷)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“-胡萝卜素”“-胡萝卜素”或“-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。,(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_。,【解题指南】(1)题干关键信息：“弱光下视物不清”“萃取剂”。 (2)关键知识：胡萝卜素不溶于水；一分子-胡萝卜素可被氧化成两分子维生素A；含水量影响胡萝卜素的萃取效果。,【解析】本题考查胡萝卜素的提取。 (1)根据双键的数目可以将胡萝卜素划分、三类，-胡萝卜素是其中最主要的组成成分。一分子-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子维生素A。胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，如夜盲症等。胡萝卜素的化学性质比较稳定，不溶于水，是非挥发性物质。,(2)萃取的效果受到含水量、温度等条件的影响，要保证好的萃取效果，需要将岩藻进行粉碎和干燥。 (3)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，乙酸乙酯为水不溶性有机溶剂，故选乙酸乙酯。,答案：(1)-胡萝卜素 维生素A 夜盲症 非挥发性 (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.(2016广州模拟)分析回答下列与植物有效成分提取有关的问题。 (1)薰衣草精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性较强，要提取薰衣草精油可以用蒸馏法和_法。若用蒸馏法，在得到油水混合物后需加入一定量的_促进其分层。用分液漏斗分离得到油层后还要加入_以除去水分。,(2)天然胡萝卜素可医治维生素A缺乏症，是因为_ _。在提取胡萝卜素的实验流程“胡萝卜粉碎A萃取过滤浓缩胡萝卜素”中，A过程叫_。萃取效率主要取决于_，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响。,【解析】(1)由于薰衣草精油易溶于有机溶剂，因此可以用萃取法进行提取。用蒸馏法提取薰衣草精油获得油水混合物后，应加入NaCl促进油水分层进而分离出油层；分离出的油层中含有少量的水，可以加入无水Na2SO4除去水分。,(2)天然胡萝卜素可被氧化为维生素A，因此天然胡萝卜素可医治维生素A缺乏症。在萃取胡萝卜素时，应首先对胡萝卜进行粉碎和干燥。萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。 答案：(1)萃取 NaCl 无水Na2SO4 (2)胡萝卜素可被氧化为维生素A 干燥 萃取剂的性质和使用量,3.(2013海南高考改编)根据相关知识，回答胡萝卜素提取和鉴定方面的问题： (1)水蒸气蒸馏法_(填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取，原因是_ _。 (2)为了提高萃取效果，萃取时应_。,(3)除去萃取液中的有机溶剂，可以采用_法。 (4)鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采用_法，并以_样品作为对照。,【解题指南】解答本题需注意：提取不同植物的有效成分所用的方法不一定相同，需要根据原料的特点进行选择。,【解析】本题考查胡萝卜素的提取和鉴定的有关知识。 (1)水蒸气蒸馏法不适合胡萝卜素的提取，因为水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出。 (2)由于萃取温度和萃取时间会影响萃取效果，提高温度有利于胡萝卜素溶于有机溶剂，但是如果温度过高会破坏胡萝卜素，因此为了提高萃取效果，应严格控制萃取温度并适当延长萃取时间。,(3)由于有机溶剂易挥发，而胡萝卜素不易挥发，因此除去萃取液中的有机溶剂可采用蒸馏法。有机溶剂可经冷凝回收再利用。 (4)胡萝卜素的鉴定通常采用纸层析法。胡萝卜素能够溶解在层析液中，并随层析液在滤纸上的扩散而扩散，且扩散速度与溶解度呈正相关。可以用标准样品(胡萝卜素)作为对照，分析萃取样品是否含胡萝卜素和杂质。,答案：(1)不适合 水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出 (2)严格控制萃取温度并适当延长萃取时间 (3)蒸馏 (4)纸层析 标准的胡萝卜素,【方法技巧】植物芳香油提取方法的选择原则 植物芳香油提取方法的选择主要根据植物原料的性质确定： (1)挥发性强、热稳定性高的芳香油可以用水蒸气蒸馏法提取。 (2)植物芳香油含量高，且不宜采用蒸馏法的材料一般采用压榨法提取。 (3)易溶于有机溶剂的植物芳香油可以采用萃取法提取。,4.(2015郑州模拟)下面两图是某同学用来提取胡萝卜素的实验装置。据图回答下列问题：,(1)安装图1装置时，应首先固定_；应保证冷凝装置的出水口_(填“向上”或“向下”)，通过橡皮管与水池相连；萃取液的浓缩可直接使用该装置，但需要先进行过滤，其目的是_ _。 (2)图1装置_(填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取，原因是_。,(3)利用图2装置从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常先将胡萝卜粉碎和_，以提高萃取效率，后者操作过程中应控制好温度和_，以防止胡萝卜素被分解。 (4)图1、2装置中冷凝装置的目的_(填“相同”或“不同”)。,【解析】(1)安装图1装置时，应按自下而上、自左而右的顺序，所以应首先固定酒精灯；冷凝管中的冷却水应与水蒸气的方向相反，即下方进，上方出，则应保证冷凝装置的出水口向上。萃取液浓缩前先进行过滤的目的是滤去不溶物。 (2)由于水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出，因此图1装置不适合胡萝卜素的提取。,(3)由于萃取时原料的颗粒大小、紧密程度和含水量等可以影响萃取效率，因此利用图2装置从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常先将胡萝卜粉碎和干燥，以提高萃取效率。萃取胡萝卜素时应控制好温度和时间，以防止胡萝卜素被分解。 (4)图1装置中冷凝装置的目的是使蒸馏物冷凝形成油水混合物，而图2装置中冷凝装置的目的是使有机溶剂冷凝回流，因此图1、2装置中冷凝装置的目的不同。,答案：(1)酒精灯 向上 滤去不溶物 (2)不适合 水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出 (3)干燥 时间 (4)不同,【加固训练】 (2015滨州模拟)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答： (1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有_的性质。蒸馏时收集的蒸馏液_(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油，原因是_。,(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和_。 (3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会_ _，原因是_。 (4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度_的地方，目的是_。,【解析】(1)易挥发的植物精油才能与水蒸气一起蒸馏，难溶于水的植物精油易于与水分离，化学性质稳定的精油才能在蒸馏时不会被分解，因此只有易挥发、难溶于水且化学性质稳定的植物精油才适合用蒸馏法提取。蒸馏时收集的蒸馏液是油水混合物，而不是纯的玫瑰精油。 (2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏时间和蒸馏温度是影响精油提取量的主要因素。,(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则部分精油会挥发掉，从而使提取量下降。 (4)由于温度越高，玫瑰精油的挥发速度越快，因此密封不严的瓶装玫瑰精油保存时，最好存放在温度较低的地方以减少挥发。,答案：(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定 不是 玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物 (2)蒸馏温度 (3)下降 部分精油会随水蒸气挥发而流失 (4)较低 减少挥发,【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质，应如何控制蒸馏温度和时间？ 提示：应严格控制蒸馏温度，适当延长蒸馏时间。,
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