2019高考生物一轮总复习 生物技术实践 第4讲 生物技术在其他方面的应用课件 新人教版选修1 .ppt

选修一生物技术实践 选考内容 第四讲生物技术在其他方面的应用 1 血红蛋白的提取 1 红细胞的洗涤 目的 去除 方法 采集的血样要及时分离红细胞 分离时采用 离心 然后用胶头吸管吸出上层透明的 血浆 将下层暗红色的 液体倒入烧杯 再加入五倍体积的 稀释 再离心 重复洗涤三次 直至上清液中不再呈现 表明红细胞已洗涤干净 考点一蛋白质的提取和分离 杂蛋白 低速短时间 黄色 红细胞 生理盐水 黄色 2 血红蛋白的释放加蒸馏水 作用是 到原血液的体积 再加40 体积的 作用是溶解细胞膜 充分搅拌 细胞破裂释放出血红蛋白 3 分离血红蛋白溶液 将搅拌好的混合液转移到 中 以2000r min的速度离心10min后 可以明显看到试管中的溶液分为 层 将试管中的液体用 过滤 除去 于 中静置片刻后 分出下层的 即血红蛋白溶液 使红细胞吸水涨破 甲苯 离心管 4 滤纸 脂溶性沉淀层 分液漏斗 红色透明液体 2 血红蛋白的粗分离 透析 1 原理 能使小分子自由进出 而将大分子保留在袋内 2 过程 取1mL的血红蛋白溶液装入透析袋中 将透析袋放入盛有300mL的物质的量浓度为20mmol L的磷酸缓冲液中 pH为 透析12h 3 目的 除去样品中 的杂质 3 血红蛋白的纯化 凝胶色谱法 1 原理 相对分子质量 的蛋白质由于 作用进入凝胶颗粒内部 路程 移动速度 而被滞留 相对分子质量 的蛋白质被排阻在凝胶颗粒外面 在颗粒之间迅速通过 透析袋 7 0 相对分子质量较小 较小 扩散 较长 较慢 较大 2 过程 调整缓冲液面 打开色谱柱下端的流出口 调整缓冲液与凝胶面 滴加透析样品 关闭下端出口 用吸管小心将1mL样品加到色谱柱顶端 样品渗入凝胶床 加样后 打开下端出口 使样品渗入凝胶床内 再调整 关闭下端出口 小心加入物质的量浓度为20mmol L的磷酸缓冲液到适当高度 平齐 缓冲液面 洗脱 打开下端出口 用磷酸缓冲液洗脱 收集 待红色的蛋白质接近色谱柱底端时 用试管收集流出液 每5mL收集一管 连续收集4 纯度鉴定 电泳判断纯化的蛋白质是否达到要求 需要进行蛋白质纯度的鉴定 在鉴定的方法中 使用最多的是 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 判断下列说法的正误 1 纯化主要是根据蛋白质以及蛋白质与其他物质之间的理化性质的差异进行的 2 透析法可去除小分子化合物杂质 原理是不同分子所携带净电荷不同 3 通过控制离心速率 可使分子大小 密度不同的蛋白质沉降分层 从而分离不同的蛋白质 4 不同的物质在同一电场中的泳动速度不同 因此可用电泳法分离蛋白质 5 影响泳动速度的因素包括带电颗粒的性质 电场强度 溶液的pH等 右图是用凝胶色谱法分离a b两种蛋白质的示意图 请分析 1 先从层析柱中洗脱出来的是哪种蛋白质 为什么 2 d是什么 有什么特点 3 层析柱装填时不能有气泡的原因是什么 提示 1 a蛋白质先洗脱出来 因为a的相对分子质量较大 被排阻在凝胶颗粒外面 在颗粒之间迅速通过 2 d是多孔板 蛋白质可以通过 凝胶颗粒不能通过 3 气泡会扰乱蛋白质的洗脱次序 干扰实验结果 1 血红蛋白的提取和分离 1 主要实验步骤及意义 2 常用的蛋白质分离方法 凝胶色谱法 电泳法原理a 在一定pH下 蛋白质分子的某些基团解离后带上正电或负电 在电场的作用下 带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动 b 由于待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小 形状的不同 使带电分子产生不同的迁移速度 从而实现样品中各种分子的分离 2 比较琼脂糖凝胶电泳和SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 1 从载体上看 利用琼脂糖凝胶作为载体的是琼脂糖凝胶电泳 利用SDS 聚丙烯酰胺凝胶作为载体的是SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳 2 从依据上看 利用了分子带电性质差异和分子大小的是琼脂糖凝胶电泳 仅利用了分子大小的是SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 3 从优点上看 琼脂糖凝胶电泳操作简单 电泳速度快 样品不需处理 电泳图谱清晰 分辨率高 重复性好 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳消除了净电荷对迁移率的影响 使电泳迁移率完全取决于分子的大小 高考警示 血红蛋白的提取和分离 实验中的注意事项1 红细胞的洗涤 洗涤次数不能过少 否则无法除去血浆蛋白 要低速 短时离心 否则会使白细胞等一同沉淀 达不到分离的效果 2 凝胶的预处理 用沸水浴法不但节约时间 而且除去凝胶中可能带有的微生物 排除胶粒内的空气 3 色谱柱的装填 装填时尽量紧密 减少颗粒间隙 无气泡 洗脱液不能断流 4 色谱柱成功的标记 红色区带均匀一致地移动 D 1 蛋白质的分离与纯化是蛋白质研究的重要技术 下列有关叙述不正确的是 A 根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性 可将样品中各种不同的蛋白质分离B 根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等 可通过电泳分离蛋白质C 根据蛋白质相对分子质量的大小 可通过凝胶色谱法分离蛋白质D 根据蛋白质的分子大小 密度不同 可通过离心沉降法分离蛋白质 变式训练 A 1 提取玫瑰精油实验 1 方法 法 2 实验流程 考点二植物有效成分的提取 水蒸气蒸馏 2 提取橘皮精油的实验 1 方法 一般采用 法 2 实验流程 压榨 3 胡萝卜素的提取 1 胡萝卜素性质 水 微溶于乙醇 石油醚等有机溶剂 2 提取方法及流程 方法 法 最适宜作萃取剂 实验流程胡萝卜 粉碎 萃取 浓缩 胡萝卜素 3 鉴定方法 法 不溶于 易溶于 萃取 石油醚 干燥 过滤 纸层析 判断下列说法的正误 1 提取玫瑰精油的玫瑰花在花开的初期采取 因为此阶段的花含玫瑰精油最高 2 油水混合物中加入无水硫酸钠 有利于分离油层 3 提取玫瑰精油时 玫瑰与水的质量比是4 1 4 用柑橘皮作为材料提取橘皮精油时不适合用水中蒸馏的方法 5 新鲜的胡萝卜含水量高 干燥时可采用高温以节省时间 6 由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中 所以可以采用萃取的方法进行提取 7 胡萝卜粉碎后可直接进行萃取 8 萃取是利用了芳香油易溶于有机溶剂的特性进行提取的一种方法 9 蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解出来 再把水蒸发掉 剩余的就是芳香油 10 影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外 还有原料颗粒的大小 紧密程度 含水量 萃取的温度和时间等 下图是提取植物有效成分的两种方法 据图分析 1 图甲 图乙分别为何种装置 2 图中a b哪一个是进水口 哪一个为出水口 加热时为何常向液体中加入几片碎石或瓷片 3 提取玫瑰精油时 能否用干燥的玫瑰花 4 在提取橘皮精油的实验中 使用石灰水充分浸泡原料的目的是什么 提示 1 图甲为水蒸气蒸馏装置 图乙为萃取装置 2 图中a为出水口 b为进水口 这与蒸气流方向相反 加热时向液体中加入几片碎石或瓷片的目的是 防暴沸 3 由于玫瑰精油易挥发 干燥后玫瑰精油已挥发 因此用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油时应选择新鲜的玫瑰花 4 目的是破坏细胞结构 分解果胶 防止橘皮压榨时滑脱 提高出油率 1 三种提取方法的比较 2 植物有效成分提取过程的注意事项 1 在玫瑰精油的提取过程中 加入NaCl的目的是增加水层的密度 有利于玫瑰油与水分层 加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分 2 在提取橘皮精油时 为了提高出油率 需要将柑橘皮干燥去水 并用石灰水浸泡 浸泡时间为10h以上 橘皮要浸透 这样压榨时不会滑脱 且出油率高 过滤时不会堵塞筛眼 3 在胡萝卜素的提取中 原料颗粒的大小 紧密程度 含水量 萃取的温度和时间等条件也能影响萃取 因此在萃取的过程中 要先将胡萝卜进行粉碎和干燥 使之与萃取剂充分接触 提高溶解度 高考警示 1 植物芳香油提取成功的关键点 水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间 温度不能太高 用于萃取的有机溶剂必须事先精制 除去杂质 压榨时原料必须要浸透 这样压榨时不会滑脱 出油率高 不堵塞筛眼 使用石灰水充分浸泡原料的目的是破坏细胞结构 分解果胶 防止橘皮压榨时滑脱 提高出油率 2 影响萃取的因素 主要因素 萃取剂的性质和使用量 次要因素 原料颗粒的大小 紧密程度 含水量 萃取的温度 萃取的时间等 总之 溶解越充分 效果就越好 3 水蒸气蒸馏法特点 水中蒸馏设备简单 成本低 易操作 而水上蒸馏和水气蒸馏时间短 出油率高 水中蒸馏对于柑橘和柠檬等原料不适用 因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解 水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的 能随水蒸气蒸馏而不被破坏 与水不发生反应 且难溶或不溶于水的成分的提取 B 解析 在烘干胡萝卜时要控制好温度和时间 温度太高 干燥时间太长 会导致胡萝卜素分解 在浓缩前萃取液要进行过滤 除去不溶物 将滤液用蒸馏装置进行蒸馏 蒸发掉有机溶剂 留下浓缩的胡萝卜素提取液 2 有关植物芳香油的提取方法叙述不正确的是 A 植物芳香油具有较强的挥发性 能随水蒸气蒸发 因此可利用蒸馏法提取B 压榨法是利用机械压力榨出芳香油C 将粉碎 干燥的植物材料浸泡在用于萃取的有机溶剂中 然后蒸去溶剂 即可获得植物芳香油 此为萃取法D 玫瑰油 薄荷油 薰衣草油等芳香油主要通过压榨法获得 解析 玫瑰油 薄荷油 薰衣草油等芳香油主要通过蒸馏法获得 变式训练 D 课末总结 思维导图 1 在提取物质W时 最好应选用的一种原料是 填 高温烘干 晾干 或 新鲜 的植物甲 不宜选用其他两种的原因是 探究高考 明确考向 晾干 高温烘干过程中 植物甲中的物质W易被破坏 新鲜的植物甲含水量高 用于 提取的极性有机溶剂会被水稀释 进而降低对物质W的提取效果 2 提取物质W时 振荡的作用是 3 活性炭具有很强的吸附能力 在提取过程中 用活性炭处理提取液的目的是 4 现有丙酮 沸点56 乙醇 沸点约78 两种溶剂 在提取物质W时 应选用丙酮作为提取剂 理由是 5 该实验操作过程中应注意的事项是 答出两点即可 使原料和溶剂充分混匀 去除提取液中的色素 丙酮沸点低于乙醇 蒸馏时物质W分解较少 在温度较低的情况下操作 防火 解析 1 依据题于信息 物质W受热 受潮易分解 因此不宜选择高温烘干的原料 而新鲜的植物甲含水量高 用于提取的极性有机溶剂会被水稀释 进而降低对物质W的提取效果 故不应选用新鲜的植物甲 2 提取物质W时 振荡可以使原料和所加有机溶剂充分混匀 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 从而得到较为纯净的物质W与有机溶剂的混合物 4 丙酮沸点低于乙醇 蒸馏时物质W分解较少 5 物质W容易受热分解 因此蒸馏操作适宜在较低的温度下进行 同时因实验中使用了有机溶剂 要注意防火 2 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 胡萝卜素 维生素A 夜盲症 非挥发性 需要 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 解析 1 胡萝卜含有的胡萝卜素有三类 其中最主要的是 胡萝卜素 胡萝卜素在人体内可以转变成维生素A 维生素A缺乏会导致夜盲症 胡萝卜素是非挥发性物质 2 胡萝卜素的提取一般采用萃取法 萃取前需要对材料进行干燥处理 以提高萃取的效率 3 萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的沸点 能够充分溶解胡萝卜素 并且不与水混溶 如乙酸乙酯 乙醇是水溶性有机溶剂 因萃取过程中能与水混溶而影响萃取效果 所以不选用它作萃取剂 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