第38讲从生物材料中提取某些特定成分测控导航表知识点题号1.植物芳香油的提取1,22.胡萝卜素的提取 33.DNA的粗提取与鉴定 54.蛋白质的提取和分离 65.综合考查4,7,8 1.(2018·河北石家庄模拟)植物组织中存在许多有机物,不同有机物的提取和鉴定方法不尽相同。
根据所学知识,回答下列问题:(1)植物芳香油具有的共同特点有、。
(2)提取玫瑰精油和橘皮精油过程中都要用到的一种化学试剂是。
(3)从橘皮中提取橘皮精油时,为提高出油率,需要将橘皮干燥,并用浸泡;为探究浸泡时间对出油率的影响,设置作为空白对照。
(4)胡萝卜素为色结晶,精提取胡萝卜素所用的萃取剂应该具有,能充分溶解胡萝卜素。
解析:(1)植物芳香油具有的共同特点有挥发性强、易溶于有机溶剂。
(2)提取玫瑰精油和橘皮精油过程中都要用到的一种化学试剂是Na2SO4。
(3)从橘皮中提取橘皮精油时,为提高出油率,需要将橘皮干燥,并用石灰水浸泡,防止橘皮压榨时滑脱,为探究浸泡时间对出油率的影响,则浸泡的时间为自变量,因此需设置未经浸泡的样品作为空白对照。
(4)胡萝卜素为橘黄色结晶,萃取胡萝卜素的萃取剂应该具有能充分溶解胡萝卜素,且具有较高的沸点、不与水混溶。
答案:(1)挥发性强溶于有机溶剂(2)Na2SO4(3)石灰水未经浸泡的样品(4)橘黄较高的沸点而且不与水混溶2.(2018·山东聊城模拟)提取植物有效成分时,不同的有机物具有不同的理化特性,所采取的提取方法也不同。
分析下列关于提取植物有效成分的实验,回答相关问题:(1)薰衣草精油是由薰衣草提炼而成。
可以清热解毒,清洁皮肤。
下面是某同学设计的提取薰衣草精油的实验流程:薰衣草+水A油水混合物分离油层除水B薰衣草精油图中的A表示过程,在此过程中,影响薰衣草精油提取量的主要因素有,B过程的目的是。
(2提取柠檬精油时,常采用法而不用上述提取薰衣草精油的方法,原因是。
(3)胡萝卜素化学性质比较稳定,易溶于有机溶剂,可采用萃取法提取,萃取装置要在加热瓶口安装回流冷凝装置,其目的是。
解析:(1)A表示水蒸气蒸馏过程,在此过程中,影响薰衣草精油提取量的主要因素有蒸馏的温度和时间。
B过程是过滤,其目的是除去固体硫酸钠。
(2)由于柠檬精油的有效成分在水中蒸馏过程中会发生部分水解,同时水中蒸馏会导致原料焦糊问题,因此一般采用压榨法提取柠檬精油。
(3)因萃取剂为有机溶剂,易燃、易挥发,所以萃取过程中宜采用水浴方式加热;为了防止加热时有机溶剂挥发,萃取装置要在加热瓶口安装回流冷凝装置。
答案:(1)水蒸气蒸馏蒸馏的温度和时间除去固体硫酸钠(2)压榨水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题(3)防止加热时有机溶剂挥发3.(2018·北京师范大学附中模拟)水果酵素饮料中含较多的天然成分。
回答下列问题:(1)水果酵素液是一种新型的活菌饮料,由酵母菌、醋酸菌等微生物利用水果中的蔗糖等营养物质共同发酵产生。
在接种活菌前,将水果果汁煮沸的目的是,在发酵的过程中,发现先出现酒味后出现醋味,从物质代谢的角度分析,原因是。
(2)调制水果酵素饮料所用的胡萝卜素,通常采用法提取,理由是。
(3)调制水果酵素饮料所用的茉莉芳香油的提取流程如下:茉莉花+水→过程A→油水混合物→油层分离与粗提取→过程B→过滤→茉莉油。
过程A的方法是法,过程B的目的是。
解析:(1)接种活菌前,将水果果汁煮沸可消灭杂菌;在发酵的过程中,酵母菌先进行发酵生成乙醇,然后醋酸菌将乙醇变为醋酸,所以先出现酒味后出现醋味。
(2)胡萝卜素易溶于有机溶剂,通常采用萃取法提取。
(3)芳香油难溶于水,能随水蒸气一同蒸馏,所以常用过程A水蒸气蒸馏法提取,过程B加入硫酸钠,利用硫酸钠容易吸水的特性可除去分离后油层中的水分。
答案:(1)去除杂菌(或消毒) 酵母菌先进行发酵生成乙醇,然后醋酸菌将乙醇变为醋酸(2)萃取胡萝卜素易溶于有机溶剂(3)水蒸气蒸馏除水4.(2018·福建福州期末)类胡萝卜素是一种常用的食品色素,并常用于临床治疗夜盲症等疾病。
类胡萝卜素的主要来源是化学合成或从植物中提取,成本较高。
科研人员尝试从光合细菌中提取类胡萝卜素,流程如图:(1)将少量污泥样品接入液体培养基中,培养基中加入铵盐和谷氨酸钠为光合细菌的生长提供,培养基中没有加入有机碳,从功能上看这种培养基属于培养基。
(2)②将样品涂布到固体培养基之前要进行梯度稀释,为了防止混淆,应该在培养皿的部位做好标记。
从固体平板中挑选紫色非硫细菌(某光合细菌)的菌落,萃取效率主要取决于萃取剂的性质。
通过③接种到新鲜培养基中继续培养,②、③过程需要重复几次,目的是。
(3)从浸提离心干燥后的菌体中提取胡萝卜素常用萃取法,萃取剂应该具有的特点是,萃取液的浓缩可直接使用装置。
(4)鉴定所提取的胡萝卜素样品常用的方法是,鉴定过程中需用作为对照。
解析:(1)培养基的主要成分包括碳源、氮源、水和无机盐,培养基中加入铵盐和谷氨酸钠为光合细菌的生长提供氮源;由于光合细菌能够进行光合作用合成有机物,培养基中没有加入有机碳,从功能上看这种培养基属于选择培养基。
(2)②将样品涂布到固体培养基之前要进行梯度稀释,为了防止混淆,应该在培养皿的底部部位做好标记。
实验是为了选择紫色非硫细菌(某光合细菌),通过③接种到新鲜培养基中继续培养,②、③过程需要重复几次,目的是分离得到紫色非硫细菌的纯净培养物。
(3)萃取剂应该具有较高的沸点,能溶解色素并且不与水混溶等特点,萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。
(4)鉴定所提取的胡萝卜素样品常用纸层析法,鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为对照。
答案:(1)氮源选择(2)底部分离得到紫色非硫细菌的纯净培养物(3)具有较高的沸点,能溶解色素并且不与水混溶蒸馏(4)纸层析法胡萝卜素标准品5.如图是南通某中学生物兴趣小组进行的DNA粗提取实验,其中SDS(一种表面活性剂)除了能瓦解细胞膜和核膜,还能与脂质和蛋白质结合。
当SDS遇到钾离子时,钾离子可以置换SDS中的钠离子,产生不溶于水的PDS沉淀。
请回答下列问题:(1)实验中,向剪碎的猪肝中加入食盐的主要作用是。
将猪肝匀浆放入65 ℃水浴锅中水浴10 min以除去部分杂质的主要实验原理是。
(2)方法一的步骤①中加入洗涤剂的作用是。
方法三的步骤③中,离心后应取。
(3)方法一、二获得的絮状物均带黄色,从DNA在细胞中的存在形式分析,杂质分子最可能是,可用试剂鉴定。
(4)要比较三种方法获得的絮状物中DNA含量,请写出实验思路:。
解析:(1)DNA粗提取的原理主要有DNA分子在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最低而蛋白质等杂质在此浓度浓度中溶解度比较大;蛋白质在高于60 ℃溶液中容易变性、沉淀,而DNA能耐受较高的温度;DNA 不溶于酒精而蛋白质等物质可溶。
(2)根据题意,SDS与K+发生转换反应,产生PDS沉淀,因此可以通过沉淀、离心,去除实验中加入的SDS,在离心后取含有DNA的上清液。
(3)DNA在真核细胞中主要存在细胞核内,与蛋白质结合形成染色体,因此,与DNA分子结合较牢的杂质最主要的是蛋白质。
蛋白质可用双缩脲试剂进行鉴定。
(4)由于DNA遇二苯胺在水浴加热条件下发生反应,出现蓝色,并且蓝色深浅与DNA含量呈正相关,因此实验中可以通过将等量的三种絮状物溶解、加二苯胺试剂并水浴加热、比较蓝色深浅,实现三种絮状物中DNA含量的比较。
答案:(1)溶解DNA 蛋白质在65 ℃高温下会变性而DNA能耐受这一温度(2)瓦解细胞膜和核膜上清液(3)蛋白质双缩脲(4)分别取等量的三种絮状物,并用等量的 2 mol/L NaCl溶液溶解;再向各试管中加入等量的二苯胺试剂并水浴加热;比较三支试管中蓝色的深浅6.下面是某研究小组开展的“猪血浆某白蛋白的提取及相对分子质量测定”研究,请协助完成有关问题:材料仪器:新鲜猪血、低速冷冻离心机、透析袋、电泳仪等。
化学试剂:pH为7.4的缓冲液、柠檬酸钠、奈氏试剂(与N反应出现黄色或红棕色沉淀)、饱和(NH4)2SO4溶液、生理盐水等。
实验步骤:(1)样品获取:向新鲜猪血中加入,静置一段时间后取上层血浆。
(2)盐析法粗提蛋白质:①向血浆中加入一定体积的饱和(NH4)2SO4溶液,使(NH4)2SO4的浓度达到50%,充分混合后静置、离心,取沉淀物。
②向沉淀物中加入适量生理盐水使之溶解,再向其中加入一定体积的饱和(NH4)2SO4溶液,使(NH4)2SO4的浓度达到33%,充分混合后静置、离心,取沉淀物。
③重复步骤①、②2～3次,最后用生理盐水将沉淀溶解即得粗提品。
盐析粗提“血浆某白蛋白”的主要原理是,重复步骤①、②的主要目的是。
(3)透析除盐:将粗提品装入透析袋,以pH为7.4的缓冲液作透析液,每隔4 h更换一次透析液,每次更换前利用奈氏试剂检测透析液中N 的量。
利用缓冲液作透析液的目的是。
检测中, 若观察到透析液时,即可终止透析。
(4)凝胶色谱法分离:透析后的样品经凝胶柱洗脱,获得纯净血浆某白蛋白样品。
(5)相对分子质量测定:化学物质SDS能使蛋白质变性,解聚成单条肽链。
在聚丙烯酰胺凝胶电泳中加入一定量的SDS,电泳迁移率取决于肽链的分子大小。
如图为本实验中用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定血浆某白蛋白的结果。
根据电泳结果,某同学得出“提取的血浆某白蛋白有两条肽链”的结论,这种说法可靠吗? 。
理由是。
解析:本题考查血浆蛋白的提取及相对分子质量的测定。
(1)本实验的目的是提取血浆某白蛋白,提供的材料为血液,所以应当将血浆和血细胞分开,首先要防止血液在体外凝固,所以要加入适量的抗凝剂柠檬酸钠。
(2)从重复步骤可以看出,血浆某白蛋白在饱和(NH4)2SO4溶液的溶解度高,而在50%和33%的溶液中溶解度低,所以可以依据此原理析出血浆某白蛋白。
重复2～3次可以去掉更多的杂质,得到较为纯净的血浆某白蛋白。
(3)缓冲液可以保证透析液的pH保持相对稳定,避免pH变化过大破坏了蛋白质分子的空间结构。
(5)从图中可以看出,得到的肽链有两种长短不同的种类,但不一定只有两条。
答案:(1)(适量的)柠檬酸钠(2)该血浆某白蛋白在50%和33%的(NH4)2SO4溶液中溶解度低更多的除去杂蛋白(3)防止pH变化对蛋白质结构产生影响不出现黄色或红棕色沉淀(5)不可靠只能得出提取的血浆某白蛋白含有两种大小不同的肽链,不一定是两条7.(2017·全国Ⅲ卷)绿色植物甲含有物质W,该物质为无色针状晶体,易溶于极性有机溶剂,难溶于水,且受热、受潮易分解。
其提取流程为:植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏(含回收溶剂)→重结晶→成品。
回答下列问题: (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。