2023统考版高考生物一轮3生物技术在其他方面的应用课件选修1生物技术实践

生物技术在其他方面的应用\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n基础梳理——系统化知识点一　玫瑰精油的提取水蒸气蒸馏挥发性分离油层\n知识点二　橘皮精油的提取压榨法压榨再次过滤\n知识点三　胡萝卜素的提取有机溶剂萃取法浓缩纸层析法\n基能过关——问题化一、判一判1．判断关于植物芳香油提取相关叙述的正误(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，可根据提取的芳香油的用途来选择提取的方法。()(2)提炼玫瑰精油的玫瑰花应在花开的初期采收，因为此阶段的花玫瑰精油含量最高。()(3)用柑橘和柠檬作为材料不适合用水中蒸馏的方法进行提取。()(4)油水混合物中加入无水硫酸钠有利于分离油层。()(5)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。()(6)原料易焦糊和有效成分易水解的植物芳香油的提取，不宜采用水中蒸馏法，宜采用压榨法。()××√××√\n2．判断关于胡萝卜素提取与鉴定相关叙述的正误(1)萃取法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。()(2)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。()(3)影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还与原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等有关。()(4)乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取。()(5)萃取的效率主要取决于萃取的温度和时间。()(6)新鲜的胡萝卜含水量高，干燥时可采用高温以节省时间。()√√√×××\n二、连一连植物有效成分的提取原理及方法(连线)\n三、议一议【教材易漏拾遗】下图是提取植物有效成分的水蒸气蒸馏装置，据图分析：\n(1)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？(2)玫瑰精油为什么适合用水中蒸馏法进行提取？(3)为何常采用水浴加热？在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是什么？提示：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止液体暴沸。提示：因为玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，且不会导致原料焦糊和有效成分的水解等，所以适合用水中蒸馏法进行提取。提示：采用水浴加热的原因：有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是防止加热时有机溶剂挥发。\n高效课堂\n考点一DNA的粗提取与鉴定及PCR技术(国考5年未考)任务驱动·探究突破任务1完善实验原理(1)DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同溶解规律2mol/LNaCl溶液0.14mol/LNaCl溶液DNA____________蛋白质NaCl溶液物质的量浓度从2mol/L逐渐降低的过程中，溶解度逐渐______部分发生盐析沉淀______溶解析出增大溶解\n(2)DNA不溶于________，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离。(3)DNA与二苯胺在沸水浴加热，呈______色。酒精溶液蓝\n任务2DNA的粗提取与鉴定实验中的“2、4、4”①加到鸡血细胞液中，使血细胞吸水涨破；②加到含DNA的2mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物质的量浓度稀释到0.14mol/L，使DNA析出用纱布过滤4次①过滤血细胞破裂液，得到含细胞核物质的滤液；②过滤用2mol/L的NaCl充分溶解的DNA，滤去溶液中的杂质；③滤取0.14mol/L的NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)；④过滤溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液用NaCl溶液4次①加2mol/L的NaCl溶液，溶解提取的细胞核物质；②用0.14mol/L的NaCl溶液使DNA析出；③用2mol/L的NaCl溶液，溶解滤取的DNA黏稠物；④用2mol/L的NaCl溶液，溶解丝状物用于鉴定DNA\nDNA粗提取实验中的三个注意点(1)本实验不能用哺乳动物成熟红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟红细胞无细胞核。(2)因DNA容易被玻璃容器吸附，实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管，减少提取过程中DNA的损失。(3)每次用玻璃棒搅拌时都要沿同一方向，防止打碎DNA分子。\n任务3完善PCR相关操作流程材料的选取：选用______含量相对较高的生物组织↓破碎细胞：(以鸡血为例)鸡血细胞→加______→用玻璃棒搅拌→用纱布过滤→收集滤液↓去除杂质：利用DNA在____________________中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质↓DNA的析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的______溶液↓DNA的鉴定：在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂，混合均匀后将试管置于沸水中加热5min，溶液变成______色DNA蒸馏水不同浓度的NaCl溶液酒精蓝\n任务4通过PCR技术(多聚酶链式反应)扩增DNA片段(1)________：在一定的缓冲溶液中提供_______，分别与两条模板链相结合的两种______，四种脱氧核苷酸，热稳定__________，同时控制温度使DNA复制在体外反复进行。PCR原理DNA模板引物DNA聚合酶\n(2)PCR的反应过程①______：当温度上升到______以上时，双链DNA解旋为单链，如下图：②______：系统温度下降至______左右时，两种______通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，如下图：③______：当系统温度上升至72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、G、C)在________________的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，如下图：变性90℃复性50℃引物延伸热稳定DNA聚合酶\n(3)结果①PCR一般要经历______多次循环，每次循环可以分为______、复性和______三步。②两引物间固定长度的DNA序列呈______扩增(即______)。三十变性延伸指数2n\n考向分类·对点落实考向一对DNA粗提取过程的考查1.[江苏卷]图1、2分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图，下列叙述正确的是()A．图1、2中加入蒸馏水稀释的目的相同B．图1中完成过滤之后保留滤液C．图2中完成过滤之后弃去滤液D．在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质答案：BCD\n解析：图1中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破，释放其中的核物质。图2中加入蒸馏水的目的是降低NaCl的浓度，使DNA的溶解度降低而析出，A错误；图1中完成过滤后，DNA溶解于滤液中，需保留滤液，B正确；图2中DNA已析出，则过滤后应弃去滤液，而保留含DNA的黏稠物，C正确；在图1中鸡血细胞液中应加入少许嫩肉粉，其中的木瓜蛋白酶能分解DNA中的杂质蛋白，D正确。\n2．[江苏卷]下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是()A．酵母和菜花均可作为提取DNA的材料B．DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水C.向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻璃棒上有白色絮状物D．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝解析：只要材料中含DNA，原则上都可进行本实验，只是DNA含量高的成功的可能性更大，所以酵母和菜花均可作为提取DNA的材料，A正确；DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度较大，也可溶解于蒸馏水中，B正确；向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会破裂，因DNA在蒸馏水中溶解度较大，不会析出，玻璃棒上没有白色絮状物，C错误；DNA溶液加入二苯胺试剂并沸水浴加热，冷却后可变蓝，D正确。答案：C\n3．[经典模拟]下列关于DNA粗提取与鉴定实验的叙述，正确的是()选项试剂操作作用A柠檬酸钠溶液与鸡血混合防止血液凝固B蒸馏水与鸡血细胞混合保持细胞形状C蒸馏水加入到溶解有DNA的NaCl溶液中析出蛋白质D冷却的酒精加入到过滤后含DNA的NaCl溶液中产生特定的颜色反应解析：柠檬酸钠与鸡血混合，其作用是防止血液凝固，A正确；蒸馏水与鸡血细胞混合的目的是使红细胞吸水涨破，释放出核物质，B错误；将蒸馏水加入到溶解有DNA的NaCl溶液中，其目的是降低DNA的溶解度，初步析出DNA，C错误；加入冷却酒精的目的是进一步析出DNA，D错误。答案：A\n4.对DNA进行鉴定时，做如下操作：(1)根据下图，完成表格空白处的实验内容。试管序号AB1加2mol/L的NaCl溶液5mL加2mol/L的NaCl溶液5mL2不加加入提取的DNA丝状物并搅拌3加4mL二苯胺，混匀加4mL二苯胺，混匀4沸水浴5分钟沸水浴5分钟实验现象实验结论溶液不变蓝色溶液逐渐变蓝色DNA在沸水浴的条件下遇二苯胺会被染成蓝色\n(2)对于B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何变化__________。(3)在沸水浴中加热的目的______________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。溶液颜色基本不变加快颜色反应速度耐受性对照加入试管中的DNA(丝状物)的多少\n解析：A、B两试管可形成对照，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。本实验强调反应条件是沸水浴加热5min，这样可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。\n考向二对PCR技术的考查5.目前广泛应用的新型冠状病毒检测方法是实时荧光RT－PCR技术。RT－PCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术，具体过程如图所示。下列说法错误的是()A．与该mRNA结合的引物，可以是A也可以是BB.引物A与引物B的基本单位都是脱氧核苷酸C．过程Ⅱ通过控制温度的变化实现目标序列的循环扩增D．该反应体系中应加入逆转录酶、TaqDNA聚合酶等物质答案：A\n解析：通过图示可知，与该mRNA结合的引物是A引物，A错误；引物A与引物B是一段DNA序列，其基本单位都是脱氧核苷酸，B正确；过程Ⅱ为PCR的反应阶段，通过控制温度的变化实现变性、复性、延伸，实现目标序列的循环扩增，C正确；RT－PCR反应体系中应加入缓冲液、引物、四种脱氧核糖核苷酸、逆转录酶、TaqDNA聚合酶等物质，D正确。\n6．荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量。其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针(探针是指以放射性同位素、生物素或荧光染料等进行标记的已知核苷酸序列的核酸片段)，当TaqDNA聚合酶催化子链延伸至探针处，会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成。下列相关叙述错误的是()A．引物与探针均具特异性，与模板结合时遵循碱基互补配对原则B．反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关C．若用cDNA(部分基因文库)作模板，上述技术也可检测某基因的转录水平D．TaqDNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸答案：D\n解析：引物与探针的本质都是核苷酸序列，二者均具特异性，与模板结合时遵循碱基互补配对原则，A正确；题干中提出“每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针”，并且“每扩增一次，就有一个荧光分子生成”，因此反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关，B正确；由于cDNA是以某基因转录形成的mRNA为模板逆转录形成的，能反映细胞转录的基因种类和水平，所以若用cDNA作模板，上述技术也可检测某基因的转录水平，C正确；由题图可知，TaqDNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，D错误。\n7．[2022·江苏连云港市高三模拟]常用的PCR技术有实时荧光定量PCR、RT－PCR、重叠延伸PCR等，其中重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板，通过多次PCR扩增，从而获得目的基因的方法。该技术在扩增较长片段的DNA、不同来源的DNA片段拼接、基因的定点诱变等方面具有广泛的应用前景。利用重叠延伸PCR技术进行定点突变可以实现对纤维素酶基因进行合理改造，其过程如图所示。回答下列问题：\n(1)PCR定点突变需要设计的引物是________________；②过程获得突变产物AD，需要使用的引物是________________。(2)在第一阶段为获得产物AB和产物CD，必须将引物a、b和引物c、d置于不同反应系统中，这是因为?(3)新冠病毒常用“荧光RT－PCR技术”进行检测。①“荧光RT－PCR技术”所用的试剂盒中通常都应该含有__________________________________、荧光标记的核酸探针、引物、dNTP、缓冲体系。②用_________向微量离心管中依次加入各组分，稍微进行________，使反应液集中在微量离心管底部，将微量离心管放入PCR仪，设计好PCR仪的循环程序，进行PCR反应。引物b、引物c引物a和引物d引物b和引物c对应的碱基之间多数可以配对，在一个反应系统中相互配对后失效逆(反)转录酶、热稳定性DNA聚合酶(Taq酶)微量移液器离心\n(4)在检测过程中，随着PCR的进行，反应产物不断累积，“杂交双链”荧光信号的强度也等比例增加。可通过荧光强度的变化监测产物量的变化从而得到一条荧光扩增曲线图。①“平台期”出现的最可能的原因?②理论上，在检测过程中有荧光标记的“杂交双链”出现，则说明检测结果呈________(填“阴”或“阳”)性，但为了保证检测结果的准确性，一般要达到或超过阈值时才确诊。现有两个待检样本，检测时都出现了上述形态的曲线，但甲的a点比乙的a点明显左移。请给这种结果做出科学合理的解释(试剂盒合格且正常，操作过程规范且准确)________________________________________________。试剂盒中的原料、引物和探针数量一定，超出一定的循环数后，荧光标记的“杂交双链”不再增加阳甲样本中的新冠病毒含量更高，达到阈值所需的循环数更少\n解析：(1)由图中信息可知，定点突变位点在引物b和引物c的结合位点处，而引物a与引物b是合成产物AB的引物，引物c和引物d是合成产物CD的引物，因此需要设计引物b和引物c，使它们不发挥作用才可以得到突变产物AD；②过程获得突变产物AD是由产物AB上链延伸与产物CD下链延伸得到的，因此需要使用的引物是引物a和引物d。(2)引物是一段DNA，引物b和引物c对应的碱基之间多数可以配对，在一个反应系统中相互配对后失效。(3)①新冠病毒是RNA病毒，因此在进行RT－PCR时，需要先进行逆转录合成DNA，然后再进行PCR，因此需要逆转录酶，而RT－PCR过程中除原料、模板、能量外，还需要Taq酶以合成子链DNA。②向微量离心管中加入成分时需要用微量移液器；加入到微量离心管后使反应液集中到微量离心管底部的方法是离心。(4)①平台期是由于随着循环次数增加，试剂盒中的原料、引物和探针被消耗完，超出一定的循环数后，荧光标记的“杂交双链”不再增加。②检测过程中有杂交双链，说明样本中有与病毒核酸相同的核酸序列，因此结果为阳性；两个样本中，甲的a点是阈值对应的点，比乙的样本中达到阈值明显左移是需要的循环数少，说明甲样本中的新冠病毒含量更高，达到阈值所需的循环数更少。\n考点二　蛋白质的提取和分离(5年未考)任务驱动·探究突破任务1血红蛋白的提取和分离实验(1)常用的分离方法：凝胶色谱法、电泳法等。(2)基本原理①凝胶色谱法：是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。②电泳：利用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。\n(3)血红蛋白的分离过程样品处理：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液↓粗分离：用透析法除去血红蛋白溶液中相对分子质量较小的杂质↓纯化：用凝胶色谱法分离相对分子质量不同的蛋白质↓纯度鉴定：一般用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳方法来测定蛋白质的纯度\n任务2蛋白质纯度鉴定的实验结果分析项目分析血液样品的处理分层________→样品处理完成分层不明显的原因凝胶色谱柱的装填放一个与______垂直的日光灯→直接检查；加入大分子有色物质如蓝色葡聚糖或红色葡聚糖，若色带________________→装填成功血红蛋白的分离血红蛋白的红色区带______________________，随洗脱液缓慢流出→分离成功明显凝胶柱均匀、狭窄、平整均匀、狭窄、平整\n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电泳是琼脂糖凝胶电泳，利用SDS—聚丙烯酰胺凝胶作为载体的电泳是SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。(2)从依据上看，利用分子带电性质的差异和分子大小的电泳是琼脂糖凝胶电泳，仅利用了分子大小的电泳是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静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。\n考向分类·对点落实考向血红蛋白提取和分离过程的考查[经典高考]以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是()A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢答案：D\n解析：提纯血红蛋白分四步：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析，其中洗涤红细胞时，要用生理盐水反复洗涤，既要将红细胞洗涤干净，又要不破坏红细胞，然后再用蒸馏水和甲苯使红细胞破裂，释放出血红蛋白；哺乳动物成熟红细胞中没有细胞核和各种细胞器，提纯时杂蛋白较少；血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况，并据此判断分离效果；在凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，血红蛋白的分子量比杂蛋白大，相对分子质量大的蛋白质移动速度较快。故D不正确。\n考点三　植物有效成分的提取(国考5年1考)(全国卷：2017全国卷Ⅲ)任务驱动·探究突破任务1植物芳香油的提取(1)提取玫瑰精油实验①方法：____________。②实验流程水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏NaCl无水Na2SO4\n(2)提取橘皮精油的实验①方法：一般用________法。②实验流程压榨压榨过滤\n任务2胡萝卜素的提取(1)胡萝卜素的性质：不溶于______，微溶于乙醇，易溶于________等有机溶剂。(2)实验设计①方法：萃取法，________最适宜作萃取剂。②实验流程(3)鉴定方法：________法。水石油醚石油醚干燥过滤纸层析\n胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个注意事项(1)为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。(2)点样时点样圆点太大，导致在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素，点样圆点的直径应为2mm左右的圆点。(3)将点好样的滤纸卷成圆筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触，以避免由于毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。(4)层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。(5)层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的β－胡萝卜素作对比予以确认。\n任务3三种提取方法的比较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__________的植物芳香油携带出来通过机械加压，________果皮中的芳香油使芳香油溶解在有机溶剂中，________获得芳香油方法步骤①水蒸气蒸馏②分离油层③________过滤①石灰水浸泡、漂洗②压榨、________、静置③再次过滤①粉碎、干燥②________、过滤③浓缩适用范围适用于提取玫瑰油、薄荷油等________的芳香油适用于柑橘、柠檬等________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________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，________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挥发性较强压榨出蒸发溶剂除水过滤萃取挥发性强易焦糊有机溶剂易分离\n任务4三种植物提取成分的比较提取成分比较项目玫瑰精油橘皮精油胡萝卜素性质化学性质稳定、难溶于________、易溶于________、能随水蒸气一同蒸馏无色透明、具有橘香味；重要成分为________橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于________，微溶于________，易溶于石油醚等有机溶剂提取方法蒸馏________萃取水有机溶剂柠檬烯水乙醇压榨\n实验流程鲜玫瑰花＋清水→____________→油水混合物分离油层除水玫瑰油石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次________→橘皮油胡萝卜→粉碎→干燥→________→过滤→浓缩→胡萝卜素备注玫瑰花瓣与清水质量比为1∶4柑橘皮用石灰水浸泡前要干燥，浸泡时间10h以上时间不能太长；萃取剂应具有较高沸点，且不与水混溶水蒸气蒸馏过滤萃取\n考向分类·对点落实考向一胡萝卜素提取过程的考查1.[海南卷，30]绿藻A是某种单细胞绿藻，能够合成物质W。某小组为探究氮营养缺乏对绿藻A增殖及物质W累计的影响，将等量的绿藻A分别接种在氮营养缺乏(实验组)和氮营养正常(对照组)的两瓶培养液中，并在适宜温度和一定光强下培养。定时取样并检测细胞浓度和物质W的含量，结果如图：(1)从图甲可知，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长曲线呈________型。S\n(2)综合图甲和图乙的信息可知，在生产上，若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施?________________________________________________________。(3)若物质W是类胡萝卜素，根据类胡萝卜素不易挥发和易溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是_____。用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开，纸层析法分离的原理?(4)在以上研究的基础上，某人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，则该实验的自变量是___________________。(5)与在光照条件下相比，若要使绿藻A在黑暗条件下增殖，需要为其提供_______(填“葡萄糖”或“纤维素”)作为营养物质，原因是______________________________________________________。先将少量绿藻A放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液继续培养萃取类胡萝卜素和叶绿素在层析液(有机溶剂)中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离培养基中的氮营养浓度葡萄糖在黑暗下，绿藻不能进行光合作用合成糖类(有机物)，需要吸收葡萄糖为营养物质，而纤维素不能被绿藻吸收利用\n解析：(1)图甲中，与对照组比较，在氮营养正常的培养液中，绿藻A的种群增长先增加后平稳，曲线呈“S”型。(2)由甲图可知，氮营养正常的培养液中绿藻增殖速度快；由乙图可知，缺氮营养液W含量高。故若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是先将少量绿藻A放在氮营养正常的培养液中培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液中继续培养。(3)根据类胡萝卜素不易挥发和易溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是萃取法。类胡萝卜素和叶绿素在层析液(有机溶剂)中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离，这是纸层析法分离的原理。(4)实验的目的是研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，故自变量是培养基中的氮营养浓度。(5)绿藻在黑暗中不能进行光合作用合成有机物，需要吸收葡萄糖来满足生命活动的需要，而纤维素不能被绿藻利用。\n2．[经典高考]胡萝卜素是一种常用的食用色素，可从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，流程如下：(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，可选用_____________或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是_______。稀释涂布平板法灭菌\n(2)培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供__________和__________。(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和________以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用__________方式加热以防止温度过高；萃取液浓缩前需进行过滤，其目的是_______________。(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素，鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为__________。碳源氮源时间水浴滤去不溶物对照\n解析：(1)接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线法；为了避免杂菌的污染，接种过程中要进行无菌操作，如对接种环进行灼烧处理。(2)蔗糖可作为碳源，硝酸盐含有氮元素，可作为氮源。(3)温度过高、干燥时间过长会导致胡萝卜素分解；由于萃取剂都是易燃物，直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸，故采用水浴加热。(4)鉴定胡萝卜素时，胡萝卜素标准品主要起对照作用。\n考向二芳香油的提取3.[2022·山西高三阶段性测试]《本草纲目》记载“橘皮，苦能泄、能燥”，柑橘的果皮不仅可以入药还可用于提取芳香油，果肉可以食用、榨汁。请回答下列问题。(1)中药服用前至少经过15分钟以上沸水煎煮，该过程起到__________(填“消毒”或“灭菌”)作用。实验室常用的灭菌方法有________________________________(至少写出两种)。(2)腐烂的橘皮表面呈现青绿色，这是因为表面长出了青霉的菌落。若要对青霉进行分离纯化，可采用的方法是______________________，培养基中除碳源外，还需要添加的物质有________________________________________(至少写出三种)。消毒灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌平板划线法(稀释涂布平板法)氮源、水、无机盐、特殊营养物质(生长因子)\n解析：(1)中药服用前需要经过15分钟以上沸水煎煮，该过程起到消毒作用；实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。(2)平板划线法和稀释涂布平板法是比较简便的纯化方法；培养基中的物质有碳源、氮源、水和无机盐，以及特殊的营养物质。\n4．[2022·江苏盐城模拟]近几年我国柑橘大丰收，提取橘皮精油是提高其经济价值的重要途径。请分析回答提取过程的有关问题：(1)提取橘皮精油，常采用________法而不用水蒸气蒸馏法，其原因是__________________________________________________。(2)提取橘皮精油时，为了提高出油率，首先将橘皮____________，并用石灰水浸泡，石灰水的作用?__________________________________________________________。压榨水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分部分水解等问题干燥去水破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率\n(3)压榨过程中，为了使橘皮精油易与水分离，常加入______________________________________________________。(4)得到压榨液后，过滤除去固体物和残渣，然后__________，进一步除去质量较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来，此时，橘皮精油中含有少量的水和果蜡，需______________________使杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮精油，其余部分过滤，____________________混合后成为最终的橘皮精油。相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4离心在5～10℃下静置5～7天滤液与吸出的上层橘油\n解析：(1)橘皮精油主要存在于橘皮中，由于橘皮精油的有效成分在水蒸气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橘皮精油。(2)提取橘皮精油时，为了提高出油率，首先将橘皮干燥去水，然后用石灰水浸泡，石灰水的作用是：破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。(3)压榨过程中常加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并将pH调至7～8，其作用是促进橘皮精油和水的分离。(4)得到压榨液后，用布袋过滤除去固体物和残渣，对滤液进行离心，进一步除去较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来，然后在5～10℃下静置5～7天，使果蜡等杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮油，其余部分过滤，滤液与吸出的上层橘油合并后成为最终的橘皮精油。\n考向三植物有效成分的提取5.[2022·四川省眉山市高三三诊]岩高兰是一种珍稀植物，果实味甜可以入药。研究人员从岩高兰果实中提取多酚，对其进行纯化并测定其生物活性，操作流程如下图。回答下列问题：岩高兰果实→多酚提取→富集纯化→成分鉴定→活性检测(1)若利用超声波破坏果实细胞壁可提高多酚提取率，原因是________________________，为了迅速瓦解细胞壁，还可以在超声波处理的同时向果实匀浆中加入某些酶，如_______________。(2)提取岩高兰果实中的多酚可以采用萃取法，萃取法提取植物有效成分的基本原理是__________________________________________。萃取过程中的温度必须严格控制，原因是_____________________________________________(答出两点)。加速胞内物质的释放﹑扩散和溶解果胶酶或纤维素酶提取物能够溶解在相应的有机溶剂中温度会影响萃取效率；温度过高会影响提取物的活性\n(3)从岩高兰果实粗提取物中分离多酚，可采用凝胶色谱法，该方法是根据______________的大小对不同物质进行分离。在色谱柱中装填凝胶时不能出现气泡，原因是________________________________。(4)若要测定岩高兰多酚提取物对大肠杆菌是否具有抑菌效果，可将滴有多酚的圆形滤纸片放入均匀接种有大肠杆菌的平板中，在适宜条件下培养一段时间后，观察________________________________。相对分子质量气泡会搅乱洗脱次序降低分离效果滤纸片周围是否出现抑菌圈\n解析：(1)破坏细胞壁后有利于细胞内容物的流出，细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此果胶酶和纤维素酶能分解细胞壁，加速胞内物质的释放﹑扩散和溶解。(2)萃取法提取植物有效成分的基本原理是提取物能够溶解在相应的有机溶剂中。使植物有效成分溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得该成分。萃取过程中的温度必须严格控制，因为温度过高会导致植物有效成分分解，温度过高会使有机溶剂易燃而引发危险。\n(3)从岩高兰果实粗提取物中分离多酚，可采用凝胶色谱法，该方法是根据相对分子质量的大小对不同物质进行分离。由于蛋白质的大小有差别，所以不同分子量的蛋白质通过多孔凝胶颗粒的间隙的流动速度不同、路程长短也不同。分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙的路程短，流动快，耗时短，先分离出来。分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部的路程长，流动慢，耗时长，后分离出来。在色谱柱中装填凝胶时不能出现气泡，原因是气泡会搅乱洗脱液中相关物质的洗脱次序而降低分离效果。(4)要测定岩高兰多酚提取物对大肠杆菌是否具有抑菌效果，可将滴有多酚的圆形滤纸片放入均匀接种有大肠杆菌的平板中，适宜条件下培养一段时间后，观察滤纸片周围是否出现抑菌圈。若多酚有抑菌效果，则在圆形滤纸片周围会出现抑菌圈，且抑菌效果越好，抑菌圈直径越大，故可观察抑菌圈直径的大小来检验抑菌效果。\n课堂总结\n[网络建构提升]纸层析凝胶色谱电泳\n[长句应答必备]1．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化学成分的提取。2．压榨橘皮时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，以提高出油率。3．影响萃取的主要因素是萃取剂的性质和使用量。\n历届真题\n[翻阅教材品原味]1．[全国卷Ⅱ]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“α－胡萝卜素”“β－胡萝卜素”或“γ－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__________________________________________________________。β－胡萝卜素维生素A夜盲症非挥发性需要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，影响萃取效果\n解析：(1)胡萝卜中含有的胡萝卜素主要是β－胡萝卜素，β－胡萝卜素可在人体内转变成维生素A。夜盲症是由于维生素A缺乏导致。胡萝卜素没有挥发性。(2)含水量会影响萃取的效率，因此，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，需要事先将新鲜的岩藻干燥。(3)作为萃取胡萝卜素的萃取剂要有较高的沸点、能充分溶解胡萝卜素且与水不混溶。胡萝卜素虽可溶于乙醇，但乙醇是水溶性有机溶剂，萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不能用乙醇做萃取剂。\n[人教选修1]P77(高考VS教材)[人教选修1]P77(高考VS教材)\n[人教选修1]P78(高考VS教材)\n[历届比对研考向]2．[全国卷Ⅲ，37]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？________________________________________________________________。(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____________________________________。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稀释，进而降低对物质W的提取效果使原料和溶剂充分混匀去除提取液中的色素\n(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)。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\n解析：(1)依据题干信息(受热、受潮易分解)可知，应选择晾干的植物甲，因为高温烘干过程中，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稀释，进而降低对物质W的提取效果。(2)振荡可使原料和溶剂充分混匀。(3)活性炭具有吸附能力，杂质色素易被其吸附。(4)物质W受热易分解，所以应选择沸点低的丙酮。(5)受热易分解，所以注意控制温度，又因为用了丙酮，所以要注意防火。\n3．[2021·河北卷]葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题：(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是__________________________________________________，萃取效率主要取决于萃取剂的__________。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷__________。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是________________________________________________________减少水分；使原料颗粒变小，增加原料与萃取剂的接触面积性质和使用量分解纤维素酶和果胶酶能分别催化纤维素和果胶分解，从而破坏细胞壁，使花色苷进入萃取剂\n(2)为了解皮渣中微生物的数量，取10g皮渣加入90mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为__________个。(3)皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至__________性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是________________________________________________。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为__________。8.8×107酸醋酸菌产生的醋酸使碳酸钙溶解产生透明圈，从而筛选菌株碳源\n(4)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。(简要写出实验步骤和预期结果)实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落；若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落\n解析：(1)萃取剂一般是有机溶剂，萃取前进行干燥的目的是减少水分，通过粉碎使原料颗粒变小，增加原料与萃取剂的接触面积。萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取过程需要在适宜温度下进行，因为温度过高会导致花色苷分解。纤维素酶和果胶酶能催化纤维素和果胶分解，从而破坏细胞壁，使花色苷进入萃取剂，故萃取过程中辅以纤维素酶和果胶酶能提高花色苷的提取率。(2)三个平板中菌落数量平均值为(78＋91＋95)/3＝88，10g皮渣加入90mL无菌水，稀释倍数为104，接种量为0.1mL，则每克皮渣中微生物数量为88÷0.1×104×100÷10＝8.8×107个。(3)醋酸菌适于在酸性环境中生存，因此应将培养基的pH调至酸性。由于醋酸菌产生的醋酸遇到碳酸钙会使碳酸钙溶解，因此在培养基中加入碳酸钙，优良菌株产生的醋酸较多，能使碳酸钙溶解产生较大的透明圈，从而筛选菌株。在缺少糖源的培养基中加入乙醇，可提供碳源。(4)醋酸菌为好氧菌，只能在有氧条件下生存，乳酸菌为兼性厌氧型菌，在有氧和无氧条件都可生存，故可将筛选培养基放入无氧环境中培养，透明圈变大的菌落为乳酸菌，透明圈大小不变的菌落为醋酸菌。\n4．[海南卷]回答下列问题。(1)玫瑰精油可用玫瑰花瓣为原料，采用水蒸气蒸馏法提取。水蒸气蒸馏法的原理？在进行蒸馏时，冷凝管的进水口比出水口________(填“高”或“低”)。蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，需要向乳浊液中加入NaCl，其目的是________________；得到的油层还需要加入无水Na2SO4，其目的是__________________________________。(2)某同学在通过发酵制作果酒时，发现在制作原料中添加一定量的糖，可以提高酒精度，原因？在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时，可以不添加酵母菌，原因是________________________；在制作葡萄酒的过程中，如果密封不严混入空气，发酵液会变酸，可能的原因是___________________________。利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分离出油层和水层低促进油和水的分离吸去芳香油中残留的水分糖类是主要的能源物质，可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可以作为酒精发酵的原料葡萄皮上附着有野生的酵母菌醋酸菌大量增殖，进行醋酸发酵\n解析：(1)水蒸气蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分离出油层和水层。在进行蒸馏时，为了防止冷凝管炸裂，进水口应比出水口低。蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，需要向乳浊液中加入NaCl以促进油和水的分离；得到的油层还需要加入无水Na2SO4，可以吸去芳香油中残留的水分。(2)糖类是主要的能源物质，可以为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质，还可以作为酒精发酵的原料。故在通过发酵制作果酒时，在原料中应添加一定量的糖，可以提高酒精度。在家庭中以葡萄为原料制作葡萄酒时，由于葡萄皮上附着有野生的酵母菌，故可以不添加酵母菌；在制作葡萄酒的过程中，如果密封不严而混入空气，会造成醋酸菌大量增殖，并进行醋酸发酵，因而发酵液会变酸。