2020版高考一轮复习生物通用版学案：第十二单元第四讲生物技术在其他方面的应用

第四讲生物技术在其他方面的应用
考点一　血红蛋白的提取和分离

1．血红蛋白的提取和分离原理及方法
(1)原理：利用蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，来分离不同种类的蛋白质。
(2)分离方法
①凝胶色谱法：也称做分配色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。
②电泳法：电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。常用的电泳法有琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。
2．实验操作程序

[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的先洗脱出来(×)
(2)在电泳过程中，蛋白质分子的移动速度，与分子本身的大小和形状无关，而与所带电荷的差异有关(×)
(3)在SDS­聚丙烯酰胺凝胶电泳中，电泳迁移率完全取决于分子的大小(√)
(4)红细胞的洗涤次数不能过少，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(√)
(5)凝胶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(√)
(6)色谱柱的装填时尽量紧密，减小颗粒间隙，无气泡，洗脱液不能断流(√)
(7)色谱柱成功的标志：红色区带均匀一致地移动(√)
2．红细胞中含有大量的血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白。下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是(　　)
A．血红蛋白提取和分离一般按照样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定的顺序进行
B．纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液
C．粗分离中透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质
D．可经SDS­聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定
解析：选B　蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。提取和分离血红蛋白时，首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品处理；再通过透析法除去相对分子质量较小的杂质，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去，即样品纯化，纯化过程中凝胶应用蒸馏水充分溶胀后，配制成凝胶悬浮液，而不是用生理盐水；最后经SDS­聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。

1．常用的蛋白质分离方法
(1)凝胶色谱法
　　　蛋白质
项目　　　
相对分子质量大
相对分子质量小
凝胶内部
不能进入
能进入
运动方式
垂直向下
垂直向下和无规则扩散运动
经过路程
较短
较长
洗脱次序
先流出
后流出

(2)电泳法原理
①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。
②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．分离DNA、PCR技术、分离蛋白质的比较

分离DNA
PCR技术
分离蛋白质
实验
原理
DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，且不溶于冷酒精
利用DNA热变性原理体外扩增DNA
依据相对分子质量的大小不同来分离蛋白质
实验
过程
选取材料→破碎细胞释放DNA→去除杂质→DNA析出与鉴定
变性→复性→延伸
样品处理→凝胶色谱操作
实验
结果
获得较纯净的DNA
获得大量DNA
相对分子质量不同的蛋白质得以分离
实验
意义
为DNA研究打下基础
解决了DNA研究中材料不足的问题
为蛋白质的研究和利用提供了原材料

3．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，利用聚丙烯酰胺凝胶作为载体的是SDS­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。

[对点落实]
1．将经处理破裂后的红细胞混合液以2 000 r/min的速度离心10 min后，离心管中的溶液分为四层，从上到下顺序依次是(　　)
A．血红蛋白、甲苯层、其他杂质的暗红色沉淀物、脂溶性物质的沉淀层
B．甲苯层、脂溶性物质的沉淀层、血红蛋白、其他杂质的暗红色沉淀物
C．其他杂质的暗红色沉淀物、血红蛋白、甲苯层、脂溶性物质的沉淀层
D．甲苯层、其他杂质的暗红色沉淀物、血红蛋白、脂溶性物质的沉淀层
解析：选B　分离血红蛋白时，将经处理破裂后的红细胞混合液以2 000 r/min的速度离心10 min后，可以明显看到试管中的溶液分为4层：第1层为无色透明的甲苯层；第2层为白色薄层固体，脂溶性物质的沉淀层；第3层是红色透明液体，是血红蛋白的水溶液；第4层是其他杂质的暗红色沉淀物。
2．(2019·运城月考)已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，其分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，若分子丁存在于沉淀中，则分子甲也存在于沉淀中
B．若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子甲的移动速度最快
C．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子丙也保留在袋内
D．若用SDS­聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最远
解析：选C　据图可知，丁的相对分子质量大于甲，将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，若丁存在于沉淀中，甲不一定存在于沉淀中；用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，分子量较小的可进入较多的凝胶颗粒内，移动距离较长，甲的移动速度最慢；丙的相对分子质量大于乙，将样品装入透析袋中透析12 h，透析袋只允许小分子通过，若分子乙保留在袋内，则分子丙也保留在袋内；用SDS­聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，蛋白质分子的移动距离完全取决于分子的大小，甲与戊形成的电泳带相距不一定最远。

考点二　植物有效成分的提取

一、玫瑰精油的提取
1．提取方法：常用水蒸气蒸馏法。
2．提取原理：利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来。
3．实验流程

二、橘皮精油的提取
1．提取方法：常采用压榨法。
2．提取原理：通过机械加压，提取出果皮中的芳香油。
3．实验流程

三、胡萝卜素的提取
1．提取方法：常采用萃取法。
2．提取原理：胡萝卜素不溶于水，易溶于石油醚等有机溶剂。
3．实验流程

4．鉴定方法：纸层析法。

[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)蒸馏法的实验原理是利用水蒸气将芳香油携带出来，再把水分离开，剩余的就是芳香油(√)
(2)提炼玫瑰精油的玫瑰花应在花开的初期采取，因为此阶段的花含玫瑰精油最高(×)
(3)提取玫瑰精油时，玫瑰与水的质量比是4∶1(×)
(4)油水混合物中加入无水硫酸钠，有利于分离油层(×)
(5)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(√)
(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)乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取(×)
(8)萃取的效率主要取决于萃取时的温度和时间(×)
(9)新鲜的胡萝卜含水量高，干燥时可采用高温以节省时间(×)
(10)在萃取过程中，在瓶口安装回流冷凝装置是为了防止加热时有机溶剂的挥发(√)
(11)胡萝卜素萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置，蒸发出去的是胡萝卜素，留下的是有机溶剂(×)
(12)提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中不需要对照(×)
2．分析提取玫瑰精油的实验流程，回答下列问题

(1)填写图中序号代表的含义：
①为水蒸气蒸馏，②为NaCl，③为无水Na2SO4，④为过滤。
(2)图中加入②的目的是增大盐的浓度，有利于玫瑰精油与水的分层；加入③的目的是吸收精油中残留的水分；④的目的是除去固体Na2SO4。
3．据胡萝卜素的纸层析结果示意图回答下列问题

(1)在A、B、C、D四点中，A和D是标准样品原点，B和C是提取样品原点。
(2)图中甲代表的物质是胡萝卜素，乙代表的物质是其他色素和杂质。






1．植物有效成分的三种提取方法的比较
提取
方法
水蒸气蒸馏法
压榨法
萃取法
实验
原理
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得芳香油
方法
步骤
①水蒸气蒸馏
②分离油层
③除水过滤
①石灰水浸泡、漂洗
②压榨、过滤、静置
③再次过滤
①粉碎、干燥
②萃取、过滤
③浓缩
适用
范围
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性较强的芳香油
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中
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，易分离
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

2．影响胡萝卜素萃取的因素及解决措施
影响因素
解决措施
萃取剂的性质
用水不溶性有机溶剂
原料的颗粒大小、紧密程度
粉碎
材料的含水量
干燥
萃取温度
探索最佳萃取温度，严格控制温度
萃取时间
适当延长萃取时间

3．纸层析法鉴定胡萝卜素的注意事项
(1)层析时注意选择干净的滤纸，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)点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于0.5 cm)，如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。
(3)将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免因毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响实验结果。
(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)层析后判断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。
[对点落实]
1．许多植物含有天然芳香油，如柠檬精油、玫瑰精油、薄荷油等。请回答下列与芳香油提取相关的问题：
(1)柠檬精油是一种广谱性的杀虫剂，具有很高的经济价值。提取柠檬精油不采取水中蒸馏法的原因是________________________________。采用压榨法从柠檬果皮中提取柠檬精油过程中，为提高出油率，需要将柠檬皮干燥去水，并均匀地浸泡在________中。在压榨过程中一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，并调节pH至7～8，目的是________________________________。
(2)玫瑰精油被称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是________________。提取时玫瑰花瓣与清水的质量比一般为________，将玫瑰花瓣和清水蒸馏后收集到的产物是________________。
(3)某同学在实验中设计了如图所示装置提取玫瑰精油，指出该装置中的两个错误：

①_______________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________。
解析：(1)由于水中蒸馏会导致柠檬焦糊和有效成分水解，所以提取柠檬精油不采取水中蒸馏法。采用压榨法从柠檬果皮中提取柠檬精油过程中，为提高出油率，需要将柠檬皮干燥去水，并均匀地浸泡在石灰水中。在压榨过程中一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，并调节pH至7～8，目的是使柠檬精油易于与水分离。(2)玫瑰精油的提取方法主要是水蒸气蒸馏法。提取时玫瑰花瓣与清水的质量比一般为1∶4，将玫瑰花瓣和清水蒸馏后收集到的产物是油水混合物。(3)该装置中的两个错误：①温度计位置太靠下；②冷凝管进水口、出水口接错。
答案：(1)水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解　石灰水　使柠檬精油易于与水分离　(2)水蒸气蒸馏法　1∶4　油水混合物　(3)①温度计位置太靠下　②冷凝管进水口、出水口接错
2．图甲为提取胡萝卜素的装置图，图乙为胡萝卜素粗品鉴定结果示意图，回答有关问题：

(1)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这五种有机溶剂中，最适宜用于萃取胡萝卜素的是________，这是因为_________________________________________________。
(2)图甲中装置1的名称是________，其作用是____________________________________。
(3)萃取过程应该避免明火加热，采用________加热，其原因是__________________________________________________________________。
(4)在图乙的A、B、C、D四点中，属于标准样品样点的是________，属于提取样品样点的是________。点样的要求是______________________________________。
解析：(1)选择萃取剂时要注意以下特点：较高的沸点、能够充分溶解萃取物、不与水混溶等。(2)装置中的冷凝管具有防止加热时有机溶剂挥发的作用。(3)萃取剂易燃，如果直接用明火加热，容易引起燃烧、爆炸，故宜用水浴加热。(4)因为A和D只有一个色素点，应是标准样品的样点，B和C是提取样品的样点。点样时要快速细致，并保持滤纸干燥。
答案：(1)石油醚　石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发　(2)冷凝管　防止加热时有机溶剂的挥发　(3)水浴　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　(4)A和D　B和C　快速细致，圆点细小，并保持滤纸干燥
　 　　　课堂一刻钟
1．下列关于的叙述中，错误的是(　　)
A．采用凝胶色谱法分离蛋白质的原理是不同蛋白质分子的相对分子质量不同，在色谱柱中的移动速度不同
B．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
C．不能选用猪、牛、羊或其他哺乳动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白
D．将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质
解题关键——理清原理
蛋白质的提取和分离技术是2019年考纲新增内容，解答此类题的关键是理清凝胶色谱法、电泳法、透析的基本原理。
解析：选C　采用凝胶色谱法分离蛋白质的原理是不同蛋白质分子的相对分子质量不同，在色谱柱中的移动速度不同；电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程；猪、牛、羊或其他哺乳动物的红细胞中不含细胞核和细胞器，但含有较多的血红蛋白，因此能选用猪、牛、羊或其他哺乳动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白；将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质。
2．(2017·全国卷Ⅲ)绿色植物甲含有物质W，该物质为无色针状晶体，
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：
解题关键——获取信息
本题考查考生运用所学知识在新材料、新情景条件下解答问题的能力。如由题干信息“受热、受潮易分解”可得第(1)小题答案，同时(4)小题答案也可从“受热易分解”得出。因此读懂材料信息是解答此类题关键。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　
(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_______________________________________
________________________________________________________________________。
(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)。
解析：(1)依据题干信息，物质W受热、受潮易分解，因此不宜选择高温烘干，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。
答案：(1)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)使原料和溶剂充分混匀　(3)去除提取液中的色素　(4)丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少　(5)在温度较低的情况下操作，防火
3．(2015·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_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
命题探源——以“本”为本
本题考查胡萝卜素提取的有关知识，考查的这些知识较基础，在教材中基本都能找到，这提示我们在复习选修模块的时候，要重视教材的梳理，夯实基础。
解析：(1)胡萝卜含有的胡萝卜素有三类，其中最主要的组成成分是β­胡萝卜素，β­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，所以不用它作萃取剂。
答案：(1)β­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(其他合理答案也可)
[学情考情·了然于胸]
一、明考情·知能力——找准努力方向
考查知识
1.血红蛋白的提取和分离技术的原理、方法步骤等。
2.玫瑰精油的提取原理、过程；胡萝卜素的特点、提取材料的处理方法、萃取剂的选择原则、方法步骤等。
考查能力
1.识记能力：血红蛋白提取和分离的原理、材料的选择、方法步骤；植物有效成分提取的材料处理的方法、提取剂的选择、方法步骤等的记忆。
2.迁移应用能力：如第2题，考查考生运用所学知识在新材料、新情景条件下解答问题的能力。

二、记要点·背术语——汇总本节重点
1．血红蛋白的提取和分离
(1)凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法，相对分子质量大的先洗脱出来，相对分子质量小的后洗脱出来。
(2)在电泳中，待分离样品中分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状都会影响分子的迁移速度。
(3)用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质，蛋白质的迁移率完全取决于分子的大小。
(4)蛋白质提取和分离的一般步骤是：样品处理及粗分离、纯化和纯度鉴定。
(5)透析法可除去相对分子质量较小的杂质。
(6)在对蛋白质进行纯度鉴定时，使用最多的方法是SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。
2．植物芳香油的提取
(1)植物芳香油提取的方法有水蒸气蒸馏法、压榨法和萃取法等。
(2)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水解等，所以适合用水中蒸馏法进行提取。其实验流程为：

(3)在油水混合物中加入NaCl的作用是增大盐的浓度，使油水分层；加入无水Na2SO4的作用是吸收油层中的水分。
(4)由于水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题，因此柑橘、柠檬芳香油的提取常用压榨法。
(5)提取胡萝卜素的实验流程为：
―→―→―→―→―→―→
(6)萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取温度和时间等条件的影响。
(7)萃取胡萝卜素常采用水浴加热是因为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。在烧瓶口安装回流冷凝装置的目的是防止加热时有机溶剂挥发。

一、基础题点练
1．凝胶色谱法在装填色谱柱时，不得有气泡存在的原因是(　　)
A．气泡能与蛋白质发生化学反应
B．气泡阻碍蛋白质的运动
C．气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果
D．气泡会在装填凝胶的时候使凝胶不紧密
解析：选C　装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，使得到的红色带区歪曲、散乱，降低分离效果。
2．在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法叙述错误的是(　　)
A．蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解下来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油
B．压榨法的实验原理是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油，适用于柑橘、柠檬等
C．萃取法的实验原理是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉溶剂后就可获得芳香油
D．蒸馏法适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油
解析：选A　蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后可以分层，将芳香油分离出来；压榨法是通过机械加压，将原料中的芳香油挤压出来；萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中，之后再通过蒸馏装置蒸发出有机溶剂，剩下的就是要提取的物质；蒸馏法适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油。
3．某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示，据图分析错误的是(　　)
→→→→→
A．在第二步中使用水上蒸馏更简便易行
B．在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸
C．提取精油时，向混合物中加入NaCl更利于油水分层
D．加入无水Na2SO4，再用过滤法可除去分离的油层中的水分
解析：选A　由于玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，因此在第二步中使用水中蒸馏更简便易行；在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片，目的是防止暴沸；提取精油时，为了促进油水分层，要向油水混合物中加入NaCl；分离的油层还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4，再用过滤法将其除去。
4．如图是提取橘皮精油的实验流程图，下列有关叙述错误的是(　　)
→→→→→→橘皮油
A．石灰水浸泡能破坏细胞、水解果胶，有利于提高出油率
B．压榨液中需分别加入相当于橘皮质量5%的小苏打和0.25%的硫酸钠
C．过程④的目的是除去压榨液中的固体物和残渣
D．过程⑥的目的是用滤纸除去少量水分和蜡质等杂质
解析：选B　压榨前，柑橘皮应该干燥去水，并用石灰水浸泡，石灰水浸泡能破坏细胞、水解果胶，有利于提高出油率；为了使橘皮油与水容易分离，需分别加入相当于橘皮质量0.25%的碳酸氢钠(俗称小苏打)和5%的硫酸钠，并调节pH至7～8；过程④(过滤)的目的是除去压榨液中的固体物和残渣；⑥再次过滤时，使用的是滤纸，以滤掉少量水分和蜡质等杂质。
5．(2019·运城期中)胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，如图是提取胡萝卜素的实验流程示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
→→→→→→
A．在目前的技术条件下，只能从植物中提取天然胡萝卜素
B．图中干燥处理时的温度越高、时间越长越利于胡萝卜素的提取
C．图中A过程表示萃取，此过程用到的有机溶剂具有较低的沸点
D．图中B过程表示浓缩，之前进行过滤的目的是除去萃取液中的不溶物
解析：选D　天然胡萝卜素可以从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得；干燥处理时温度不能太高，否则会导致胡萝卜素分解；萃取过程中用到的有机溶剂应具有较高的沸点；通过过滤除去萃取液中的不溶物，然后通过蒸馏浓缩获得胡萝卜素。
6．下列有关“血红蛋白的提取和分离”实验的叙述，正确的是(　　)
A．用蒸馏水进行红细胞的洗涤，其目的是去除细胞表面的杂蛋白
B．将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较大的杂质
C．血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂
D．整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构
解析：选D　用生理盐水进行红细胞的洗涤，其目的是去除杂蛋白；将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质；血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是使血红蛋白中的杂质溶于有机溶剂，以获得较为纯净的蛋白质。
二、高考题型练
7．苦橙源于地中海国家，法文称为“酸橙树”。苦橙味道虽苦，但浑身是宝。苦橙的果皮、花朵、枝叶以及未成熟的果实均可用来提取芳香油，高品质的橙花油在芳香工业中广泛使用。请回答下列问题：
(1)植物芳香油组成成分比较复杂，主要包括____________________。
(2)橙花油的提取可采用水蒸气蒸馏法，采用该方法提取的芳香油首先必须具备很强的____________，有效成分还要不易被________。
(3)苦橙皮精油的提取采用的方法通常为________，该法和水蒸气蒸馏法在制备精油过程中都用到的试剂是________，橙皮精油制取过程中使用该物质的目的是______________________。
(4)苦橙枝叶及未成熟的果实中的精油均可用萃取法提取。温度________，时间________，萃取效果较好。
(5)蒸馏和萃取都用到了蒸馏装置，蒸馏的产物随水蒸气蒸馏形成______________收集在容器中，而萃取产物利用蒸馏装置是要将________蒸发出去。
解析：(1)植物芳香油的成分比较复杂，主要成分是萜类及其衍生物。(2)水蒸气蒸馏法的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来。因此用该方法提取的芳香油必须有很强的挥发性，而且不易水解。(3)由于橙皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏时会发生部分水解，因此采用压榨法。该方法与水蒸气蒸馏法在制备精油时都用到Na2SO4，在压榨法中该试剂的作用是使橙皮精油易于与水分离。(4)萃取法提取精油时，一般来说，温度高，时间长，需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。(5)蒸馏过程中，蒸馏的产物随水蒸气蒸馏出形成油水混合物，而萃取法中使用蒸馏装置是为了除去有机溶剂。
答案：(1)萜类及其衍生物　(2)挥发性　水解　(3)压榨法　Na2SO4　使橙皮精油易于与水分离　(4)高　长　(5)油水混合物　有机溶剂
8．血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2或CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。

(1)将实验流程补充完整：A为________________，B为____________________。凝胶色谱法是根据________________________而达到蛋白质分离的有效方法。
(2)洗涤红细胞的目的是去除__________，洗涤次数过少，无法除去____________；离心速度过高和时间过长会使____________________一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是__________________________。释放血红蛋白的过程中起作用的是________________。
(3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是________________________________________________________________。如果红色区带____________________，说明色谱柱制作成功。
解析：(1)血红蛋白的提取和分离过程为：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液→透析→纯化，所以A为血红蛋白的释放，B为样品的加入和洗脱。凝胶色谱法的原理是分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。(2)洗涤红细胞的目的是去除杂质蛋白，释放血红蛋白的过程是让红细胞吸水胀破。如果分层不明显，可能是洗涤次数少，未能除去血浆蛋白的原因。此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。重复洗涤三次，直至上清液中没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。由于甲苯是表面活性剂的一种，可将细胞膜溶解，从而使细胞破裂。(3)磷酸缓冲液(pH为7.0)能够准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内的一致。如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确的话，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关。
答案：(1)血红蛋白的释放　样品的加入和洗脱　相对分子质量的大小　(2)杂蛋白(血浆蛋白)　 血浆蛋白　白细胞和淋巴细胞　离心后的上清液中没有黄色　蒸馏水和甲苯　(3)准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内的一致　均匀一致的移动
9．如图是某同学设计的茉莉油提取实验。图1是流程，图2是提取的实验装置，请回答：

(1)该同学提取茉莉油的方法是________________。采摘原料应在茉莉油含量较高的____________(填“花开的盛期”或“花开的晚期”)采收。
(2)图中B过程表示____________，通常应向油水混合物中加入________促进B过程的进行。要完成图中C过程需要向提取液中加入____________，因为通过B过程获得的提取物可能含有______________。
(3)蒸馏完毕，应先____________，然后停止________，最后拆卸蒸馏装置，拆卸顺序与安装顺序相反。
(4)橘皮精油主要储藏在橘皮部分，提取一般不采用图中所示的方法，原因是________________________________。为了防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率，需要将柑橘皮干燥去水，然后用一种化学物质浸泡，使橘皮变得粗糙，细胞变得疏松，该化学物质是________。
解析：(1)茉莉油与玫瑰油的性质相似，由图1可知该同学提取茉莉油的方法是水蒸气蒸馏法，采摘原料应在茉莉油含量较高的花开的盛期采收。(2)图1中B过程表示分离油层，通常应向油水混合物中加入NaCl增加盐的浓度来促进油水分离过程的进行。要完成图1中C过程需要向提取液中加入无水Na2SO4，因为通过B过程获得的提取物可能含有一定的水分。(3)蒸馏完毕，应先撤出酒精灯，然后停止供水，最后拆卸蒸馏装置，拆卸顺序与安装顺序相反。(4)橘皮精油主要储藏在橘皮部分，提取一般不采用蒸馏法，原因是橘皮精油的有效成分在蒸馏时会发生部分水解，且温度过高，原料会发生焦糊。为了防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率，需要将柑橘皮干燥去水，然后用石灰水浸泡，使橘皮变得粗糙，细胞变得疏松。
答案：(1)水蒸气蒸馏法　花开的盛期　(2)分离油层　NaCl　无水Na2SO4　一定的水分　(3)撤出酒精灯　供水
(4)防止原料焦糊和橘皮精油的有效成分在蒸馏时发生部分水解　石灰水
10．桉叶油的化学性质与玫瑰精油相似，其中含有的黄酮、熊果醇、精油等多种成分具有抑菌作用。某生物兴趣小组提取了桉叶油，并对桉叶油的抑菌活性进行了研究，回答下列问题：
(1)提取桉叶油时应选择________(填“新鲜”或“烘干”)的桉树叶，原因是________________________________________________________________________。
(2)可采用水蒸气蒸馏法提取桉叶油，原因是桉叶油具有________________________________的特点；此法不适用于胡萝卜素的提取，原因是________________________________。从蒸馏出的油水混合物中分离的油层还会含有一定的水分，需要添加____________除水。
(3)该小组采用抑菌圈法检测桉叶油的抑菌活性。抑菌圈法是利用待测药物在琼脂平板中扩散使其周围的细菌生长受到抑制而形成透明圈(即抑菌圈)，再根据抑菌圈大小判定待测药物抑菌效价的一种方法。下表是该小组检测对照组和实验组对供试菌的抑菌作用(抑菌圈的大小/mm)得到的实验结果：

无菌水(对照组)
桉叶油(实验组)
枯草芽孢杆菌
0
9.00
金黄色葡萄球菌
0
7.67
大肠杆菌
0
9.67
白色念珠菌
0
9.33
对照组应________(填“接种”或“不接种”)细菌。由表中数据可知，桉叶油对________的抑菌效果最强。
解析：(1)因新鲜桉树叶中桉叶油含量高，而且桉叶油易挥发，故提取桉叶油时应选择新鲜的桉树叶。(2)桉叶油化学性质稳定、易挥发、难溶于水，故可采用水蒸气蒸馏法提取桉叶油；由于胡萝卜素化学性质比较稳定、不易挥发、不溶于水，不能随水蒸气蒸馏出，易溶于某些有机溶剂，因此应使用有机溶剂萃取。从蒸馏出的油水混合物中分离的油层还会含有一定的水分，需要添加无水Na2SO4除水。(3)据题意可知，该对照实验是检测桉叶油的抑菌活性，自变量是是否有桉叶油，故对照组也应接种细菌。由表中数据可知，接种大肠杆菌的抑菌圈最大(为9.67 mm)，故桉叶油对大肠杆菌的抑菌效果最强。
答案：(1)新鲜　桉叶油易挥发，新鲜桉树叶中桉叶油含量高　(2)化学性质稳定、易挥发、难溶于水　胡萝卜素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出　无水Na2SO4　(3)接种　大肠杆菌
11．科研人员为探究多种肿瘤的发生与常染色体上的 P53的关系，进行了系列实验研究。请回答问题：
(1)细胞发生癌变的原因是____________________________________。
(2)为了研究肿瘤的发生是否与P53有关，在相同条件下，分别对野生型大鼠、P53杂合敲除大鼠、P53纯合敲除大鼠进行饲养实验，结果如表：
野生型大鼠
P53杂合敲除大鼠
P53纯合敲除大鼠
50%活至120周
70周时50%出现肿瘤
24周时75%出现肿瘤
5%活到160周
110周时全部死亡
50周时全部死亡

分析实验结果，说明_________________________________________________________。
(3)进一步研究发现，P53作为抑癌基因可抑制多种肿瘤。正常细胞中，P53基因编码的P53蛋白未被活化，而与Mdm2结合被移出细胞核，继而被蛋白酶体降解；在细胞中DNA损伤时，P53蛋白会被活化，从而__________________，而存在于细胞核内，引起细胞分裂停止，继而修复受损DNA或者启动细胞凋亡途径，防止细胞________。
(4)科研人员为检测P53基因抑制肿瘤的疗效，将P53基因与作为________的腺病毒(Ad)结合制成含有P53基因的腺病毒(Ad­P53)，进行体外实验。取生长良好的肺癌GLC­82细胞，分别用含有不同剂量的Ad­P53的培养液在适宜的条件下培养。
①培养72 h后提取细胞总蛋白质，用凝胶电泳方法分离蛋白质并测定蛋白质含量，结果如图1所示。分析说明，在GLC­82细胞中导入的P53基因可以________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

②通过测定细胞悬液的吸光度(吸光度与细胞数量呈正相关)，进一步计算细胞生长的抑制率，结果如图2所示。分析数据说明_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)取等量人的肺癌细胞，注射到先天性胸腺缺陷的裸鼠体内，7天后观察发现裸鼠均长出皮下肿瘤。为检验含有P53基因的腺病毒(Ad­P53)抗肿瘤的疗效，写出实验思路及预期结果。
实验思路：__________________________________________________________________
_____________________________。
预期结果：若________________________________________________，则说明用生理盐水配制的Ad­P53腺病毒注射液对小鼠体内肿瘤有明显的抑制作用。
解析：(1)细胞发生癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。(2)通过对野生型大鼠、P53杂合敲除大鼠、P53纯合敲除大鼠实验存活情况分析，可以看出P53基因(P53)可抑制肿瘤的发生，延长寿命。(3)P53作为抑癌基因可抑制多种肿瘤的原理：正常细胞中，P53基因编码的P53蛋白未被活化，而与Mdm2结合被移出细胞核，继而被蛋白酶体降解；在细胞中DNA损伤时，P53蛋白会被活化，从而不能与Mdm2结合而存在于细胞核内，引起细胞分裂停止，继而修复受损DNA或者启动细胞凋亡途径，防止细胞癌变。(4)研人员为检测P53基因抑制肿瘤的疗效，将P53基因与作为运载体的腺病毒(Ad)结合制成含有P53基因的腺病毒(Ad­P53)，导入GLC­82细胞中进行体外实验。①通过对图1分离出蛋白质含量分析，在GLC­82细胞中导入的P53基因可以表达出P53蛋白，且随Ad­P53剂量(浓度)升高，P53蛋白表达量(含量)逐渐增加。②通过对图2曲线分析，P53可以抑制(肿瘤)细胞生长，且随着Ad­P53剂量(浓度)升高(和时间的延长)，抑制作用逐渐增强。(5)根据实验目的，设计实验思路及预测结果见答案。
答案：(1)原癌基因和抑癌基因发生基因突变　(2)P53基因(P53)可抑制肿瘤的发生　(3)不能与Mdm2结合　癌变　(4)(运)载体　①表达出P53蛋白，且随Ad­P53剂量(浓度)升高，P53蛋白表达量(含量)逐渐增加　②P53可以抑制(肿瘤)细胞生长，且随着Ad­P53剂量(浓度)升高(和时间的延长)，抑制作用逐渐增强
(5)实验思路：
答案1：将患有肿瘤的裸鼠随机分三组，分别注射等量的用生理盐水配制的Ad­P53(腺病毒)注射液、生理盐水配制的Ad(腺病毒)注射液、生理盐水，每天检测并记录小鼠皮下肿瘤体积(或重量)
答案2：将患有肿瘤的裸鼠随机分三组，实验组：注射(适量)用生理盐水配制的Ad­P53(腺病毒)注射液；对照组1：注射等量的生理盐水配制的Ad(腺病毒)注射液；对照组2：注射等量的生理盐水，每天检测并记录小鼠皮下肿瘤体积(或重量)
预期结果：注射用生理盐水配制的Ad­p53腺病毒的裸鼠的肿瘤体积(重量)明显小于其他组
12．(2019·济南一模)漆树种子中的油脂(不溶于水，易溶于脂溶性溶剂)可开发为食用油或转化为生物柴油。目前常用溶剂法萃取漆树种子油脂，其过程为：
漆树种子→粉碎→加溶剂→水浴加热→溶剂不断回流提取→蒸发溶剂→收集油脂。
回答下列问题：
(1)漆树种子中的油脂通常可用____________进行染色。
(2)对漆树种子油脂进行萃取时，为不影响油脂品质和提取效果，应使用____________(填“自然晾干”“高温烘干”或“新鲜”)的漆树种子。粉碎漆树种子的目的是________________________。
(3)利用不同溶剂进行萃取时，对油脂的萃取得率和某些重要理化性质的影响不同，实验结果如表。

萃取得率
酸值
过氧化值
丙酮
23.72%
8.26
9.82
石油醚
26.35%
7.96
5.73
乙醚
25.30%
8.12
5.83
正己烷
26.17%
7.98
6.13
混合溶剂
28.73%
8.31
7.53
注：萃取得率(%)＝(M样品－M残渣)/M样品×100%；酸值高，说明油脂品质差；过氧化物是油脂变质过程中的中间产物，其含量常用过氧化值来表示。
实验结果表明，________作为萃取溶剂较为合理，理由是__________________________
______________________________________________________________________。
(4)萃取过程中，影响萃取的因素除漆树种子和溶剂外，还有________________________________(写出两点即可)。
解析：(1)油脂可以用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)鉴定，被染成橘黄色(或红色)。(2)油脂进行萃取时，使用自然晾干的漆树种子，可以防止影响油脂品质和提取效果。粉碎漆树种子的目的是便于和溶剂充分接触，提高萃取效率。(3)根据表格数据分析，石油醚作为萃取溶剂较为合理，因为其萃取得率较高，可得到较多的油脂，酸值和过氧化值最小，说明油脂品质较高。(4)萃取过程中，影响萃取的因素有：漆树种子、溶剂、萃取温度(水浴温度)、萃取时间等。
答案：(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　(2)自然晾干　便于和溶剂充分接触，提高萃取产量　(3)石油醚　萃取得率较高，可得到较多的油脂，酸值和过氧化值最小，说明油脂品质较高　(4)萃取温度(水浴温度)、萃取时间等