高考生物一轮复习生物技术实践3生物技术在其他方面的应用课件新人教版选修1

这是一份高考生物一轮复习生物技术实践3生物技术在其他方面的应用课件新人教版选修1，共51页。PPT课件主要包含了课前自主预习案，水蒸气蒸馏，挥发性，分离油层，高效课堂，NaCl，无水Na2SO4，课堂总结，网络建构提升，历届真题等内容，欢迎下载使用。

[基础梳理——系统化]知识点一　玫瑰精油的提取
知识点二　橘皮精油的提取
知识点三　胡萝卜素的提取
[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。(　　)
2．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。(　　)
二、连一连　植物有效成分的提取原理及方法(连线)
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：(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？  
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。
(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？ 
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。
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。
考点一　蛋白质的提取和分离【任务驱动　探究突破】任务　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。
(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
【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
解析：猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，是提纯血红蛋白的理想材料。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。
[归纳比较](1)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流是琼脂糖凝胶电泳，利用SDS—聚丙烯酰胺凝胶作为载体的电流是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流是琼脂糖凝胶电泳，仅利用了分子大小的电流是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。
(2)凝胶色谱法分离蛋白质的原理
考点二　植物有效成分的提取【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
(2)提取橘皮精油的实验①方法：一般用________法。②实验流程
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。
【易错警示】胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点(1)层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显。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(直径大于2 mm)，导致最终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2 mm。(3)将点好样的滤纸卷成筒状，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)层析液没及样品原点，可使色素溶解于层析液中，造成实验失败。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)没设置标准样品作对照：层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的β－胡萝卜素作对比以予以确认。
任务3　三种提取方法的比较
任务4　三种植物提取成分的比较
【考向分类　对点落实】　考向一胡萝卜素提取过程的考查1．[2017·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。(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
(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是________________________________________________。(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?
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
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
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。
2．[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________________。(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_____。
灭菌(或：防止杂菌污染)
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。
考向二芳香油的提取3．[2021·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)。
灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
氮源、水、无机盐、特殊营养物质
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。
4．[2021·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，石灰水的作用是_______________________________________________________。
水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分部分水解等问题
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，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
在5～10 ℃下静置5～7天　
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混合合并后成为最终的橘皮精油。
考向三植物有效成分的提取5．2015年，“青蒿素之母”屠呦呦获得了诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是从黄花蒿的茎叶中提取的无色针状晶体，易溶于有机溶剂，不溶于水，不易挥发。请回答以下问题：(1)从黄花蒿中提取青蒿素时，应采用 ____法，所选用的有机溶剂为________(填“乙醇”或“乙酸乙酯”)，通常在提取前将黄花蒿茎叶进行粉碎和________处理，以提高效率。提取过程中宜采用______加热以防止燃烧、爆炸，加热时瓶口要安装________装置，所得液体浓缩前需进行_____处理。(2)黄花蒿精油是从黄花蒿的花蕾中提取的，其提取原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合的乳浊液呈________色，此时向乳浊液中加入氯化钠，就会出现明显的分层现象，再用分液漏斗将其分开，然后再加入______________，得到纯精油。
解析：(1)根据题干信息可知，“青蒿素易溶于有机溶剂、不溶于水、不易挥发”，所以应采用萃取法从黄花蒿中提取青蒿素。乙醇是水溶性有机溶剂，能与水混溶而影响萃取效果，所以乙醇不能用于青蒿素的萃取，而乙酸乙酯不与水混溶，因此可用于青蒿素的萃取。通常在提取前对黄花蒿茎叶进行粉碎和干燥，以提高效率。提取过程中宜采用水浴加热以防止燃烧、爆炸，加热时瓶口要安装回流冷凝装置，所得液体浓缩前需进行过滤。(2)黄花蒿精油是从黄花蒿的花蕾中提取的，其原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合的乳浊液，此时向乳浊液中加入氯化钠，就会出现明显的分层现象，可用分液漏斗将其分开，然后再加入无水硫酸钠吸水，得到纯精油。
[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。
[等级选考研考向][2019·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___________________.
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
吸去芳香油中残留的水分
(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_______________________。
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
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。
[国考真题研规律]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?
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
解析：(1)胡萝卜中含有的主要是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。
2．[2017·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____________________。
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
(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?(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