高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題17 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用課件.ppt

專題17生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用,【高考這樣考】 (2012新課標(biāo)全國(guó)卷T3915分)為了探究6-BA和IAA對(duì)某菊花品種莖尖外植體再生叢芽的影響，某研究小組在MS培養(yǎng)基中加入6-BA和IAA，配制成四種培養(yǎng)基(見(jiàn)下表)，滅菌后分別接種數(shù)量相同、生長(zhǎng)狀態(tài)一致、消毒后的莖尖外植體，在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，統(tǒng)計(jì)再生叢芽外植體的比率(m)，以及再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n)，結(jié)果如下表。,回答下列問(wèn)題： (1)按照植物的需求量，培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)鹽的元素可分為_(kāi) 和_兩類。上述培養(yǎng)基中，6-BA屬于_類 生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。 (2)在該實(shí)驗(yàn)中，自變量是_，因變量是_ _，自變量的取 值范圍是_。,大量元素,微量元素,細(xì)胞分裂素,IAA濃度,再生叢芽外植,體的比率(m)和再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n),00.5 mgL-1,(3)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，誘導(dǎo)叢芽總數(shù)最少的培養(yǎng)基是_號(hào)培養(yǎng)基。 (4)為了誘導(dǎo)該菊花試管苗生根，培養(yǎng)基中一般不加入_(填 “6-BA”或“IAA”)。,1,6-BA,【考綱考頻】 1.植物的組織培養(yǎng) (5年13考) 2.從生物材料中提取某些特定的成分 (5年11考),【考查特點(diǎn)】 1.植物的組織培養(yǎng)：主要考查植物組織培養(yǎng)的原理、基本過(guò)程和影響因素，亦可將植物組織培養(yǎng)與植物有效成分的提取結(jié)合，考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。試題以非選擇題形式考查。 2.從生物材料中提取某些特定的成分：主要考查植物芳香油的成分、性質(zhì)及蒸餾、壓榨和萃取的原理、應(yīng)用和注意事項(xiàng)，同時(shí)考查胡蘿卜素的成分、性質(zhì)、應(yīng)用及胡蘿卜素的提取、紙層析的原理與應(yīng)用。亦可將蒸餾、壓榨、萃取等提取有效成分的方法與微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用相結(jié)合，考查學(xué)生綜合應(yīng)用能力。試題以非選擇題形式考查。,一、植物的組織培養(yǎng) 1.基礎(chǔ)知識(shí)： (1)理論基礎(chǔ)：_。 (2)基本過(guò)程：_和_。 (3)常用的培養(yǎng)基：_培養(yǎng)基。 (4)啟動(dòng)細(xì)胞分裂和分化的關(guān)鍵性激素：_和 _。,細(xì)胞的全能性,脫分化,再分化,MS,生長(zhǎng)素,細(xì)胞分裂素,2.影響因素： (1)培養(yǎng)基：有機(jī)物、植物激素、_和_。 (2)外植體的年齡、保存時(shí)間。 (3)激素的濃度、使用順序及用量比例。 (4)適宜的pH、溫度和光照。 (5)嚴(yán)格的_條件。,大量元素,微量元素,無(wú)菌,二、植物有效成分的提取 1.常見(jiàn)提取方法：_、_和_。 2.玫瑰精油的提?。篲法。 3.橘皮精油的提?。篲法。,蒸餾,壓榨,萃取,水蒸氣蒸餾,壓榨,4.胡蘿卜素的提取與鑒定： (1)胡蘿卜素的提取。 方法：_法。 依據(jù)：胡蘿卜素具有_的特性。 主要過(guò)程：萃取過(guò)濾濃縮。 (2)胡蘿卜素的鑒定。 方法：_法。 依據(jù)：需要用_對(duì)照。,萃取,易溶于有機(jī)溶劑,紙層析,標(biāo)準(zhǔn)樣品,考點(diǎn)一 植物的組織培養(yǎng) 【典例1】(2014江蘇高考T29節(jié)選)為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：,(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過(guò)程稱為_(kāi)。 (2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如下圖 所示。細(xì)胞干重在12 d后下降的原因有_； 培養(yǎng)液中蔗糖的作用是_、_。,脫分化,蔗糖濃度下降，pH降低,提供能源,調(diào)節(jié)滲透壓,(3)多倍體愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍 體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)_處理，會(huì)產(chǎn)生染色體加倍的 細(xì)胞。為檢測(cè)愈傷組織細(xì)胞染色體數(shù)目，壓片前常用纖維素酶和 _酶解離愈傷組織。若愈傷組織細(xì)胞(2n)經(jīng)誘導(dǎo)處理后，觀 察到染色體數(shù)為8n的細(xì)胞，合理的解釋是_ _、_。,秋水仙素(低溫),果膠,經(jīng)加倍到4n的細(xì)胞處于,有絲分裂后期,經(jīng)加倍到8n的細(xì)胞處于有絲分裂中期,【解題技法】 (1)解離愈傷組織破壞細(xì)胞壁和胞間層細(xì)胞壁的主要成分是 _用_解離。 (2)愈傷組織細(xì)胞(2n)經(jīng)有絲分裂增殖可以觀察到染色體數(shù)為 2n(前期、中期)或4n(后期)染色體加倍后，可以觀察到染色體數(shù) 為_(kāi)(前期、中期)或_(后期)染色體再加倍后，可以 觀察到染色體數(shù)為_(kāi)(前期、中期)或_(后期)。,纖維素和果膠,纖維素酶和果膠酶,4n,8n,8n,16n,【知識(shí)方法誤區(qū)】 1.植物組織培養(yǎng)的2個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)： 脫分化和再分化。 2.植物激素對(duì)培養(yǎng)物發(fā)育方向的2種影響： (1)生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的使用順序。 (2)生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的用量比例。,3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的4項(xiàng)無(wú)菌技術(shù)： (1)培養(yǎng)基：高壓蒸汽滅菌。 (2)外植體：酒精和HgCl2消毒。 (3)接種器械：灼燒滅菌。 (4)接種：在酒精燈火焰附近進(jìn)行。 4.辨析生殖方式： (1)菊花組織培養(yǎng)：無(wú)性生殖。 (2)月季花藥培養(yǎng)：有性生殖。,5.產(chǎn)生花粉植株的2條途徑： 6.花藥發(fā)育時(shí)期的選擇：?jiǎn)魏似凇?7.鑒定花粉發(fā)育時(shí)期的2種方法： (1)常用方法：醋酸洋紅法。 (2)細(xì)胞核不易著色時(shí)：焙花青鉻礬法。,【題組過(guò)關(guān)】 1.(2015包頭二模)用多倍體育種的方法培育三倍體無(wú)子西瓜，每年都要制種，很麻煩。某活動(dòng)小組同學(xué)們，想到了利用植物組織培養(yǎng)的方法來(lái)解決此難題。請(qǐng)回答與此實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問(wèn)題。 (1)離體的組織和細(xì)胞，對(duì)營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等條件的要求相對(duì)特殊，需要配制適宜的培養(yǎng)基。常用的一種培養(yǎng)基是 ，其主要成分包括：大量元素、微量元素、有機(jī)物，還常常需要添加 ；對(duì)培養(yǎng)基要進(jìn)行 滅菌。,(2)選取合適的外植體作為實(shí)驗(yàn)材料，接種前還要對(duì)其進(jìn)行_ 處理。為提高組織培養(yǎng)成功率，常選擇 的材料做 外植體。 (3)如果外植體選取的材料為莖段，插入培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)注意 。 培養(yǎng)一段時(shí)間后，會(huì)通過(guò) 形成愈傷組織，愈傷組織的特點(diǎn) 是 。,【解析】(1)植物組織培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基為MS固體培養(yǎng)基，其主要成分包括大量元素、微量元素、有機(jī)物和植物激素。為了防止雜菌污染，配制好的培養(yǎng)基要采用高壓蒸汽滅菌法進(jìn)行滅菌。 (2)為了防止外植體上的雜菌污染，接種前要對(duì)其進(jìn)行消毒處理。由于材料的年齡影響培養(yǎng)的成功率，因此通常選擇幼嫩的材料做外植體。 (3)利用莖段做外植體，插入培養(yǎng)基時(shí)要注意不要倒插，否則不易形成愈傷組織。愈傷組織是外植體通過(guò)脫分化形成的，其特點(diǎn)是排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞。,答案：(1)MS固體培養(yǎng)基 植物激素 高壓蒸汽 (2)消毒 幼嫩(或答分裂能力強(qiáng)，分化程度低) (3)不能倒插 脫分化 排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞,【易錯(cuò)提醒】植物組織培養(yǎng)中不要選錯(cuò)無(wú)菌技術(shù) (1)選擇原則。 要考慮無(wú)菌技術(shù)的效果：滅菌效果比消毒好。 要考慮被操作對(duì)象的承受能力：生物材料要消毒，而不能滅菌。 (2)本題中外植體要“消毒”處理，易錯(cuò)答為“滅菌”。,2.(2015合肥二模)世界苦蕎在中國(guó)，中國(guó)苦蕎在涼山?？嗍w富含黃酮類化合物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在降血糖、降血脂等方面功效顯著。查爾酮合成酶(CHS)是黃酮類化合物合成的關(guān)鍵酶，下圖為將修飾后的CHS基因?qū)肟嗍w，培育高產(chǎn)黃酮苦蕎品系示意圖。,(1)圖中常用的是MS培養(yǎng)基。接種前，用滅菌后未接種的培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時(shí)間，觀察是否形成菌落，目的是 。 (2)過(guò)程、分別是 和 ?？嗍w體細(xì)胞能培養(yǎng)成植株的根本原因是 。 (3)為探究激素對(duì)過(guò)程誘導(dǎo)愈傷組織的影響，某研究小組在培養(yǎng)基中加入6-BA和2，4-D，滅菌后分別接種，在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，統(tǒng)計(jì)愈傷組織的誘導(dǎo)率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表：,該實(shí)驗(yàn)的因變量是 ，誘導(dǎo)的最佳組合是_ 。 (4)判斷轉(zhuǎn)基因苦蕎培育是否成功，可比較轉(zhuǎn)基因苦蕎與普通苦蕎的 含量，也可測(cè)定細(xì)胞中 含量。,【解析】(1)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基。用滅菌后未接種的培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時(shí)間，其目的是判斷培養(yǎng)基滅菌是否徹底，如果培養(yǎng)基滅菌不徹底，則會(huì)形成菌落。 (2)由圖可知，過(guò)程由苦蕎細(xì)胞獲得愈傷組織，為脫分化過(guò)程。過(guò)程由愈傷組織形成試管苗，為再分化過(guò)程。苦蕎體細(xì)胞能培養(yǎng)成植株的根本原因是細(xì)胞具有全能性，即細(xì)胞中含有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因。,(3)由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?，本?shí)驗(yàn)的因變量是誘導(dǎo)率。根據(jù)誘導(dǎo)率的數(shù)據(jù)可知，誘導(dǎo)率最大時(shí)的自變量組合即為最佳組合，即表中誘導(dǎo)率為100%時(shí)對(duì)應(yīng)的激素組合：0.1mgL-16-BA和4mgL-12，4-D。 (4)轉(zhuǎn)基因苦蕎是否培育成功，關(guān)鍵是表達(dá)出目的基因的產(chǎn)物或表現(xiàn)出應(yīng)有的性狀，本題中要培育高產(chǎn)黃酮苦蕎品系，因此可以比較轉(zhuǎn)基因苦蕎與普通苦蕎的黃酮類化合物，也可以直接檢測(cè)轉(zhuǎn)基因苦蕎細(xì)胞內(nèi)的CHS含量。,答案：(1)判斷培養(yǎng)基滅菌是否徹底 (2)脫(去)分化 再分化 植物細(xì)胞的全能性(細(xì)胞中含有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因) (3)誘導(dǎo)率 0.1mgL-16-BA和4mgL-12，4-D (4)黃酮類化合物 CHS,3.(2015長(zhǎng)沙三模)自印度科學(xué)家培養(yǎng)曼陀羅花藥獲得單倍體植株后，花藥離體培養(yǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，據(jù)記載，現(xiàn)在已經(jīng)有250多種高等植物的花藥培養(yǎng)成功。 (1)細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的使用順序和用量會(huì)影響到植物細(xì)胞的發(fā)育方向。如為了有利于細(xì)胞分裂而不分化，兩種激素的使用順序?yàn)椋??；ǚ壑仓戤a(chǎn)生的途徑有兩種：一種是花粉脫分化形成愈傷組織，另一種是形成 。,(2)進(jìn)行月季花藥離體培養(yǎng)一般選擇在五月初到五月中旬。對(duì)于花粉 而言，要采用 期的花粉，為了鑒定該時(shí)期的花粉，常采用醋 酸洋紅法進(jìn)行染色鑒定。若是某些植物花粉細(xì)胞不易著色，常采用 法染色，能將花粉的細(xì)胞核染成 色。 (3)消毒后的花蕾，在無(wú)菌條件下除去萼片與花瓣，剝離花藥時(shí)，盡 量不要損傷花藥，同時(shí)要將 徹底去除。,【解析】(1)先使用生長(zhǎng)素，后使用細(xì)胞分裂素，有利于細(xì)胞分裂而不分化?；ǚ壑仓戤a(chǎn)生的途徑有兩種：一種是花粉脫分化形成愈傷組織，另一種是形成胚狀體。 (2)單核期的花粉對(duì)離體刺激比較敏感，因此一般選擇單核期的花粉作為外植體。鑒定花粉發(fā)育時(shí)期的方法有醋酸洋紅法和焙花青鉻礬法。焙花青鉻礬法可以將不易著色的花粉細(xì)胞的細(xì)胞核染成藍(lán)黑色。 (3)花絲影響外植體的發(fā)育，因此剝離花藥時(shí)要將花絲徹底去除。,答案：(1)先使用生長(zhǎng)素，后使用細(xì)胞分裂素 胚狀體 (2)單核 焙花青鉻礬 藍(lán)黑 (3)花絲,【規(guī)律技法】植物激素的使用順序?qū)ν庵搀w的影響,4.(2015吉林一模)下圖是花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑，回答下列相關(guān)問(wèn)題：,(1)通過(guò)花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株有兩種途徑，一種是花粉通過(guò)A_ 階段發(fā)育成植株，另一種是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成B，再將 其誘導(dǎo)分化成植株。這兩種途徑并沒(méi)有絕對(duì)的界限，主要取決于培養(yǎng) 基中 。 (2)誘導(dǎo)花粉植株能否成功及誘導(dǎo)成功率的高低，受多種因素影響， 其中主要的影響因素是 與 。提高誘導(dǎo)成功率的另 一個(gè)重要因素是 。,(3)材料消毒過(guò)程中用到的試劑有 、0.1%的氯化汞溶液、無(wú)菌水。 (4)滅菌后的花蕾，要在 條件下接種到培養(yǎng)基上。培養(yǎng)過(guò)程中不需要光照，同時(shí)要控制好溫度。 (5)在花藥培養(yǎng)中，常常會(huì)出現(xiàn) 的變化，因此需要對(duì)培養(yǎng)出來(lái)的植株做進(jìn)一步的 。,【解題指導(dǎo)】解答本題的關(guān)鍵是明確形成花粉植株的兩條途徑的差異： (1)胚狀體已經(jīng)發(fā)生了再分化，因此通過(guò)分化形成叢芽。 (2)愈傷組織是未分化的細(xì)胞，需要通過(guò)再分化形成叢芽。,【解析】(1)圖中A通過(guò)分化形成叢芽，則A應(yīng)為胚狀體。形成花粉植株兩條途徑的不同主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類和濃度的配比。 (2)誘導(dǎo)花粉植株能否成功及誘導(dǎo)成功率的高低的主要影響因素是材料的選擇和培養(yǎng)基的組成。另外，選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期也是影響誘導(dǎo)成功率的另一個(gè)重要因素。 (3)材料消毒用的試劑主要是70%的酒精、0.1%的氯化汞溶液和無(wú)菌水等。,(4)植物組織培養(yǎng)的有關(guān)操作均需要在無(wú)菌條件下進(jìn)行。 (5)在花藥培養(yǎng)中，常常會(huì)出現(xiàn)染色體倍性的變化，因此需要對(duì)培養(yǎng)出的植株做進(jìn)一步的鑒定和篩選。 答案：(1)胚狀體 激素的種類和濃度的配比 (2)材料的選擇 培養(yǎng)基的組成 選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期 (3)70%的酒精 (4)無(wú)菌 (5)染色體倍性 鑒定和篩選,【加固訓(xùn)練】(2015東營(yíng)二模)下圖表示被子植物花粉的發(fā)育過(guò)程，據(jù)圖完成下列各題。,(1)圖中所示的植物的基因型為AaBb(兩對(duì)基因遵循自由組合定律)， 則的基因型為 ，的基因型可能為_(kāi) 。 (2)、所指的結(jié)構(gòu)依次是 、 ；兩者的基因 型是否相同？ 。 (3)某同學(xué)用上述花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，對(duì)獲得的植株進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn) 有一些為二倍體。推測(cè)這些二倍體植株的基因型有 種。,(4)某同學(xué)在培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上感染了幾種細(xì)菌。若在以尿素 為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入 指示劑培養(yǎng)幾種菌后，指示劑 變紅就可以鑒定其中含有能夠分解尿素的細(xì)菌；若在以纖維素為唯一 碳源的培養(yǎng)基中加入 染料，培養(yǎng)后，培養(yǎng)基中出現(xiàn)透明 圈，就可以鑒定其中含有纖維素分解菌。在培養(yǎng)過(guò)程中為了檢驗(yàn)制備 的培養(yǎng)基是否合格，采取的措施是_ ， 觀察結(jié)果，如果 ， 說(shuō)明培養(yǎng)基制備成功，否則需要重新制備。,【解析】(1)由圖可知，圖中為小孢子母細(xì)胞，是受精卵經(jīng)有絲分裂而來(lái)，因此基因型與該植株基因型相同；圖中為小孢子，由小孢子母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂而來(lái)，因此基因型為Ab或aB或AB或ab。 (2)圖中為花粉管細(xì)胞核，為生殖細(xì)胞核，二者由同一個(gè)小孢子經(jīng)有絲分裂而來(lái)，因此基因型完全相同。,(3)花藥離體培養(yǎng)獲得的二倍體植株包括花藥壁植株和營(yíng)養(yǎng)核與生殖核融合植株，其中花藥壁植株基因型為AaBb，而營(yíng)養(yǎng)核與生殖核的基因型相同，因此共形成4種純合子植株，基因型分別為AABB、AAbb、aaBB、aabb。因此形成的二倍體植株共有5種不同的基因型。,(4)鑒定分解尿素的細(xì)菌的培養(yǎng)基中應(yīng)加入酚紅指示劑，原理是細(xì)菌合成的脲酶將尿素分解成了氨。氨會(huì)使培養(yǎng)基堿性增強(qiáng)，pH升高，指示劑變紅。鑒定纖維素分解菌的培養(yǎng)基中應(yīng)加入剛果紅，原理是剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素分解菌分解纖維素后，紅色復(fù)合物就不能形成，在纖維素分解菌的菌落周圍出現(xiàn)不變紅的透明圈。檢驗(yàn)制備的培養(yǎng)基是否合格的方法是將未接種的培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng)，如果制作成功，未接種的培養(yǎng)基應(yīng)無(wú)菌落生長(zhǎng)。,答案：(1)AaBb Ab或aB或AB或ab (2)花粉管細(xì)胞核 生殖細(xì)胞核 相同 (3)5 (4)酚紅 剛果紅 將接種后的培養(yǎng)基和未接種的培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng) 未接種的培養(yǎng)基無(wú)菌落生長(zhǎng),5.(2015西安二模)利用植物莖尖經(jīng)植物組織培養(yǎng)，可培育無(wú)病毒的幼苗，提高作物產(chǎn)量。某研究小組在加有6-BA(誘導(dǎo)植物愈傷組織分化出叢芽)的MS培養(yǎng)基上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表，請(qǐng)回答：,(1)上述培養(yǎng)基中，6-BA屬于 類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。 (2)在該實(shí)驗(yàn)中，因變量是 ，“接種個(gè)數(shù)”屬于實(shí)驗(yàn)的 。 (3)若接種后25d，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基中植物莖尖邊緣局部污染，原因可能 是 。 (4)從表中數(shù)據(jù)可知，莖尖越小，莖尖的成活率越 ；莖尖大 小為 mm對(duì)脫毒效果最好。綜合考慮，最理想的實(shí)驗(yàn)材料的莖 尖大小應(yīng)取 mm。,【解析】(1)由于加有6-BA的MS培養(yǎng)基上有利于誘導(dǎo)植物愈傷組織分化出叢芽，因此可以判斷6-BA屬于細(xì)胞分裂素類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。 (2)由表可知，莖尖大小各不相同，為自變量；接種個(gè)數(shù)均相同，為無(wú)關(guān)變量；成活率及脫毒效果是隨莖尖大小變化而變化的變量，為因變量。 (3)由于污染在植物莖尖邊緣局部，則說(shuō)明是植物莖尖消毒不徹底所致。 (4)從實(shí)驗(yàn)可知，莖尖越小，莖尖的成活率越低；莖尖大小為0.2mm對(duì)脫毒效果最好。綜合考慮，最理想的實(shí)驗(yàn)材料的莖尖大小應(yīng)取0.5mm，成活率較高，且脫毒效果也較好。,答案：(1)細(xì)胞分裂素 (2)成活率及脫毒效果 無(wú)關(guān)變量 (3)植物莖尖消毒不徹底 (4)低 0.2 0.5 【易錯(cuò)提醒】無(wú)菌技術(shù)的兩點(diǎn)提醒 (1)培養(yǎng)基滅菌不徹底，則培養(yǎng)基上會(huì)出現(xiàn)菌落。 (2)接種時(shí)污染雜菌，則培養(yǎng)基和外植體均可能會(huì)出現(xiàn)菌落。,考點(diǎn)二 植物有效成分的提取 【典例2】(2015全國(guó)卷T39)回答與胡蘿卜素有關(guān)的問(wèn)題： (1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是_(填 “-胡蘿卜素”“-胡蘿卜素”或“-胡蘿卜素”)，該胡蘿卜 素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成兩分子_，后者缺乏會(huì)引起人在 弱光下視物不清的病癥，該疾病稱為_(kāi)。胡蘿卜素是 _(填“揮發(fā)性”或“非揮發(fā)性”)物質(zhì)。,-胡蘿卜素,維生素A,夜盲癥,非揮發(fā)性,(2)工業(yè)生產(chǎn)上，用養(yǎng)殖的巖藻作為原料提取胡蘿卜素時(shí)，_ (填“需要”或“不需要”)將新鮮的巖藻干燥。 (3)現(xiàn)有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑，應(yīng)選用其中的_作為 胡蘿卜素的萃取劑，不選用另外一種的理由是_ _。,需要,乙酸乙酯,萃取胡蘿卜素的,有機(jī)溶劑應(yīng)不與水混溶，而乙醇為水溶性有機(jī)溶劑,【解題技法】 (1)提取胡蘿卜素的方法是_原料的含水量_ 萃取效率需要將新鮮的巖藻干燥。 (2)萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)是_，乙醇為 _有機(jī)溶劑，乙酸乙酯為_(kāi)有機(jī)溶劑應(yīng)選 擇_作為胡蘿卜素的萃取劑。,萃取法,影響,水不溶性有機(jī)溶劑,水溶性,水不溶性,乙酸乙酯,【知識(shí)方法誤區(qū)】 1.提取植物有效成分的3種方法： (1)提取揮發(fā)性強(qiáng)的植物芳香油：蒸餾法。 (2)提取易溶于有機(jī)溶劑的植物有效成分：萃取法。 (3)提取原料中含量高的植物有效成分：壓榨法。,2.物質(zhì)分離的5種方法： (1)分離油水混合物：分液法。 (2)除去固體物和殘?jiān)哼^(guò)濾法。 (3)除去液體中質(zhì)量較小的固體殘留物：離心法。 (4)除去芳香油中的殘留水分：加入無(wú)水硫酸鈉后過(guò)濾的方法。 (5)除去萃取液中的有機(jī)溶劑：蒸餾法。,3.冷凝管的2種用法： (1)冷凝收集油水混合物：如玫瑰精油的提取。 (2)冷凝回流：如胡蘿卜素的提取。 4.蒸餾裝置中冷凝管的用法誤區(qū)進(jìn)水管與出水管易接反： (1)原因：對(duì)冷凝原理理解不夠。使蒸氣不斷與冷水接觸。 (2)正確連接：進(jìn)水方向與蒸氣流向相反，即“下進(jìn)上出”。,【題組過(guò)關(guān)】 1.(2015唐山二模)生物組織中存在多種有機(jī)物，不同的有機(jī)物其 提取與鑒定方法不盡相同。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)采用蒸餾法提取玫瑰精油時(shí)，向初步提取的乳化液中加入_ ，作用是 。 (2)采用壓榨法提取橘皮精油時(shí)，提取之前需用 浸泡，以 提高出油率。為了使橘皮油易與水分離，還要分別加入相當(dāng)于橘皮質(zhì) 量0.25%的 和5%的 ，并調(diào)節(jié)pH至78。,(3)采用萃取法從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的主要步驟為粉碎、干燥、 萃取、 、 。干燥時(shí)，要注意控制 ，否 則會(huì)引起胡蘿卜素的分解；萃取的效率主要取決于萃取劑的 ，同時(shí)還受原料顆粒的大小、含水量等條件的影 響；在對(duì)提取的胡蘿卜素粗品通過(guò)紙層析法進(jìn)行鑒定時(shí)，應(yīng)與_ 作對(duì)照。,【解析】(1)用蒸餾法提取玫瑰精油時(shí)，獲得的乳化液是油水混合物，需要加入NaCl以增加鹽的濃度，促進(jìn)油水分層。 (2)采用壓榨法提取橘皮精油時(shí)，提取之前需用石灰水浸泡，以除去果膠、果蠟，提高出油率。為了使橘皮油易與水分離，還要分別加入相當(dāng)于橘皮質(zhì)量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并調(diào)節(jié)pH至78。,(3)采用萃取法從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的主要步驟為粉碎、干燥、萃取、過(guò)濾、濃縮。干燥時(shí)，由于溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素的分解，因此要注意控制溫度和時(shí)間。萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時(shí)還受原料顆粒的大小、含水量等條件的影響；在對(duì)提取的胡蘿卜素粗品通過(guò)紙層析法進(jìn)行鑒定時(shí)，應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)樣品作對(duì)照。,答案：(1)NaCl 增加鹽的濃度，有利于油水分層 (2)石灰水 NaHCO3 Na2SO4 (3)過(guò)濾 濃縮 溫度和時(shí)間 性質(zhì)和使用量 標(biāo)準(zhǔn)樣品,【知識(shí)總結(jié)】植物有效成分提取中各種試劑的作用 (1)NaCl：使乳化液油水分層。 (2)石灰水：除去果膠、果蠟，提高出油率。 (3)無(wú)水Na2SO4：吸收水分。 (4)NaHCO3和Na2SO4：使油與水易分離。,2.(2015白城二模)下列是與芳香油提取相關(guān)的問(wèn)題，請(qǐng)回答： (1)玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取，其理由是玫瑰精油具有 的性質(zhì)。蒸餾時(shí)收集的蒸餾液 (填“是”或“不是”)純的玫瑰精油，原因是_ 。 (2)當(dāng)蒸餾瓶中的水和原料量一定時(shí)，蒸餾過(guò)程中，影響精油提取量 的主要因素有蒸餾時(shí)間和 。,(3)如果蒸餾過(guò)程中不進(jìn)行冷卻，則精油提取量會(huì) ，原因是 。 (4)密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油保存時(shí)最好存放在溫度 的地方，目的是 。,【解析】(1)易揮發(fā)的植物精油能與水蒸氣一起蒸餾，不溶于水的植物精油易與水分離，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的精油才能在蒸餾時(shí)不會(huì)被分解，因此只有易揮發(fā)、難溶于水且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的植物精油才適合用蒸餾法提取。蒸餾時(shí)收集的蒸餾液是油水混合物，而不是純的玫瑰精油。 (2)當(dāng)蒸餾瓶中的水和原料量一定時(shí)，蒸餾時(shí)間和蒸餾溫度是影響精油提取量的主要因素。,(3)如果蒸餾過(guò)程中不進(jìn)行冷卻，則部分精油會(huì)揮發(fā)掉，從而使提取量下降。 (4)由于溫度越高，玫瑰精油的揮發(fā)速度越快，因此密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油保存時(shí)最好存放在溫度較低的地方以減少揮發(fā)。,答案：(1)易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 不是 玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來(lái)，所得到的是油水混合物 (2)蒸餾溫度 (3)下降 部分精油會(huì)隨水蒸氣揮發(fā)而流失 (4)較低 減少揮發(fā),【易錯(cuò)提醒】提取玫瑰精油時(shí)，既要增加提取量，又要提高油的品質(zhì)，應(yīng)控制的條件： (1)嚴(yán)格控制蒸餾溫度，不宜太高。 (2)適當(dāng)延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間。,3.(2015長(zhǎng)沙一模)從玫瑰花中提取出的玫瑰精油稱為“液體黃 金”，是世界香料工業(yè)不可取代的原料，多用于制造高級(jí)香水、化妝 品等。胡蘿卜素能夠被氧化成維生素A，所以用來(lái)治療因缺乏維生素A 而引起的各種疾病，如夜盲癥、干皮癥等。 (1)玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，揮發(fā)性 較強(qiáng)。要提取玫瑰精油可以用水中蒸餾法和 法， 但一般采用水中蒸餾的方法，其原因是該方法具有_ 的優(yōu)點(diǎn)。,(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了如圖所示裝置提取玫瑰精油，指出該裝置中的兩處錯(cuò)誤。,錯(cuò)誤1： 。 錯(cuò)誤2： 。 (3)得到的乳濁液加入氯化鈉并放置一段時(shí)間后，芳香油將分布于液 體的 層，原因是 。 加入氯化鈉的作用是 。 (4)一般情況下，提取胡蘿卜素時(shí)，萃取效率與原料顆粒的含水量成 比，與萃取 成正比。 (5)提取的胡蘿卜素可通過(guò) 法進(jìn)行鑒定，在鑒定過(guò)程中需要 用 對(duì)照。,【解析】(1)植物有效成分的提取方法的選擇要依據(jù)植物材料的特點(diǎn)和有效成分的性質(zhì)。玫瑰精油易溶于有機(jī)溶劑，因此可以采用萃取的方法提取。玫瑰精油揮發(fā)性強(qiáng)，也可以采用蒸餾法。與萃取法相比，用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油，設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、易操作，因此玫瑰精油的提取通常采用水蒸氣蒸餾法。 (2)圖示為水蒸氣蒸餾裝置，溫度計(jì)用來(lái)測(cè)定水蒸氣的溫度，圖中溫度計(jì)位置過(guò)低，應(yīng)將溫度計(jì)的下端與蒸餾燒瓶的支管口下沿保持水平。冷凝管中的水流方向應(yīng)與水蒸氣流向相反，因此圖中冷凝管進(jìn)水口、出水口接錯(cuò)，冷凝管進(jìn)水口應(yīng)在下，出水口應(yīng)在上。,(3)冷凝回收的乳濁液靜置分層后，由于玫瑰精油密度小，因此位于上層。向乳濁液中加入氯化鈉，氯化鈉溶于水，增加水的密度，促進(jìn)油水分層。 (4)用萃取法提取胡蘿卜素時(shí)，原料的顆粒大小和含水量影響萃取效率，含水量高，萃取效率低，因此萃取效率與原料顆粒的含水量成反比。萃取溫度和時(shí)間也影響萃取效率，其中溫度越高，萃取時(shí)間越長(zhǎng)，萃取效率越高，因此萃取溫度和時(shí)間與萃取效率成正比；但是溫度過(guò)高影響胡蘿卜素的品質(zhì)，因此生產(chǎn)中通常采用嚴(yán)格控制萃取溫度，適當(dāng)延長(zhǎng)萃取時(shí)間以提高胡蘿卜素的提取量和品質(zhì)。,(5)胡蘿卜素的鑒定通常采用紙層析法，并與標(biāo)準(zhǔn)胡蘿卜素進(jìn)行對(duì)照，以判斷是否提取到胡蘿卜素。,答案：(1)萃取 設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、易操作 (2)溫度計(jì)位置過(guò)低，溫度計(jì)的下端應(yīng)與蒸餾燒瓶的支管口下沿保持水平 冷凝管進(jìn)水口、出水口接錯(cuò)，冷凝管進(jìn)水口應(yīng)在下，出水口在上，與水蒸氣流向相反 (3)上 油層的密度比水層小 增加水層密度，使油和水容易分層 (4)反 溫度和時(shí)間 (5)紙層析 標(biāo)準(zhǔn)樣品,4.(2015煙臺(tái)二模)玫瑰精油是制作高級(jí)香水的主要成分，提取玫瑰精油的工業(yè)流程如下圖所示，請(qǐng)根據(jù)圖回答問(wèn)題：,(1)玫瑰精油生產(chǎn)過(guò)程中所用的原料是_ 。 (2)使用水蒸氣蒸餾的原理是_ 。步驟中玫瑰精油生產(chǎn)過(guò)程中具體的蒸餾方法是 蒸餾。 (3)為了把玫瑰精油從乳濁液中分離需加入 。如果需 要進(jìn)一步除去油層的水分，需加入 吸水。,(4)優(yōu)質(zhì)的玫瑰是玫瑰精油高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的保障。廠家發(fā)現(xiàn)一株含玫瑰油高的優(yōu)質(zhì)玫瑰，想快速培育成玫瑰園，你給他們提供的生物技術(shù)是 。 (5)利用上述生物技術(shù)快速培育玫瑰幼苗時(shí)，外植體消毒用的是體積分?jǐn)?shù)為70%的 ；在培養(yǎng)基中調(diào)配的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比值低時(shí)利于 。,【解析】(1)植物芳香油存在于植物的不同器官中，其中玫瑰精油存在于玫瑰花瓣中。 (2)水蒸氣蒸餾的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，蒸餾法根據(jù)原料的位置分為水中蒸餾、水上蒸餾和水氣蒸餾三種，玫瑰精油的提取通常采用水中蒸餾的方法。 (3)分離乳濁液中的玫瑰精油通常采用分液的方法，首先應(yīng)向乳濁液中加入NaCl，以促進(jìn)油水分層，分液后，玫瑰精油中還含有少量的水分，應(yīng)加入無(wú)水Na2SO4吸水，過(guò)濾除去無(wú)水Na2SO4即可。,(4)優(yōu)良植物的快速繁殖可以采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是取材少，繁殖快；利用體細(xì)胞進(jìn)行的植物組織培養(yǎng)為無(wú)性生殖，可以保持母本的一切優(yōu)良性狀，不會(huì)發(fā)生性狀分離。 (5)外植體的消毒通常使用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精。生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比值低時(shí)利于芽的分化，抑制根的形成。,答案：(1)玫瑰花瓣 (2)利用水蒸氣將揮發(fā)性強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái) 水中 (3)NaCl 無(wú)水Na2SO4 (4)植物組織培養(yǎng) (5)酒精 芽的分化,5.(2015平頂山一模)近幾年，全國(guó)柑橘銷售市場(chǎng)陷入低迷，為改變這種狀況，并滿足不同人的需求，可以將其加工制成果汁、果酒、果醋等。結(jié)合下圖回答相關(guān)問(wèn)題。,(1)通過(guò)過(guò)程制作果酒時(shí)常常接種的菌種是 。果酒制作 是否成功，可以在酸性條件下，用 與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色 來(lái)檢驗(yàn)。 (2)由過(guò)程向過(guò)程轉(zhuǎn)變時(shí)，需要改變的環(huán)境條件是 和 。 (3)過(guò)程最好采用的方法是 法。為了提高出油率，用 該方法提取橘皮精油時(shí)，對(duì)新鮮橘皮需要干燥去水并用 。,(4)橘皮精油的提取之所以不采取水蒸氣蒸餾法，是因?yàn)樗姓麴s的方法會(huì)導(dǎo)致原料 和有效成分水解等問(wèn)題。 (5)現(xiàn)獲得一株無(wú)子突變柑橘，研究人員要在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量該突變植株，最好采用 技術(shù)。,【解析】(1)制作果酒用的菌種為酵母菌，檢測(cè)酒精的試劑是重鉻酸鉀溶液。 (2)果酒制作為厭氧發(fā)酵，果醋制作是需氧發(fā)酵，二者的發(fā)酵菌種分別為酵母菌和醋酸菌，適宜的生長(zhǎng)溫度不同，因此由過(guò)程向過(guò)程轉(zhuǎn)變時(shí)，需要改變的環(huán)境條件是溫度和氧氣。 (3)過(guò)程由柑橘皮獲得精油，可以采用壓榨法，壓榨前要用石灰水浸泡，防止壓榨時(shí)滑脫。,(4)若用蒸餾法提取橘皮精油，會(huì)出現(xiàn)原料焦糊現(xiàn)象和有效成分的水解問(wèn)題。 (5)植物的快速繁殖可以采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 答案：(1)酵母菌 重鉻酸鉀 (2)溫度 氧氣 (3)壓榨 石灰水浸泡 (4)焦糊 (5)植物組織培養(yǎng),6.(2015宜昌二模)將植物中的有效成分提取出來(lái)，有很多用途，可 顯著提高其利用價(jià)值。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答： (1)許多植物芳香油的提取在原理和程序上具有相似性，某同學(xué)結(jié)合 玫瑰精油的提取，設(shè)計(jì)提取茉莉油的實(shí)驗(yàn)流程如下： 茉莉花+水A油水混合物B加CD茉莉油 流程圖中的A表示 過(guò)程，B過(guò)程常需要用到的儀器是_ ，C物質(zhì)是 ，加C的目的是 。茉莉油的提取 能否采用這一流程進(jìn)行生產(chǎn)，應(yīng)該考慮茉莉油是否像玫瑰油一樣具有 較強(qiáng)的 ，還應(yīng)考慮茉莉花在水中蒸餾是否會(huì)出現(xiàn)_ 等問(wèn)題。,(2)辣椒素的提取與胡蘿卜素的提取有類似之處?？刹捎幂腿》ㄟM(jìn)行 提取。提取時(shí)若需要加熱，應(yīng)采用水浴加熱的方法，原因是_ ； 加熱時(shí)，還要在瓶口安裝冷凝回流裝置，其目的是_ 。,【解析】(1)玫瑰精油的提取方法為水蒸氣蒸餾法。流程圖中的A過(guò)程為水蒸氣蒸餾過(guò)程。蒸餾獲得的油水混合物需借助分液漏斗分離油層和水層。油水分層后需用無(wú)水Na2SO4除水。水蒸氣蒸餾法提取植物芳香油的原理是利用了植物芳香油所具有的揮發(fā)性，隨水蒸氣一起蒸餾，但是對(duì)原料易焦糊和有效成分易水解的植物芳香油則不能用該方法提取。 (2)用有機(jī)溶劑萃取時(shí)，由于有機(jī)溶劑易揮發(fā)，且易燃易爆，因此不能直接使用明火加熱，應(yīng)采用水浴加熱的方法，否則容易引起燃燒、爆炸。萃取時(shí)冷凝回流裝置的作用是防止有機(jī)溶劑的揮發(fā)。,答案：(1)水蒸氣蒸餾 分液漏斗 無(wú)水Na2SO4 除水 揮發(fā)性 原料焦糊和有效成分水解 (2)有機(jī)溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱容易引起燃燒、 爆炸 防止有機(jī)溶劑的揮發(fā),