第37讲 从生物材料中提取某些特定成分
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知识点题号
1.植物芳香油的提取1,2
2.胡萝卜素的提取3
3.DNA的粗提取与鉴定5
4.综合考查4,6,7,8
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 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素，并常用于临床夜盲症等疾
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
青蒿素是从什么植物中提取出来的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 分离得到紫非硫细菌的纯净培养物
(3)具有较高的沸点，能溶解素并且不与水混溶 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，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，并且蓝深浅与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；比较三支试管中蓝的深浅
6.我国科学家屠呦呦因发现疟疾的新药物青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是一种无针状晶体，易溶于有机溶剂，不溶于水，不易挥发，主要从黄花蒿中提取。近年来又发现青蒿素具有较强的抗肿瘤作用，某科研小组按如下步骤进行了相关实验:
①从黄花蒿中提取青蒿素;
②将等量癌细胞分别接种到4组培养瓶中，适宜条件下培养24 h后除去上清液;
③向4组培养瓶中分别加入等量含2、4、8、16 μmol/L青蒿素的培养液，适宜条件下继续培养;
④72 h后统计并计算各组的细胞增殖抑制率。
回答下列问题:
(1)提取青蒿素时不宜使用水蒸气蒸馏法，原因是 ；根据青蒿素 的特点，可采用有机溶剂萃取的方法，萃取前要将黄花蒿茎叶进行 ，以提高萃取效率。
(2)萃取青蒿素的过程应采用 加热；加热时常在加热瓶口安装回流冷凝装置，目的是 。萃取液在浓缩之前需进行 ，以除去萃取液中的不溶物。(3)科研小组进行上述②～④步骤实验的目的是
。步骤③中需要设置对照组，对照组的处理方法为
。
解析:(1)提取青蒿素时不宜使用水蒸气蒸馏法，原因是青蒿素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出来；根据
青蒿素易溶于有机溶剂的特点，可采用有机溶剂萃取的方法，萃取前要将黄花蒿茎叶进行粉碎和干燥，以提高萃取效率。
(2)由于有机溶剂易燃，萃取青蒿素的过程应采用水浴加热；加热时常在加热瓶口安装回流冷凝装置，目的是防止有机溶剂挥发。萃取液在浓缩之前需进行过滤，以除去萃取液中的不溶物。
(3)题述②～④步骤实验的目的是探究青蒿素的浓度与细胞增殖抑制率的关系。步骤③中需要设置一组加入等量的不含青蒿素的培养液，在适宜条件下培养作为对照组，以排除细胞自身原因的死亡。
答案:(1)青蒿素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出来(或水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质，而青蒿素不易挥发) 易溶于有机溶剂 粉碎和干燥
(2)水浴 防止有机溶剂挥发 过滤
(3)探究青蒿素的浓度与细胞增殖抑制率的关系 在另一培养皿中加入等量的不含青蒿素的培养液，适宜条件下继续培养
7.(2017·全国Ⅲ卷)绿植物甲含有物质W，该物质为无针状晶体，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
。
(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)据题意可知，物质W受热、受潮易分解，因此选用的原料应是晾干的植物甲，不能经高温处理；材料的含水量会影响提取效率，这是由于含水量高，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)振荡能使原料与溶剂充分接触，从而提高溶解速率和效率。(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素，从而得到较为纯净的物质W。(4)与乙醇相比较，丙酮的沸点较低，可避免温度过高导致物质W分解。(5)由于提取的物质W受热易分解，故注意在温度较低情况下操作；由于有机溶剂易燃，因此注意防火。
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
8.(2017·海南卷)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
。
(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，原因是
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