一、几种物质的提取方法、原理和步骤的比较
提取
物质
提取
方法
提取原理
步骤
蛋白质
凝胶色
谱法
不同蛋白质相对分子质量大小不同
①样品处理；
②粗提取；③纯化；④纯度鉴定
电泳法
不同蛋白质分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同
玫
瑰
油
水蒸气
蒸馏法
利用水蒸气将挥发性强的芳香油携带出来
①水蒸气蒸馏；②分离油层；
③除水、过滤
橘
皮
油
压榨法
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
①石灰水浸泡、漂洗；②压榨、过滤、静置；③再次过滤
胡萝
卜素
萃取
法
使提取物溶解在有机溶剂中，蒸馏后得到提取物
①粉碎、干燥；
②萃取、过滤；
③浓缩
二、不同物质的提取分离方法
提取方法
方法步骤
适用范围
水蒸气
蒸馏
水蒸气蒸馏、分离油层、除水过滤
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
压榨法
石灰水浸泡、漂洗、压榨、过滤、静置、再次过滤
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
有机溶
剂萃取
粉碎、干燥、萃取、过滤、浓缩
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
三、细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR技术)的比较
项目
细胞内DNA复制
PCR技术
不
同
点
解旋
解旋酶，边解旋边复制
94 ℃高温解旋，双链完全分开
酶
解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶
TaqDNA聚合酶
引物
RNA
DNA或RNA
温度
体内温和条件
高温
子链
合成
一条链连续(先导链)；另一条链不连续，先合成片段，再由DNA连接酶连接(滞后链)
两条子链均连续合成
相同点
①提供DNA模板
②四种脱氧核苷酸作原料
③子链延伸的方向都是从5′端到3′端
[对点训练]
1．下列关于蛋白质分离纯化的说法正确的是( )
A．纯化蛋白质的方法有透析法、萃取法和电泳法
B．利用透析法可将蛋白质与小分子物质完全分离开
C．离心沉降法主要利用了分子大小和密度不同
D．电泳速度的大小只与粒子所带电荷的多少有关
C [萃取法是提取植物芳香油的方法；透析法可使小分子物质透过半透膜与蛋白质分离，但分离不完全；电泳速度除与粒子带电荷多少有关外，还与粒子大小、形状以及电场强度等有关。]
2．玫瑰精油素有“液体黄金”之称，下面是提取玫瑰精油的实验流程，相关分析不正确的是( )
A．提取玫瑰精油的方法是水蒸气蒸馏法
B．①和②操作要求分别加入氯化钠和无水硫酸钠
C．③操作是萃取，以除去固体硫酸钠
D．该实验流程也可用于从薄荷叶中提取薄荷油
C [加入氯化钠是为了增大盐水的浓度，利于玫瑰油与水的分层，加入无水硫酸钠是为了吸收精油中残留的水分。③操作是利用过滤的方法除去固体硫酸钠。]
3．下图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置，下列有关叙述不正确的是( )
甲 乙 丙
A．首先用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较大的杂质
B．图乙装置的试管中收集到的液体中最先得到的是相对分子质量较大的蛋白质
C．用图乙装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每管收集5 mL，连续收集
D．图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷，在电场的作用下向一极移动
A [用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较小的杂质。图乙装置表示通过凝胶色谱法分离蛋白质的过程。相对分子质量较大的蛋白质，被排阻在凝胶颗粒的外面，在颗粒之间迅速通过。]
4．下列关于DNA复制叙述中，正确的是( )
A．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链
B．DNA复制不需要引物
C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合
D．DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸
C [DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链。子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向从子链5′端→3′端。]
5．生物组织中有机物的提取方法有很多种，例如凝胶色谱法、电泳法、蒸馏法、压榨法和萃取法等，不同的有机物所用的提取方法不同。
(1)玫瑰精油被称为“液体黄金”，是世界香料工业中不可取代的原料，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______________。
(2)杏仁油富含矿物质和维生素，是一种质地轻柔、高渗透性的保湿剂，主要通过________法提取。
(3)萃取胡萝卜素前，要将胡萝卜彻底粉碎的主要目的是
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)血红蛋白质的提取方法可以采用________，该方法主要是利用血红蛋白的哪一特性将它与其他物质分开的？
_______________________________________________________________。
(5)提取DNA时，可以利用DNA在_________________________________
而析出的性质。在进行DNA鉴定时，可以使用________试剂，并在沸水浴中加热，如有DNA，会产生蓝色反应。
[解析] (1)玫瑰精油不能含有化学原料，所以不能用萃取法，而其又具有挥发性较强等特点，适于用水蒸气蒸馏法提取。(2)杏仁油的提取原料为种子，一般用于食用，应采用压榨法提取。(3)萃取胡萝卜素前将胡萝卜彻底粉碎的目的是使原料颗粒变小，提高萃取效率。(4)血红蛋白相对分子质量大小与成熟红细胞中其他成分相差较大，所以可以采用凝胶色谱法提取血红蛋白。(5)DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，可以利用这一特点使DNA溶解或析出，从而将其与其他物质分开。DNA鉴定时，使用二苯胺试剂，沸水浴条件下，可与DNA产生蓝色反应。
[答案] (1)水蒸气蒸馏法 (2)压榨 (3)使原料颗粒变小，加大萃取效率 (4)凝胶色谱法 相对分子质量的大小 (5)浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小 二苯胺
6．PCR技术是把某一DNA片段在体外酶的作用下，合成许多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异地扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段；电泳技术则是在外电场作用下，利用分子携带的净电荷不同，把待测分子的混合物放在一定的介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析的实验技术，利用它可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质和做亲子鉴定。如图是电泳装置及相应电泳结果。
(1)PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是______________。
(2)图3是把含有21个氨基酸的多肽进行水解得到的氨基酸混合物进行电泳的结果，故可推知该多肽由________种氨基酸构成。
(3)电泳和叶绿体色素分离采用的纸层析法比较，后者使用的介质是________；电泳过程中分子的迁移速率除与本身所带净电荷的多少有关外，你认为还受什么因素影响？________________________________(至少列出两种)。
(4)图4通过提取某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA，分别由酶处理后，生成若干DNA片段，并进行扩增得到的混合物，然后进行电泳得到的一组DNA指纹图谱。请分析，在F1～F4中谁最可能是该小孩真正的生物学父亲？为什么？
_______________________________________________________________。
[解析] 本题主要考查电泳原理及其应用，同时考查学生在新情景下分析问题和解决问题的能力。
(1)PCR是把DNA片段在酶的作用下，在体外合成许多相同的片段，原理是DNA复制。
(2)某氨基酸的混合物电泳后出现分离，共有6个区域，则此多肽由6种氨基酸构成。
(3)纸层析法是色素溶解在层析液中，并随之在滤纸上扩散。电泳过程中，分子的迁移速率受到多种因素影响，如分子的大小、形态，凝胶的种类、密度，电泳的电压大小等。
(4)子代DNA是由亲代DNA复制而来的，所以子代DNA与亲代DNA相同，故C与F2之间为亲子关系。
[答案] (1)DNA分子复制 (2)6 (3)层析液 分子的大小、凝胶的种类、电泳的电压大小(4)F2，因为C和F2的DNA图谱完全相同
课件33张PPT。素能提升课几种物质提取的归纳比较点击右图进入…Thank you for watching !章末综合测评(四)
(时间：45分钟，分值：100分)
一、选择题(共8小题，每小题5分，共40分)
1．关于电泳的说法不正确的是( )
A．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
B．带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动
C．蛋白质在醋酸纤维薄膜上的移动速度取决于它所带净电荷的多少
D．电泳后需经染色、漂洗和脱色，才可长期保存
C [蛋白质在醋酸纤维薄膜上的移动速度，与它所带电荷的多少、分子的大小、空间结构和形状等因素有关。]
2．细胞破碎后，各种蛋白质就会释放出来，再根据蛋白质的不同特性进行提取。下列关于蛋白质抽提的措施中，不正确的是( )
A．酸性蛋白质可用稀碱性溶液抽提
B．水溶性蛋白质可用透析液(中性缓冲液)抽提
C．脂溶性蛋白质可用有机溶剂抽提
D．碱性蛋白质可用强酸性溶液抽提
D [抽提蛋白质的基本原理是根据蛋白质的物理性质，加入不同的试剂后，使蛋白质溶于试剂中而将其抽提出来。强酸、强碱都会使蛋白质变性而沉淀。]
3．使用水蒸气蒸馏法提取玫瑰油，是因为玫瑰油( )
A．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
B．化学性质稳定，难溶于水，难溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏
C．化学性质不稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，不能随水蒸气一同蒸馏
D．化学性质不稳定，难溶于水，难溶于有机溶剂，不能随水蒸气一同蒸馏
A [玫瑰油的化学特性与提取方法密切相关。它的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏。]
4．下列是植物芳香油的提取所选取的原料、相应精油的名称及适宜的提取方法的对应关系，其中不正确的是( )
选项
原料
提取芳香油的名称
提取方法
A
玫瑰花
玫瑰芳香油
压榨法
B
橘皮
橘皮芳香油
压榨法
C
茉莉花
茉莉浸膏
萃取法
D
薰衣草茎、叶
薰衣草油
蒸馏法
A [蒸馏法一般适用于提取玫瑰油、薄荷油、薰衣草油等挥发性强的芳香油；压榨法一般适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取；萃取法适用范围较广。]
5．“X基因”是DNA分子上一个有遗传效应的片段，若要用PCR技术特异性地拷贝“X基因”，需在PCR反应中加入两种引物，两种引物及其与模板链的结合位置如图1所示。经4次循环后产物中有5种不同的DNA分子，如下图2所示，其中第⑤种DNA分子有几个( )
图1
图2
A．2 B．4
C．6 D．8
D [PCR技术扩增时，由两种引物决定所扩增的片段的特定序列，上一次循环的产物为下一次循环的模板。第一次循环形成①和②，第二次循环形成①②③④4个DNA，以此类推，4次循环后共形成16个DNA，其中①②各1个，③④各3个，⑤共8个。]
6．下列关于用蒸馏法提取芳香油的有关叙述，正确的是( )
A．蒸馏温度越高，水和玫瑰油挥发就越容易，故在高温条件下蒸馏效果就好一些
B．如果要提高玫瑰油的品质，只需要延长蒸馏时间即可
C．在水蒸气蒸馏装置中，从进水口通入水的作用是防止过度沸腾
D．蒸馏法适用于提取玫瑰油和薄荷油等挥发性强的芳香油
D [如果蒸馏温度太高、时间太短，玫瑰油的品质会较差；为了充分蒸馏玫瑰油，延长蒸馏时间的同时，还要考虑温度的影响；在使用水蒸气蒸馏法提取植物芳香油时，需要用到蒸馏装置，在装置中，进水口与出水口之间水是不断流动的，以降低装置温度，使水蒸气与芳香油混合物冷却成为液体，便于分离；蒸馏法适用于提取挥发性强的芳香油。]
7．下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的是( )
A．都要用猪血细胞来做实验
B．提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞
C．蛋白质提取和分离过程中进行透析可以去除溶液中的DNA
D．蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化
D [猪的红细胞中无细胞核，不能用于提取DNA；提取DNA需用蒸馏水涨破细胞，提取蛋白质可以直接用豆浆或研磨的大豆；透析法可除去相对分子质量小的杂质，不能除去DNA；DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小，DNA可以析出，通过过滤可以除去蛋白质；用电泳的方法可将蛋白质、DNA进行分离纯化。]
8．下列关于现代生物技术应用的叙述，正确的有几项( )
①在蛋白质的提取和分离实验中，凝胶色谱法可将不同相对分子质量的蛋白质分离出来
②在PCR中，引物的结构和长度决定DNA子链从5′端向3′端延伸
③在蛋白质的提取和分离实验中，透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质
④在多聚酶链式反应中，TaqDNA聚合酶只能特异性地复制整个DNA的部分序列
A．1 B．2
C．3 D．4
C [DNA复制时，DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，和引物的结构和长短没有关系，故②错误。]
二、非选择题(共60分)
9．(15分)某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪的血液中初步提取血红蛋白，设计的“血红蛋白提取、分离流程图”如下：
请回答下列有关问题：
(1)样品处理中红细胞的洗涤要用________________反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH＝7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是________________。
(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是____________，若要尽快达到理想的透析效果，可以________________(写出一种方法)。
(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的____________________________等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。
(4)一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳，观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如下图所示。由图可知携带者有________种血红蛋白，从分子遗传学的角度作出的解释是_________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)洗涤红细胞所用的溶液是生理盐水，根据渗透作用原理，将红细胞置于低渗溶液中，红细胞会吸水涨破，释放出血红蛋白。(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去样品中的小分子杂质；可通过增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法缩短透析时间，尽快达到理想的透析效果。(3)由于各种分子带电性质以及分子大小、形状等的差异，在电泳过程中产生了不同的迁移速度，实现各种分子的分离。(4)根据图示可知，镰刀型细胞贫血症的携带者含有两种血红蛋白，原因是携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，分别控制合成两种不同的蛋白质。
[答案] (1)生理盐水 渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破)
(2)除去小分子杂质 增加缓冲液的量或及时更换缓冲液
(3)带电性质以及分子大小、形状
(4)2 携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质
10．(15分)已知蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀)，随着硫酸铵浓度增加，混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。下表是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白质混合液中的硫酸铵浓度范围。
蛋白质混合液中的
硫酸铵浓度(%)
15～20
23～30
25～35
38～40
析出的蛋白质
甲蛋白
乙蛋白
丙蛋白
丁蛋白
请据表回答：
(1)若只完全析出甲蛋白，混合液中最合适的硫酸铵浓度应为__________。
(2)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使混合液中的硫酸铵浓度逐渐达到30%，会析出若干种蛋白质，它们分别是______________________。
(3)通过改变混合液中的硫酸铵浓度________(填“能”或“不能”)从混合液中得到所有的、不含有其他蛋白质的乙蛋白，原因是_
______________________________________________________________。
(4)简要写出从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路。
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(5)如果蛋白质析出物中还含有一定量的硫酸铵，可用半透膜除去析出物中的硫酸铵。用半透膜能除去析出物中硫酸铵的原理是__
_______________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)从表中可以看出，只完全析出甲蛋白，混合液中最合适的硫酸铵浓度为20%。(2)表中信息反映混合液中的硫酸铵浓度逐渐达到30%的过程中，会析出甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白三种蛋白质。(3)由于乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有重叠，因此改变混合液中的硫酸铵浓度，不能只得到乙蛋白。
[答案] (1)20% (2)甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白
(3)不能 硫酸铵浓度较低时不能得到乙蛋白，浓度较高时乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有重叠
(4)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使其浓度达到35%(或35%≤硫酸铵浓度＜38%范围内的任意一个浓度)，分离析出物与溶液，保留溶液。取保留溶液，再加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使硫酸铵在溶液的浓度达到40%(或40%以上)，分离析出物与溶液，析出物即为丁蛋白
(5)半透膜是一种选择性透过膜，只允许小分子的硫酸铵通过，不允许大分子蛋白质通过
11．(15分)下面是提取橘皮芳香油的装置示意图，请回答有关问题：
(1)图中表示用______________法提取橘皮芳香油，采用此法的原理是___________________________________________________________________。
(2)除了上述方法之外，还可以用________________法(举两例)。
(3)在加热瓶口安装冷凝管的作用是______________，出水口在进水口上端的原因是___________________________________________________________。
(4)用锥形瓶收集到的物质是所需要的芳香油吗？
________，原因是________________________________________________。
[解析] (1)图中装置表示用水蒸气蒸馏法提取橘皮芳香油。在加热条件下，蒸气将橘皮中的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分为油层和水层。(2)提取橘皮中的芳香油有三种方法：水蒸气蒸馏法、旋转蒸发器法、压榨法。(3)冷凝管内水的温度较低，而蒸气的温度较高，当蒸气经过时起到冷凝作用。 出水口在进水口上端，水流速度较慢，可以减小水和蒸气之间的温差，防止冷凝管骤冷破裂。(4)用锥形瓶收集到的物质是油水混合物，油水的密度不同，静置后油便浮于水的表面，需要用分液漏斗分离，才能得到所需要的芳香油。
[答案] (1)水蒸气蒸馏 橘皮中的芳香油有较强的挥发性，随着水蒸气蒸馏，而成分不被破坏 (2)旋转蒸发器法和压榨 (3)起到冷凝的效果 减小水和蒸气之间的温差，防止冷凝管骤冷破裂 (4)不是 是油水混合物，油轻水重，需要分离才能得到芳香油
12．(15分)如图为一种核酸分析方法，请据图分析回答有关问题：
(1)被分析的材料应属于一条________链。如果它存在另一条互补链，该互补链的碱基序列是(在下图中标出)：
(2)如果选择性断开的位置是碱基G，那么随机出现的被标记片段应有________种，在电泳带上被分离的显示位置应有________处，在泳动方向的最前端的片段是________序列段，与图示泳动位置相比，在同样电泳条件下该片段应位于①的________(填“上方”或“下方”)。
(3)应用上述原理分析了某种未知序列核酸的一条单链，结果如下图所示，此结果说明，该核酸的此单链含________个核苷酸，其A∶T∶G∶C＝________，同时也可推断其碱基序列是___________________________________________。
[解析] 从图中可以看出，DNA单链的磷酸末端即5′端的磷酸基团被标记，如果选择从A处断开，DNA单链中有几个A就能形成几条DNA片段。在凝胶介质上，长度不同的DNA片段通过电泳时因相对分子质量不同就会自然分开。根据产生DNA片段的个数确定DNA中每种碱基的个数，根据电泳时在电场中分布的先后顺序可以确定四种碱基在DNA单链中的排列顺序。
(1)根据碱基互补配对原则写出互补链碱基，要注意反向平行。(2)由于此单链中的G碱基有5个，所以从G处断裂也会产生5种被标记片段，在电泳带上也会显示5处位置，在距磷酸基的第二个碱基处就会断裂，所以此片段为TG，比①处的TGGA还短，所以运动速度比①快，位于①的下方。(3)此单链中的核苷酸数为4个T＋5个A＋5个G＋4个C＝18个，碱基序列也就已经分析出来了。
[答案] (1)DNA单 AGCATGCGTTCAAGTCCA
(2)5 5 TG 下方
(3)18 5∶4∶5∶4 AACGTAGGGTTACCCTGA
