2019版高考生物總復習 第十一單元 生物技術實踐 第3講 生物技術在其他方面的應用課時跟蹤練.doc

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第3講 生物技術在其他方面的應用 課時跟蹤練 1．(2017貴陽測試)植物芳香油可以不同程度地提高人體神經(jīng)系統(tǒng)，內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能，幫助人體提高免疫力，具有保健、美容、治療的作用。請回答下列問題： (1)某同學在實驗中設計了如下圖所示裝置提取玫瑰精油，指出該裝置中的兩個錯誤： 錯誤1：_______________________________________________。 錯誤2：_______________________________________________。 (2)用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油時，收集的蒸餾液________(填“是”或“不是”)純的玫瑰精油，原因是____________________。向收集的蒸餾液中加入NaCl，就會出現(xiàn)明顯的分層，然后使用________將這兩層分開。 (3)蒸餾時許多因素都會影響產(chǎn)品的品質(zhì)，故要提高產(chǎn)品品質(zhì)，除了嚴格控制蒸餾的溫度，還需______________________________。 (4)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時________(填“能”或“不能”)采用從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是___________________ _____________________________________________________。 解析：(1)兩個錯誤：溫度計位置錯誤；進、出水口位置錯誤。 (2)用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油時，收集的蒸餾液不是純的玫瑰精油，這是因為玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來。用分液漏斗可將油、水層分開。 (3)要提高產(chǎn)品品質(zhì)，除了嚴格控制蒸餾的溫度，還需適當延長蒸餾時間。 (4)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時不能采用從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是胡蘿卜素難溶于水，易溶于有機溶劑，為非揮發(fā)性物質(zhì)。 答案：(1)溫度計位置錯誤　進、出水口位置錯誤　(2)不是　玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來　分液漏斗　(3)適當延長蒸餾時間　(4)不能　胡蘿卜素難溶于水，易溶于有機溶劑，為非揮發(fā)性物質(zhì)。 2．(2017洛陽三模)我市的高中生興趣小組開展了針對洛陽牡丹產(chǎn)品開發(fā)的課題研究。下面是他們課題研究的幾個方向。請分析回答： (1)牡丹花精油的提取過程：鮮牡丹花＋清水→________→油水混合物→________→除水→牡丹花精油。要提高精油的品質(zhì)，在操作中需要通過控制溫度來實現(xiàn)__________________的目的。 (2)牡丹籽油的提?。耗档ぷ阎泻吐试?0%～30%之間，不易揮發(fā)，可以采取________和________的方法進行提取。 (3)根據(jù)胡蘿卜素的______________________特點，他們采用萃取的方法來提取。操作時，要采用沸點高的萃取劑，目的是__________________________。對于提取的胡蘿卜素粗品可通過________ 法鑒定。 解析：(1)牡丹花精油的提取過程：鮮牡丹花＋清水→水蒸氣蒸餾→油水混合物→分離油層→除水→牡丹花精油。要提高精油的品質(zhì)，在操作中需要通過控制溫度來實現(xiàn)延長蒸餾時間的目的。(2)牡丹籽中含油率在20%～30%之間，牡丹籽油不易揮發(fā)，可以采取壓榨和萃取的方法進行提取。(3)胡蘿卜素易溶于石油醚等有機溶劑，所以一般采用萃取的方法來提??；操作時，要采用沸點高的萃取劑，目的是充分溶解胡蘿卜素，并不與水混合。對于提取的胡蘿卜素粗品可通過紙層析法鑒定。 答案：(1)水蒸氣蒸餾　分離油層　延長蒸餾時間　(2)壓榨　萃取　(3)易溶于石油醚等有機溶劑　充分溶解胡蘿卜素，并不與水混合　紙層析 3．(2017大連二模)紫甘藍花青素屬于黃酮類化合物，極性較高，可溶于水或甲醇、乙醇等有機溶劑中。研究人員對紫甘藍花青素的提取、分離純化方法進行了研究。紫甘藍花青素提取流程如圖所示?；卮鹣嚓P問題： 原料洗凈→切碎→加入溶解調(diào)pH值→ (1)在該流程中，影響紫甘藍花青素提取效果的主要因素有提取溶劑的性質(zhì)和用量，同時還受到原料__________、含水量以及提取液________、________和時間等條件的影響。紫甘藍花青素的提取條件可以通過設置____________實驗來摸索。 (2)研究人員所做實驗表明，蒸餾水和乙醇作為溶劑提取效果較好。丙酮提取液顏色較淺且出現(xiàn)混濁，可能原因是__________________________，導致提取效果受到影響。 (3)圖中的酶解過程常使用纖維素酶和果膠酶，目的是________________________，增加細胞內(nèi)花青素物質(zhì)向提取介質(zhì)擴散，提高提取效率。 (4)經(jīng)該流程所提取得到的紫甘藍花青素粗品可以通過紙層析進行鑒定，觀察提取粗品的________，并與__________進行比較就可以獲得結論。 解析：(1)影響紫甘藍花青素提取效果的主要因素有提取溶劑的性質(zhì)和用量，同時還有原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度、pH和時間等，色素的具體提取條件可以通過設置對照實驗進行摸索。 (2)蒸餾水和乙醇作為溶劑提取效果較好，丙酮提取液顏色較淺且出現(xiàn)混濁，可能由于丙酮溶解出了其他雜質(zhì)，導致提取效果受影響。 (3)纖維素酶和果膠酶能夠分解組成細胞壁的纖維素和果膠，提高提取效率。 (4)紫甘藍花青素粗品可以通過紙層析進行鑒定，觀察提取粗品的層析帶并與標準樣品的層析帶比較。 答案：(1)顆粒大小　pH　 溫度　對照　(2)在提取較少花青素的同時還溶解出其他成分　(3)破壞細胞壁(結構)　(4)層析帶　 標準樣品 4．(2017武漢調(diào)研) 玫瑰精油在玫瑰花瓣中含量最高，工業(yè)上常以玫瑰花瓣為原料，采用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油?；卮鹣铝袉栴}： (1)采用水蒸氣蒸餾時，水蒸氣能將玫瑰精油從花瓣中攜帶出來，是因為玫瑰精油具有______________的特點。 (2)水蒸氣蒸餾后，能收集到乳白色的油水混合物。向油水混合物中加入_____________，就會出現(xiàn)明顯的油層與水層。分離出油層，一般可加入一些___________，以吸收油層中的水分。 (3)蒸餾時，會存在許多因素影響玫瑰精油的產(chǎn)量。下圖是當玫瑰花瓣與清水的質(zhì)量比為1∶4時，出油率與蒸餾時間的變化關系，一般蒸餾時間最好控制在________小時。 (4)植物芳香油的提取方法有多種，具體采用哪種方法要根據(jù)植物原料的特點來決定。提取玫瑰精油________(填“可以”或“不可以”)采用有機溶劑萃取法，理由是__________________________。 解析：(1)水蒸氣之所以能將玫瑰精油從花瓣中攜帶出來，就是利用了玫瑰精油具有揮發(fā)性強的特點。 (2)蒸餾液通過鹽析法將油水分層，因此向油水混合物中添加NaCl會出現(xiàn)明顯的油層與水層。分離的油層中的水用無水Na2SO4去除。 (3)蒸餾過程中，影響精油提取量的主要因素之一為蒸餾時間。要提高出油率，就需要適當延長蒸餾的時間，據(jù)圖分析蒸餾時間最好控制在4小時。 (4)因為玫瑰精油易溶于有機溶劑，因此可以采取有機溶劑萃取法。 答案：(1)揮發(fā)性強　(2)NaCl　無水Na2SO4　(3)4　(4)可以　玫瑰精油易溶于有機溶劑 5．我國科學家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)治療瘧疾的新藥物青蒿素而獲得2015年諾貝爾醫(yī)學獎。青蒿素是一種無色針狀晶體，易溶于有機溶劑，不溶于水，不易揮發(fā)，主要從黃花蒿中提取。近年來又發(fā)現(xiàn)青蒿素具有較強的抗腫瘤作用，某科研小組按如下步驟進行了相關實驗： ①從黃花蒿中提取青蒿素；②將等量癌細胞分別接種到4組培養(yǎng)瓶中，適宜條件下培養(yǎng)24h后除去上清液；③向4組培養(yǎng)瓶中分別加入等量含2、4、8、16μmol/L青蒿素的培養(yǎng)液，適宜條件下繼續(xù)培養(yǎng)；④72h后統(tǒng)計并計算各組的細胞增殖抑制率。 回答下列問題： (1)提取青蒿素時不宜使用水蒸氣蒸餾法，原因是__________________________________；根據(jù)青蒿素______________的特點，可采用有機溶劑萃取的方法，萃取前要將黃花蒿莖葉進行________，以提高萃取效率。 (2)萃取青蒿素的過程應采用__________加熱；加熱時常在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置，目的是____________。萃取液在濃縮之前需進行__________，以除去萃取液中的不溶物。 (3)科研小組進行上述②～④步驟實驗的目的是____________________。步驟③中需要設置對照組，對照組的處理方法為______________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：(1)提取青蒿素時不宜使用水蒸氣蒸餾法，原因是青蒿素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出來；根據(jù)青蒿素易溶于有機溶劑的特點，可采用有機溶劑萃取的方法，萃取前要將黃花蒿莖葉進行粉碎和干燥，以提高萃取效率。 (2)由于有機溶劑易燃，萃取青蒿素的過程應采用水浴加熱；加熱時常在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置，目的是防止有機溶劑揮發(fā)。萃取液在濃縮之前需進行過濾，以除去萃取液中的不溶物。 (3)上述②～④步驟實驗的目的是探究青蒿素的濃度與細胞增殖抑制率的關系。步驟③中需要設置一組加入等量的不含青蒿素的培養(yǎng)液，在適宜條件下培養(yǎng)作為對照組，以排除細胞自身原因的死亡。 答案：(1)青蒿素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出來(或水蒸氣蒸餾法適用于蒸餾揮發(fā)性物質(zhì)，而青蒿素不易揮發(fā))　易溶于有機溶劑　粉碎和干燥　(2)水浴　防止有機溶劑揮發(fā)　過濾　(3)探究青蒿素的濃度與細胞增殖抑制率的關系　在另一培養(yǎng)瓶中加入等量的不含青蒿素的培養(yǎng)液，適宜條件下繼續(xù)培養(yǎng) 6．細膩化渣的夾江腐乳和食香雅韻的東坡泡菜是四川的特產(chǎn)，深受人們喜愛。而在綿陽花城果鄉(xiāng)，多家植物園中分季節(jié)種植的有多種花卉和水果。其中玫瑰、柑橘等可以作為植物芳香油提取的原料，葡萄、藍莓等可釀酒。請回答有關生物技術在食品加工及其他方面的應用問題： (1)人們對泡菜和腐乳的喜好主要是口感但也關注加工中有害物質(zhì)的含量。腐乳和泡菜制作中都可加一定量的酒和多種香辛料，其目的是使產(chǎn)品具有不同風味口感，也具有____________的作用。泡菜和腐乳中超標的亞硝酸鹽進入人體內(nèi)特定條件下會轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)________，所以質(zhì)檢部門會檢測亞硝酸鹽的含量。 (2)玫瑰精油的提取是通過水分子向原料滲透，使植物精油成分向水中擴散，形成油水共沸物，蒸餾出的水蒸氣與精油通過__________ 、油水分離后得到精油。用橘皮來提取精油時，新鮮橘皮要干燥去水，并用石灰水浸透，是為了提高________。 (3)萃取法可明顯提高薰衣草精油的提取效率，從影響萃取的因素考慮，萃取的效率主要取決于萃取劑的__________________；萃取液的濃縮可直接使用__________裝置。 (4)釀造的藍莓酒帶有一股醋酸味，從發(fā)酵條件分析可能的原因是________________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：(1)腐乳和泡菜制作中都可加一定量的酒和多種香辛料，不僅可以調(diào)節(jié)風味，還能夠抑制雜菌生長。泡菜和腐乳中超標的亞硝酸鹽進入人體內(nèi)特定條件下會轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)亞硝胺。 (2)玫瑰精油的提取過程中，蒸餾出的水蒸氣與精油通過冷凝、油水分離后得到精油。新鮮橘皮要干燥去水，并用石灰水浸透，是為了提高出油率。 (3)萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，萃取液的濃縮可直接使用蒸餾裝置。 (4)酒精發(fā)酵后期進入了空氣，溫度上升導致醋酸菌大量生長產(chǎn)生醋酸，所以釀造的藍莓酒帶有一股醋酸味。 答案：(1)防腐殺菌(抑制雜菌的生長)　亞硝胺　(2)冷凝　出油率　(3)性質(zhì)和使用量　蒸餾　(4)酒精發(fā)酵后期進入了空氣，溫度上升導致醋酸菌大量生長產(chǎn)生醋酸 7．下圖為“DNA的粗提取與鑒定”實驗的相關操作。 (1)圖中實驗材料A可以是________等，研磨前加入的B應該是____________________。 (2)通過上述所示步驟得到濾液C后，再向濾液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是__________________，再過濾得到濾液D，向濾液D中加入蒸餾水的目的是__________________。 (3)在“DNA的粗提取與鑒定”實驗中，將含有一定雜質(zhì)的DNA絲狀物分別放入體積為2 mL的4種溶液中，經(jīng)攪拌后過濾，獲得下表所示的4種濾液，含DNA最少的是濾液________。 1 研磨液中 攪拌研磨后過濾 濾液E 2 2 mol/L的NaCl溶液中 攪拌后過濾 濾液F 3 0.14 mol/L的NaCl溶液中 攪拌后過濾 濾液G 4 冷卻的95%的酒精溶液中 攪拌后過濾 濾液H (4)DNA鑒定的原理是___________________________________。 答案：(1)洋蔥(菜花等)　洗滌劑和食鹽　(2)使DNA溶解　使DNA(溶解度下降而沉淀)析出　(3)H　(4)在沸水浴條件下DNA遇二苯胺會被染成藍色 8．(2017廣州一模)工業(yè)生產(chǎn)中，提取天然β－胡蘿卜素的方法之一：利用紅酵母等微生物進行發(fā)酵，經(jīng)過菌體裂解、離心后進行萃取。回答以下有關問題： (1)若要初步確定某一菌株是否為紅酵母菌株，相對簡便的操作是通過________法將菌種接種于固體培養(yǎng)基上，并在適宜的條件下培養(yǎng)一段時間，觀察其形成的菌落的________(填2個)等特征。 (2)碳源的種類對β－胡蘿卜素的產(chǎn)量有著一定的影響，有關研究結果如下： 碳源 麥芽糖 蔗糖 淀粉 β－胡蘿卜素含量/(mg/L) 3.52 4.81 1.68 據(jù)表分析，最佳碳源是________。若要進一步探究最佳氮源，請簡要寫出實驗設計思路：_____________________________________ _____________________________________________________。 (3)有科研人員嘗試利用紫外線處理紅酵母，以獲得高產(chǎn)菌株。對處理所得菌株分別進行培養(yǎng)并經(jīng)裂解、離心后，根據(jù)β－胡蘿卜素____________的特點，可以采用有機溶劑萃取法萃取產(chǎn)物，并對萃取產(chǎn)物通過________法進行鑒定，鑒定過程需要用________樣品進行對比。經(jīng)定量分析后，若得到高產(chǎn)菌株，要對其進行長期保存，可采用________的方法在－20℃的冷凍箱中保存。 解析：(1)初步鑒別微生物最簡單的方法就是劃線培養(yǎng)，觀察其單菌落的顏色、形狀、大小、隆起程度等特征。 (2)β－胡蘿卜素的產(chǎn)量多少與紅酵母的生長狀況呈正比，在三種不同碳源中，蔗糖的條件下β－胡蘿卜素的含量最高，證明蔗糖為最合適的碳源。若要進一步探究最佳氮源，應以氮源為單一變量，β－胡蘿卜素的產(chǎn)量為因變量，控制其他無關變量相同且適宜，檢測并比較β－胡蘿卜素含量，得出結論。 (3)β－胡蘿卜素易溶于有機溶劑，根據(jù)相似相溶原理，可以利用有機溶劑萃取法對提取物進行分離純化。提取的胡蘿卜素粗品可利用紙層析法進行鑒定，鑒定時需要對標準樣品和提取樣品進行對比。菌株長期保存的方法是將菌液轉(zhuǎn)移到甘油瓶中，與甘油充分混勻后，放在－20℃的冷凍箱中保存。 答案：(1)平板劃線　顏色、大小(形狀、隆起程度)　(2)蔗糖　以蔗糖為碳源，分別用不同氮源進行實驗，檢測并比較β－胡蘿卜素含量　(3)易溶于有機溶劑　紙層析　標準　甘油管藏 9．類胡蘿卜素是一種常用的食品色素，并常用于臨床治療夜盲癥等疾病。類胡蘿卜素的主要來源是化學合成或從植物中提取，成本較高?？蒲腥藛T嘗試從光合細菌中提取類胡蘿卜素，流程如圖： (1)將少量污泥樣品接入液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基中加入銨鹽和谷氨酸鈉為光合細菌的生長提供_______________，培養(yǎng)基中沒有加入有機碳，從功能上看這種培養(yǎng)基屬于__________培養(yǎng)基。 (2)②將樣品涂布到固體培養(yǎng)基之前要進行梯度稀釋，為了防止混淆，應該在培養(yǎng)皿的____________部位做好標記，從固體平板中挑選紫色非硫細菌(某光合細菌)的菌落。通過③接種到新鮮培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)，②、③過程需要重復幾次，目的是____________________。 (3)從浸提離心干燥后的菌體中提取胡蘿卜素常用萃取法，萃取劑應該具有的特點是___________________________，萃取液的濃縮可直接使用__________裝置。 (4)鑒定所提取的胡蘿卜素樣品常用的方法是__________，鑒定過程中需用__________________作為對照。 解析：(1)培養(yǎng)基的主要成分包括碳源、氮源、水和無機鹽，培養(yǎng)基中加入銨鹽和谷氨酸鈉為光合細菌的生長提供氮源；由于光合細菌能夠進行光合作用合成有機物，培養(yǎng)基中沒有加入有機碳，從功能上看這種培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。 (2)②將樣品涂布到固體培養(yǎng)基之前要進行梯度稀釋，為了防止混淆，應該在培養(yǎng)皿的底部部位做好標記。根據(jù)題意可知，實驗是為了選擇紫色非硫細菌(某光合細菌)，通過③接種到新鮮培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)，②、③過程需要重復幾次，目的是分離得到紫色非硫細菌的純凈培養(yǎng)物。 (3)萃取劑應該具有較高的沸點，能溶解色素并且不與水混溶等特點，萃取液的濃縮可直接使用蒸餾裝置。 (4)鑒定所提取的胡蘿卜素樣品常用紙層析法，鑒定過程中需用胡蘿卜素標準樣品作為對照。 答案：(1)氮源　選擇　(2)底部　分離得到紫色非硫細菌的純凈培養(yǎng)物　(3)具有較高的沸點，能溶解色素并且不與水混溶　蒸餾　(4)紙層析法　胡蘿卜素標準樣品