高考生物一轮复习课时分层作业三十九生物技术实践生物技术在其他方面的应用新人教版选修1

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课时分层作业 三十九 生物技术在其他方面的应用 ‎(30分钟　100分)‎ ‎1.(10分)(2019·太原模拟)如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验中的有关操作示意图，据图回答下列问题：‎ ‎(1)正确的操作顺序是________________。 ‎ ‎(2)图中C、E步骤都加入蒸馏水，但其目的不同，分别是____________________和____________________________。 ‎ ‎(3)图中A步骤中所用酒精必须经过__________才能使用，该步骤的目的是__________________________。 ‎ ‎(4)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可滴加__________试剂，沸水浴，如果出现________，则该丝状物的主要成分为DNA。 ‎ ‎【解析】(1)DNA的粗提取步骤：向鸡血细胞液中加入蒸馏水，使细胞破裂；用单层纱布过滤，收集滤液；在滤液中加入NaCl，使NaCl溶液物质的量浓度为2 mol/L，过滤除去不溶的杂质；向滤液中加入蒸馏水，使NaCl溶液物质的量浓度降至0.14 mol/L，析出DNA；用玻璃棒搅拌，DNA就缠绕在玻璃棒上；将DNA溶解到浓NaCl溶液中过滤，加入与滤液等体积的冷酒精溶液，析出DNA。故正确顺序是C→B→E→D→A。‎ ‎(2)两次加入蒸馏水的作用：第一次是使鸡血细胞吸水涨破，DNA从细胞中释放出来进入滤液；第二次是使溶解于物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中的DNA析出，与杂质分离。‎ ‎(3)提取含杂质较少的DNA时，所用酒精溶液必须经过充分冷却才能使用，否则DNA的溶解度会增大。‎ ‎(4)DNA可在沸水浴条件下与二苯胺试剂作用变成蓝色。‎ 答案：(1)C→B→E→D→A ‎(2)加速鸡血细胞的破裂　降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出 ‎(3)充分冷却　提取含杂质少的DNA ‎(4)二苯胺　蓝色 ‎2.(10分)(2019·福州模拟)在“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，对DNA进行鉴定时，做如下操作：‎ ‎　　试管 序号　　‎ A B ‎1‎ 加2 mol/L的 NaCl溶液5 mL 加2 mol/L的NaCl 溶液5 mL ‎2‎ 不加 加入提取的DNA 丝状物并搅拌 ‎3‎ 加4 mL 加4 mL 二苯胺，混匀 二苯胺，混匀 ‎4‎ 沸水浴5 min 沸水浴5 min 实验现象 实验结论 ‎(1)根据上图，完成表格空白处的实验内容。‎ ‎(2)对于B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何？__。 ‎ ‎(3)在沸水浴中加热的目的是____________________，同时说明DNA对高温有较强的__________________。 ‎ ‎(4)A试管在实验中的作用是____________。 ‎ ‎(5)B试管中溶液颜色的变化程度主要与__________________有关。 ‎ ‎【解析】本题主要考查DNA分子的鉴定。A、B两试管形成对照，B试管中含DNA丝状物，A试管中不含，起对照作用，其他条件均完全相同。本实验强调反应条件是沸水浴加热5 min，加快颜色反应的速度，观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。‎ 答案：(1)溶液不变蓝色　溶液变蓝色 DNA在沸水浴的条件下遇二苯胺会变成蓝色 ‎(2)溶液颜色基本不变(不呈蓝色)‎ ‎(3)加快颜色反应速度　耐受性 ‎(4)对照　(5)DNA(丝状物)的多少 ‎3.(10分)如图是利用鸡血粗提取DNA的基本操作，据图分析回答：‎ ‎(1)若乙为鸡血细胞液，则甲为________，该操作的实验目的是__。 ‎ ‎(2)若乙为含DNA的浓NaCl溶液，则甲为__________，该操作的实验目的是去除______(填“不溶”或“可溶”)性杂质。 ‎ ‎(3)若该操作玻璃棒上能卷起白色丝状物，则甲为________。 ‎ ‎【解析】(1)向鸡血细胞液中加蒸馏水，其目的是使鸡血细胞吸水涨破释放出DNA。‎ ‎(2)向含DNA的浓NaCl溶液中加入蒸馏水，DNA溶解度降低会析出，从而去除可溶性杂质。‎ ‎(3)DNA和杂质分子在95%的冷酒精溶液中溶解度存在差异，DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精溶液，故可去除溶于酒精溶液的杂质，向烧杯内溶解有DNA的NaCl溶液中加入95%的冷酒精溶液，可用玻璃棒卷起白色丝状物(DNA)。‎ 答案：(1)蒸馏水　使鸡血细胞吸水涨破释放出DNA　(2)蒸馏水　可溶 ‎(3)95%的冷酒精溶液 ‎4.(10分)(2019·合肥模拟)许多植物含有天然芳香油，如柠檬精油、玫瑰精油、薄荷油等。下列是与芳香油提取相关的问题，请回答：‎ ‎(1)柠檬精油是一种广谱性的杀虫剂，提取柠檬精油常见的原料是柠檬花与柠檬果皮，柠檬精油的提取适宜采用压榨法，此方法的步骤如图。‎ ‎①加入A物质的目的是____________，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率。 ‎ ‎②C过程的目的是___________________。 ‎ ‎(2)玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料，适合采用________法提取。提取时玫瑰花瓣与清水的质量比一般为________，将玫瑰花瓣和清水蒸馏后收集得到的产物是________。 ‎ ‎(3)薄荷油是挥发性物质，从薄荷叶中提取薄荷油时______(填“能”或“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是_____________________。 ‎ ‎【解析】(1)A物质是石灰水，压榨法提取柠檬精油时需要先将柠檬果皮用石灰水浸泡，目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率。C过程是用普通布袋过滤糊状压出液，是为了除去固体物和残渣。‎ ‎(2)玫瑰精油的提取方法主要是水蒸气蒸馏法，提取玫瑰精油时，玫瑰花瓣和清水的质量比是1∶4，将玫瑰花瓣与清水经水蒸气蒸馏后收集得到的是油水混合物。‎ ‎(3)薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似，能随水蒸气一同蒸馏，故提取薄荷油时也能采用水蒸气蒸馏法。‎ 答案：(1)①破坏细胞结构　②除去固体物和残渣 ‎(2)水蒸气蒸馏　1∶4　油水混合物 ‎(3)能　薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似 ‎5.(10分)如图为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，请根据图回答下列问题。‎ ‎(1)图中b的名称是________，a的作用是________________。 ‎ ‎(2)e为________，对于e，实验时应注意________________________________。 ‎ ‎(3)f为________________________，常用的是______________________。 ‎ ‎(4)如果层析液没及e会导致__________________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)图中b为色谱容器；a为玻璃盖，其作用是防止层析液挥发。‎ ‎(2)e为样品原点，点样时应快速、细致，并保持滤纸干燥。‎ ‎(3)f为有机溶剂，作为层析液，常用的是石油醚。‎ ‎(4)如果层析液没及样品原点，会导致胡萝卜素溶解在层析液中，使鉴定失败。‎ 答案：(1)色谱容器　防止层析液挥发 ‎(2)样品原点　点样时应快速、细致，并保持滤纸干燥 ‎(3)有机溶剂　石油醚 ‎(4)胡萝卜素溶解在层析液中，使鉴定失败 ‎【延伸探究】‎ ‎(1)图中c表示什么？对c有哪些要求？‎ 提示：图中c表示滤纸，应选择干燥的定性滤纸。‎ ‎(2)该实验与绿叶中色素的分离有何差异？‎ 提示：①目的不同：本实验是鉴定色素，需设置对照，绿叶中色素的分离实验目的是分离色素，不需要设置对照。‎ ‎②点样方法不同：本实验点样品原点，绿叶中色素的分离实验是画滤液细线。‎ ‎③滤纸不同，本实验用滤纸片，绿叶中色素的分离实验用滤纸条。‎ ‎6.(10分)(2019·石家庄模拟)利用柑橘皮提取橘皮精油是提高柑橘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________法而不用蒸馏法，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____________________________________________________。 ‎ ‎(3)参照手动压榨原理示意图，设计压榨方案时要考虑容器_______________。为了使橘皮油易于与水分离，常加入____________________________，并调节pH至______________。 ‎ ‎(4)得到压榨液后，用普通布袋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________分离出来。此时，橘皮油中含有少量的水和果蜡，需在5～‎10 ℃‎下静置5～7天，用吸管吸出上层澄清橘皮油，其余部分过滤，____________________合并，成为最终的橘皮精油。 ‎ ‎【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的问题，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，首先将橘皮去水干燥，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)设计压榨方案时要考虑容器能够承受的压力范围，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，作用是促进橘皮油和水分离。‎ ‎(4)得到压榨液后，用普通布袋过滤除去固体物和残渣，对滤液进行离心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合并，成为最终的橘皮精油。‎ 答案：(1)压榨　橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，水中蒸馏会导致原料焦糊等 ‎(2)干燥去水　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)能够承受的压力范围　相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4　7～8‎ ‎(4)离心　上层的橘皮油　滤液与吸出的上层橘油 ‎7.(10分)(2019·武汉模拟)植物有效成分的性质不同，提取方法也不同。分析回答下列问题：‎ ‎(1)薰衣草精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性较强，要提取薰衣草精油可以用蒸馏法和________法。若用蒸馏法，在得到油水混合物后需加入一定量的__________促进其分层。用分液漏斗分离得到油层后还要加入________以除去水分。 ‎ ‎(2)在提取胡萝卜素的实验流程“胡萝卜→粉碎→A→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素”中，A过程叫________。萃取效率主要取决于____________________，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响。 ‎ ‎【解析】(1)由于薰衣草精油化学性质稳定，易挥发，易溶于有机溶剂，因此可以用萃取法进行提取。用蒸馏法提取薰衣草精油获得油水混合物后，应加入NaCl促进油水分层进而分离出油层；分离出的油层中含有少量的水，可以加入无水Na2SO4除去水分。‎ ‎(2)在萃取胡萝卜素时，应首先对胡萝卜进行粉碎和干燥。萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。‎ 答案：(1)萃取　NaCl　无水Na2SO4‎ ‎(2)干燥　萃取剂的性质和使用量 ‎1.(10分)(2019·大连模拟)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：‎ 材料处理：称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份，每份‎10 g。剪碎后分成两组，一组置于‎20 ℃‎，另一组置于‎-20 ℃‎条件下，保存24 h。‎ DNA粗提取：‎ 第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。‎ 第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。‎ 第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。‎ DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如表所示：‎ 材料保存温度 菜花 辣椒 蒜黄 ‎20 ℃‎ ‎++‎ ‎+‎ ‎+++‎ ‎-20 ℃‎ ‎+++‎ ‎++‎ ‎++++‎ ‎(注：“+”越多表示蓝色越深)‎ 分析上述实验过程，回答下列问题：‎ ‎(1)该探究性实验课题名称是_________________________________________。 ‎ ‎(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少__________________________。 ‎ ‎(3)根据实验结果，得出结论并分析。‎ ‎①结论1：与‎20 ℃‎相比，相同实验材料在‎-20 ℃‎条件下保存，DNA的提取量较多。‎ 结论2：________________________________________________________。 ‎ ‎②针对结论1，请提出合理的解释：________________________________。 ‎ ‎(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：___________________________________________。然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。 ‎ ‎【解析】(1)从题目实验步骤看出，该实验的课题是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。(2)在第二步中，为了防止DNA断裂，要“缓缓地”搅拌。(3)从题表中结果看出，相同材料在低温保存下的DNA提取量大，这是由于低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢；在相同条件下，蒜黄组蓝色最深，说明相同条件下从蒜黄中提取的DNA量最大。(4)由于氯仿密度比水大，可使蛋白质变性沉淀，而与水、DNA不相溶，故可将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液。‎ 答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响　(2)DNA断裂 ‎(3)①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多 ‎②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢 ‎(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液 ‎2.(10分)(2019·南昌模拟)如图是从玫瑰花中提取玫瑰油的操作步骤。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图中的A表示________，B表示________。 ‎ ‎(2)玫瑰精油能用水蒸气蒸馏法提取的原因是玫瑰精油具有__的性质。 ‎ ‎(3)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和____________。 ‎ ‎【解析】(1)玫瑰精油的提取过程中，鲜玫瑰花加入清水后可进行水蒸气蒸馏，得到油水混合物后，加入NaCl分出油层，再加入无水Na2SO4去水即可。(2)玫瑰精油易挥发、难溶于水、化学性质稳定，适合用水蒸气蒸馏法提取。(3)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度。‎ 答案：(1)NaCl　无水Na2SO4‎ ‎(2)易挥发、难溶于水、化学性质稳定 ‎(3)蒸馏温度 ‎3.(10分)如图1是在发酵罐内利用三孢布拉氏霉发酵生产β-胡萝卜素过程中，菌体生物量及β-胡萝卜素产量随时间变化曲线图。图2是样品层析结果及与β-胡萝卜素标准样品的比对。分析回答下列问题：‎ ‎(1)发酵罐内三孢布拉氏霉培养基按物理形态分应为__________，玉米粉和豆饼为微生物的生长分别主要提供__________。在接入菌种前，应对培养基进行____________，以避免杂菌污染。 ‎ ‎(2)图1中，菌体的最快增长出现在第________h，菌体的生物量达到最大值后下降，其原因是__________________________________。为保证连续生产，应采取的措施是____________________________________。 ‎ ‎(3)β-胡萝卜素常用的提取方法为________法，实验表明，石油醚的提取效果远好于丙酮和酒精，原因是_______________________________________。 ‎ ‎(4)将萃取的胡萝卜素样品与β-胡萝卜素标准样品层析后进行比对，结果如图2。从图中分析可知，色带________为β-胡萝卜素，其余两色带中的物质在层析液中的溶解度比胡萝卜素________。 ‎ ‎【解析】(1)液体培养基有利于微生物发酵，且易进行自动化管理，因此发酵罐内三孢布拉氏霉培养基按物理形态分应为液体培养基，玉米粉和豆饼的主要成分分别是淀粉和蛋白质，为微生物的生长分别主要提供碳源和氮源。在接入菌种前，应对培养基进行高压蒸汽灭菌，以避免杂菌污染。‎ ‎(2)图1中，菌体的最快增长出现在第100 h，菌体的生物量达到最大值后下降，其原因是营养物质缺乏，有害代谢产物积累。为保证连续生产，应连续加入新的培养液，同时排出代谢产物。‎ ‎(3)β-胡萝卜素常用的提取方法为萃取法，石油醚为水不溶性有机溶剂，萃取效果好于丙酮和酒精。‎ ‎(4)从图中分析可知，色带Ⅰ为β-胡萝卜素，其余两色带中的物质在滤纸上的扩散速度比β-胡萝卜素慢，因此在层析液中的溶解度比胡萝卜素小。‎ 答案：(1)液体培养基　碳源和氮源　高压蒸汽灭菌 ‎(2)100　营养物质缺乏，有害代谢产物积累 连续加入新的培养液，同时排出代谢产物 ‎(3)萃取　石油醚为水不溶性有机溶剂 ‎(4)Ⅰ　小