【生物】2020届 一轮复习 人教版 生物技术在其他方面的应用 学案

【生物】2020届 一轮复习 人教版 生物技术在其他方面的应用 学案

‎2020届 一轮复习 人教版 生物技术在其他方面的应用 学案 一、血红蛋白的提取和分离 二、植物有效成分的提取 ‎1．玫瑰精油的提取 ‎2．橘皮精油的提取 ‎3．胡萝卜素的提取 ‎[基础微点全练]‎ ‎1．判断正误 ‎(1)用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量大的蛋白质经过路程较长，移动速度较慢(×)‎ ‎(2)在血红蛋白分离过程中，使用缓冲液的作用是维持溶液浓度不变(×)‎ ‎(3)红细胞的洗涤：加入蒸馏水→缓慢搅拌→低速短时间离心(×)‎ ‎(4)提取玫瑰精油的玫瑰花应在花开的初期采取，因为此阶段的花含玫瑰精油最高(×)‎ ‎(5)油水混合物中加入无水硫酸钠，有利于分离油层(×)‎ ‎(6)提取玫瑰精油时，玫瑰与水的质量比是4∶1(×)‎ ‎(7)用柑橘皮作为材料提取橘皮精油时不适合用水中蒸馏的方法(√)‎ ‎(8)新鲜的胡萝卜含水量高，干燥时可采用高温以节省时间(×)‎ ‎2．凝胶色谱法是分离蛋白质分子的一种常用方法，但并非所有的蛋白质都可以用此方法进行分离，能分离的蛋白质分子之间必须(　　)‎ A．具有相同的相对分子质量 B．相对分子质量不同，但都是相对分子质量较大的分子 C．相对分子质量不同，但都是相对分子质量较小的分子 D．带有不同的电荷数 解析：选C　若在每种凝胶分离范围之外的分子，在不改变凝胶种类的情况下是很难分离的。对于分子大小不同，但同属于凝胶分离范围内的各种分子，在凝胶床中的分布情况是不同的，分子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶。‎ ‎3．科研人员分别用6种不同的有机溶剂(编号为1～6)按相同的实验步骤从枸杞中提取类胡萝卜素时，得到的类胡萝卜素的含量如图所示，下列叙述错误的是(　　)‎ A．以有机溶剂作为提取剂是因为类胡萝卜素易溶于有机溶剂 B．“按相同的实验步骤”是为了排除无关变量的干扰 C．实验课题为探究6种有机溶剂对枸杞中类胡萝卜素提取量的影响 D．该实验的自变量为6种有机溶剂中类胡萝卜素的含量 解析：选D　类胡萝卜素易溶于有机溶剂，可以用有机溶剂提取类胡萝卜素，A正确；实验目的是探究6种有机溶剂对枸杞中类胡萝卜素提取量的影响，自变量为有机溶剂种类的不同，实验步骤为无关变量，B、C正确，D错误。‎ ‎4．回答下列有关提取生物有效成分的问题：‎ ‎(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，理由是玫瑰精油具有________________的性质。‎ ‎(2)橘皮精油一般采用压榨法从柑橘皮中提取，首先需要将新鲜的柑橘皮用石灰水浸泡，此操作目的是__________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)在提取相关物质时，如果这种物质易溶于酸，难溶于碱，由此推测将此物质从溶液中析出的措施为__________________________________。‎ ‎(4)一般选用萃取剂的熔沸点要低于胡萝卜素的熔沸点。所以在采用蒸馏装置浓缩萃取液时，应如何控制温度____________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)提取的胡萝卜素样品通过纸层析法进行鉴定的结果如图所示，从图中分析可知，色素带Ⅰ为胡萝卜素。出现样品2的结果，可能原因是在操作过程中未经浓缩蒸馏或________________________。‎ 解析：(1)由于玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定的性质，通常采用水蒸气蒸馏法提取。(2)橘皮精油主要储存在橘皮部分，由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般采用压榨法。为了提高出油率，需要将柑橘橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。(3)在提取相关物质时，如果这种物质易溶于酸，难溶于碱，由此推测将此物质从溶液中析出的措施为将溶液的pH调节至碱性环境，使物质形成沉淀而分离开来。(4)萃取胡萝卜素时，通常选择的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素并且不与水混溶。萃取的最佳温度和时间会影响萃取的效果，故温度应控制在高于萃取剂的熔沸点，但低于提取物的熔沸点的温度。(5)提取胡萝卜素时通过纸层析法进行鉴定。色素带Ⅰ出现了标准样，说明是β胡萝卜素。出现样品2的结果，可能原因是在操作过程中干燥温度高、时间长，也可能是未经浓缩蒸馏。‎ 答案：(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定　(2)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)加碱将溶液调至相应的pH　(4)高于萃取剂的熔沸点，但低于提取物的熔沸点的温度　(5)干燥温度高、时间长(合理即可)‎ 一、血红蛋白的提取和分离 ‎[试考题·查欠缺]‎ ‎1．(2019·许昌联考)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，错误的是(　　)‎ A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可以防止红细胞破裂 B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少 C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测 D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子质量较小的杂蛋白移动慢 解析：选D　在凝胶色谱法分离蛋白质的过程中，相对分子质量较小的分子容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢；而相对分子质量较大的分子无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快。所以血红蛋白比相对分子质量较小的杂蛋白移动速度要快。‎ ‎2．(2019·郑州月考)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2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 ‎[强知能·补欠缺]‎ ‎1．常用的蛋白质分离方法 ‎(1)凝胶色谱法 ‎　　　蛋白质 项目　　　　‎ 相对分子质量大 相对分子质量小 凝胶内部 不能进入 能进入 运动方式 垂直向下 垂直向下和无 规则扩散运动 经过路程 较短 较长 洗脱次序 先流出 后流出 ‎(2)电泳法原理 ‎①在一定pH下，蛋白质分子的某些基团解离后带上正电或负电。在电场的作用下，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。‎ ‎②由于待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。‎ ‎2．血红蛋白提取的实验操作程序 ‎3．比较琼脂糖凝胶电泳和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 ‎(1)从载体上看，利用琼脂糖凝胶作为载体的是琼脂糖凝胶电泳，利用SDS聚丙烯酰胺凝胶作为载体的是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。‎ ‎(2)从依据上看，利用了分子带电性质差异和分子大小的是琼脂糖凝胶电泳，仅利用了分子大小的是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。‎ ‎(3)从优点上看，琼脂糖凝胶电泳操作简单，电泳速度快，样品不需处理，电泳图谱清晰，分辨率高，重复性好；SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳消除了净电荷对迁移率的影响，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。‎ ‎[练题点·全过关]‎ ‎1．凝胶色谱法分离蛋白质时，凝胶的种类较多，但其作用的共同点是(　　)‎ A．改变蛋白质分子通过凝胶时的路径 B．吸附一部分蛋白质，从而影响蛋白质分子的移动速度 C．将酶或细胞固定在凝胶中 D．与蛋白质分子进行化学反应，从而影响其移动速度 解析：选A　凝胶的种类较多，但每种凝胶内部都有孔隙。相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质分子可以进入凝胶内部，通过的路程较长，洗脱时从凝胶柱中出来的较晚，相对分子质量较大的蛋白质分子则可以较早地洗脱出来，从而达到分离蛋白质的目的。‎ ‎2.已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种物质，其分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示。下列叙述正确的是(　　) ‎ A．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子甲也保留在袋内 B．若五种物质为蛋白质，则用凝胶色谱柱分离时，甲的移动速度最快 C．将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，若分子戊存在于沉淀中，则分子丙也存在于沉淀中 D．若五种物质为蛋白质，用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最近 解析：选C　乙保留在透析袋内，甲则不一定保留在袋内；用凝胶色谱柱分离时，相对分子质量小的物质路程长、移动慢，故甲移动速度最慢；离心时相对分子质量大的物质先沉淀，戊沉淀，则乙、丁、丙均已沉淀；用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质时，电泳迁移率主要取决于蛋白质分子大小。‎ ‎3．如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请据图回答下列问题。‎ ‎(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，它在红细胞中的作用体现了蛋白质具有________功能。‎ ‎(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是____________；乙装置中，C溶液的作用是____________。‎ ‎(3)甲装置用于________，目的是__________________________。用乙装置分离蛋白质的方法叫________________，是根据________________分离蛋白质的有效方法。‎ ‎(4)用乙装置分离血红蛋白时，待________________________________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。‎ 解析：用透析法(如图甲)对血红蛋白进行粗分离，将血红蛋白溶液装入透析袋中，可以去除样品中相对分子质量较小的杂质。血红蛋白的纯化采用凝胶色谱法(如图乙)，血红蛋白相对分子质量较大，无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路径较短，移动速度较快，可以收集到红色的蛋白质。‎ 答案：(1)运输　(2)磷酸缓冲溶液　洗脱血红蛋白　(3)透析(粗分离)　去除样品中相对分子质量较小的杂质　凝胶色谱法　相对分子质量的大小　(4)红色的蛋白质接近色谱柱底端 二、植物有效成分的提取 ‎[试考题·查欠缺]‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅲ)绿色植物甲含有物质W，该物质为无色针状晶体，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)依据题干信息，物质W受热、受潮易分解，因此不宜选择高温烘干，而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，故不应选用新鲜的植物甲。(2)提取物质W时，振荡可以使原料和所加有机溶剂充分混匀。(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色素，从而得到较为纯净的物质W与有机溶剂的混合物。(4)丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少。(5)物质W容易受热分解，因此蒸馏操作适宜在较低的温度下进行，同时因实验中使用了有机溶剂，要注意防火。‎ 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)去除提取液中的色素　(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 ‎2．(2015·全国卷Ⅱ)回答与胡萝卜素有关的问题：‎ ‎(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是____________(填“α胡萝卜素”“β胡萝卜素”或“γ胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子________，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为________，胡萝卜素是________(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。‎ ‎(2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，________(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。‎ ‎(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的________作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是_______________________________。‎ 解析：(1)胡萝卜含有的胡萝卜素有三类，其中最主要的是β胡萝卜素，β胡萝卜素在人体内可以转变成维生素A，维生素A缺乏会导致夜盲症。胡萝卜素是非挥发性物质。(2)胡萝卜素的提取一般采用萃取法，萃取前需要对材料进行干燥处理，以提高萃取的效率。(3)萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，如乙酸乙酯。乙醇是水溶性有机溶剂，因萃取过程中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它作萃取剂。‎ 答案：(1)β胡萝卜素　维生素A　夜盲症　非挥发性 ‎(2)需要　(3)乙酸乙酯　萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇为水溶性有机溶剂(合理即可)‎ ‎[强知能·补欠缺]‎ ‎1．植物有效成分的三种提取方法的比较 方法 水蒸气蒸馏法 压榨法 萃取法 实验原理 利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来 通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油 使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后即可获得芳香油 方法步骤 ‎①水蒸气蒸馏 ‎②分离油层 ‎③除水过滤 ‎①石灰水浸泡、漂洗 ‎②压榨、过滤、静置 ‎③再次过滤 ‎①粉碎、干燥 ‎②萃取、过滤 ‎③浓缩 适用范围 适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油 适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取 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液中 优点 简单易行，便于分离 生产成本低，易保持原料原有的结构和功能 出油率高，易分离 局限性 水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题 分离较为困难，出油率相对较低 使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量 ‎ ‎2．植物芳香油提取成功的关键点 ‎(1)水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间，温度不能太高。‎ ‎(2)用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质。‎ ‎(3)压榨时原料必须要浸透，这样压榨时不会滑脱，出油率高，不堵塞筛眼；使用石灰水充分浸泡原料的目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。‎ ‎3．影响胡萝卜素萃取的因素及解决措施 影响因素 解决措施 萃取剂的性质 用水不溶性有机溶剂 原料的颗粒大小、紧密程度 粉碎 材料的含水量 干燥 萃取温度 探索最佳萃取温度，严格控制温度 萃取时间 适当延长萃取时间 ‎4．胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点 ‎(1)层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显。为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。‎ ‎(2)点样时点样圆点太大(直径大于2‎ ‎ mm)会导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素。点样圆点的直径应为2 mm。‎ ‎(3)将点好样的滤纸卷成圆筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触，以避免由于毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。‎ ‎(4)层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。‎ ‎(5)应设置标准样品作对照。层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的β胡萝卜素作对比予以确认。‎ ‎[练题点·全过关]‎ ‎1．(2019·常德一模)类胡萝卜素中的β胡萝卜素作为维生素A原，具有抗氧化、着色、防癌和抗癌、增强机体免疫力等功效。利用红酵母、光合细菌等微生物发酵获取类胡萝卜素是如今的热门。以下是某生物小组进行微生物培养的两组配方。请分析回答以下问题：‎ 培养基配方1‎ 培养基配方2‎ 葡萄糖 ‎40 g/L 乙酸钠 ‎1.5 g/L 丙酸钠 ‎0.5 g/L 酵母粉 ‎25 g/L 氯化钠 ‎0.5 g/L 氯化胺 ‎0.8 g/L MgSO4‎ ‎0.5 g/L 磷酸二氢钠 ‎0.5 g/L 磷酸氢二钠 ‎0.5 g/L 维生素B1‎ ‎0.5 g/L 酵母膏 ‎0.5 g/L 氯化钙 ‎0.3 g/L 维生素B2‎ ‎1.5 g/L 硫酸镁 ‎0.2 g/L ‎(1)表中两种培养基从物理性质来看属于________培养基。培养基中的酵母粉可为微生物的生长提供___________________________________________。两种配方中用于培养光合细菌的是配方________。‎ ‎(2)取10 mL菌种原液用无菌水制成100 mL样品溶液，再将样品溶液稀释104倍后，各取样品溶液0.1 mL在5个细菌培养基平板上接种，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为22、158、478、160和162。则1 mL菌种原液中的细菌数量为________个。‎ ‎(3)区分红酵母与酿酒酵母不需要使用鉴别培养基，其依据是________________。‎ ‎(4)要从微生物的细胞中提取类胡萝卜素，可以采用_________法。某同学用纸层析法鉴定提取的色素：A点滴加β胡萝卜素标准样液，D点滴加叶黄素标准样液，B点和C点滴加提取的色素，结果如图所示。该同学得到的结论是_________________________________________________________。‎ 解析：(1)表中两种培养基均不含有琼脂成分，从物理性质来看属于液体培养基。酵母粉含有较多的蛋白质，可为微生物的生长提供碳源、氮源。光合细菌属于自养型细菌，不需要提供葡萄糖，配方2可用于光合细菌的培养。(2)应选择菌落数在30～300之间的平板进行计数，并取其平均值，平板上平均菌落数为(158＋160＋162)/3＝160，则每毫升菌种原液中的细菌数量为160÷0.1×104×10＝1.6×108‎ ‎(个)。(3)红酵母能产生类胡萝卜素，菌落本身有颜色，酿酒酵母菌落无颜色，借此可区分红酵母与酿酒酵母，不需要使用鉴别培养基。(4)据图可知，提取的色素经层析后，出现胡萝卜素和叶黄素的色素带，同时还出现其他色素带，说明提取的色素中既有叶黄素和胡萝卜素，也有其他色素(或杂质)。‎ 答案：(1)液体　碳源、氮源　2　(2)1.6×108　(3)红酵母能产生类胡萝卜素，菌落本身有颜色　(4)萃取　提取的色素中既有叶黄素和胡萝卜素，也有其他色素(或杂质)‎ ‎2．(2019·太原期末)请回答下列问题：‎ ‎(1)橘皮精油的提取一般选用________法，在得到的液体中加入硫酸钠的目的是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，选用__________(填“水溶性”或“水不溶性”)有机溶剂进行萃取。萃取过程中应避免__________________，以防止有机溶剂燃烧、爆炸。‎ ‎(3)淀粉分解菌是能分解淀粉的一类微生物，在自然条件下，淀粉分解菌和其他各种细菌混杂生活在土壤中。某实验小组利用培养基将土壤中的淀粉分解菌筛选出来，回答下列问题：‎ ‎①将土壤中的淀粉分解菌筛选出来的培养基应添加_______作为唯一的碳源，此外还需要添加的成分有________________________________。‎ ‎②稀释涂布平板法可用于微生物的接种和计数，该实验小组将样液分别稀释了10倍、102倍、103倍、104倍，然后将102倍、103倍、104倍的稀释液分别涂布在不同的平板上，涂布多个稀释倍数的稀释液的目的是_______________________。若有三个平板均涂布了稀释倍数为103倍的稀释液 1 mL，分别形成了68、70和72个菌落，则原样液中每毫升含有淀粉分解菌______________个，该方法测量值一般比实际值______________。‎ ‎(4)纤维素分解菌的接种方法常见的有________________和______________________，其中不能用于计数的方法是____________，原因是_______________________。‎ 解析：(1)由于水中蒸馏会导致橘皮焦糊和有效成分水解等问题，所以提取橘皮精油一般选用压榨法，在得到的液体中加入硫酸钠和碳酸氢钠的目的是使橘皮油易与水分离。(2)根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，选用水不溶性有机溶剂进行萃取。萃取过程中应避免明火加热，使用水浴加热，以防止有机溶剂燃烧、爆炸。(3)①淀粉分解菌是能分解淀粉的一类微生物，将土壤中的淀粉分解菌筛选出来的培养基中应添加淀粉作为唯一的碳源；由于淀粉分解菌是异养微生物，因此培养基中还需要添加的成分有氮源、水和多种无机盐等。②稀释涂布平板法可用于微生物的接种和计数，该实验小组将样液分别稀释了10倍、102倍、103倍、104倍，然后将102倍、103倍、104倍的稀释液分别涂布在不同的平板上，涂布多个稀释倍数的稀释液的目的是在平板上获得数量适中的菌落。若有三个平板均涂布了稀释倍数为103倍的稀释液1 mL，分别形成了68、70和72个菌落，则原样液中每毫升含有淀粉分解菌(68＋70＋72)÷3×103＝7×104‎ ‎(个)；由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此该方法测量值一般比实际值偏小。(4)纤维素分解菌的接种方法常见的有稀释涂布平板法和平板划线法，其中不能用于计数的方法是平板划线法，原因是所用菌液的量未知，并且刚开始的划线一般是多个菌体集中在一起，不能形成由单个菌体形成的菌落，而对微生物计数是根据在平板上由单个菌体形成的菌落数量，同时结合菌液的浓度和使用量进行的。‎ 答案：(1)压榨　使橘皮油易与水分离　(2)水不溶性　明火加热，使用水浴加热　(3)①淀粉　氮源、水和多种无机盐　②在平板上获得数量适中的菌落　7×104　偏小　(4)稀释涂布平板法　平板划线法　平板划线法　所用菌液的量未知，并且刚开始的划线一般是多个菌体集中在一起，不能形成由单个菌体形成的菌落，而对微生物计数是根据在平板上由单个菌体形成的菌落数量，同时结合菌液的浓度和使用量进行的 ‎ ‎1．(2019·成都模拟)在玫瑰精油和橘皮精油提取过程中，下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．玫瑰精油和橘皮精油都可用蒸馏、压榨和萃取的方法提取 B．分离出的玫瑰精油油层还会含有一定的水分，可加入无水Na2SO4吸水 C．新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等，为了提高出油率，需用CaCO3水溶液浸泡 D．玫瑰精油和橘皮精油都有很强的挥发性，易溶于有机溶剂，其成分都是萜类化合物 解析：选B　橘皮易焦糊适宜用压榨法提取，不能用蒸馏法提取，A错误；提取玫瑰精油过程中，向油水混合物中加入NaCl以加速油水分层，分离的油层中还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4将水除去，B正确；新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等，如果直接压榨，出油率低，为了提高出油率，需用石灰水溶液浸泡，C错误；大部分植物芳香油的主要成分是萜类化合物及其衍生物，但橘皮精油的主要成分是柠檬烯，D错误。‎ ‎2．(2019·运城模拟)胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，如图是提取胡萝卜素的实验流程示意图。下列相关叙述正确的是(　　)‎ →→→→→→ A．在目前的技术条件下，只能从植物中提取天然胡萝卜素 B．图中干燥处理时的温度越高、时间越长越利于胡萝卜素的提取 C．图中甲过程表示萃取，此过程用到的有机溶剂具有较低的沸点 D．图中乙过程表示浓缩，之前进行过滤的目的是除去萃取液中的不溶物 解析：选D　天然胡萝卜素可以从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，A错误；干燥处理时温度不能太高，否则会导致胡萝卜素分解，B错误；萃取过程中加入可提高胡萝卜素溶解度的有机溶剂，用到的有机溶剂应具有较高的沸点，C错误；通过过滤除去萃取液中的不溶物，然后通过蒸馏浓缩获得胡萝卜素，D正确。‎ ‎3．在蛋白质的提取和分离中，关于对样品处理过程的分析正确的是(　　)‎ A．洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐 B．洗涤时离心速度过小，时间过短，白细胞等会沉淀，达不到分离的效果 C．洗涤过程选用0.1%的生理盐水 D．透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质 解析：选D　洗涤红细胞的目的是去除血浆中除血红蛋白以外的杂蛋白；洗涤时离心速度过大，时间过长，白细胞等会沉淀，达不到分离的效果；洗涤过程选用0.9%的生理盐水。‎ ‎4．胡萝卜素作为一种重要的天然色素在人们的日常生活中有着广泛的应用。胡萝卜素可以通过微生物发酵的方法获得。研究小组尝试用橙色粘球菌生产胡萝卜素，请回答下列问题：‎ ‎(1)从富含有机质的土壤中取样后，要进行选择培养，其目的是_________________。‎ ‎(2)用平板划线法纯化橙色粘球菌，通常使用的划线工具是________，其灭菌方法是________。某个平板共划线5个区域，则该过程中需要从试管中沾取________次菌液。培养一段时间后，挑取平板上形态大小和隆起程度等一致的、橙黄色的________进行重复培养，直到分离出单一菌株。‎ ‎(3)用萃取法从该微生物菌体中提取胡萝卜素时，应采用________加热的方法。加热时需安装冷凝回流装置，其目的是防止__________________________。‎ ‎(4)鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常采用__________________法，该方法也可用于分离色素，其原理是______________________________。‎ 解析：(1)从富含有机质的土壤中取样后，要进行选择培养，以增加橙色粘球菌的浓度。(2)平板划线法常用的接种工具是接种环，一般用灼烧灭菌的方法灭菌。平板划线法每一次划线都是从上一次划线的末端开始的，所以无论划过多少次线，都只需要从试管中沾取1次菌液。(3)用萃取法从该微生物菌体中提取胡萝卜素时，应采用水浴加热的方法。加热时为了防止有机溶剂挥发，需安装冷凝回流装置。(4)胡萝卜素鉴定通常用纸层析法。分离色素利用的原理通常是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大扩散速率越快，反之越慢。‎ 答案：(1)增加橙色粘球菌浓度　(2)接种环　灼烧灭菌　1　菌落　(3)水浴　有机溶剂挥发　(4)纸层析　 不同色素在有机溶剂中的溶解度不同 ‎5．(2019·濮阳一模)精油不仅能美容养颜，还具有防腐、抗感染以及防癌治癌等功能，故精油取代抗生素或成为发展趋势。请回答下列相关问题：‎ ‎(1)玫瑰精油是最经典的精油，具有挥发性强和易溶于有机溶剂等特点，故提取的方法可以用________________________________________________________________________。‎ 在食品加工业和护肤产品中，纯度是提取精油所必须考虑和追求的，提取精油过程中，________的混入将是影响精油品质的主要因素。‎ ‎(2)利用精油延长食品保质期和消炎，属于无菌技术中的________。在使用抗生素的过程中，抗生素对细菌起到了________的作用，从而使细菌的抗药性基因频率升高。精油代替抗生素的优越性在于_________________________________。‎ ‎(3)人体正常细胞发生癌变的根本原因是________________________________________‎ ‎______________________，用光学显微镜观察到的癌细胞与正常体细胞的区别是________________________________________________________________________。‎ 据研究，精油中的有些成分具有促进DNA损伤修复的功能，据此推断精油能防癌治癌的可能原因是__________________________________________________________________‎ ‎________________________。‎ 解析：(1)玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，挥发性较强，适宜采用水蒸气蒸馏法或萃取法进行提取；在提取精油过程中，影响精油品质的主要因素是混入的杂质。(2)利用精油延长食品保质期和消炎，属于无菌技术中的消毒；在使用抗生素的过程中，抗生素对细菌起到了定向选择的作用，从而使细菌的抗药性基因频率升高；精油代替抗生素，可解决日渐严重的细菌的抗生素耐药性问题。(3)细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生了突变；突变后的癌细胞形态结构发生了改变，常变为球形；精油中的有些成分具有促进DNA损伤修复的功能，说明精油能防癌治癌的可能原因是使损伤的DNA被修复，阻止了癌细胞的增殖。‎ 答案：(1)水中蒸馏法(或水蒸气蒸馏法)和萃取法　杂质　(2)消毒　定向选择(或自然选择)　精油可解决日渐严重的细菌的抗生素耐药性问题(合理即可)　(3)原癌基因和抑癌基因发生了突变　形态结构发生变化，常变为球形(合理即可)　使损伤的DNA被修复，阻止了癌细胞的增殖 ‎6．红细胞含有大量血红蛋白，血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，请回答下列有关问题：‎ ‎(1)实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。‎ ‎①加入柠檬酸钠的目的是__________________________________________________。‎ ‎②以上所述的过程即是样品处理，它包括______________、________________、收集血红蛋白溶液。‎ ‎(2)洗涤红细胞的目的是__________________________________________________。‎ ‎(3)你如何知道红细胞已洗涤干净？______________________________________。‎ ‎(4)分离红细胞时的离心速度及离心时间分别是_____________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)若离心速度过高和时间过长结果会怎样？_______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)将收集的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析，即样品的粗分离。‎ ‎①透析的目的是___________________________________________________________。‎ ‎②透析的原理是__________________________________________________________。‎ 解析：人或哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和细胞器，杂质相对较少，提取血红蛋白相对较容易，而其他动物如鸟类、两栖类等动物红细胞中含细胞核及大量的细胞器，不易提取血红蛋白。为防止血液凝固，在采血容器中要预先加入抗凝血剂柠檬酸钠。样品的处理包括红细胞洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液。洗涤红细胞的目的是去除杂质蛋白，以利于后续步骤分离纯化。重复洗涤三次，直至上清液中没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。采集的血样要及时分离红细胞，分离时采取低速短时间离心，如500 r/min离心2 min。若离心速度过高和时间过长会使白细胞和淋巴细胞一起沉淀，得不到纯净红细胞，影响后续血红蛋白提取的纯度。‎ 答案：(1)①防止血液凝固　②红细胞的洗涤　血红蛋白的释放　(2)去除血浆蛋白　(3)离心后的上清液没有黄色　(4)低速500 r/min；短时间如2 min　(5)离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀，得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度　(6)①去除分子量较小的杂质　②透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内 ‎7．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的曲线图。图2是样品层析结果及与β胡萝卜素标样的比对。请回答下列问题：‎ ‎(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，菌体的生物量到达最大值后下降，其原因是_________________________________________，为保证连续的生产，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胡萝卜素标样层析后进行比对，结果如图2，从图中分析可知，色带________为β胡萝卜素，其余两色带的极性比β胡萝卜素________。‎ 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，萃取效果好　(4)Ⅰ　高 ‎8．(2019·昆明高三检测)回答下列玫瑰精油提取中的有关问题：‎ ‎(1)用于提取精油的玫瑰花一般在花开的盛期采收，原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)可用萃取法提取玫瑰精油，依据是________________。要使有机溶剂不与水混溶，最好选用________(填“乙酸乙酯”或“乙醇”)作为萃取剂。‎ ‎(3)也可用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，依据是_________________________________。蒸馏获得乳化液后需加入________，促进油水分层。‎ ‎(4)用传统的水蒸气蒸馏法，玫瑰精油出油率较低。科研人员在适宜条件下用不同的辅助方法探究最优提取方法，结果如下表。‎ 不同处理 无辅助方法 超声波、微波 酶 高压脉冲电场 出油率(%)‎ ‎0.080 2‎ ‎0.093 0‎ ‎0.090 0‎ ‎0.105 0‎ 蒸馏时间(h)‎ ‎4‎ ‎2.5‎ ‎3‎ ‎2‎ 该实验的自变量是______________，据实验结果，水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油的最优辅助方法为________________，依据是___________________。‎ 解析：(1)玫瑰花开的盛期，花朵中含油量最高，最适合提取玫瑰精油。(2)玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，所以一般用萃取法提取玫瑰精油；乙醇可以溶于水，所以要使有机溶剂不与水混溶，最好选用乙酸乙酯作为萃取剂。(3)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏，所以也可以用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油；蒸馏获得乳化液后需加入NaCl，以促进油水分层。(4)根据表格分析，该实验的自变量是不同的辅助方法，因变量是出油率和时间；根据实验结果分析，高压脉冲电场辅助提取方法下，出油率最高，用的时间最短，说明该方法最好。‎ 答案：(1)此阶段花朵含油量最高　(2)玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂　乙酸乙酯　(3)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏　NaCl　(4)不同的辅助方法　高压脉冲电场辅助提取　高压脉冲电场辅助提取玫瑰精油出油率较高，达到最高出油率的蒸馏时间较短 ‎9．(2019·广东六校联考)辣椒红素是从成熟的茄科红辣尖椒中提取的。作为一种天然着色剂，可应用于各类食品的着色。请回答下列问题：‎ ‎(1)辣椒红素可采用萃取法提取，说明辣椒红素具有___________________________的特性，萃取过程中应采用______________以防止有机溶剂燃烧、爆炸。‎ ‎(2)取等量的辣椒粉与不同萃取剂按1∶2的比例在萃取装置中不同温度下萃取1小时，然后利用分光法测定提取液的吸光值(已知色素提取液的吸光值与色素含量呈正相关)，结果如下表。‎ ‎　　　试剂(g)‎ 温度(℃)　　　‎ 四氯化碳 石油醚 乙醚 丙酮 ‎30 ℃‎ ‎0.236‎ ‎0.254‎ ‎0.212‎ ‎0.100‎ ‎40 ℃‎ ‎0.238‎ ‎0.260‎ ‎0.198‎ ‎0.101‎ ‎50 ℃‎ ‎0.243‎ ‎0.268‎ ‎0.190‎ ‎0.118‎ ‎60 ℃‎ ‎0.244‎ ‎0.273‎ ‎0.169‎ ‎0.122‎ ‎①由表可知，提取辣椒红素最理想的萃取剂是________，原因是________________________________________________________________________。‎ ‎②总体上四氯化碳、石油醚、乙醚和丙酮提取辣椒红素的产率随温度的增加而____________，但由于乙醚__________，故随温度升高反而产率越低。‎ ‎③在此实验基础上，为进一步提高辣椒红素的产率，可以通过改变________________________________________________________________________等来进行探究。(至少两项)‎ 解析：(1)萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中的方法，辣椒红素可采用萃取法提取，说明辣椒红素具有溶于有机溶剂的特性，萃取过程中应采用水浴加热以防止有机溶剂燃烧、爆炸。(2)①由表格数据分析可知，相同温度下，用石油醚作萃取剂时提取液的吸光值最大，说明提取到的辣椒红素最多，因此石油醚是提取辣椒红素最理想的萃取剂。②由表格数据分析可知，随温度的增加，四氯化碳、石油醚、丙酮作萃取剂时提取液的吸光值都在增大，说明提取到的辣椒红素的量随温度升高而增加，但乙醚由于沸点低，较易挥发，随温度升高反而产率越低。③萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、萃取的温度和时间、原料与萃取剂的比例等影响。‎ 答案：(1)易溶于有机溶剂　水浴加热　(2)①石油醚　用石油醚作萃取剂时提取液的吸光值最大，说明提取到的辣椒红素最多　②增加　沸点低，更易挥发　③辣椒粉与萃取剂的比例、萃取时间、萃取剂的量、萃取温度等 ‎10．下面是与植物芳香油的提取有关的问题，请回答下列问题：‎ ‎(1)玫瑰精油的提取可使用图1所示装置，这种方法叫__________蒸馏法。蒸馏时收集的蒸馏液______(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油。‎ ‎(2)胡萝卜素是________色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的是__________法，采用________加热。一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量呈__________相关。经萃取、过滤得到的液体是____________________，之后还需进行浓缩处理，浓缩是指______________________________。‎ ‎(3)图2为胡萝卜素的纸层析鉴定结果示意图，请据图回答。‎ A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是__________。甲代表的物质是__________，乙代表的物质是____________________。‎ 解析：(1)图中装置为蒸馏装置，提取玫瑰精油可用水蒸气蒸馏法。蒸馏时，玫瑰精油和水蒸气一起蒸馏出来，经冷凝后得到的是油水混合物，不是纯的玫瑰精油。(2)胡萝卜素是橘黄色的结晶。由于胡萝卜素易溶于有机溶剂，因此提取胡萝卜素常用萃取法。由于有机溶剂易燃易爆，因此为了加快胡萝卜素的溶解，常采用水浴加热。由于原料的含水量影响提取效率，因此提取效率与原料颗粒的含水量呈负相关。萃取、过滤得到的液体是溶有胡萝卜素的萃取剂，由于胡萝卜素不易挥发，而萃取剂易挥发，因此可以通过蒸发掉萃取剂进行浓缩。(3)由于标准的胡萝卜素只有一种色素，而提取样品中会含有其他色素和杂质，根据纸层析的结果可知，A、C扩散的结果只有一种色素，应为标准样品样点，而B、D层析的结果有两种物质，应为提取样品样点，其中与A、C层析结果相同的是物质甲，为胡萝卜素，乙为其他色素和杂质。‎ 答案：(1)水蒸气　不是　(2)橘黄　萃取　水浴　负 溶有胡萝卜素的萃取剂　去除萃取剂　(3)A和C　胡萝卜素　其他色素和杂质 ‎11．(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 ℃下静止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 ℃下静止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