第十一单元第3讲课时跟踪练.docx

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第十一单元第3讲课时跟踪练

第十一单元生物技术实践

第3讲生物技术在其他方面的应用

课时跟踪练

1．（2017·贵阳测试）植物芳香油可以不同程度地提高人体神经系统，内分泌系统的功能，帮助人体提高免疫力，具有保健、美容、治疗的作用。

请回答下列问题：

（1）某同学在实验中设计了如下图所示装置提取玫瑰精油，指出该装置中的两个错误：

错误1：

_______________________________________________。

错误2：

_______________________________________________。

（2）用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油时，收集的蒸馏液________（填“是”或“不是”）纯的玫瑰精油，原因是____________________。

向收集的蒸馏液中加入NaCl，就会出现明显的分层，然后使用________将这两层分开。

（3）蒸馏时许多因素都会影响产品的品质，故要提高产品品质，除了严格控制蒸馏的温度，还需______________________________。

（4）从胡萝卜中提取胡萝卜素时________（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）两个错误：

温度计位置错误；进、出水口位置错误。

（2）用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油时，收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，这是因为玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来。

用分液漏斗可将油、水层分开。

（3）要提高产品品质，除了严格控制蒸馏的温度，还需适当延长蒸馏时间。

（4）从胡萝卜中提取胡萝卜素时不能采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是胡萝卜素难溶于水，易溶于有机溶剂，为非挥发性物质。

答案：

（1）温度计位置错误　进、出水口位置错误　

（2）不是　玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来　分液漏斗　（3）适当延长蒸馏时间　（4）不能　胡萝卜素难溶于水，易溶于有机溶剂，为非挥发性物质。

2．（2017·洛阳三模）我市的高中生兴趣小组开展了针对洛阳牡丹产品开发的课题研究。

下面是他们课题研究的几个方向。

请分析回答：

（1）牡丹花精油的提取过程：

鲜牡丹花＋清水→________→油水混合物→________→除水→牡丹花精油。

要提高精油的品质，在操作中需要通过控制温度来实现__________________的目的。

（2）牡丹籽油的提取：

牡丹籽中含油率在20%～30%之间，不易挥发，可以采取________和________的方法进行提取。

（3）根据胡萝卜素的______________________特点，他们采用萃取的方法来提取。

操作时，要采用沸点高的萃取剂，目的是__________________________。

对于提取的胡萝卜素粗品可通过________法鉴定。

解析：

（1）牡丹花精油的提取过程：

鲜牡丹花＋清水→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水→牡丹花精油。

要提高精油的品质，在操作中需要通过控制温度来实现延长蒸馏时间的目的。

（2）牡丹籽中含油率在20%～30%之间，牡丹籽油不易挥发，可以采取压榨和萃取的方法进行提取。

（3）胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂，所以一般采用萃取的方法来提取；操作时，要采用沸点高的萃取剂，目的是充分溶解胡萝卜素，并不与水混合。

对于提取的胡萝卜素粗品可通过纸层析法鉴定。

答案：

（1）水蒸气蒸馏　分离油层　延长蒸馏时间　

（2）压榨　萃取　（3）易溶于石油醚等有机溶剂　充分溶解胡萝卜素，并不与水混合　纸层析

3．（2017·大连二模）紫甘蓝花青素属于黄酮类化合物，极性较高，可溶于水或甲醇、乙醇等有机溶剂中。

研究人员对紫甘蓝花青素的提取、分离纯化方法进行了研究。

紫甘蓝花青素提取流程如图所示。

回答相关问题：

原料洗净→切碎→加入溶解

调pH值

→

（1）在该流程中，影响紫甘蓝花青素提取效果的主要因素有提取溶剂的性质和用量，同时还受到原料__________、含水量以及提取液________、________和时间等条件的影响。

紫甘蓝花青素的提取条件可以通过设置____________实验来摸索。

（2）研究人员所做实验表明，蒸馏水和乙醇作为溶剂提取效果较好。

丙酮提取液颜色较浅且出现混浊，可能原因是__________________________，导致提取效果受到影响。

（3）图中的酶解过程常使用纤维素酶和果胶酶，目的是________________________，增加细胞内花青素物质向提取介质扩散，提高提取效率。

（4）经该流程所提取得到的紫甘蓝花青素粗品可以通过纸层析进行鉴定，观察提取粗品的________，并与__________进行比较就可以获得结论。

解析：

（1）影响紫甘蓝花青素提取效果的主要因素有提取溶剂的性质和用量，同时还有原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度、pH和时间等，色素的具体提取条件可以通过设置对照实验进行摸索。

（2）蒸馏水和乙醇作为溶剂提取效果较好，丙酮提取液颜色较浅且出现混浊，可能由于丙酮溶解出了其他杂质，导致提取效果受影响。

（3）纤维素酶和果胶酶能够分解组成细胞壁的纤维素和果胶，提高提取效率。

（4）紫甘蓝花青素粗品可以通过纸层析进行鉴定，观察提取粗品的层析带并与标准样品的层析带比较。

答案：

（1）颗粒大小　pH　温度　对照　

（2）在提取较少花青素的同时还溶解出其他成分　（3）破坏细胞壁（结构）　（4）层析带　标准样品

4．（2017·武汉调研）玫瑰精油在玫瑰花瓣中含量最高，工业上常以玫瑰花瓣为原料，采用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油。

回答下列问题：

（1）采用水蒸气蒸馏时，水蒸气能将玫瑰精油从花瓣中携带出来，是因为玫瑰精油具有______________的特点。

（2）水蒸气蒸馏后，能收集到乳白色的油水混合物。

向油水混合物中加入_____________，就会出现明显的油层与水层。

分离出油层，一般可加入一些___________，以吸收油层中的水分。

（3）蒸馏时，会存在许多因素影响玫瑰精油的产量。

下图是当玫瑰花瓣与清水的质量比为1∶4时，出油率与蒸馏时间的变化关系，一般蒸馏时间最好控制在________小时。

（4）植物芳香油的提取方法有多种，具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。

提取玫瑰精油________（填“可以”或“不可以”）采用有机溶剂萃取法，理由是__________________________。

解析：

（1）水蒸气之所以能将玫瑰精油从花瓣中携带出来，就是利用了玫瑰精油具有挥发性强的特点。

（2）蒸馏液通过盐析法将油水分层，因此向油水混合物中添加NaCl会出现明显的油层与水层。

分离的油层中的水用无水Na2SO4去除。

（3）蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素之一为蒸馏时间。

要提高出油率，就需要适当延长蒸馏的时间，据图分析蒸馏时间最好控制在4小时。

（4）因为玫瑰精油易溶于有机溶剂，因此可以采取有机溶剂萃取法。

答案：

（1）挥发性强　

（2）NaCl　无水Na2SO4　（3）4　（4）可以　玫瑰精油易溶于有机溶剂

5．我国科学家屠呦呦因发现治疗疟疾的新药物青蒿素而获得2015年诺贝尔医学奖。

青蒿素是一种无色针状晶体，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24h后除去上清液；③向4组培养瓶中分别加入等量含2、4、8、16μmol/L青蒿素的培养液，适宜条件下继续培养；④72h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）上述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　在另一培养瓶中加入等量的不含青蒿素的培养液，适宜条件下继续培养

6．细腻化渣的夹江腐乳和食香雅韵的东坡泡菜是四川的特产，深受人们喜爱。

而在绵阳花城果乡，多家植物园中分季节种植的有多种花卉和水果。

其中玫瑰、柑橘等可以作为植物芳香油提取的原料，葡萄、蓝莓等可酿酒。

请回答有关生物技术在食品加工及其他方面的应用问题：

（1）人们对泡菜和腐乳的喜好主要是口感但也关注加工中有害物质的含量。

腐乳和泡菜制作中都可加一定量的酒和多种香辛料，其目的是使产品具有不同风味口感，也具有____________的作用。

泡菜和腐乳中超标的亚硝酸盐进入人体内特定条件下会转变成致癌物质________，所以质检部门会检测亚硝酸盐的含量。

（2）玫瑰精油的提取是通过水分子向原料渗透，使植物精油成分向水中扩散，形成油水共沸物，蒸馏出的水蒸气与精油通过__________、油水分离后得到精油。

用橘皮来提取精油时，新鲜橘皮要干燥去水，并用石灰水浸透，是为了提高________。

（3）萃取法可明显提高薰衣草精油的提取效率，从影响萃取的因素考虑，萃取的效率主要取决于萃取剂的__________________；萃取液的浓缩可直接使用__________装置。

（4）酿造的蓝莓酒带有一股醋酸味，从发酵条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种香辛料，不仅可以调节风味，还能够抑制杂菌生长。

泡菜和腐乳中超标的亚硝酸盐进入人体内特定条件下会转变成致癌物质亚硝胺。

（2）玫瑰精油的提取过程中，蒸馏出的水蒸气与精油通过冷凝、油水分离后得到精油。

新鲜橘皮要干燥去水，并用石灰水浸透，是为了提高出油率。

（3）萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。

（4）酒精发酵后期进入了空气，温度上升导致醋酸菌大量生长产生醋酸，所以酿造的蓝莓酒带有一股醋酸味。

答案：

（1）防腐杀菌（抑制杂菌的生长）　亚硝胺　

（2）冷凝　出油率　（3）性质和使用量　蒸馏　（4）酒精发酵后期进入了空气，温度上升导致醋酸菌大量生长产生醋酸

7．下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。

（1）图中实验材料A可以是________等，研磨前加入的B应该是____________________。

（2）通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2mol/L的NaCl溶液的目的是__________________，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是__________________。

（3）在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2mL的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得下表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液________。

1

研磨液中

搅拌研磨后过滤

滤液E

2

2mol/L的NaCl溶液中

搅拌后过滤

滤液F

3

0.14mol/L的NaCl溶液中

搅拌后过滤

滤液G

4

冷却的95%的酒精溶液中

搅拌后过滤

滤液H

（4）DNA鉴定的原理是___________________________________。

答案：

（1）洋葱（菜花等）　洗涤剂和食盐　

（2）使DNA溶解　使DNA（溶解度下降而沉淀）析出　（3）H　（4）在沸水浴条件下DNA遇二苯胺会被染成蓝色

8．（2017·广州一模）工业生产中，提取天然β－胡萝卜素的方法之一：

利用红酵母等微生物进行发酵，经过菌体裂解、离心后进行萃取。

回答以下有关问题：

（1）若要初步确定某一菌株是否为红酵母菌株，相对简便的操作是通过________法将菌种接种于固体培养基上，并在适宜的条件下培养一段时间，观察其形成的菌落的________（填2个）等特征。

（2）碳源的种类对β－胡萝卜素的产量有着一定的影响，有关研究结果如下：

碳源

麦芽糖

蔗糖

淀粉

β－胡萝卜素含量/（mg/L）

3.52

4.81

1.68

据表分析，最佳碳源是________。

若要进一步探究最佳氮源，请简要写出实验设计思路：

_____________________________________

_____________________________________________________。

（3）有科研人员尝试利用紫外线处理红酵母，以获得高产菌株。

对处理所得菌株分别进行培养并经裂解、离心后，根据β－胡萝卜素____________的特点，可以采用有机溶剂萃取法萃取产物，并对萃取产物通过________法进行鉴定，鉴定过程需要用________样品进行对比。

经定量分析后，若得到高产菌株，要对其进行长期保存，可采用________的方法在－20℃的冷冻箱中保存。

解析：

（1）初步鉴别微生物最简单的方法就是划线培养，观察其单菌落的颜色、形状、大小、隆起程度等特征。

（2）β－胡萝卜素的产量多少与红酵母的生长状况呈正比，在三种不同碳源中，蔗糖的条件下β－胡萝卜素的含量最高，证明蔗糖为最合适的碳源。

若要进一步探究最佳氮源，应以氮源为单一变量，β－胡萝卜素的产量为因变量，控制其他无关变量相同且适宜，检测并比较β－胡萝卜素含量，得出结论。

（3）β－胡萝卜素易溶于有机溶剂，根据相似相溶原理，可以利用有机溶剂萃取法对提取物进行分离纯化。

提取的胡萝卜素粗品可利用纸层析法进行鉴定，鉴定时需要对标准样品和提取样品进行对比。

菌株长期保存的方法是将菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20℃的冷冻箱中保存。

答案：

（1）平板划线　颜色、大小（形状、隆起程度）　

（2）蔗糖　以蔗糖为碳源，分别用不同氮源进行实验，检测并比较β－胡萝卜素含量　（3）易溶于有机溶剂　纸层析　标准　甘油管藏

9．类胡萝卜素是一种常用的食品色素，并常用于临床治疗夜盲症等疾病。

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色非硫细菌（某光合细菌）的菌落。

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。

根据题意可知，实验是为了选择紫色非硫细菌（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，目的是分离得到紫色非硫细菌的纯净培养物。

（3）萃取剂应该具有较高的沸点，能溶解色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样品作为对照。

答案：

（1）氮源　选择　

（2）底部　分离得到紫色非硫细菌的纯净培养物　（3）具有较高的沸点，能溶解色素并且不与水混溶　蒸馏　（4）纸层析法　胡萝卜素标准样品