教育最新K122019高考生物大一轮复习 生物技术实践 第3讲 生物技术在其他方面的应用真题演练 新人教版选修1

第3讲生物技术在其他方面的应用
1．(2015年江苏卷)(多选)下图1、2分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图，下列叙述正确的是( )
图1 图2
A．图1、2中加入蒸馏水稀释的目的相同
B．图1中完成过滤之后保留滤液
C．图2中完成过滤之后弃去滤液
D．在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质
【答案】BCD
【解析】图1中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破，图2中加入蒸馏水的目的是调节盐溶液的浓度，使DNA析出。

图1中含有DNA的核物质位于滤液中，因此完成过滤后应保留滤液。

图2中析出的DNA在纱布上，因此完成过滤后应弃去滤液。

嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，能催化杂质蛋白的分解。

2．(2014年江苏卷)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是( ) A．酵母和菜花均可作为提取DNA的材料
B．DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水
C．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物
D．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝
【答案】C
【解析】理论上含DNA的生物材料都可用来提取DNA，只是选用DNA含量高的生物组织，成功的可能性更大；DNA在2 mol/LNaCl溶液和蒸馏水中溶解度都较大；向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会吸水破裂，但在蒸馏水中不会析出DNA；DNA溶液加入二苯胺试剂后需沸水浴加热，待冷却后溶液变蓝。

3．(2017年全国新课标Ⅲ卷)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)。

【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
【解析】(1)由于物质W受热、受潮易分解，所以在提取物质时，不应选用高温烘干的植物甲；新鲜的植物甲中含水量高，会稀释用于提取物质W的有机溶剂，从而降低物质W 的提取效果。

(2)提取物质W时，振荡有利于物质W充分溶于有机溶剂。

(3)在提取过程中，用活性炭处理提取液有利于去除提取液中的色素。

(4)在提取物质W时，温度过高会导致物质W分解过多。

丙酮沸点相对较低，适合作为提取剂。

(5)根据题干信息，物质W受热易分解，所以应注意控制温度；提取剂用的是丙酮，丙酮易挥发，对人体有害，所以应及时通风；为了减少W分解，操作要快速；另外还要注意防火。

4．(2017年海南卷)绿藻A是某种单细胞绿藻，能够合成物质W。

某小组为探究氮营养缺乏对绿藻A增殖及物质W累计的影响，将等量的绿藻A分别接种在氮营养缺乏(实验组)和氮营养正常(对照组)的两瓶培养液中，并在适宜温度和一定光强下培养，定时取样并检测细胞浓度和物质W的含量，结果如图。

(1)从图甲可知，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长曲线呈______型。

(2)综合图甲和图乙的信息可知，在生产上，若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)若物质W是类胡萝卜素，根据类胡萝卜素不易挥发和易溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是__________。

用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开，纸层析法分离的
原理是_________________________________。

(4)在以上研究的基础上，某人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，则该实验的自变量是________________________。

(5)与在光照条件下相比，若要使绿藻A在黑暗条件下增殖，需要为其提供__________(填“葡萄糖”或“纤维素”)作为营养物质，原因是________________________________
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

【答案】(1)“S”
(2)先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液中继续培养
(3)萃取类胡萝卜素和叶绿素在层析液(有机溶剂)中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离
(4)培养基中的氮营养浓度
(5)葡萄糖在黑暗下，绿藻不能进行光合作用合成糖类(有机物)，需要吸收葡萄糖作为营养物质，而纤维素不能被绿藻吸收利用
【解析】(1)由甲图可知，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长曲线呈“S”型。

(2)由甲图可知，正常氮营养液中绿藻增殖速度较缺氮营养液中绿藻增殖速度快；由乙图可知，正常氮营养液中物质W的含量较缺氮营养液中物质W含量低。

因此，综合图甲和图乙的信息可知，在生产上，若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液中继续培养。

(3)类胡萝卜素不易挥发和易溶于有机溶剂，因此提取胡萝卜素应该选择萃取法。

用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开，纸层析法分离的原理是：类胡萝卜素和叶绿素在层析液(有机溶剂)中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离。

(4)该实验的目的是进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，则该实验的自变量是培养基中的氮营养浓度。

(5)在黑暗下，绿藻不能进行光合作用合成糖类(有机物)，需要吸收葡萄糖作为营养物质，而纤维素不能被绿藻吸收利用。

因此，与在光照条件下相比，若要使绿藻A在黑暗条件下增殖，需要为其提供葡萄糖作为营养物质。

5．(2015年全国新课标Ⅱ卷)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________________________________________________。

【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
【解析】(1)胡萝卜素中最主要的组成成分是β－胡萝卜素，β－胡萝卜素在人体内可以转变成维生素A，后者缺乏会引起夜盲症。

胡萝卜素是非挥发性物质。

(2)用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时要进行干燥处理，以利于萃取。

(3)萃取胡萝卜素的有机溶剂应该能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，乙醇属于水溶性有机溶剂。

6．(2014年江苏卷)为了获得β－胡萝卜素产品，某小组开展了产β－胡萝卜素酵母的筛选与色素提取实验。

请回答下列问题：
(1)实验用的培养皿常用的两种灭菌方法是________________________；为了减少灭菌后器皿被污染，灭菌前应该______________________。

(2)为了筛选出酵母菌，培养基中添加了青霉素，其目的是______________________。

(3)如图是灭菌锅及其局部剖面示意图，图中甲、乙、丙指示的依次是____________。

(填序号)
①安全阀、放气阀、压力表
②放气阀、安全阀、压力表
③安全阀、放气阀、温度表
④放气阀、安全阀、温度表
(4)为了将分离到的菌株纯化，挑取了菌落在3块相同平板上划线，结果其中一块平板的各划线区均未见菌落生长，最可能的原因是___________________________________。

(5)为增加β－胡萝卜素提取量，在研磨酵母细胞时，添加石英砂的目的是________________________________________________________________________；
研磨时__________________________(填“需要”或“不需要”)添加 CaCO3，理由是________________________________________________________________________。

【答案】(1)干热灭菌和湿热灭菌(高压蒸汽灭菌) 用牛皮纸(报纸)包扎器皿
(2)抑制细菌(放线菌)生长
(3)①(4)接种环温度过高，菌被杀死
(5)有助于研磨充分不需要β－胡萝卜素较耐酸
【解析】(1)实验室常用的灭菌方法是干热灭菌和湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)，在实验前应用牛皮纸或干净的报纸包扎器皿。

(2)酵母菌是真菌，对青霉素具有抵抗能力，青霉素主要抑制细菌、放线菌的生长。

(3)图中甲为安全阀，乙为放气阀，丙为压力表。

(4)该接种过程中的3块平板相同，菌种来源相同，只有1块平板接种培养后无菌落，对比知，问题出现在接种过程中，最可能的原因是接种环灼烧后未充分冷却，菌种被杀死。

(5)在酵母菌的研磨过程中加入石英砂有助于研磨充分，因β－胡萝卜素较耐酸，故该过程不需要加入CaCO3。

7．(2014年山东卷节选)玉米是重要的粮食作物，经深加工可生产酒精、玉米胚芽油和果糖等。

流程如下：
(1)玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可被酵母菌利用发酵生产酒精。

培养酵母菌时，该水解产物为酵母菌的生长提供________。

发酵过程中检测酵母菌数量可采用________________法或稀释涂布平板法计数。

(2)玉米胚芽油不易挥发，宜选用________法或________法从玉米胚芽中提取。

【答案】(1)碳源显微镜直接计数
(2)压榨萃取(注：两空可颠倒)
【解析】(1)纤维素的水解产物可为酵母菌的生长提供碳源；发酵过程中对酵母菌计数的方法有显微镜直接计数法或稀释涂布平板法。

(2)由于玉米胚芽油不易挥发，所以可采用压榨法或萃取法进行提取。

8．(2013年海南卷节选)根据相关知识，回答下列有关胡萝卜素提取方面的问题：
(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前将胡萝卜粉碎和________，以提高萃取效率。

(2)水蒸气蒸馏法________(填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取，原因是_______________________________________________________________________。

(3)鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采用______法，并以__________________样品作为对照。

【答案】(1)干燥
(2)不适合水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出
(3)纸层析标准的胡萝卜素
【解析】萃取是将粉碎、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。

水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。

胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定，如果萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带，说明提取胡萝卜素的实验成功。

9．(2013年山东卷)胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得，流程如下：
(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，可选用______________或平板划线法接种。

采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是________。

(2)培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供________和________。

(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和________以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用______方式加热以防止温度过高；萃取液浓缩前需进行过滤，其目的是__________________。

(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素，鉴定过程中需用胡萝卜素标准样品作为________________________________________________________________________。

【答案】(1)稀释涂布平板法灭菌(或防止杂菌污染)
(2)碳源氮源
(3)时间水浴滤去不溶物
(4)(实验)对照
【解析】(1)微生物分离和培养中常用的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法。

微生物培养需要无菌操作，其中对接种环需进行灼烧灭菌处理。

(2)蔗糖和硝酸盐可分别为微生物的生长提供碳源和氮源。

(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程中若温度过高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解；萃取过程应避免明火加热，宜采用水浴方式加热，以防止温度过高；萃取液在浓缩之前，还要进行过滤，以除去萃取液中的不溶物。

(4)利用纸层析法鉴定所提取的胡萝卜素时，需用胡萝卜素标准样品做对照，对比分析标准样品和萃取样品出现的层析带。