2019版高考生物第51讲生物技术在其他方面的应用优选.docx

第51讲生物技术在其他方面的应用考纲要求考情分析命题趋势1蛋白质的提取和分离2从生物材料中提取某些特定成分2017，全国卷，37T2015，全国卷，39T2015，全国卷，39T主要考查从生物材料中提取某些特定的成分，命题形式基本上是非选择题分值：215分一、血红蛋白的提取和分离1方法及原理方法原理凝胶色谱法根据_相对分子质量的大小_分离蛋白质电泳法各种分子_带电性质_的差异以及分子本身大小、形状的不同2实验操作程序样品处理：红细胞的洗涤血红蛋白的释放分离血红蛋白溶液 粗分离：用_透析_法除去样品中相对分子质量较小的杂质 纯化：用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化 纯度鉴定：用_SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳_法来测定蛋白质的 相对分子质量，即对血红蛋白进行纯度鉴定二、植物有效成分的提取1提取玫瑰精油实验(1)方法：_水蒸气蒸馏_法。(2)实验流程：鲜玫瑰花_水蒸气蒸馏_油水混合物加入_NaCl_ 玫瑰油除水分离油层2提取橘皮精油的实验(1)方法：一般采用_压榨_法。(2)实验流程：石灰水浸泡漂洗_压榨_过滤静置再次_过滤_橘皮油3胡萝卜素的提取(1)胡萝卜素的性质(2)胡萝卜素的提取(3)胡萝卜素的提取流程：胡萝卜粉碎_干燥_萃取_过滤_浓缩胡萝卜素(4)胡萝卜素的鉴定：_纸层析_法。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后可得到稳定遗传的植株。()(2)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养。()(3)制备好的MS培养基用于植物组织培养时，需要加入植物激素。()(4)被子植物的花粉发育要经过小孢子四分体时期、双核期和单核期等阶段。()(5)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，根据提取的芳香油的用途选择提取的方法。()2下列关于生物技术实践的叙述中，正确的是(D)A用于果酒、果醋、腐乳制作的主要菌种都是有氧呼吸型真核生物B海藻酸钠溶液浓度过低会导致制作的凝胶珠呈蝌蚪状C用菜花提取DNA时加入一定量的洗涤剂和食盐，充分研磨过滤后弃去滤液D用移液管稀释菌液时，吹吸三次的目的是使菌液与水充分混合解析用于果酒、果醋、腐乳制作的主要菌种分别是酵母菌、醋酸杆菌和毛霉，其中醋酸杆菌为原核生物，酵母菌的呼吸类型为兼性厌氧型；海藻酸钠溶液浓度过高会导致制作的凝胶珠呈蝌蚪状；用菜花提取DNA时加入一定量的洗涤剂和食盐，充分研磨过滤后应保留滤液。3某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示，据图分析不正确的是(A) A在步中使用水气蒸馏更简便易行B在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸C提取精油时，向混合物中加入NaCl更利于油水分层D加入无水Na2SO4，再用过滤法可除去分离的油层中的水分 一蛋白质的提取和分离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。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血红蛋白的提取和分离(1)分离方法：凝胶色谱法(2)主要实验步骤及意义例1 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_运输_功能。(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是_磷酸缓冲液_；乙装置中，C溶液的作用是_洗脱血红蛋白_。(3)甲装置用于_透析(粗分离)_，目的是_去除样品中分子量较小的杂质_。用乙装置分离蛋白质的方法叫_凝胶色谱法_，是根据_相对分子质量的大小_分离蛋白质的有效方法。(4)用乙装置分离血红蛋白时，待_红色的蛋白质接近色谱柱底端_时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。解析(1)红细胞中含有血红蛋白，血红蛋白可以运输氧，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有运输功能。(2)由血红蛋白提取和分离的实验原理可知，甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是磷酸缓冲液，抵制外界酸、碱对溶液pH的干扰而保持pH稳定；乙装置中，C溶液的作用是洗脱血红蛋白。(3)甲装置用于透析，目的是去除样品中分子量较小的杂质。用乙装置分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法，分子量大的流动速度快。(4)用乙装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。 二结合实例考查植物芳香油的提取1植物有效成分的提取的三种方法比较提取方法水蒸气蒸馏法压榨法有机溶剂萃取法实验原理利用水蒸气将挥发性较强的植物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，蒸发溶剂获得芳香油方法步骤水蒸气蒸馏分离油层除水过滤石灰水浸泡、漂洗压榨、过滤、静置再次过滤粉碎、干燥萃取、过滤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芳香油、柠檬芳香油等原料易焦糊芳香油的提取适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中优点简单易行，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增加植物有效成分提取量的关键措施(1)蒸馏法提取植物芳香油提取量主要取决于植物材料中芳香油的含量。由于植物芳香油易挥发，因此用水蒸气蒸馏法提取植物芳香油时应选择新鲜的植物材料(干燥后植物芳香油挥发)。(2)压榨法提取植物芳香油：植物材料中的果胶、果蜡会影响压榨和出油率，压榨前通常采用石灰水浸泡的方法除去果胶、果蜡，以提高出油率。(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例2 回答下列有关从生物材料中提取某些特定成分的问题：(1)薄荷油和玫瑰精油的化学性质相似，因此适合选用_水蒸气蒸馏_法来提取。用此方法收集到的液体_不是_(填“是”或“不是”)纯的薄荷油，原因是_薄荷油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物_。在此过程中，影响薄荷油提取量的主要因素有_蒸馏时间_和_蒸馏温度_。(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是_萃取_法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、萃取、_过滤_、_浓缩_。(3)如图是某同学对萃取的胡萝卜素样品所做的鉴定实验的结果。图中实验组是_B、C_，实验得出的结论是_萃取样品中不含胡萝卜素_。解析 (1)薄荷油和玫瑰精油化学性质相似，都具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定的性质，因此可用水蒸气蒸馏法进行提取。由于薄荷油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物，不是纯的薄荷油。蒸馏温度太高、时间太短，产品品质就比较差。(2)胡萝卜素易溶于有机溶剂，可用有机溶剂进行萃取，主要步骤是：粉碎干燥萃取过滤浓缩。(3)胡萝卜素萃取后溶于有机溶剂，图中实验组是BC，对照组是AD。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，卷纸时不能让滤纸两边相互接触，以避免由于毛细管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)层析液没及样品原点，色素会溶解于层析液中，造成实验失败。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)没有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胡萝卜素作对比予以确认。例1 (经典高考题)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品作为_。答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(1)考生对微生物的接种方法识记不准确1(3)考生对提取胡萝卜素的基础知识掌握不全面及语言组织不准确2(4) 考生没有理解鉴定原理1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作对照，对比分析标准样品和萃取样品出现的层析带。规范答题 (除注明外，每空1分)(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(2分)(4)(实验)对照1在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法的叙述错误的是(A)A蒸馏法和萃取法都需要水浴加热B压榨法适用于易焦糊原料的提取，如柑橘、柠檬等C萃取法适用范围较广，一般原料颗粒小，萃取效果好D蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油解析蒸馏法适用于提取挥发性强的芳香油，其操作过程中不需要水浴加热，萃取法需要水浴加热。压榨法适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取。萃取法适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中。1(2017江苏卷)固定化单宁酶应用于茶饮料加工，可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是(C)A在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白B化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小C温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性D酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分解析透析法是利用膜的选择透过性去除混合物中的小分子物质，不能去除杂蛋白，A项错误；物理吸附法比化学结合法对单宁酶活性影响更小，B项错误；温度、pH和重金属离子都会影响酶活性，C项正确；酶的专一性决定了单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分，D项错误。2(2017全国卷)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_晾干_(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_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)提取物质W时，振荡的作用是_使原料和溶剂充分混匀_。(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_去除提取液中的色素_。(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_丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少_。(5)该实验操作过程中应注意的事项是_在温度较低的情况下操作，防火_(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。3(2015全国卷)回答与胡萝卜素有关的问题：(1)胡萝卜含有胡萝卜中，最主要的是_胡萝卜素_(填“胡萝卜素”“胡萝卜素”或“胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子_维生素A_，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为_夜盲症_。胡萝卜素是_非挥发性_(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，_需要_(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_乙酸乙酯_作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是_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(其他合理答案亦可)_。解析(1)胡萝卜素中最主要的组成成分是胡萝卜素，胡萝卜素在人体内可以转变成维生素A，缺乏维生素A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。课时达标第51讲1如图为“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_洋葱(菜花等)_等，研磨前加入的B应该是_洗涤剂和食盐_。(2)通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是_使DNA溶解_，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是_使DNA溶解度下降而沉淀析出_。(3)在该实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得如表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液_H_。1B液中搅拌研磨后过滤滤液E22 mol/L的NaCl溶液中搅拌后过滤滤液F3014 mol/L的NaCl溶液中搅拌后过滤滤液G4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_在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈蓝色_。2蓝莓提取物中的花青素不仅易于吸收，而且它们可以穿过血液脑屏障，保护各个精细组织的细胞，并能有效抑制破坏眼部细胞的酵素，从而改善视力。蓝莓中花青素获得途径如下图：(1)图中和分别表示蓝莓组织培养中的_脱分化(或去分化)_、_再分化_过程。如果要用此方法对蓝莓进行大规模繁殖，在对蓝莓外植体细胞进行接种前，需要进行_制备MS固体培养基(配制培养基)_、_外植体消毒(两空可互换)_两项工作。(2)在外植体培养获得幼苗的过程中，除了需要提供一定的营养、_激素_、温度、pH和光照外，还必须在_无菌_的条件下培养。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值_高_(填“高”或“低”)时，有利于根的分化。(3)花青素易溶于甲醇、乙醇、丙酮等混合溶剂中，所以采用_有机溶剂萃取_法进行提取。新鲜的蓝莓含有大量的水分，在花青素的提取过程中，要对新鲜的蓝莓进行_干燥(脱水)_处理，但要注意控制_温度_和时间。3研究发现紫草素和乳酸菌素(小分子蛋白质)均有抑菌作用，两者的提取及应用如图所示。请回答：(1)诱导愈伤组织的培养基配制好后要进行_高压蒸汽灭菌_处理，接种前还要对紫草茎切块进行消毒处理，用于消毒处理的药剂和时间都应根据所选材料分别对待，原因是既要考虑消毒效果又要保持_外植体_的活性。图中表示细胞的_脱分化_过程。(2)实践中可用金黄色葡萄球菌来分别检验紫草素和乳酸菌素的抑菌特性。进行抑菌实验时，在长满致病菌的平板上，会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定_透明圈的大小_来比较紫草素和乳酸菌素的抑菌效果。(3)生长素除了在植物组织培养中有重要的用途外，在植物插条生根时也有重要的作用。以下是一批葡萄枝，A组枝条除去所有叶片和芽，B组枝条保留一个侧芽，C组枝条保留两个侧芽，D组枝条保留两片成熟叶和一个侧芽，如图所示。B、C、D三组成活率由高到低的顺序是：_CBD_。在用IAA处理插条时，如果IAA的浓度较低，适合采用_浸泡_法处理。4(经典高考题)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答：(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有_易挥发、难溶于水、化学性质稳定_的性质。蒸馏时收集的蒸馏液_不是_(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油，原因是_玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物_。(2)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_。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是_在一定时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，超过一定时间后提取量不再增加_。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会_下降_，原因是_部分精油会随水蒸气挥发而流失_。(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度_较低_的地方，目的是_减少挥发_。(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为！a#天左右。(6)从薄荷叶中提取薄荷油时_能_(填“能”或“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是_薄荷油和玫瑰精油的化学性质相似_。解析(1)水蒸气蒸馏法的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定等性质，故适合用水蒸气蒸馏法提取，收集的蒸馏液为油水混合物。(2)蒸馏时许多因素都会影响产品的品质，如蒸馏温度、蒸馏时间等。在一定范围内随着蒸馏时间的延长，精油的提取量会增加，但因原料量等其他条件一定，故超过一定时间后，提取量不再增加。(3)蒸馏过程中要进行冷却，让混合物重新分出油层和水层。若不冷却则会有部分玫瑰精油随水蒸气挥发而流失，使精油提取量下降。(4)因玫瑰精油易挥发，故密封不严的瓶装玫瑰精油应存放在温度较低的地方，以减少玫瑰精油的挥发。(5)据图可知，提取精油时采摘花的最适时间为花中精油的相对含量最高的时间，即a天左右。(6)因薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似，故也可用水蒸气蒸馏法提取。5请分析回答与橘皮精油提取过程的有关问题：(1)提取橘皮精油，常采用_压榨_法而不用蒸馏法，原因是水中蒸馏会导致_原料焦糊或有效成分部分水解等问题_。(2)为了提高出油率，首先将橘皮_干燥去水_，并用石灰水浸泡，石灰水的4作用是_破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱_。(3)压榨过程中为了使橘皮油易于与水分离，常加入相当于橘皮质量一定百分比的_NaHCO3和Na2SO4_，并调节pH至_78_。(4)将压榨液过滤除去固体物和残渣后，用_离心_法进一步除去质量较小的残留固体物，并分离出上层的橘皮油。将分离出的橘皮油在510 下静置57天，使_杂质沉淀_，