2021高考生物一輪復習 課后限時集訓38 生物技術在其他方面的應用 新人教版

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1、課后限時集訓38 生物技術在其他方面的應用 1．草莓汁酸甜適口，深受大眾喜愛，加工草莓汁時，草莓中的果膠易導致果汁渾濁，影響品質，為探究制作果汁的最佳條件，研究人員進行了實驗，結果如下表所示。 組別 果膠酶用量(mL/kg) pH 溫度(℃) 草莓汁透光率(%) 1 0.025 2.5 35 24.55 2 0.035 4.5 35 96.47 3 0.035 2.5 45 22.70 4 0.045 3.5 35 96.47 5 0.045 2.5 55 13.12 請回答： (1)草莓細胞中，去掉果膠，會使植物組織變得松

2、散，這是因為果膠酶通過________作用促進果膠的水解反應，使草莓細胞彼此容易分開。 (2)生產過程中，既可獲得澄清度高的草莓汁，又可減少酶的用量，降低成本的條件組合是第________組。 (3)果膠酶可從某些微生物中提取，為提高生產效率，可將此酶固定在適宜介質上制成____________________。固定化酶技術常采用________________。目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、________、________。 (4)在合適條件下，將果膠酶與海藻酸鈉混合后，滴加到一定濃度的鈣離子溶液中，使液滴形成凝膠固體小球。該過程是對酶進行________。 A．吸附　　

3、　　　　　　B．包埋 C．裝柱 D．洗滌 [解析]　(1)植物細胞壁的成分主要為纖維素和果膠，果膠具有將植物細胞黏合在一起的作用。根據(jù)酶的專一性，果膠酶通過催化作用促進果膠的水解反應，使草莓汁澄清。 (2)分析表格可知，草莓汁透光率越高，果膠分解得越充分，表格中第2組和第4組草莓汁的澄清度最高，而第2組的酶用量少，可以降低成本。 (3)果膠酶可從某些微生物如黑曲霉(或蘋果青霉)中提取，為提高生產效率，可將此酶固定在適宜介質上制成固定化酶。固定化酶的方法主要有物理吸附法和化學結合法。目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶。 (4)題干所述方法是將提純的果膠酶與海藻

4、酸鈉混合后，滴加到一定濃度的鈣離子溶液中，使液滴形成凝膠固體小球，該過程屬于包埋法。 [答案]　(1)催化　(2)2　(3)固定化酶　化學結合法和物理吸附法　淀粉酶　纖維素酶　(4)B 2．草莓是時令水果，可以制作成草莓汁、草莓酒和草莓醋三種產品，且深受大眾喜愛。某企業(yè)進行相關的制作實驗，如圖所示。 (1)生產草莓酒、草莓醋常用的菌種分別是__________________，黑曲霉提取液中含有使果汁澄清的酶包括__________________________________三種。 (2)檢測草莓酒、草莓醋的制作是否成功，均可用_________________________

5、_這兩種簡易方法來初步判斷。 (3)生產中先打開閥門 1，目的是讓固定化柱 1 中填充的石英砂，通過________方式將酶固定化。固定化柱 2 中選擇固定化酶還是固定化細胞更有利生產？請從酶的角度說明原因：________________________________________________________。 (4)工業(yè)生產上述三種產品時，固定化柱 1、 2、 3 中需要防止外來雜菌的是________(填寫編號)，如果固定化柱 3中固定的是優(yōu)良菌種，且流入的草莓酒質量很好，但是生產的草莓醋產量和質量不夠高，排除溫度和 pH 以外的原因可能是__________________

6、____ _____________________________________________(寫三點)。 [解析]　(1)生產草莓酒常用的菌種是酵母菌，生產草莓醋常用的菌種是醋酸菌，黑曲霉提取液中含有使果汁澄清的酶，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶三種。 (2)草莓酒有酒味，草莓醋有酸味，因此，檢測草莓酒、草莓醋的制作是否成功，均可用嗅味、品嘗這兩種簡易方法來初步判斷。 (3)據(jù)圖分析可知，生產中先打開閥門 1，目的是讓固定化柱 1 中填充的石英砂，通過吸附方式將酶固定化。固定化柱 2 中選擇固定化細胞更有利生產，因為固定化細胞可以固定一系列酶，而固定化酶只能固定一種

7、酶。 (4)果汁、果酒和果醋的制作過程中都需要防止雜菌的污染，因此，工業(yè)生產上述三種產品時，固定化柱 1、 2、 3 中需要防止外來雜菌的是1、2、3，如果固定化柱3中固定的是優(yōu)良菌種，且流入的草莓酒質量很好，但是生產的草莓醋產量和質量不夠高，排除溫度和pH 以外的原因可能是固定化醋酸菌數(shù)目較少，氧氣量不夠，流速控制不好，有雜菌侵入。 [答案]　(1)酵母菌、醋酸菌　多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶　(2)嗅味、品嘗　(3)吸附　選用固定化細胞，因為固定化細胞可以固定一系列酶，而固定化酶只能固定一種酶　(4)1、2、3　固定化醋酸菌數(shù)目較少，氧氣量不夠，流速控制不好，有雜菌侵入 3

8、．回答下列與胡蘿卜素有關的問題： (1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是________(填“α-胡蘿卜素”“β-胡蘿卜素”或“γ-胡蘿卜素”)，該胡蘿卜素在人體內可以轉變成兩分子________，后者缺乏會引起人在弱光下視物不清的病癥，該疾病稱為________。胡蘿卜素是________(填“揮發(fā)性”或“非揮發(fā)性”)物質。 (2)工業(yè)生產上，用養(yǎng)殖的巖藻作為原料提取胡蘿卜素時，________(填“需要”或“不需要”)將新鮮的巖藻干燥。 (3)現(xiàn)有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑，應選用其中的________作為胡蘿卜素的萃取劑，不選用另外一種的理由是_________________。

9、[解析]　(1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素有三類，其中最主要的是β-胡蘿卜素，β-胡蘿卜素在人體內可以轉變成維生素A，維生素A缺乏會導致夜盲癥。胡蘿卜素是非揮發(fā)性物質。 (2)胡蘿卜素的提取一般采用萃取法，萃取前需要對材料進行干燥處理，以提高萃取的效率。 (3)萃取胡蘿卜素的有機溶劑應該具有很高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶，如乙酸乙酯。乙醇是水溶性有機溶劑，因萃取過程中能與水混溶而影響萃取效果，所以不用它作萃取劑。 [答案]　(1)β-胡蘿卜素　維生素A　夜盲癥　非揮發(fā)性　(2)需要　(3)乙酸乙酯　萃取胡蘿卜素的有機溶劑應不與水混溶，而乙醇為水溶性有機溶劑(其他合理答案也給分

10、) 4．(2019·武漢市高三模擬)請回答下列與酶和植物有效成分的提取有關的問題： (1)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學物質包裹的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用。請判斷這是否運用了酶的固定化技術，并說明理由。 ______________________________________。 (2)如圖表示檢測某種堿性蛋白酶去污力的實驗結果曲線，該實驗的目的是_______________________________________。50 ℃時加堿性蛋白酶的最適含量約是________%。 (3)某植物的花中含有油性物質A、果肉中含有物質B。物質A是易揮發(fā)、

11、難溶于水的無色物質；物質B是易溶于有機溶劑、不溶于水、不易揮發(fā)，受潮易分解的有色物質。 ①根據(jù)題干信息判斷，提取物質A時________(填“能”“不能”或“不確定能否”)利用水中蒸餾法，原因是_______________。 ②物質B可使用________法提取，提取物質B時應選用________(填“干燥”或“新鮮”)的果肉。 ③以上兩種提取得到的植物芳香油，可通過________法進行鑒定。 [解析]　(1)加酶洗衣粉中的酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復利用，因此不屬于酶的固定化技術。 (2)從圖中可以看出實驗的自變量是溫度，因此該實驗的目的是探究40 ℃、50 ℃兩種溫

12、度條件下堿性蛋白酶含量對加酶洗衣粉去污力的影響。既保證去污能力強，又減少用量，則在曲線中看出50 ℃時加堿性蛋白酶的最適含量約是0.6%。 (3)①水中蒸餾的方法對于有些原料不適用，因為水中蒸餾時會導致原料焦糊或者有效成分水解，因此提取物質A時不確定能否利用水中蒸餾法，因為還需要確定水中蒸餾時是否會導致物質A焦糊或者其中的有效成分水解。 ②因為物質B是易溶于有機溶劑、不溶于水、不易揮發(fā)，受潮易分解的有色物質，因此物質B可使用萃取法提取，萃取時應選用干燥的果肉。 ③通過紙層析法可以鑒定兩種提取得到的植物芳香油。 [答案]　(1)否，因為酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復利用　(2)探

13、究40 ℃、50 ℃兩種溫度條件下堿性蛋白酶含量對加酶洗衣粉去污力的影響　0.6 (3)①不確定能否　還需要確定水中蒸餾時是否會導致原料焦糊或者有效成分水解?、谳腿　「稍铩、奂垖游? 5．(2019·安徽省江南十校高三沖刺)蛋白質的提取和分離一般分為四步：樣品處理→粗分離→純化→純度鑒定，每一種蛋白質的分離純化方法因其來源和性質的不同會有很大差異。回答下列有關提取和分離血紅蛋白的問題： (1)在樣品處理過程中，首先要洗滌紅細胞，目的是______________________，以利于后續(xù)步驟的分離純化。在重復洗滌過程中，用的洗滌液是________。紅細胞破碎后，通過離心法將血紅蛋白

14、從混合液中分離出來，如圖是分離結果示意圖，其中________(填圖中序號)是血紅蛋白，若圖示結果分層不明顯，分析其原因是__________________________。 (2)對血紅蛋白進行凝膠色譜操作屬于上述步驟中的________。此步驟中凝膠色譜柱的制作是關鍵，若制作過程中出現(xiàn)以下兩種現(xiàn)象則需要重新裝填凝膠色譜柱：①____________，②____________。 (3)為進一步提高凝膠色譜操作分離出的血紅蛋白的純度，可采用________的方法。 [解析]　(1)因血液中的紅細胞表面黏有血漿蛋白，因此需用生理鹽水反復沖洗以去除雜蛋白，若沖洗不徹底或洗滌次數(shù)過少，未能

15、除去血漿蛋白時，就會導致離心分層時各種成分分離不明顯；紅細胞破碎經離心處理后，可得到圖示結果，其中③為血紅蛋白。 (2)通過凝膠色譜法可以分離相對分子質量不同的蛋白質，屬于上述流程中的純化環(huán)節(jié)；此步驟要注意凝膠的裝填要緊密、均勻，若出現(xiàn)①色譜柱內出現(xiàn)氣泡或②洗脫液流干，露出凝膠顆粒等情況時，則需要重新裝填凝膠色譜柱。 (3)利用電泳法可進一步提高凝膠色譜操作分離出的血紅蛋白的純度。 [答案]　(1)去除雜蛋白(或去除黏在紅細胞上的血漿蛋白)　生理鹽水?、邸∠礈齑螖?shù)過少，未能除去血漿蛋白　(2)純化?、偕V柱內出現(xiàn)氣泡?、谙疵撘毫鞲?，露出凝膠顆?！?(3)電泳 6．某生物興趣小組開展D

16、NA粗提取的相關探究活動。具體步驟如下： 材料處理：稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各2份，每份10 g。剪碎后分成兩組，一組置于20 °C，另一組置于－20 ℃條件下，保存24 h。 DNA粗提?。? 第一步，將上述材料分別放入研缽中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。 第二步，先向6只小燒杯中分別注入10 mL濾液，再加入20 mL體積分數(shù)為95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。 第三步，取6支試管，分別加入等量的2 mol/L的NaCl溶液溶解上述絮狀物。 DNA檢測：在上述試管中各加入4 mL二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?/p>

17、，置于沸水中加熱5 min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結果如下表： 材料保存溫度 花菜 辣椒 蒜黃 20 ℃ ＋＋ ＋ ＋＋＋ －20 ℃ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋＋ 注：“＋”越多表示藍色越深。 分析上述實驗過程，回答下列問題： (1)該探究性實驗課題的名稱是___________________________ _____________________________________________________。 (2)第二步中“緩緩地”攪拌，這是為了減少_______________________________________________

18、________。 (3)根據(jù)實驗結果，得出結論并分析。 ①結論1：與20 ℃相比，相同實驗材料在－20 ℃條件下保存，DNA的提取量較多。 結論2： _______________________________________________________ ______________________________________________________。 ②針對結論1，請?zhí)岢龊侠淼慕忉專? _______________________________________________________ _______________________________

19、________________________ ______________________________________________________。 [解析]　從題目實驗步驟看出，該實驗的課題是探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響，在第二步中，為了防止DNA斷裂，要緩緩地攪拌；從表中結果看出，由于低溫抑制了相關酶的活性，DNA降解慢，使得相同材料在低溫保存下的DNA提取量大；在相同條件下，蒜黃藍色最深，說明相同條件下從蒜黃中提取的DNA量最大。 [答案]　(1)探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響　(2)DNA斷裂　(3)①等質量的不同實驗材料，在相同的保

20、存溫度下，從蒜黃提取的DNA量最多?、诘蜏匾种屏讼嚓P酶的活性，DNA降解速度慢 7．紫甘薯紅色素色澤鮮艷自然、無毒、無特殊氣味，具有抗突變、抗氧化、緩解肝功能障礙、抗腫瘤、抗高血糖等營養(yǎng)、藥理和保健功能，是一種理想的天然食用色素資源。如圖是提取紫甘薯紅色素的實驗流程，請分析回答： →→→→ (1)紫甘薯紅色素通常采用萃取法提取，說明紫甘薯紅色素具有________的特性，萃取之前需要進行粉碎和干燥處理，說明________和________影響萃取效率。 (2)檸檬酸、鹽酸、無水乙醇、甲醇都能用于萃取紫甘薯紅色素，但是不同溶劑的萃取效率不同，某研究小組用不同溶劑進行萃取，利用分光法

21、測定提取液的吸光值(結果如下表，已知色素提取的吸光值與色素含量呈正相關)，則由此可判斷提取紫甘薯紅色素的最理想的有機溶劑是________，原因是____________________________________。也有同學認為10%不一定是檸檬酸的最佳提取濃度，若要進一步設計實驗，以探究檸檬酸的濃度對紫甘薯紅色素提取效率的影響，實驗時設計思路應為________________________________________________。 溶劑種類 鹽酸的顏色 吸光值 無水乙醇 紫紅色 0.333 5%鹽酸 紅色 0.524 10%甲醇 橘色 0.232 1

22、0%檸檬酸 紅色 0.624 純水 紫紅色 0.332 [解析]　(1)能夠利用萃取法提取的植物有效成分通常是易溶于有機溶劑的物質，由于萃取時原料顆粒的大小和含水量會影響萃取效率，因此萃取前需將原料進行粉碎和干燥處理。 (2)讀表可知，提取紫甘薯紅色素的幾種溶劑中最理想的有機溶劑是檸檬酸，因為用檸檬酸作提取劑時提取液的吸光值最大，說明提取到的色素最多；也有同學認為10%不一定是檸檬酸的最佳提取濃度，若要進一步設計實驗，以探究檸檬酸的濃度對紫甘薯紅色素提取效率的影響，實驗設計時應以檸檬酸濃度為自變量，設計一組具有濃度梯度的檸檬酸溶液，利用同樣的提取方法進行提取，比較各組提取液的吸光

23、值，以確定檸檬酸作為提取劑的最佳濃度。 [答案]　(1)易溶于有機溶劑　原料顆粒的大小　含水量　(2)檸檬酸　用檸檬酸作提取劑時提取液的吸光值最大，說明提取到的色素最多　設計一組具有濃度梯度的檸檬酸溶液，利用同樣的提取方法進行提取，比較各組提取液的吸光值 8．(2019·山師大附中高三模擬)生物技術擁有巨大的發(fā)展空間，給人們的生活帶來了深刻的變化。某興趣小組翻閱資料發(fā)現(xiàn)橙皮精油和乳酸菌素都具有抑菌的效果，如圖為制備橙皮精油和乳酸菌素的流程及其抑菌實驗結果，回答下列問題： (1)篩選乳酸菌A時，所用培養(yǎng)基需經________法進行滅菌。將某種細菌接種到培養(yǎng)基上并形成菌膜，最可能采用的接

24、種方法是________。 (2)圖中，橙皮精油或乳酸菌素接種在培養(yǎng)基上________所在的位置。 (3)橙子的果肉可用于制備果酒和果醋。為監(jiān)測發(fā)酵狀況，可用________________法對發(fā)酵菌種進行計數(shù)，一段時間后統(tǒng)計結果分析可發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)液中的菌種種群數(shù)量的增長曲線變化規(guī)律是種群數(shù)量經過一定時間的增長后，趨于穩(wěn)定。 (4)用蒸餾法提取玫瑰精油時，如果想提取較高品質的產品，對溫度和時間的要求是________________________。 (5)果膠酶是分解果膠的酶的總稱，包括______________、果膠分解酶和果膠酯酶。 (6)凝膠色譜法是根據(jù)__________

25、______________分離蛋白質的有效方法?！把t蛋白的釋放”步驟中，在______________的作用下，紅細胞破裂，釋放出血紅蛋白。 [解析]　(1)培養(yǎng)基常用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌。接種微生物常用平板劃線法和稀釋涂布平板法，圖中進行抑菌實驗時，接種的方法最可能是稀釋涂布平板法。 (2)圖中進行抑菌實驗時，最終可通過測量透明圈的直徑(或大小)來比較橙皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。 (3)檢測培養(yǎng)液中的菌種種群數(shù)量的變化可以采用抽樣檢測法，對發(fā)酵菌種進行計數(shù)。 (4)用蒸餾法提取玫瑰精油時，由于水中蒸餾有時會導致原料焦糊，如果想提取較高品質的產品，蒸餾時溫度不宜過高，并且適當延長時間。 (5)果膠酶是分解果膠的酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。 (6)凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質量的大小分離蛋白質的有效方法?！把t蛋白的釋放”步驟中，在蒸餾水和甲苯的作用下，紅細胞破裂，釋放出血紅蛋白。 [答案]　(1)高壓蒸汽滅菌　稀釋涂布平板法　(2)透明圈　(3)顯微鏡直接計數(shù)(抽樣檢測)　(4)溫度不宜過高，適當延長時間　(5)多聚半乳糖醛酸酶　(6)相對分子質量大小　蒸餾水和甲苯 - 8 -