【生物】2020届一轮复习人教版生物技术在食品加工及其他方面的应用作业

【生物】2020届一轮复习人教版生物技术在食品加工及其他方面的应用作业

‎2020届 一轮复习 人教版 生物技术在食品加工及其他方面的应用 作业 ‎1．随着人类基因组计划的进展和多种生物基因组测序工作的完成，人类跨入了后基因组和蛋白质组时代。对蛋白质进行研究时，首先要获得纯度较高的蛋白质。下图是某生物兴趣小组在“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”：‎ → → 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)血红蛋白的纯化是通过____________________法将相对分子质量大的杂质蛋白除去。‎ ‎(4)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。‎ ‎(5)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上图所示。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)样品处理中红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、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)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去小分子杂质。‎ ‎(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异，而产生不同的迁移速度，实现各种分子的分离。‎ ‎(4)由如图2可知携带者有2种血红蛋白，因为携带者具有(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。‎ 答案 (1)生理盐水　渗透(作用)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)凝胶色谱 ‎(4)带电性质以及分子大小、形状 ‎(5)2　携带者具有一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质 ‎2．生物组织中存在多种有机物，‎ 不同的有机物其提取与鉴定方法不尽相同。根据所学知识，请回答下列问题。‎ ‎(1)采用蒸馏法提取玫瑰油时，向初步提取的乳化液中加入________，作用是___________________________________。‎ ‎(2)采用压榨法提取橘皮精油时，提取之前需用________浸泡，以提高出油率。为了使橘皮油易与水分离，还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的________和5%的________，并调节pH至7～8。‎ ‎(3)采用萃取法从胡萝卜中提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、萃取、________、________。干燥时，要注意控制________，否则会引起胡萝卜素的分解；萃取的效率主要取决于萃取剂的________，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响；在对提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定时应与________做对照。‎ 解析 (1)采用蒸馏法提取玫瑰油时，由于氯化钠能增加盐的浓度，有利于油水分层，应向初步提取的乳化液中加入氯化钠。(2)采用压榨法提取橘皮精油时，提取之前需用石灰水浸泡，以提高出油率。为了使橘皮油易与水分离，还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并调节pH至7～8。(3)采用萃取法从胡萝卜中提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、萃取、过滤、浓缩。干燥时要注意控制温度和时间，否则会引起胡萝卜素的分解；萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响；在对提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定时应与标准样品做对照。‎ 答案 (1)氯化钠　增加盐的浓度，有利于油水分层 ‎(2)石灰水　NaHCO3　Na2SO4‎ ‎(3)过滤　浓缩　温度和时间　性质和使用量　标准样品 ‎3．如图1是在发酵罐内利用三孢布拉氏霉菌发酵生产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－胡萝卜素标准样品的比对。请回答下列问题：‎ ‎(1)发酵罐内三孢布拉氏霉菌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－胡萝卜素标准样品进行比对，结果如图2。从图中分析可知，色带________为β－胡萝卜素。‎ 解析 (1)发酵罐内三孢布拉氏霉菌培养基按物理形态分应为液体培养基，玉米粉和豆饼为微生物的生长分别主要提供碳源和氮源。在接入菌种前，应对培养基进行高压蒸汽灭菌，以避免杂菌污染。(2)图1中，菌体的最快增长出现在第100 h，菌体的生物量到达最大值后下降，其原因是营养物质缺乏，有害代谢产物积累，为保证连续的生产，应采取的措施是连续加入新的培养液，同时排出代谢产物。(3)提取β－胡萝卜素常用的方法为有机溶剂萃取法，实验表明，石油醚的提取效果远好于丙酮和酒精，原因是石油醚为水不溶性有机溶剂，萃取效果好。(4)从图中分析可知，色带Ⅰ为β－胡萝卜素，萃取的胡萝卜素样品含有其他色素杂质，通过纸层析结果都有两个点。其余两色带在固定相中移动的速度慢，说明其极性比β－胡萝卜素高，且具有亲水性，易与滤纸上吸附的水结合。‎ 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)有机溶剂萃取　石油醚为水不溶性有机溶剂，萃取效果好 ‎(4)Ⅰ ‎4．青蒿素，无色针状晶体，易溶于有机溶剂，不溶于水，不易挥发。获取途径主要是从黄花蒿中直接提取得到。根据生物相关知识，回答下列问题：‎ ‎(1)使用水蒸气蒸馏法________(填“适于”或“不适于”)提取青蒿素，原因是____________________________________________。‎ ‎(2)从黄花蒿中提取青蒿素时，应采用________法，并且通常在提取前将黄花蒿茎叶进行________和干燥，以提高效率；干燥过程应控制好________和________，以防止青蒿素分解。‎ ‎(3)提取过程中宜采用________加热以防止燃烧、爆炸；所得液体浓缩前需进行________。‎ ‎(4)最后需要对所提取物质进行________，以确定是否提取到青蒿素。‎ 解析 (1)水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质，而青蒿素不易挥发。(2)青蒿素易溶于有机溶剂，适合用萃取法进行分离，萃取前将原料进行粉碎和干燥，以便提高效率，干燥的温度和时间要控制好，防止萃取物分解。(3)水浴加热可以防止因受热不均引起燃烧和爆炸，萃取后需要先过滤，再浓缩。(4)必须经过鉴定才能确定所得提取物是青蒿素 答案 (1)不适于　水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质，而青蒿素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出 ‎(2)萃取　粉碎　温度　时间 ‎(3)水浴　过滤 ‎(4)鉴定 ‎5．(2019·湖北高三五月理综)桉叶油的化学性质与玫瑰精油相似，其中含有的黄酮、熊果醇、精油等多种成分具有抑菌作用。某生物兴趣小组提取了桉叶油，并对桉叶油的抑菌活性进行了研究，‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)提取桉叶油时应选择________(填“新鲜”或“烘干”)的桉树叶，原因是__________________________________________。‎ ‎(2)可采用水蒸气蒸馏法提取桉叶油，原因是桉叶油具有________________________的特点；此法不适用于胡萝卜素的提取，原因是______________________________。从蒸馏出的油水混合物中分离的油层还会含有一定的水分，需要添加________除水。‎ ‎(3)该小组采用抑菌圈法检测桉叶油的抑菌活性。抑菌圈法是利用待测药物在琼脂平板中扩散使其周围的细菌生长受到抑制而形成透明圈(即抑菌圈)，再根据抑菌圈大小判定待测药物抑菌效价的一种方法。下表是该小组检测对照组和实验组对供试菌的抑菌作用(抑菌圈的大小/mm)得到的实验结果：‎ 无菌水(对照组)‎ 桉叶油(实验组)‎ 枯草芽孢杆菌 ‎0‎ ‎9.00‎ 金黄色葡萄球菌 ‎0‎ ‎7.67‎ 大肠杆菌 ‎0‎ ‎9.67‎ 白色念珠菌 ‎0‎ ‎9.33‎ 对照组应________(填“接种”或“不接种”)细菌。由表中数据可知，桉叶油对________的抑菌效果最强。‎ 解析 (1)因新鲜桉树叶中桉叶油含量高，而且桉叶油易挥发，‎ 故提取桉叶油时应选择新鲜的桉树叶。(2)桉叶油化学性质稳定、易挥发、难溶于水，故可采用水蒸气蒸馏法提取桉叶油；由于胡萝卜素化学性质稳定、不易挥发、不溶于水，不能随水蒸气蒸馏出，易溶于某些有机溶剂，可以使用有机溶剂萃取；从蒸馏出的油水混合物中分离的油层还会含有一定的水分，需要添加无水硫酸钠除水。(3)据题意可知，该对照实验是检测桉叶油的抑菌活性，自变量是是否有桉叶油，故对照组也应接种细菌。由表中数据可知，接种大肠杆菌的抑菌圈最大为9.67，故桉叶油对大肠杆菌的抑菌效果最强。‎ 答案 (1)新鲜　桉叶油易挥发，新鲜桉树叶中桉叶油含量高 ‎(2)化学性质稳定、易挥发、难溶于水　胡萝卜素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出　无水硫酸钠 ‎(3)接种　大肠杆菌 ‎6．(2019·甘肃兰州第二次诊断模拟)姜黄是传统药食两用植物，姜黄根茎中的活性物质，微溶于水，可溶于乙醇、丙酮和氯仿等。用其提取的姜黄素具有抗肿瘤活性，临床应用十分广泛。回答下列问题。‎ ‎(1)根据姜黄素____________________的特点，可采用有机溶剂萃取的方法，萃取剂要注意其________和使用量，以提高萃取效率。‎ ‎(2)姜黄素存在于细胞中，用萃取剂浸泡提取前，先要对姜黄根茎进行________和干燥处理，这样有助于________的破裂，溶剂也容易进入细胞内部直接溶解溶质。萃取液在浓缩之前，还要进行________，除去萃取液中的不溶物。‎ ‎(3)姜黄的主要有效成分为姜黄素、去甲氧基姜黄素和去二甲氧基姜黄素，‎ 用层析法能分离这三种成分。其中位于滤纸最上层的是否一定为含量最多的姜黄素？________，判断理由是_________________________________________。‎ 解析 (1)因为姜黄素具有易溶于有机溶剂的特点，所以可以采用萃取的方法。萃取剂要注意其性质和使用量，以提高萃取效率。(2)萃取前要进行粉碎和干燥，这样可以加速细胞膜的破裂。在浓缩前需要进行过滤除去萃取液中的不溶物。(3)纸层析法分离色素主要是根据各种色素在层析液中的溶解度，溶解度越大扩散速度越快，而和含量没有关系。现在不知道这三种色素的溶解度，所以位于滤纸最上层的不一定就是含量最多的姜黄素。‎ 答案 (1)易溶于有机溶剂　性质 ‎(2)粉碎　细胞膜　过滤 ‎(3)不一定　滤纸上各成分的位置不同是因为它们在层析液中的溶解度不同，溶解度最大的扩散速度最快，才位于最上层，而含量最多不一定溶解度最大，所以不一定在最上层 ‎7．(2019·四川成都4月模拟)紫甘薯红色素色泽鲜艳自然、无毒、无特殊气味，具有抗突变、抗氧化、缓解肝功能障碍、抗肿瘤、抗高血糖等营养、药理和保健功能，是一种理想的天然食用色素资源。如图是提取紫甘薯红色素的实验流程，请分析回答下列问题。‎ 精选紫甘薯→粉碎干燥→萃取→过滤→检测 ‎(1)紫甘薯红色素通常采用萃取法提取，说明紫甘薯红色素具有________的特性，萃取之前需要进行粉碎和干燥处理，说明________和________影响萃取效率。‎ ‎(2)柠檬酸、盐酸、无水乙醇、甲醇都能用于萃取紫甘薯红色素，但是不同溶剂的萃取效率不同，某研究小组用不同溶剂进行萃取，利用分光法测定提取液的吸光值(结果如下表，已知色素提取液的吸光值与色素含量呈正相关)，则由此可判断提取紫甘薯红色素的最理想的溶剂是________，原因是________________________________________。‎ 也有同学认为10%不一定是柠檬酸的最佳提取浓度，若要进一步设计实验，以探究柠檬酸的浓度对紫甘薯红色素提取效率的影响，实验时设计思路应为_________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 溶剂种类 提取液的颜色 吸光值 无水乙醇 紫红色 ‎0.333‎ ‎5%盐酸 红色 ‎0.524‎ ‎10%甲醇 橘色 ‎0.232‎ ‎10%柠檬酸 红色 ‎0.624‎ 纯水 紫红色 ‎0.332‎ 解析 (1)能够利用萃取法提取的植物有效成分通常是易溶于有机溶剂的物质，由于萃取时原料颗粒的大小和含水量会影响萃取效率，因此萃取前需将原料进行粉碎和干燥处理。(2)分析题干中用不同溶剂进行萃取紫甘薯红色素 ‎，利用分光法测定提取液的吸光值的表格可知，提取紫甘薯红色素的几种溶剂中最理想的溶剂是柠檬酸，因为用柠檬酸作溶剂时提取液的吸光值最大，说明提取到的色素最多；也有同学认为10%不一定是柠檬酸的最佳提取浓度，若要进一步设计实验，以探究柠檬酸的浓度对紫甘薯红色素提取效率的影响，实验设计时应以柠檬酸浓度为自变量，在10%两侧设计一系列浓度梯度的柠檬酸溶液，利用同样的提取方法进行提取，比较各组提取液的吸光值，以确定柠檬酸作为提取剂的最佳浓度。‎ 答案 (1)易溶于有机溶剂　原料颗粒的大小　含水量 ‎(2)柠檬酸　用柠檬酸作提取剂时提取液的吸光值最大，说明提取到的色素最多　设计在10%左右一系列浓度梯度的柠檬酸溶液，利用同样的提取方法进行提取，比较各组提取液的吸光值 ‎8．下图是某同学设计的茉莉油的提取实验，图甲是实验流程，图乙是茉莉油提取的实验装置。请回答：‎ ‎(1)该同学提取茉莉油的方法是________。采摘原料应在茉莉油含量较高的________(填“花开的盛期”或“花开的晚期”)采收。‎ ‎(2)图甲中B过程表示________，通常应向油水混合物中加入________促进B过程的进行。要完成图甲C过程需要向提取液中加入________，因为通过B过程获得的提取物可能含有________。‎ ‎(3)蒸馏完毕，应先________，然后停止________，最后拆卸蒸馏装置，拆卸顺序与安装顺序相反。‎ ‎(4)茉莉油等芳香油挥发性强，________溶于水，________溶于有机溶剂(选择“不”“易”填写)。‎ ‎(5)橘皮精油主要储藏在橘皮部分，提取一般不采用图乙所示的方法，原因是_________________________________________。‎ 为了防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率，需要将柑橘皮干燥去水，然后用一种化学物质浸泡，使橘皮变得粗糙，细胞变得疏松，该化学物质是________。‎ 解析 (1)茉莉油与玫瑰油性质相似，该同学采用的是水蒸气蒸馏法，采摘原料应在茉莉油含量较高的花开的盛期采收。(2)图甲中B过程表示分离油层，通常应向油水混合物中加入NaCl，增加盐的浓度促进油水分层，要完成图甲C过程需要向提取液加入无水Na2SO4，因为通过B过程获得的提取物可能含有一定的水分。(3)蒸馏完毕，应先撤出酒精灯，然后停止供水，最后拆卸蒸馏装置，拆卸顺序与安装相反。(4)茉莉油等芳香油挥发性强，不溶于水，易溶于有机溶剂。(5)橘皮精油主要储存在橘皮部分，提取一般不采用蒸馏法，原因是橘皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏时会发生部分水解，为了防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率，需要将橘皮干燥去水，然后用石灰水浸泡，使橘皮变得粗糙，细胞变得疏松。‎ 答案 (1)水蒸气蒸馏法　花开的盛期 ‎(2)分离油层　NaCl　无水Na2SO4　一定的水分 ‎(3)撤出酒精灯　供水 ‎(4)不　易 ‎(5)橘皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏时会发生部分水解　石灰水