【生物】2020届一轮复习人教版第十一单元第4讲生物技术在其他方面的应用作业

【生物】2020届一轮复习人教版第十一单元第4讲生物技术在其他方面的应用作业

课时跟踪练(四十二)‎ ‎1．(14分)为提高玫瑰精油出油率，研究者对传统的玫瑰精油提取方法进行改进，具体流程如下：鲜玫瑰花＋清水＋NaCl→水蒸气蒸馏→提取液→石油醚→萃取→浓缩→玫瑰精油，并研究了影响出油率的相关因素，实验结果如下图。回答下列问题：‎ ‎(1)研究者在提取玫瑰精油时采用了________法和________法结合的工艺，其中利用石油醚对提取液进行处理依据了玫瑰精油________________________的特性。‎ ‎(2)玫瑰花应在花开的盛期采收，是因为___________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(3)该实验中清水与玫瑰花的质量比一般控制在___________。为提高出油率，还应将蒸馏时间和NaCl浓度分别控制在________________________和________________________。‎ ‎(4)若将提取液放置一段时间后，再进行萃取，玫瑰精油含量会下降，可能的原因是________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)由题干实验流程可知研究者在提取玫瑰精油时采用了水蒸气蒸馏法和萃取法结合的工艺。玫瑰精油萃取时使用石油醚，说明玫瑰精油易溶于有机溶剂。(2)用于提取玫瑰精油的玫瑰花要在花开的盛花期采收，因为此阶段花朵含油量最高。(3)该实验中清水与玫瑰花的质量比一般控制在4∶1，既能保证提取效率又能节省实验时间。读图可知，蒸馏时间在4 h时，NaCl浓度为5.0%‎ 时，精油的提取效果好，即出油率较高。(4)玫瑰精油挥发性强，若提取液放置一段时间，则放置过程中，一部分玫瑰精油会挥发。‎ 答案：水蒸气蒸馏　萃取　易溶于有机溶剂　(2)此阶段花朵含油量最高　(3)4∶1　4 h　5.0%　(4)放置过程中，一部分玫瑰精油挥发 ‎2．(14分)(2019·聊城模拟)提取植物有效成分时，不同的有机物具有不同的理化特性，所采取的提取方法也不同。分析下面关于提取植物有效成分的实验，回答相关问题：‎ ‎(1)薰衣草精油是由薰衣草提炼而成。可以清热解毒，清洁皮肤。下面是某同学设计的提取薰衣草精油的实验流程：‎ 薰衣草＋水―→A―→油水混合物 分离油层除水―→B―→薰衣草精油 图中的A表示________________过程，在此过程中，影响薰衣草精油提取量的主要因素有________________________，B过程的目的是________________________________________________。‎ ‎(2)提取柠檬精油时，常采用________法而不用上述提取薰衣草精油的方法，原因是_________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(3)胡萝卜素化学性质比较稳定，易溶于有机溶剂，可采用萃取法提取，萃取装置要在加热瓶口安装回流冷凝装置，其目的是 ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)分析“提取薰衣草精油的实验流程”图可知：A表示水蒸气蒸馏过程，在此过程中，影响薰衣草精油提取量的主要因素有蒸馏的温度和时间。B过程是过滤，其目的是除去无水硫酸钠。(2)‎ 由于柠檬精油的有效成分在水中蒸馏过程中会发生部分水解，同时水中蒸馏会导致原料焦煳问题，因此一般采用压榨法提取柠檬精油。(3)因萃取剂为有机溶剂，易燃、易挥发，所以萃取过程中宜采用水浴方式加热；为了防止加热时有机溶剂挥发，萃取装置要在加热瓶口安装回流冷凝装置。‎ 答案：(1)水蒸气蒸馏　蒸馏的温度和时间　除去无水硫酸钠　(2)压榨　水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题　(3)防止加热时有机溶剂挥发 ‎3．(14分)水果酵素饮料中含较多的天然成分。回答下列问题：‎ ‎(1)水果酵素液是一种新型的活菌饮料，由酵母菌、醋酸菌等微生物利用水果中的蔗糖等营养物质共同发酵产生。在接种活菌前，将水果果汁煮沸的目的是________________________，在发酵的过程中，发现先出现酒味后出现醋味，从物质代谢的角度分析，原因是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(2)调制水果酵素饮料所用的胡萝卜素，通常采用________法萃取，理由是_________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(3)调制水果酵素饮料所用的茉莉芳香油的提取流程如下：茉莉花＋水→过程A→油水混合物→油层分离与粗提取→过程B→过滤→茉莉油。过程A的方法是________，过程B的目的是________。‎ 解析：(1)接种活菌前，将水果果汁煮沸可消灭杂菌；在发酵的过程中，酵母菌先进行发酵生成乙醇，然后醋酸菌将乙醇变为醋酸，所以先出现酒味后出现醋味。(2)胡萝卜素易溶于有机溶剂，通常采用萃取法提取。(3)芳香油难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏，所以常用过程A水蒸气蒸馏法提取，过程B 加入硫酸钠，利用硫酸钠容易吸水的特性可除去分离后油层中的水分。‎ 答案：(1)去除杂菌(或消毒)　酵母菌先进行发酵生成乙醇，然后醋酸菌将乙醇变为醋酸　(2)萃取　胡萝卜素易溶于有机溶剂　(3)水蒸气蒸馏　除水 ‎4．(14分)薄荷油是世界三大香料之一，号称“亚洲之香”，广泛应用于医药、化工、食品等领域。薄荷油中主要有效成分为薄荷醇。如何提高薄荷油出油率和薄荷醇获得率是薄荷油提取工艺研究的主要内容之一。某科研小组运用2种不同方法提取薄荷油，并用气相色谱测定薄荷醇含量，具体数据如下表。‎ 方法编号 方法名称 薄荷油出油率/%‎ 薄荷醇含量/%‎ ‎1‎ 水蒸气蒸馏法 ‎1.15‎ ‎78.31‎ ‎2‎ 萃取法 ‎1.27‎ ‎80.15‎ ‎(1)科研小组研究实验中的因变量是______________________。‎ ‎(2)水蒸气蒸馏法提取薄荷油，是利用薄荷油具有________________性质，通过水蒸气把薄荷油携带处理，冷却后在油水混合物加NaCl的作用是________________________。获取的薄荷油还需要加__________进一步除水。‎ ‎(3)萃取法提取薄荷油操作：称取薄荷粉末20 g，用600 mL石油醚分3次在室温浸泡，每次用200 mL溶剂，浸泡时间为3 h/次，合并提取液，将滤液蒸去石油醚。萃取法提取是利用薄荷油具有________性质，用室温浸泡而不用加热浸泡的原因是_____________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)‎ 萃取法提取薄荷油的出油率和薄荷醇含量都比水蒸气蒸馏法高。在薄荷油的实际生产中，国内通常采用水蒸气蒸馏法进行生产，主要的原因可能是__________________________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)分析表格数据可知本实验的因变量是薄荷油出油率和薄荷醇含量。(2)植物有效成分的提取方法主要由提取物的性质和材料特点而定，由于薄荷油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定等性质，蒸馏时可以被水蒸气携带出来，所以常用水蒸气蒸馏法提取。用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是促进油水混合物分层，使油水分离。分离出的油层中含有少量水分，可以加入无水硫酸钠吸去水分。(3)薄荷油易溶于石油醚、酒精等有机溶剂，因此可用萃取法提取薄荷油。薄荷油及石油醚易挥发，若采用加热浸泡，薄荷油及石油醚大量挥发，导致提取薄荷油的量减少。(4)在薄荷油的现实生产中，通常采用水蒸气蒸馏法进行生产，因为萃取法使用了有机溶剂，容易造成溶剂残留。另外水蒸气蒸馏法提取相对操作简单、成本低，因此在生产中应用较广。‎ 答案：(1)薄荷油出油率和薄荷醇含量　(2)易挥发、难溶于水、化学性质稳定等　促进油水混合物分层，使油水分离　无水硫酸钠　(3)易挥发　采用加热浸泡，薄荷油及石油醚大量挥发，最终导致薄荷油的出油率和薄荷醇的含量降低　(4)萃取法使用了有机溶剂，容易造成溶剂残留。水蒸气蒸馏法提取相对操作简单、成本低，因此在生产中应用较广。‎ ‎5．(14分)漆树种子中的油脂(不溶于水，易溶于脂溶性溶剂)可开发为食用油或转化为生物柴油。目前常用溶剂法萃取漆树种子油脂，其过程为：漆树种子→粉碎→加溶剂→水浴加热→溶剂不断回流提取→蒸发溶剂→收集油脂。回答下列问题：‎ ‎(1)在提取油脂时，最好应选用的一种原料是________(填“‎ 自然晾干”或“新鲜”)的漆树种子，不宜选用另一种的原因是 ‎___________________________________________________。‎ ‎(2)粉碎漆树种子的目的是______________________________。‎ 采用水浴加热的原因是__________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(3)利用不同溶剂进行萃取时，对油脂的萃取得率和某些重要理化性质的影响不同，实验结果如下表。‎ 溶剂 萃取得率 酸值 过氧化值 丙酮 ‎23.72%‎ ‎8.26‎ ‎9.82‎ 石油醚 ‎26.35%‎ ‎7.96‎ ‎5.73‎ 乙醚 ‎25.30%‎ ‎8.12‎ ‎5.83‎ 注：萃取得率(%)＝×100%；酸值高，说明油脂品质差；过氧化物是油脂变质过程中的中间产物，其含量常用过氧化值来表示。‎ 实验结果表明，________作为萃取溶剂较为合理，理由是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)萃取过程中，影响萃取的因素除漆树种子和溶剂外，还有______(写出两点即可)。萃取液的浓缩可直接使用________装置。‎ 解析：(1)对漆树种子进行提取油脂时，一般选取自然晾干的漆树种子，因为新鲜的漆树种子中含水量较高，提取的油脂被水稀释，影响了油脂的品种和提取效果。(2)为便于材料和溶剂充分接触，提高萃取产量，应将漆树种子粉碎处理。因为有机溶剂遇明火易燃烧，爆炸，因此提取过程中采用水浴加热。(3)‎ 根据表格数据可知，与其他有机溶剂相比，用石油醚作为萃取剂时，萃取得率最高，可得到较多的油脂，酸值和过氧化值最小，说明油脂品种较高，因此，石油醚作为萃取剂较为合理。(4)影响萃取的因素很多，除漆树种子和溶剂外，还有萃取的时间、萃取温度等。萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。‎ 答案：(1)自然晾干　新鲜的种子含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被水稀释，进而降低对油脂的提取效果 ‎(2)便于原料和溶剂充分接触，提高萃取效率　有机溶剂遇明火易燃烧，爆炸　(3)石油醚　萃取得率较高，可得到较多的油脂，酸值和过氧化值最小，说明油脂品质较高 ‎(4)萃取温度、萃取时间等　蒸馏 ‎6．(15分)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：‎ 材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 ℃，另一组置于－20 ℃条件下，保存24 h。‎ DNA粗提取：‎ 第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。‎ 第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。‎ 第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol·L－1的NaCl溶液溶解上述絮状物。‎ DNA检测：在上述试管中各加入4 mL 二苯胺试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：‎ 材料保存温度 花菜 辣椒 蒜黄 ‎20 ℃‎ ‎＋＋‎ ‎＋‎ ‎＋＋＋‎ ‎－20 ℃‎ ‎＋＋＋‎ ‎＋＋‎ ‎＋＋＋＋‎ 注：“＋”越多表示蓝色越深。‎ 分析上述实验过程，回答下列问题：‎ ‎(1)该探究性实验课题名称是____________________________。‎ ‎(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少________。‎ ‎(3)根据实验结果，得出结论并分析。‎ ‎①结论1：与20 ℃相比，相同实验材料在－20 ℃条件下保存，DNA的提取量较多。‎ 结论2：___________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎②针对结论1，请提出合理的解释：________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：从题目实验步骤看出，该实验的课题是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响，在第二步中，为了防止DNA断裂，要缓缓地搅拌；从表中结果看出，由于低温抑制了相关酶的活性，DNA降解慢，使得相同材料在低温保存下的DNA提取量大；在相同条件下，蒜黄蓝色最深，说明相同条件下从蒜黄中提取的DNA量最大。‎ 答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响　‎ ‎(2)DNA断裂　(3)①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多　②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢 ‎7．(15分)凝胶色谱技术是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果，目前已经被生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛应用，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。据图回答问题：‎ ‎(1)a、b均为蛋白质分子，其中先从色谱柱中洗脱出来的是________，原因是__________________________________________。‎ ‎(2)自己制作凝胶色谱柱时，在色谱柱底部d位置相当于多孔板的结构可由________替代。‎ ‎(3)装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，原因是 ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)若选用SephadexG—100，则“G”表示____________，100表示_______________________________________________________。‎ ‎(5)洗脱用的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体________(填“相同”或“不同”)，洗脱时，对洗脱液的流速要求是__________。‎ 解析：(1)‎ 用凝胶色谱法分离各种大分子物质时，大分子物质先洗脱出来，然后是小分子物质。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布于颗粒之间，所以向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入另一凝胶颗粒，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从而落后于大分子物质洗脱出来。(3)在色谱柱中填凝胶的时候要尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。在装填凝胶柱时，不得有气泡存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果；一旦发生上述情况，凝胶色谱柱需要重新装填。‎ 答案：(1)a　a相对分子质量大，无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快 ‎(2)尼龙网和尼龙纱　(3)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果　(4)凝胶的交联程度、膨胀程度及分离范围　凝胶吸水值，即每克凝胶膨胀时吸水100 g ‎(5)相同　保持稳定