2020高三生物一轮复习：专题24　生物技术在食品加工及其他方面的应用

2020高三生物一轮复习：专题24　生物技术在食品加工及其他方面的应用

专题24　生物技术在食品加工及其他方面的应用 考点1　特定成分的提取与分离(DNA、蛋白质、植物有效成分)‎ ‎　1.(2012·江苏卷)下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是( C )‎ A．洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度 B．将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝 C．常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取 D．用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少 解析：本题考查“DNA粗提取与鉴定实验”中洗涤剂的作用及二苯胺鉴定DNA等知识。在选用植物材料进行实验时，常常用洗涤剂溶解植物细胞的细胞膜，但洗涤剂不能改变DNA在NaCl溶液中的溶解度，故A项错误。在进行DNA鉴定时，应先将DNA丝状物加入2 mol/L的NaCl溶液中溶解，再向试管中加入二苯胺试剂，而不是直接加入二苯胺试剂中，故B项错误。菜花制作的匀浆中含有多种酶，与DNA有关的酶能影响到DNA的粗提取，C项正确。在实验过程中用玻棒缓慢搅拌滤液的目的是避免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀，并不会导致DNA含量的减少，D项错误。‎ ‎　2.下列有关现代生物技术操作注意事项或应用的叙述中，不正确的是( B )‎ A．在进行果酒发酵过程中要定期“放气”，并注意防止外界细菌进入发酵瓶 B．果醋制作时需要经过先通气发酵后密封发酵两个主要阶段 C．用加酶洗衣粉洗涤污渍时，浸泡时间不足会造成洗涤效果差 D．电泳法可以用于蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的分离 解析：醋酸菌为需氧型微生物，因此果醋制作一直需要通入空气。‎ ‎　3.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．蒸馏法的实验原理是利用水把芳香油溶解下来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油 B．压榨法的实验原理是通过机械加压，压榨出植物中的芳香油 C．萃取法的实验原理是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉有机溶剂后就可获得芳香油 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：蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油；压榨法通过机械加压，压榨出植物组织中的芳香油，适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的芳香油的提取；萃取法使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉溶剂后就可获得芳香油，它的适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中。‎ ‎　4.(2013·广东中山模拟)下列橘皮精油提取操作中，应该注意的问题是( C )‎ ‎①橘皮在石灰水中浸泡时间为10小时以上 ‎②橘皮要浸透，压榨时才不会滑脱 ‎③压榨液的黏稠度要高，从而提高出油率 ‎④压榨时加入0.25%的小苏打和5%的硫酸钠 A．①②③ B．②③④‎ C．①②④ D．①③④‎ 解析：橘皮在石灰水中充分浸泡，使橘皮浸透而不会滑脱，并且压榨液的黏稠度不会太高，过滤时不会堵塞筛眼。为了使橘皮精油与水分离，压榨时需要加入小苏打和硫酸钠。‎ ‎　5.Ⅰ.下面图一为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，图二为胡萝卜素的纸层析结果示意图，请据图回答下列问题。‎ 　　 ‎(1)图一中b的名称是色谱容器，a的作用是　防止层析液挥发　，e为　样品原点　，对于e实验时应注意　点样应该快速细致并保持滤纸干燥　，f为　溶液　，常用　石油醚　，如果层析液没及e会导致　胡萝卜素溶解在层析液中，导致鉴定失败　。‎ ‎(2)图二中A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是　A和D　，属于提取样品的样点是　B和C　。基线一般距底边　2　cm；在图中的层析谱中，①代表的物质是　胡萝卜素　，②代表的物质是　其他色素和杂质　。‎ 6‎ Ⅱ.为了探讨提取溶剂系统对类胡萝卜素提取的影响，科研人员分别用六种不同的溶剂系统按相同的提取步骤进行提取，比较类胡萝卜素的含量，以寻找不同植物品种的最佳提取溶剂，请据图表作答：‎ 序号 六种不同的提取溶剂 ‎1‎ 氯仿∶甲醇＝2∶1‎ ‎2‎ 己烷∶二氧六环＝84∶16[来源:学_科_网Z_X_X_K]‎ ‎3‎ 己烷∶丙酮＝2∶3‎ ‎4‎ 石油醛∶丙酮＝1∶1‎ ‎5‎ 二硫化碳∶丙酮＝1∶1‎ ‎6‎ 乙酸乙酯∶丙酮＝1∶1‎ ‎(1)表中所用的提取溶剂，均为有机溶剂，原因是　有机溶剂能充分溶解类胡萝卜素　。‎ ‎(2)在本实验中，提取步骤必需相同，理由：　确保单一变量　。[来源:Z&xx&k.Com]‎ ‎(3)请依据图1，写出它的实验课题：　探究六种溶剂系统对枸杞中类胡萝卜素提取的影响　，其实验自变量为　六种溶剂　，因变量为　类胡萝卜素量　。‎ ‎(4)从图1和图2及两者比较中，你能得出哪两个结论？　结论一：六种溶剂对同一品种的类胡萝卜素的提取量影响不同；结论二：不同品种的最佳提取的溶剂种类不同　。‎ 解析：Ⅰ.本题考查胡萝卜素粗品鉴定和层析结果分析。应从纸层析法原理与胡萝卜素、层析液的理化性质入手解答该题。对胡萝卜素提取粗品进行鉴定采用的是纸层析法，其原理即色素在滤纸上的运动速度不同，从而使各成分分开。因层析液易挥发，故应在色谱器上方用玻璃盖严。在进行点样时，应注意点样要快速细致，并保持滤纸干燥。层析液深度为不超过滤纸基线，否则点样处的有机成分会溶于层析液中。‎ Ⅱ.本题以探讨提取溶剂系统对类胡萝卜素提取影响的实验结果为载体，考查学生的实验分析能力。解题时，应从胡萝卜素的提取原理和图形数据特征入手解答该题。根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，采取有机溶剂萃取的方法；为了确保单一变量，提取步骤必需相同；此实验为探究实验，实验课题由自变量＋实验对象＋因变量组成；图1、图2单独分析可知，枸杞的最佳提取剂为试剂2，即己烷∶二氧六环＝84∶16，试剂3提取效果最差；番茄的最佳提取剂为试剂1和3，试剂2提取效果最差；图1图2内部分析，是影响效果的不同；图1图2比较，是品种的不同。‎ ‎　6.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　(是、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，一定时间后提取量不再增加　。[来源:学#科#网]‎ ‎(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(或防止挥发)　。‎ ‎(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 ‎(6)从薄荷叶中提取薄荷油时　能　(能、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：植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。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。玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，所以使用水蒸气蒸馏法提取。‎ 考点2　传统发酵技术 ‎　1.(2013·南京调研)果酒和果醋制作过程中，发酵条件的控制至关重要，相关措施正确的是( D )[来源:学科网ZXXK]‎ A．葡萄汁要装满发酵瓶，造成无氧环境，有利于发酵 B．在葡萄酒发酵过程中，每隔12 h左右打开瓶盖一次，放出CO2‎ C．果酒发酵过程中温度控制在30 ℃，果醋发酵过程中温度控制在20 ℃‎ D．在果醋发酵过程中，要适时通过充气口充气，有利于醋酸菌的代谢 解析：酵母菌发酵会产生二氧化碳，葡萄汁装入发酵瓶，要留有1/3的空间。在葡萄酒发酵过程中，每隔12 h左右拧松瓶盖一次，放出CO2，打开瓶盖会进入氧气，抑制酵母菌发酵。果酒发酵过程中温度控制在18～25 ℃，果醋发酵过程中温度控制在30～35 ℃。醋酸菌是好氧菌，在果醋发酵过程中，要适时通过充气口充气，有利于醋酸菌的代谢。‎ ‎　2.(2013·江苏调研)下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是( D )‎ A．在无氧条件下，醋酸杆菌能够将酒精发酵成醋酸 B．使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌 C．在发酵过程中都需要保持在恒定的温度条件下 D．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA 解析：制作果酒的菌种是酵母菌，制作果醋的菌种是醋酸菌，制作腐乳的菌种是毛霉，三者都有细胞壁、核糖体、DNA和RNA。‎ ‎　3.下列是有关腐乳制作的几个问题，其中正确的是( B )‎ ‎①腐乳的制作主要是利用了微生物发酵的原理，起主要作用的微生物是青霉、曲霉和毛霉　②含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形，且不利于毛霉的生长　③豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝，严格地说是直立菌丝，豆腐中还有匍匐菌丝　④决定腐乳特殊风味的是卤汤　⑤腐乳的营养丰富，是因为大分子物质经过发酵作用分解成小而且易于消化的物质　⑥卤汤中含酒量应该控制在21%左右，酒精含量过高，腐乳成熟的时间会延长；含量过低，不足以抑制微生物的生长 A．①②③④ B．②③④⑤‎ C．③④⑤⑥ D．①④⑤⑥‎ 解析：腐乳制作的主要微生物为毛霉，其代谢类型为异养需氧型；卤汤中的含酒量应控制在12%左右。‎ ‎　4.下列有关泡菜发酵过程的叙述，正确的是( D )‎ A．在制作泡菜的过程中，亚硝酸盐的含量变化情况是逐渐增加 B．在发酵过程中，只有乳酸菌具有发酵作用，香辛料具有增香、除异味的功效 C．在发酵过程中，乳酸菌可分解蛋白质和果胶，例如泡菜变软 D．在发酵过程中，要经常补充水槽中的水，盐水入坛前要煮沸再冷却，以防污染 解析：泡菜制作发酵过程中，随着泡菜发酵中产生的乳酸增加，亚硝酸盐的含量会逐渐下降；发酵过程主要为乳酸菌的作用，发酵中的乳酸菌不分解蛋白质和果胶，保持蔬菜脆嫩而不软化腐败；发酵过程中要经常补充水槽中的水，以保持坛内处于无氧状态。‎ ‎　5.关于测定亚硝酸盐含量的操作，错误的是( D )‎ 6‎ A．质量浓度为4 mg/mL的对氨基苯磺酸溶液呈酸性 B．对氨基苯磺酸溶液和N－1－萘基乙二胺盐酸盐溶液，应避光保存 C．质量浓度为5 μg/mL的亚硝酸钠溶液应保持弱碱性环境 D．制备样品处理液，加入氢氧化铝目的是中和氢氧化钠 解析：对氨基苯磺酸溶液和N－1－萘基乙二胺盐酸盐溶液都呈酸性，能保证其稳定性，且应低温密闭保存；亚硝酸钠标准液配制过程中应加入NH4Cl缓冲液，保持弱碱性环境以免形成亚硝酸挥发；制备样品处理液，加入氢氧化铝的目的是使滤液中色素脱色，使滤液变得无色透明。‎ ‎　6.某同学尝试在适宜的条件下制作果酒和果醋，发酵装置如下图中甲图所示，在消毒后的锥形瓶中装入新鲜的葡萄汁后封闭通气口，进行自然发酵。发酵初期温度控制在18～25 ℃，可见溶液中有大量气泡产生；中期可闻到酒香；后期接种醋酸杆菌，适当升高温度到30～35 ℃，并通气，酒香逐渐变成醋香。分析并回答下列问题：‎ ‎(1)发酵开始时封闭通气口的原因是　酵母菌在无氧的条件下进行酒精发酵(无氧呼吸产生酒精)　。‎ ‎(2)接种醋酸杆菌，适当升高温度到30～35 ℃并通气，可以说明　醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃，且为好氧性细菌　。‎ ‎(3)图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化的曲线是　②　。‎ ‎(4)工业生产中可通过重离子束辐照啤酒酵母获得呼吸缺陷型酵母菌菌种来提高果酒的产量。‎ ‎①经过重离子束辐照后的酵母菌可以接种到TTC(一种显色剂)培养基中快速筛选，在此培养基中呼吸正常的酵母菌菌落呈红色，呼吸缺陷型酵母菌菌落呈白色，选育此菌种的方法称为　诱变育种(人工诱变)　。‎ ‎②呼吸缺陷型酵母菌细胞内的丙酮酸可大量转化为酒精，说明其细胞代谢过程中　有氧呼吸的第二、三阶段　被阻断。因此在啤酒工业生产中具有潜在的经济价值。‎ ‎(5)小麦脱粒以后还有大量的麦秆，主要成分为纤维素，但是酵母菌无法直接利用，原因是　缺乏纤维素酶　。请提出解决该问题的方法：　方法一：在酵母菌中转入纤维素酶基因；方法二：利用酶或微生物分解麦秆；方法三：利用物理和化学方法分解麦秆；方法四：将酵母菌与其他能分解麦秆的微生物混合发酵　。‎ 解析：酵母菌在无氧的条件下进行酒精发酵，因此发酵开始要封闭通气口造成无氧环境，醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃，且为严格的好氧性细菌。在发酵过程中不断产生二氧化碳，最后产生醋酸，pH不断降低，如②曲线。重离子束辐照的酵母菌出现呼吸缺陷型酵母菌是诱变育种。呼吸缺陷型酵母菌细胞内的丙酮酸可大量转化为酒精，说明有氧呼吸第二、三阶段被阻断。酵母菌无法直接利用纤维素是因为细胞内缺乏分解纤维素的酶。‎ 考点3　植物的组织培养技术 ‎　1.下列有关菊花的组织培养的说法正确的是( D )‎ A．需要有三种培养基，其营养成分中的碳源应该是无机碳源 B．要用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，即在100 ℃下保持15分钟 C．在培养过程中要先让愈伤组织生根后再使其生芽 D．用酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能太长 解析：在该过程中，共要配制三种培养基，分别是脱分化培养基、生芽培养基和生根培养基，但这些培养基需要碳源是蔗糖，而不是无机碳；在对培养基进行高压蒸汽灭菌时，要在121 ℃下保持15分钟，以便于杀死所有微生物的细胞、芽孢和孢子等，100 ℃下不能杀死微生物的芽孢；在培养过程中要先让愈伤组织生芽后再使其生根；用酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能太长，否则容易杀死外植体细胞。‎ ‎　2.(2013·西安模拟)植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是( A )‎ 6‎ ‎①体细胞的全能性　②离体的植物器官、组织或细胞　③根、芽　④生长素和细胞分裂素　⑤生长素和乙烯　⑥愈伤组织　⑦再分化　⑧脱分化　⑨植物体 A．①，②⑧⑥⑦③⑨，④ B．①，②⑦⑥⑧③⑨，⑤‎ C．①，⑥②⑨⑧③⑦，⑤ D．①，②⑨⑧⑥⑦③，④‎ 解析：植物组织培养依据的原理是细胞的全能性。培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化成根、芽，最终形成植物体。影响植物细胞脱分化产生愈伤组织的一个重要因素是植物激素的使用。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈地刺激愈伤组织的形成。‎ ‎　3.菊花的组织培养和月季的花药培养都是利用组织培养技术，关于两者的叙述下列说法中正确的选项有( D )‎ 序号 比较项目 菊花的组织培养 月季的花药培养 ‎①‎ 植物激素 不必添加[来源:Zxxk.Com]‎ 需要添加 ‎②‎ 染色体倍 性的鉴定 不需要 需要 ‎③‎ 光照 每日日光灯 照射12小时 最初不需要，幼小 植株形成后需要 ‎④‎ 形成愈伤组织 或胚状体后 不需更换培养基 需要更换培养基 A.①②③ B．②③④‎ C．①②④ D．①②③④‎ 解析：菊花的组织培养用茎段来培养，比较容易，不必添加植物激素；在菊花组织培养中不会发生染色体倍性的变化；需要每天日光灯照射12小时；形成愈伤组织或胚状体后不必更换培养基。月季花药的离体培养需要添加细胞分裂素和生长素等植物激素；在花药培养中，通过愈伤组织形成的植株会出现染色体倍性的变化，所以需要染色体倍性的鉴定；最初不需要光照，幼小植株形成后需要光照；形成愈伤组织或胚状体后需要转移到分化培养基上进一步分化培养。‎ ‎　4.下面是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图，下列相关叙述中正确的是( C )‎ 四倍体兰花叶片愈伤组织胚状体植株 A．②阶段会发生减数分裂过程 B．①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素 C．此过程体现植物细胞具有全能性 D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体 解析：①为脱分化过程，②为再分化过程，③为个体发育。再分化过程进行的是有丝分裂而不是减数分裂；脱分化和再分化过程需要生长素和细胞分裂素；植物组织培养技术体现了植物细胞的全能性；花药离体培养获得植株为单倍体。‎ ‎　5. (2012·江苏卷)某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题：‎ ‎(1)2,4D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需　降低　(填“升高”、“保持”或“降低”)2,4D的浓度。‎ ‎(2)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，只会出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常需在培养基中添加　适量的生长素　，以促进幼苗形成。‎ ‎(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是　③　(填下列序号)。‎ ‎①绿色芽点细胞排列松散 ‎②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离 ‎③胚状体细胞中有叶绿体 ‎④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致 ‎(4)经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，但叶绿素总量不变。某同学用　①④　(填序号：①绿色；②红色；③蓝紫色；④黄色)光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第　4　条色素带(自上而下)会窄于对照组。‎ 6‎ ‎(5)胚乳(3n)由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的　增殖和分化　，还可避免再生苗中有　二倍体幼苗　。‎ 解析：(1)2,4D对形态的发生有一定的抵制作用，所以在配制分化培养基时需降低2,4D的浓度。‎ ‎(2)生长素用量与细胞分裂素用量比值低时，有利于芽的分化，题干中“当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，只会出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽”，所以在培养基中添加适量的生长素，以促进幼苗形成。‎ ‎(3)绿色芽点细胞为分生区细胞，排列紧密；刚融合的杂种细胞没有细胞壁，不可能发生质壁分离；愈伤组织细胞排列疏松无规则；再分化产生胚状体，需要光照刺激，会促进叶绿体的形成，可在光学显微镜下观察到叶绿体。‎ ‎(4)叶绿素a、b主要吸收的是红光和蓝紫光，而对绿光和黄光吸收很少，且叶绿素a、b对红光和蓝紫光的吸收也有差异。在本题中，二者放氧速率差异不大，而突变体中叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，说明该同学用的光不是红色和蓝紫色，而是绿色和黄色 ‎ 6‎