1、课时分层作业 三十九 生物技术在其他方面的应用(30分钟100分)1.(10分)(2018太原模拟)如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验中的有关操作示意图，据图回答下列问题：(1)正确的操作顺序是_。(2)图中C、E步骤都加入蒸馏水，但其目的不同，分别是_和_。(3)图中A步骤中所用酒精必须经过_才能使用，该步骤的目的是_。(4)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可滴加_试剂，沸水浴，如果出现_，则该丝状物的主要成分为DNA。【解析】(1)DNA的粗提取步骤：向鸡血细胞液中加入蒸馏水，使细胞破裂；用单层纱布过滤，收集滤液；在滤液中加入NaCl，使NaCl溶液物质的量浓度为2 mol/L
2、，过滤除去不溶的杂质；向滤液中加入蒸馏水，使NaCl溶液物质的量浓度降至0.14 mol/L，析出DNA；用玻璃棒搅拌，DNA就缠绕在玻璃棒上；将DNA溶解到浓NaCl溶液中过滤，加入与滤液等体积的冷酒精溶液，析出DNA。故正确顺序是CBEDA。(2)两次加入蒸馏水的作用：第一次是使鸡血细胞吸水涨破，DNA从细胞中释放出来进入滤液；第二次是使溶解于物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中的DNA析出，与杂质分离。(3)提取含杂质较少的DNA时，所用酒精溶液必须经过充分冷却才能使用，否则DNA的溶解度会增大。(4)DNA可在沸水浴条件下与二苯胺试剂作用变成蓝色。答案：(1)CBEDA(2)加
3、速鸡血细胞的破裂降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出(3)充分冷却提取含杂质少的DNA(4)二苯胺蓝色2.(10分)(2018福州模拟)在“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，对DNA进行鉴定时，做如下操作：试管序号AB1加2 mol/L的NaCl溶液5 mL加2 mol/L的NaCl溶液5 mL2不加加入提取的DNA丝状物并搅拌3加4 mL二苯胺，混匀加4 mL二苯胺，混匀4沸水浴5 min沸水浴5 min实验现象实验结论(1)根据上图，完成表格空白处的实验内容。(2)对于B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何？_。(3)在沸水浴中加热的目的是_，同时说明DNA对高温有较强的_。(4)A试管
4、在实验中的作用是_。(5)B试管中溶液颜色的变化程度主要与_有关。【解析】本题主要考查DNA分子的鉴定。A、B两试管形成对照，B试管中含DNA丝状物，A试管中不含，起对照作用，其他条件均完全相同。本实验强调反应条件是沸水浴加热5 min，加快颜色反应的速度，观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。答案：(1)溶液不变蓝色溶液变蓝色DNA在沸水浴的条件下遇二苯胺会变成蓝色(2)溶液颜色基本不变(不呈蓝色)(3)加快颜色反应速度耐受性(4)对照(5)DNA(丝状物)的多少3.(10分)如图是利用鸡血粗提取DNA的基本操作，据图分析回答：(1)若乙为鸡血细胞液，则甲为_，该操作的实验目的是_。(2)若
5、乙为含DNA的浓NaCl溶液，则甲为_，该操作的实验目的是去除_(填“不溶”或“可溶”)性杂质。(3)若该操作玻璃棒上能卷起白色丝状物，则甲为_。【解析】(1)向鸡血细胞液中加蒸馏水，其目的是使鸡血细胞吸水涨破释放出DNA。(2)向含DNA的浓NaCl溶液中加入蒸馏水，DNA溶解度降低会析出，从而去除可溶性杂质。(3)DNA和杂质分子在95%的冷酒精溶液中溶解度存在差异，DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精溶液，故可去除溶于酒精溶液的杂质，向烧杯内溶解有DNA的NaCl溶液中加入95%的冷酒精溶液，可用玻璃棒卷起白色丝状物(DNA)。答案：(1)蒸馏水使鸡血细胞吸水涨破释放出DN
6、A(2)蒸馏水可溶(3)95%的冷酒精溶液4.(10分)(2018合肥模拟)许多植物含有天然芳香油，如柠檬精油、玫瑰精油、薄荷油等。下列是与芳香油提取相关的问题，请回答：(1)柠檬精油是一种广谱性的杀虫剂，提取柠檬精油常见的原料是柠檬花与柠檬果皮，柠檬精油的提取适宜采用压榨法，此方法的步骤如图。加入A物质的目的是_，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率。C过程的目的是_。(2)玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料，适合采用_法提取。提取时玫瑰花瓣与清水的质量比一般为_，将玫瑰花瓣和清水蒸馏后收集得到的产物是_。(3)薄荷油是挥发性物质，从薄荷叶中提取薄荷油时_(填“能”或
7、“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是_。【解析】(1)A物质是石灰水，压榨法提取柠檬精油时需要先将柠檬果皮用石灰水浸泡，目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率。C过程是用普通布袋过滤糊状压出液，是为了除去固体物和残渣。(2)玫瑰精油的提取方法主要是水蒸气蒸馏法，提取玫瑰精油时，玫瑰花瓣和清水的质量比是14，将玫瑰花瓣与清水经水蒸气蒸馏后收集得到的是油水混合物。(3)薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似，能随水蒸气一同蒸馏，故提取薄荷油时也能采用水蒸气蒸馏法。答案：(1)破坏细胞结构除去固体物和残渣(2)水蒸气蒸馏14油水混合物(3)能薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似
8、5.(10分)如图为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，请根据图回答下列问题。(1)图中b的名称是_，a的作用是_。(2)e为_，对于e，实验时应注意_。(3)f为_，常用的是_。(4)如果层析液没及e会导致_。【解析】(1)图中b为色谱容器；a为玻璃盖，其作用是防止层析液挥发。(2)e为样品原点，点样时应快速、细致，并保持滤纸干燥。(3)f为有机溶剂，作为层析液，常用的是石油醚。(4)如果层析液没及样品原点，会导致胡萝卜素溶解在层析液中，使鉴定失败。答案：(1)色谱容器防止层析液挥发(2)样品原点点样时应快速、细致，并保持滤纸干燥(3)有机溶剂石油醚(4)胡萝卜素溶解在层析液中，使鉴定失败【延伸探究
9、】(1)图中c表示什么？对c有哪些要求？提示：图中c表示滤纸，应选择干燥的定性滤纸。(2)该实验与绿叶中色素的分离有何差异？提示：目的不同：本实验是鉴定色素，需设置对照，绿叶中色素的分离实验目的是分离色素，不需要设置对照。点样方法不同：本实验点样品原点，绿叶中色素的分离实验是画滤液细线。滤纸不同，本实验用滤纸片，绿叶中色素的分离实验用滤纸条。6.(10分)(2018石家庄模拟)利用柑橘皮提取橘皮精油是提高柑橘经济价值的重要途径。请分析回答提取过程的有关问题： (1)提取橘皮精油，常采用_法而不用蒸馏法，原因是_。(2)提取橘皮精油时，为了提高出油率，首先将橘皮_，并用石灰水浸泡，石灰水的作用是
10、_。(3)参照手动压榨原理示意图，设计压榨方案时要考虑容器_。为了使橘皮油易于与水分离，常加入_，并调节pH至_。(4)得到压榨液后，用普通布袋过滤除去固体物和残渣，然后_进一步除去质量较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将_分离出来。此时，橘皮油中含有少量的水和果蜡，需在510 下静置57天，用吸管吸出上层澄清橘皮油，其余部分过滤，_合并，成为最终的橘皮精油。【解析】(1)橘皮精油主要存在于橘皮中，由于橘皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏过程中会发生部分水解，同时水中蒸馏会导致原料焦糊的问题，因此一般采用压榨法提取橘皮精油。(2)提取橘皮精油时，为了提高出油率，首先将橘皮去水干燥，然后用石灰水浸泡
11、，石灰水的作用是破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。(3)设计压榨方案时要考虑容器能够承受的压力范围，压榨过程中常加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并将pH调至78，作用是促进橘皮油和水分离。(4)得到压榨液后，用普通布袋过滤除去固体物和残渣，对滤液进行离心进一步除去质量较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮油分离出来，然后在510 下静置57天，使果蜡等杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮油，其余部分过滤，滤液与吸出的上层橘油合并，成为最终的橘皮精油。答案：(1)压榨橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，水中蒸馏会导致原料焦
12、糊等(2)干燥去水破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率(3)能够承受的压力范围相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO478(4)离心上层的橘皮油滤液与吸出的上层橘油7.(10分)(2018武汉模拟)植物有效成分的性质不同，提取方法也不同。分析回答下列问题：(1)薰衣草精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性较强，要提取薰衣草精油可以用蒸馏法和_法。若用蒸馏法，在得到油水混合物后需加入一定量的_促进其分层。用分液漏斗分离得到油层后还要加入_以除去水分。(2)在提取胡萝卜素的实验流程“胡萝卜粉碎A萃取过滤浓缩胡萝卜素”中，A过程叫_。萃取效率主要取决
13、于_，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响。【解析】(1)由于薰衣草精油化学性质稳定，易挥发，易溶于有机溶剂，因此可以用萃取法进行提取。用蒸馏法提取薰衣草精油获得油水混合物后，应加入NaCl促进油水分层进而分离出油层；分离出的油层中含有少量的水，可以加入无水Na2SO4除去水分。(2)在萃取胡萝卜素时，应首先对胡萝卜进行粉碎和干燥。萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。答案：(1)萃取NaCl无水Na2SO4(2)干燥萃取剂的性质和使用量1.(10分)(2018大连模拟)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：称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g
14、。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，结果如表所示：材料保存温度菜花辣椒蒜黄20 +-20 +(注：“+
15、”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。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：_。针对结论1，请提出合理的解释：_。(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：_。然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。【解析】(1)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
16、的影响。(2)在第二步中，为了防止DNA断裂，要“缓缓地”搅拌。(3)从题表中结果看出，相同材料在低温保存下的DNA提取量大，这是由于低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢；在相同条件下，蒜黄组蓝色最深，说明相同条件下从蒜黄中提取的DNA量最大。(4)由于氯仿密度比水大，可使蛋白质变性沉淀，而与水、DNA不相溶，故可将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液。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)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与
17、等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液2.(10分)(2018南昌模拟)如图是从玫瑰花中提取玫瑰油的操作步骤。请据图回答下列问题：(1)图中的A表示_，B表示_。(2)玫瑰精油能用水蒸气蒸馏法提取的原因是玫瑰精油具有_的性质。(3)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_。【解析】(1)玫瑰精油的提取过程中，鲜玫瑰花加入清水后可进行水蒸气蒸馏，得到油水混合物后，加入NaCl分出油层，再加入无水Na2SO4去水即可。(2)玫瑰精油易挥发、难溶于水、化学性质稳定，适合用水蒸气蒸馏法提取。(3)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
18、要因素有蒸馏时间和蒸馏温度。答案：(1)NaCl无水Na2SO4(2)易挥发、难溶于水、化学性质稳定(3)蒸馏温度3.(10分)如图1是在发酵罐内利用三孢布拉氏霉发酵生产-胡萝卜素过程中，菌体生物量及-胡萝卜素产量随时间变化曲线图。图2是样品层析结果及与-胡萝卜素标准样品的比对。分析回答下列问题：(1)发酵罐内三孢布拉氏霉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，菌体的生物量达到最大值后下降，其原因是_。为保证连续生产，应采取的措施是_。(3)-胡萝卜素常用的提取方法为_法，实验
19、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-胡萝卜素标准样品层析后进行比对，结果如图2。从图中分析可知，色带_为-胡萝卜素，其余两色带中的物质在层析液中的溶解度比胡萝卜素_。【解析】(1)液体培养基有利于微生物发酵，且易进行自动化管理，因此发酵罐内三孢布拉氏霉培养基按物理形态分应为液体培养基，玉米粉和豆饼的主要成分分别是淀粉和蛋白质，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，菌体的生物量达到最大值后下降，其原因是营养物质缺乏，有害代谢产物积累。为保证连续生产，应连续加入新的培养液，同时排出代谢产物。(3)-胡萝卜素常用的提取方法为萃取法，石油醚为水不溶性有机溶剂，萃取效果好于丙酮和酒精。(4)从图中分析可知，色带为-胡萝卜素，其余两色带中的物质在滤纸上的扩散速度比-胡萝卜素慢，因此在层析液中的溶解度比胡萝卜素小。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)萃取石油醚为水不溶性有机溶剂(4)小- 9 -
