2024届人教版高考生物一轮复习生物技术在其他方面的应用作业（单项版）含答案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习生物技术在其他方面的应用作业（单项版）含答案，共9页。
课时分层作业(三十八)　生物技术在其他方面的应用

1．(2022·四川绵阳模拟)茉莉花精油被称为“精油之王”，具有高雅气味，有舒缓郁闷情绪、振奋精神、提升自信心等作用，其中含有近100种成分。下图甲是茉莉花精油提取的一种方法流程，图乙为其中的蒸馏装置示意图。回答下列问题：

图甲
(1)茉莉花瓣的干燥方法采用阴干，而不采用烘干的原因是________________(写出1点即可)，浸泡时加入纤维素酶的目的是__________________，进而提高出油率。
(2)图乙采用的水蒸气蒸馏的原理是利用水蒸气将挥发性较强的茉莉花精油携带出来，冷凝后形成________。与水中蒸馏相比，水气蒸馏方法的优点是避免____________________。

图乙
(3)为了促进油水分层，可以向其中加入________，分液后为了除去油层中残留的水分，可以加入______________。
(4)在进一步萃取茉莉花精油有效成分时，为了得到纯净、安全的茉莉花精油，萃取剂应该具有的特点是________________(写出2点即可)。
[解析]　(1)由于茉莉花精油在高温条件下易挥发或易分解，因此对茉莉花瓣的干燥方法采用阴干，而不采用烘干，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，使用纤维素酶和果胶酶对茉莉花粉末进行酶解，可以分解细胞壁，以提高出油率。(2)蒸馏法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，冷却后又会重新分出油层和水层的油水混合物，与水中蒸馏相比，水气蒸馏方法可以避免直接加热而导致原料焦糊的问题。(3)为了促进油水分层，分离装置中常加入NaCl增加水层密度，使油水层更易分离。为了吸收油层中的水分，常加入无水Na2SO4，过滤后除去固体物质即可得到茉莉花精油。(4)在萃取茉莉花精油有效成分时，萃取剂应该具有较低的沸点容易蒸发除去、能够充分溶解茉莉花精油、对人体没有毒害作用等特点。
[答案]　(1)茉莉花精油在高温条件下易挥发或易分解　分解细胞壁，使有效成分更容易释放出来　(2)油水混合物　直接加热导致原料焦糊
(3)NaCl　无水Na2SO4　(4)容易蒸发除去、对人体没有毒害作用
2．(2022·四川宜宾模拟)油樟树是提炼天然香料的优良树种，特别是从油樟油中精馏生产的桉叶油素，在国际贸易中被称为“中国桉叶油”，出口世界各国都属免检商品。回答下列问题：

(1)研究发现可以用蒸馏法来提取油樟油，原因是
________________。在蒸馏时许多因素都会影响产品的品质，如果要提高品质，就需要________蒸馏时间。
(2)若使用水蒸气蒸馏法，你认为____________(填“水中蒸馏”“水上蒸馏”或“水气蒸馏”)更简便易行，用这种方法对于有些原料不适用，如柑橘和柠檬，原因是_______________。
(3)不适用蒸馏的原料，也可以考虑使用萃取法。萃取的效率主要取决于____________________，同时还受到原料颗粒大小、紧密程度、萃取的温度和时间等条件的影响。萃取的最佳温度和时间可以通过设置________来摸索。
(4)某科研小组利用樟叶进行了一系列研究，得到了如图所示的结果。该小组研究的课题名称是____________________________。
[解析]　(1)油樟油有较强的挥发性，可以随水蒸气一起被携带出来，所以能用蒸馏法来提取油樟油。在蒸馏时要提高品质，可以延长蒸馏时间。(2)水蒸气蒸馏法中最简便的是水中蒸馏。但是柑橘和柠檬，由于易焦糊和高温导致有效成分容易水解，不适用水中蒸馏，用压榨法更合适。(3)萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验(预实验)来进行摸索。(4)从图中可以看出，自变量为采叶时间，因变量为出油率，所以该小组研究的课题名称是探究采叶时间对油樟出油率的影响。
[答案]　(1)油樟油有较强的挥发性，可以随水蒸气一起被携带出来　延长　(2)水中蒸馏　水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题　(3)萃取剂的性质和使用量　对照实验(预实验)　(4)探究采叶时间对油樟出油率的影响
3．(2022·四川巴中模拟)诺水河—光雾山风景区中的木姜子是野生芳香植物，其果实、花、叶和根等器官均含有一定的精油，精油的主要成分是柠檬烯和柠檬醛。欲用此材料、用下图1装置提取精油，请回答下列问题：

图1　挥发油提取器　　图2　木姜子果实和叶片精油的出油率
(1)图1装置为挥发油提取器，如用此装置提取精油，采用的方法是________________。此方法不适用于胡萝卜素的提取，原因是________________。
(2)提取过程：将适量供油材料捣碎并移入提取器蒸馏瓶中，添加适量的蒸馏水；用电热套持续加热、蒸馏，一直加热到__________________时停止；打开挥发油测定器的活塞，放出下层的水，可加入________加速油水分层。在收集管预先加入少量________，以除去油层中的水分，滤除固体物，即得精油。
(3)图2是某实验小组的实验结果，据此可判断此实验小组的实验课题是________。实验的自变量是____________________。
(4)由图中结果分析可知木姜子的________更适合做芳香油提取材料。
[解析]　(1)图1装置为挥发油提取器，如图有冷凝管、入水口、出水口，如用此装置提取精油，采用的方法是水蒸气蒸馏法。由于胡萝卜素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出，故此方法不适用于胡萝卜素的提取。(2)提取过程：将适量供油材料捣碎并移入提取器蒸馏瓶中，添加适量的蒸馏水；用电热套持续加热、蒸馏，一直加热到油量不再增加时停止；打开挥发油测定器的活塞，放出下层的水，可加入NaCl加速油水分层。在收集管预先加入少量无水硫酸钠，以除去油层中的水分，滤除固体物，即得精油。(3)图2是某实验小组的实验结果，据此可判断此实验的自变量是供油器官种类和是否干燥处理，该实验小组的实验课题是比较木姜子果实及叶片的干品和鲜品精油的出油率。(4)由图中结果分析可知木姜子的果实干品出油率高于鲜品，更适合做芳香油提取材料。
[答案]　(1)水蒸气蒸馏法　胡萝卜素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出　(2)油量不再增加　NaCl　无水硫酸钠　(3)比较木姜子果实及叶片的干品和鲜品精油的出油率　供油器官种类和是否干燥处理　(4)果实干品
4．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)该探究性实验课题的名称是______________________________________
____________________________________________________________________。
(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，从蒜黄中提取的DNA量最多　②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢

5．(2021·河北选择性考试)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题：
(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是_______________，萃取效率主要取决于萃取剂的____________。
萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷________。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是______
____________________________________________________________________。
(2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为________个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至________性，灭菌后需在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末，充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是________。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为________。
(4)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌_________________________________________________
_____________________________________________________________________(简要写出实验步骤和预期结果)。
[解析]　(1)花色苷可溶于有机溶剂，因此可用萃取法提取，由于原料中含有较多水分，因此在萃取前需将原料干燥，将原料粉碎后可使原料与萃取剂的接触更充分，从而提高萃取效率。影响萃取效率的因素很多，其中萃取剂的性质和使用量是影响萃取效率的主要因素，温度也能影响萃取效率，温度过高会导致花色苷分解，萃取时，用纤维素酶和果胶酶处理皮渣，可使细胞壁分解，从而提高花色苷的提取率。(2)根据计算公式×M，(其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积，M代表稀释倍数)，可以算出1 mL样液中所含微生物的数量为(78＋91＋95)÷3÷0.1×104＝8.8×106个，由此可以计算出100 mL样液中微生物的总数量为8.8×108个，由于这是10 g皮渣所含的微生物数量，因此每克皮渣中微生物数量为8.8×107个。(3)醋酸菌生长过程中会产生醋酸，醋酸可分解碳酸钙，使菌落周围形成透明圈，因此配制初筛培养基时pH应调至中性，将来根据菌落周围溶解圈的大小筛选产酸量多的菌株。在缺少糖源的液体培养基中，乙醇可以作为碳源，为醋酸菌提供能量。(4)醋酸菌是需氧生物，在无氧条件下不能存活，而乳酸菌是厌氧生物，在无氧条件下能存活，为了区别筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌，可将平板置于无氧环境下，不能正常生长的菌落为醋酸菌菌落，仍能正常生长的菌落为乳酸菌菌落。
[答案]　(1)脱水、使原料与萃取剂的接触更充分　性质和使用量　分解　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可分解细胞壁，有利于萃取花色苷　(2)8.8×107　(3)中　使醋酸菌菌落周围形成透明圈，以便根据溶解透明圈的大小初步筛选产酸高的醋酸菌　碳源　(4)将初筛培养基上的菌落置于无氧环境下培养，若菌落不能正常生长，则为醋酸菌菌落；若能正常生长，则为乳酸菌菌落
(教师用书独具)
1．(2022·重庆八中高三一模)如图为固定化酵母发酵与游离酵母发酵制作啤酒的对比结果。请回答下列问题：

(1)酒精发酵过程应用固定化细胞技术(固定化酵母)而不是固定化酶技术，原因是___________________。与利用游离酵母菌生产啤酒相比，利用固定化酵母菌的优点有________________。
(2)在制作固定化酵母的过程中，某同学进行了这样的操作：在定量的海藻酸钠中加入定量的蒸馏水，用①大火加热，使其迅速溶解，配制成溶液，然后将活化的酵母细胞②迅速加入刚配制的海藻酸钠溶液中，充分搅拌混合均匀。上述过程下划线①和②处的操作明显错误，请分别更正：________________、____________________。
(3)从图中可以看出，固定化酵母与游离酵母的发酵速率相近，但在发酵前期产生的酒精量多的是________，主要原因是________________________。
[解析]　(1)固定化酶一次只能固定一种酶，而酒精发酵需要一系列酶催化，只有固定化细胞可固定一系列酶，并催化一系列化学反应，因此酒精发酵过程应用固定化细胞技术(固定化酵母)而不是固定化酶技术。与利用游离酵母菌生产啤酒相比，利用固定化酵母菌的优点有可多次使用、便于酶与产物分离、提高产品质量等。(2)在制作固定化酵母的过程中，在定量的海藻酸钠中加入定量的蒸馏水，用小火或间断加热，以防止发生焦糊现象。冷却至常温再加入活化的酵母细胞，可防止高温使酵母菌死亡。(3)从图中可以看出，固定化酵母与游离酵母的发酵速率相近，但游离酵母和营养液的接触更充分，酒精产量更高，且酒精排出更快，因此在发酵前期产生的酒精量多的是游离酵母。
[答案]　(1)酒精发酵需要一系列酶催化，只有固定化细胞可固定一系列酶，并催化一系列化学反应　可多次使用、便于酶与产物分离、提高产品质量等　(2)小火或间断加热　冷却至常温再加入　(3)游离酵母　游离酵母和营养液的接触更充分，酒精产量更高，且酒精排出更快
2．(2022·四川绵阳中学模拟)胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取。下图为某同学利用酵母菌R获得胡萝卜素的部分流程。请回答下列问题：
酵母菌R的筛选→酵母菌R的培养→菌体裂解→离心沉淀→萃取→萃取物→胡萝卜素的鉴定
(1)采用平板划线法接种酵母菌R时，需先灼烧接种环，其目的是________________。培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供________________。
(2)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的________作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是_______________。
(3)为了验证萃取物是否是胡萝卜素，该同学将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、萃取物和色素混合液(含叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素)依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图甲所示)，并进行层析，滤纸条上各色素带的位置为________(填字母)时，说明该萃取物最可能是胡萝卜素。

甲　　　　A　 　　　B　　　C　　D
(4)酵母菌R能分泌A、B两种酶，下图是某课题组关于这两种酶的实验结果：

①图中结果显示，在40～60 ℃范围内，热稳定性较好的酶是_____。高温条件下酶容易失活，其原因是
___________。
②由图可知，若要从酵母菌R种群中筛选出能产生热稳定性高的酶的菌株，应在________________的条件下进行培养。
[解析]　(1)采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是灭菌；蔗糖可为酵母菌提供碳源，硝酸盐可为酵母菌提供氮源。(2)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的乙酸乙酯作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇为水溶性有机溶剂，选用乙醇会降低萃取率。(3)绿叶中的不同色素，由于溶解度不同，在滤纸条上的扩散速率不同，扩散最快的是胡萝卜素，其次分别是叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以实验结果(从上到下)是，4位置上胡萝卜素在最上面，其次是3位置上的叶黄素，接着2位置上的叶绿素a，在滤纸条最下面是位置1上的叶绿素b,5位置上应该所有色素都有，滤纸条从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因此滤纸条上各色素带的位置为乙图中的B时，即可说明该萃取物最可能是胡萝卜素。(4)①据图分析，自变量为温度和酶的种类(A酶及B酶)，因变量为酶活性，在40～60 ℃范围内，A酶活性的变化较B酶小，说明在40～60 ℃范围内，A酶的热稳定性较好；高温会使酶的空间结构破坏，从而使酶容易失活。②据图分析，A和B两种酶在温度为80 ℃时其中的B酶会失活，因此若要从酵母菌R种群中筛选出能产生热稳定性高的酶的菌株，应在大于或等于80 ℃的条件下培养。
[答案]　(1)灭菌(防止杂菌污染)　碳源和氮源　(2)乙酸乙酯　萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇为水溶性有机溶剂　(3)B　(4)①A酶　高温使酶的空间结构破坏　②大于或等于80 ℃