课下达标检测（三十九） 生物技术在其他方面的应用.doc

第 8 页 共 8 页 课下达标检测（三十九） 生物技术在其他方面的应用 一、基础题点练 1．凝胶色谱法在装填色谱柱时，不得有气泡存在的原因是(　　) A．气泡能与蛋白质发生化学反应 B．气泡阻碍蛋白质的运动 C．气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果 D．气泡会在装填凝胶的时候使凝胶不紧密 解析：选C　装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡存在，因为气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，使得到的红色带区歪曲、散乱，降低分离效果。 2．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叙述错误的是(　　) A．蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解下来，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，压榨出果皮中的芳香油，适用于柑橘、柠檬等 C．萃取法的实验原理是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉溶剂后就可获得芳香油 D．蒸馏法适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油 解析：选A　蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后可以分层，将芳香油分离出来；压榨法是通过机械加压，将原料中的芳香油挤压出来；萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中，之后再通过蒸馏装置蒸发出有机溶剂，剩下的就是要提取的物质；蒸馏法适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油。 3．某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示，据图分析错误的是(　　) →→→→→ A．在第二步中使用水上蒸馏更简便易行 B．在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸 C．提取精油时，向混合物中加入NaCl更利于油水分层 D．加入无水Na2SO4，再用过滤法可除去分离的油层中的水分 解析：选A　由于玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，因此在第二步中使用水中蒸馏更简便易行；在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片，目的是防止暴沸；提取精油时，为了促进油水分层，要向油水混合物中加入NaCl；分离的油层还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4，再用过滤法将其除去。 4．如图是提取橘皮精油的实验流程图，下列有关叙述错误的是(　　) →→→→→→橘皮油 A．石灰水浸泡能破坏细胞、水解果胶，有利于提高出油率 B．压榨液中需分别加入相当于橘皮质量5%的小苏打和0.25%的硫酸钠 C．过程④的目的是除去压榨液中的固体物和残渣 D．过程⑥的目的是用滤纸除去少量水分和蜡质等杂质 解析：选B　压榨前，柑橘皮应该干燥去水，并用石灰水浸泡，石灰水浸泡能破坏细胞、水解果胶，有利于提高出油率；为了使橘皮油与水容易分离，需分别加入相当于橘皮质量0.25%的碳酸氢钠(俗称小苏打)和5%的硫酸钠，并调节pH至7～8；过程④(过滤)的目的是除去压榨液中的固体物和残渣；⑥再次过滤时，使用的是滤纸，以滤掉少量水分和蜡质等杂质。 5．(2019·运城期中)胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，如图是提取胡萝卜素的实验流程示意图。下列相关叙述正确的是(　　) →→→→→→ A．在目前的技术条件下，只能从植物中提取天然胡萝卜素 B．图中干燥处理时的温度越高、时间越长越利于胡萝卜素的提取 C．图中A过程表示萃取，此过程用到的有机溶剂具有较低的沸点 D．图中B过程表示浓缩，之前进行过滤的目的是除去萃取液中的不溶物 解析：选D　天然胡萝卜素可以从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得；干燥处理时温度不能太高，否则会导致胡萝卜素分解；萃取过程中用到的有机溶剂应具有较高的沸点；通过过滤除去萃取液中的不溶物，然后通过蒸馏浓缩获得胡萝卜素。 6．下列有关“血红蛋白的提取和分离”实验的叙述，正确的是(　　) A．用蒸馏水进行红细胞的洗涤，其目的是去除细胞表面的杂蛋白 B．将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较大的杂质 C．血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是使血红蛋白溶于有机溶剂 D．整个过程不断用磷酸缓冲液处理，是为了维持血红蛋白的结构 解析：选D　用生理盐水进行红细胞的洗涤，其目的是去除杂蛋白；将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质；血红蛋白释放时加入有机溶剂，其目的是使血红蛋白中的杂质溶于有机溶剂，以获得较为纯净的蛋白质。 二、高考题型练 7．苦橙源于地中海国家，法文称为“酸橙树”。苦橙味道虽苦，但浑身是宝。苦橙的果皮、花朵、枝叶以及未成熟的果实均可用来提取芳香油，高品质的橙花油在芳香工业中广泛使用。请回答下列问题： (1)植物芳香油组成成分比较复杂，主要包括____________________。 (2)橙花油的提取可采用水蒸气蒸馏法，采用该方法提取的芳香油首先必须具备很强的____________，有效成分还要不易被________。 (3)苦橙皮精油的提取采用的方法通常为________，该法和水蒸气蒸馏法在制备精油过程中都用到的试剂是________，橙皮精油制取过程中使用该物质的目的是______________________。 (4)苦橙枝叶及未成熟的果实中的精油均可用萃取法提取。温度________，时间________，萃取效果较好。 (5)蒸馏和萃取都用到了蒸馏装置，蒸馏的产物随水蒸气蒸馏形成______________收集在容器中，而萃取产物利用蒸馏装置是要将________蒸发出去。 解析：(1)植物芳香油的成分比较复杂，主要成分是萜类及其衍生物。(2)水蒸气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。因此用该方法提取的芳香油必须有很强的挥发性，而且不易水解。(3)由于橙皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏时会发生部分水解，因此采用压榨法。该方法与水蒸气蒸馏法在制备精油时都用到Na2SO4，在压榨法中该试剂的作用是使橙皮精油易于与水分离。(4)萃取法提取精油时，一般来说，温度高，时间长，需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。(5)蒸馏过程中，蒸馏的产物随水蒸气蒸馏出形成油水混合物，而萃取法中使用蒸馏装置是为了除去有机溶剂。 答案：(1)萜类及其衍生物　(2)挥发性　水解　(3)压榨法　Na2SO4　使橙皮精油易于与水分离　(4)高　长　(5)油水混合物　有机溶剂 8．血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2或CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。 (1)将实验流程补充完整：A为________________，B为____________________。凝胶色谱法是根据________________________而达到蛋白质分离的有效方法。 (2)洗涤红细胞的目的是去除__________，洗涤次数过少，无法除去____________；离心速度过高和时间过长会使____________________一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是__________________________。释放血红蛋白的过程中起作用的是________________。 (3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的是________________________________________________________________。如果红色区带____________________，说明色谱柱制作成功。 解析：(1)血红蛋白的提取和分离过程为：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液→透析→纯化，所以A为血红蛋白的释放，B为样品的加入和洗脱。凝胶色谱法的原理是分子量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；分子量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。(2)洗涤红细胞的目的是去除杂质蛋白，释放血红蛋白的过程是让红细胞吸水胀破。如果分层不明显，可能是洗涤次数少，未能除去血浆蛋白的原因。此外，离心速度过高和时间过长，会使白细胞和淋巴细胞一同沉淀，也得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。重复洗涤三次，直至上清液中没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。由于甲苯是表面活性剂的一种，可将细胞膜溶解，从而使细胞破裂。(3)磷酸缓冲液(pH为7.0)能够准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内的一致。如果凝胶色谱柱装填得很成功、分离操作也正确的话，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出；如果红色区带歪曲、散乱、变宽，说明分离的效果不好，这与凝胶色谱柱的装填有关。 答案：(1)血红蛋白的释放　样品的加入和洗脱　相对分子质量的大小　(2)杂蛋白(血浆蛋白)　 血浆蛋白　白细胞和淋巴细胞　离心后的上清液中没有黄色　蒸馏水和甲苯　(3)准确模拟生物体内的生理环境，保持体外的pH和体内的一致　均匀一致的移动 9．如图是某同学设计的茉莉油提取实验。图1是流程，图2是提取的实验装置，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。要完成图中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)橘皮精油主要储藏在橘皮部分，提取一般不采用图中所示的方法，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)茉莉油与玫瑰油的性质相似，由图1可知该同学提取茉莉油的方法是水蒸气蒸馏法，采摘原料应在茉莉油含量较高的花开的盛期采收。(2)图1中B过程表示分离油层，通常应向油水混合物中加入NaCl增加盐的浓度来促进油水分离过程的进行。要完成图1中C过程需要向提取液中加入无水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，拆卸顺序与安装顺序相反。(4)橘皮精油主要储藏在橘皮部分，提取一般不采用蒸馏法，原因是橘皮精油的有效成分在蒸馏时会发生部分水解，且温度过高，原料会发生焦糊。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)防止原料焦糊和橘皮精油的有效成分在蒸馏时发生部分水解　石灰水 10．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比较稳定、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，因此应使用有机溶剂萃取。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Na2SO4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 mm)，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Na2SO4　(3)接种　大肠杆菌 11．科研人员为探究多种肿瘤的发生与常染色体上的 P53的关系，进行了系列实验研究。请回答问题： (1)细胞发生癌变的原因是____________________________________。 (2)为了研究肿瘤的发生是否与P53有关，在相同条件下，分别对野生型大鼠、P53杂合敲除大鼠、P53纯合敲除大鼠进行饲养实验，结果如表： 野生型大鼠 P53杂合敲除大鼠 P53纯合敲除大鼠 50%活至120周 70周时50%出现肿瘤 24周时75%出现肿瘤 5%活到160周 110周时全部死亡 50周时全部死亡 分析实验结果，说明_________________________________________________________。 (3)进一步研究发现，P53作为抑癌基因可抑制多种肿瘤。正常细胞中，P53基因编码的P53蛋白未被活化，而与Mdm2结合被移出细胞核，继而被蛋白酶体降解；在细胞中DNA损伤时，P53蛋白会被活化，从而__________________，而存在于细胞核内，引起细胞分裂停止，继而修复受损DNA或者启动细胞凋亡途径，防止细胞________。 (4)科研人员为检测P53基因抑制肿瘤的疗效，将P53基因与作为________的腺病毒(Ad)结合制成含有P53基因的腺病毒(Ad­P53)，进行体外实验。取生长良好的肺癌GLC­82细胞，分别用含有不同剂量的Ad­P53的培养液在适宜的条件下培养。 ①培养72 h后提取细胞总蛋白质，用凝胶电泳方法分离蛋白质并测定蛋白质含量，结果如图1所示。分析说明，在GLC­82细胞中导入的P53基因可以________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②通过测定细胞悬液的吸光度(吸光度与细胞数量呈正相关)，进一步计算细胞生长的抑制率，结果如图2所示。分析数据说明______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)取等量人的肺癌细胞，注射到先天性胸腺缺陷的裸鼠体内，7天后观察发现裸鼠均长出皮下肿瘤。为检验含有P53基因的腺病毒(Ad­P53)抗肿瘤的疗效，写出实验思路及预期结果。 实验思路：_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 预期结果：若_______________________________________________________________，则说明用生理盐水配制的Ad­P53腺病毒注射液对小鼠体内肿瘤有明显的抑制作用。 解析：(1)细胞发生癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。(2)通过对野生型大鼠、P53杂合敲除大鼠、P53纯合敲除大鼠实验存活情况分析，可以看出P53基因(P53)可抑制肿瘤的发生，延长寿命。(3)P53作为抑癌基因可抑制多种肿瘤的原理：正常细胞中，P53基因编码的P53蛋白未被活化，而与Mdm2结合被移出细胞核，继而被蛋白酶体降解；在细胞中DNA损伤时，P53蛋白会被活化，从而不能与Mdm2结合而存在于细胞核内，引起细胞分裂停止，继而修复受损DNA或者启动细胞凋亡途径，防止细胞癌变。(4)研人员为检测P53基因抑制肿瘤的疗效，将P53基因与作为运载体的腺病毒(Ad)结合制成含有P53基因的腺病毒(Ad­P53)，导入GLC­82细胞中进行体外实验。①通过对图1分离出蛋白质含量分析，在GLC­82细胞中导入的P53基因可以表达出P53蛋白，且随Ad­P53剂量(浓度)升高，P53蛋白表达量(含量)逐渐增加。②通过对图2曲线分析，P53可以抑制(肿瘤)细胞生长，且随着Ad­P53剂量(浓度)升高(和时间的延长)，抑制作用逐渐增强。(5)根据实验目的，设计实验思路及预测结果见答案。 答案：(1)原癌基因和抑癌基因发生基因突变　(2)P53基因(P53)可抑制肿瘤的发生　(3)不能与Mdm2结合　癌变　(4)(运)载体　①表达出P53蛋白，且随Ad­P53剂量(浓度)升高，P53蛋白表达量(含量)逐渐增加　②P53可以抑制(肿瘤)细胞生长，且随着Ad­P53剂量(浓度)升高(和时间的延长)，抑制作用逐渐增强 (5)实验思路： 答案1：将患有肿瘤的裸鼠随机分三组，分别注射等量的用生理盐水配制的Ad­P53(腺病毒)注射液、生理盐水配制的Ad(腺病毒)注射液、生理盐水，每天检测并记录小鼠皮下肿瘤体积(或重量) 答案2：将患有肿瘤的裸鼠随机分三组，实验组：注射(适量)用生理盐水配制的Ad­P53(腺病毒)注射液；对照组1：注射等量的生理盐水配制的Ad(腺病毒)注射液；对照组2：注射等量的生理盐水，每天检测并记录小鼠皮下肿瘤体积(或重量) 预期结果：注射用生理盐水配制的Ad­p53腺病毒的裸鼠的肿瘤体积(重量)明显小于其他组 12．(2019·济南一模)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)漆树种子中的油脂通常可用____________进行染色。 (2)对漆树种子油脂进行萃取时，为不影响油脂品质和提取效果，应使用____________(填“自然晾干”“高温烘干”或“新鲜”)的漆树种子。粉碎漆树种子的目的是________________________。 (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，实验结果如表。 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 正己烷 26.17% 7.98 6.13 混合溶剂 28.73% 8.31 7.53 注：萃取得率(%)＝(M样品－M残渣)/M样品×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)。 解析：(1)油脂可以用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)鉴定，被染成橘黄色(或红色)。(2)油脂进行萃取时，使用自然晾干的漆树种子，可以防止影响油脂品质和提取效果。粉碎漆树种子的目的是便于和溶剂充分接触，提高萃取效率。(3)根据表格数据分析，石油醚作为萃取溶剂较为合理，因为其萃取得率较高，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)萃取过程中，影响萃取的因素有：漆树种子、溶剂、萃取温度(水浴温度)、萃取时间等。 答案：(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　(2)自然晾干　便于和溶剂充分接触，提高萃取产量　(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(水浴温度)、萃取时间等