1、生物技术在其他方面的应用一、对点练小题，落实主干知识1在玫瑰精油和橘皮精油提取过程中，下列相关叙述正确的是()A玫瑰精油和橘皮精油都可用蒸馏、压榨和萃取的方法提取B分离出的玫瑰精油油层还会含有一定的水分，可加入无水Na2SO4吸水C新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等，为了提高出油率，需用CaCO3水溶液浸泡D玫瑰精油和橘皮精油都有很强的挥发性，易溶于有机溶剂，其成分都是萜类化合物解析：选B橘皮易焦糊适宜用压榨法提取，不能用蒸馏法提取，A错误；提取玫瑰精油过程中，向油水混合物中加入NaCl以加速油水分层，分离的油层中还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4将水除去，B正确；新鲜的橘皮中含有大量的
2、果蜡、果胶等，如果直接压榨，出油率低，为了提高出油率，需用石灰水溶液浸泡，C错误；大部分植物芳香油的主要成分是萜类化合物及其衍生物，但橘皮精油的主要成分是柠檬烯，D错误。2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图中甲过程表示萃取，此过程用到的有机溶剂具有较低的沸点D图中乙过程表示浓缩，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，A错误；干燥处理时温度不
3、能太高，否则会导致胡萝卜素分解，B错误；萃取过程中加入可提高胡萝卜素溶解度的有机溶剂，用到的有机溶剂应具有较高的沸点，C错误；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，D正确。3在蛋白质的提取和分离中，关于对样品处理过程的分析正确的是()A洗涤红细胞的目的是去除血浆中的葡萄糖、无机盐B洗涤时离心速度过小，时间过短，白细胞等会沉淀，达不到分离的效果C洗涤过程选用0.1%的生理盐水D透析的目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质解析：选D洗涤红细胞的目的是去除血浆中除血红蛋白以外的杂蛋白；洗涤时离心速度过大，时间过长，白细胞等会沉淀，达不到分离的效果；洗涤过程选用0.9%的生理盐水
4、。4红细胞含有大量血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是( )A血红蛋白的提取和分离一般按照“样品处理粗提取纯化纯度鉴定处理”B纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液C粗分离时透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质D可经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定解析：选B血红蛋白提取和分离的程序可分为四步：样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定，A正确；纯化过程中要用缓冲液充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液，B错误；红蛋白溶液的粗分离采用的方法是透析，即将血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析，去掉分子量较小的杂质，C正
5、确；通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定，D正确。5将经处理破裂后的红细胞混合液以2 000 r/min的速度离心10 min后，离心管中的溶液分为四层，从上到下顺序依次是()A血红蛋白、甲苯层、其他杂质的暗红色沉淀物、脂溶性物质的沉淀层B甲苯层、脂溶性物质的沉淀层、血红蛋白、其他杂质的暗红色沉淀物C其他杂质的暗红色沉淀物、血红蛋白、甲苯层、脂溶性物质的沉淀层D甲苯层、其他杂质的暗红色沉淀物、血红蛋白、脂溶性物质的沉淀层解析：选B分离血红蛋白时，将经处理破裂后的红细胞混合液以2 000 r/min的速度离心10 min后，可以明显看到试管中的溶液分为4层：
6、第1层为无色透明的甲苯层；第2层为白色薄层固体，脂溶性物质的沉淀层；第3层是红色透明液体，是血红蛋白的水溶液；第4层是其他杂质的暗红色沉淀物。二、系统练大题，强化科学思维6胡萝卜素作为一种重要的天然色素在人们的日常生活中有着广泛的应用。胡萝卜素可以通过微生物发酵的方法获得。研究小组尝试用橙色粘球菌生产胡萝卜素，请回答下列问题：(1)从富含有机质的土壤中取样后，要进行选择培养，其目的是_。(2)用平板划线法纯化橙色粘球菌，通常使用的划线工具是_，其灭菌方法是_。某个平板共划线5个区域，则该过程中需要从试管中蘸取_次菌液。培养一段时间后，挑取平板上形态大小和隆起程度等一致的、橙黄色的_进行重复培养
7、，直到分离出单一菌株。(3)用萃取法从该微生物菌体中提取胡萝卜素时，应采用_加热的方法。加热时需安装冷凝回流装置，其目的是防止_。(4)鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常采用_法，该方法也可用于分离色素，其原理是_。解析：(1)从富含有机质的土壤中取样后，要进行选择培养，以增加橙色粘球菌的浓度。(2)平板划线法常用的接种工具是接种环，一般用灼烧灭菌的方法灭菌。平板划线法每一次划线都是从上一次划线的末端开始的，所以无论划过多少次线，都只需要从试管中蘸取1次菌液。(3)用萃取法从该微生物菌体中提取胡萝卜素时，应采用水浴加热的方法。加热时为了防止有机溶剂挥发，需安装冷凝回流装置。(4)胡萝卜素鉴定
8、通常用纸层析法。分离色素利用的原理通常是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大扩散速率越快，反之越慢。答案：(1)增加橙色粘球菌浓度(2)接种环灼烧灭菌1菌落(3)水浴有机溶剂挥发(4)纸层析 不同色素在有机溶剂中的溶解度不同7精油不仅能美容养颜，还具有防腐、抗感染以及防癌治癌等功能，故精油取代抗生素或成为发展趋势。请回答下列相关问题：(1)玫瑰精油是最经典的精油，具有挥发性强和易溶于有机溶剂等特点，故提取的方法可以用_。在食品加工业和护肤产品中，纯度是提取精油所必须考虑和追求的，提取精油过程中，_的混入将是影响精油品质的主要因素。(2)利用精油延长食品保质期和消炎，属于无菌技术中的_。在使用
9、抗生素的过程中，抗生素对细菌起到了_的作用，从而使细菌的抗药性基因频率升高。精油代替抗生素的优越性在于_。(3)人体正常细胞发生癌变的根本原因是_，用光学显微镜观察到的癌细胞与正常体细胞的区别是_。据研究，精油中的有些成分具有促进DNA损伤修复的功能，据此推断精油能防癌治癌的可能原因是_。解析：(1)玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，挥发性较强，适宜采用水蒸气蒸馏法或萃取法进行提取；在提取精油过程中，影响精油品质的主要因素是混入的杂质。(2)利用精油延长食品保质期和消炎，属于无菌技术中的消毒；在使用抗生素的过程中，抗生素对细菌起到了定向选择的作用，从而使细菌的抗药性基因频率升高；精油代替抗生素，
10、可解决日渐严重的细菌的抗生素耐药性问题。(3)细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生了突变；突变后的癌细胞形态结构发生了改变，常变为球形；精油中的有些成分具有促进DNA损伤修复的功能，说明精油能防癌治癌的可能原因是使损伤的DNA被修复，阻止了癌细胞的增殖。答案：(1)水中蒸馏法(或水蒸气蒸馏法)和萃取法杂质(2)消毒定向选择(或自然选择)精油可解决日渐严重的细菌的抗生素耐药性问题(合理即可)(3)原癌基因和抑癌基因发生了突变形态结构发生变化，常变为球形(合理即可)使损伤的DNA被修复，阻止了癌细胞的增殖8红细胞含有大量血红蛋白，血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、牛、羊或
11、其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，请回答下列有关问题：(1)实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。加入柠檬酸钠的目的是_。以上所述的过程即是样品处理，它包括_、_、收集血红蛋白溶液。(2)洗涤红细胞的目的是_。(3)你如何知道红细胞已洗涤干净？_。(4)分离红细胞时的离心速度及离心时间分别是_。(5)若离心速度过高和时间过长结果会怎样？_。(6)将收集的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析，即样品的粗分离。透析的目的是_。透析的原理是_。解析：人或哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和细胞器，杂质相对较少，提取血红蛋白相对较容易
12、，而其他动物如鸟类、两栖类等动物红细胞中含细胞核及大量的细胞器，不易提取血红蛋白。为防止血液凝固，在采血容器中要预先加入抗凝血剂柠檬酸钠。样品的处理包括红细胞洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液。洗涤红细胞的目的是去除杂质蛋白，以利于后续步骤分离纯化。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。采集的血样要及时分离红细胞，分离时采取低速短时间离心，如500 r/min离心2 min。若离心速度过高和时间过长会使白细胞和淋巴细胞一起沉淀，得不到纯净红细胞，影响后续血红蛋白提取的纯度。答案：(1)防止血液凝固红细胞的洗涤血红蛋白的释放(2)去除血浆蛋白(3)离心后的上清液没有黄色(
13、4)低速500 r/min；短时间如2 min(5)离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀，得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度(6)去除分子量较小的杂质透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内9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的曲线图。图2是样品层析结果及与胡萝卜素标样的比对。请回答下列问题：(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，菌体的生物量到达最大值后下降，其原因是_，
14、为保证连续的生产，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样层析后进行比对，结果如图2，从图中分析可知，色带_为胡萝卜素，其余两色带的极性比胡萝卜素_。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，萃取效果好(4)高10回答下列玫瑰精油提取中的有关问题：(1)用于提取精油的玫瑰花一般在花开的盛期采收，原因是_。(2)可用萃取法提取玫瑰精油，依据是_。要使有机溶剂不与水混溶，最好选
15、用_(填“乙酸乙酯”或“乙醇”)作为萃取剂。(3)也可用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，依据是_。蒸馏获得乳化液后需加入_，促进油水分层。(4)用传统的水蒸气蒸馏法，玫瑰精油出油率较低。科研人员在适宜条件下用不同的辅助方法探究最优提取方法，结果如下表。不同处理无辅助方法超声波、微波酶高压脉冲电场出油率(%)0.080 20.093 00.090 00.105 0蒸馏时间(h)42.532该实验的自变量是_，据实验结果，水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油的最优辅助方法为_，依据是_。解析：(1)玫瑰花开的盛期，花朵中含油量最高，最适合提取玫瑰精油。(2)玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，所以一般用萃取法提取玫瑰
16、精油；乙醇可以溶于水，所以要使有机溶剂不与水混溶，最好选用乙酸乙酯作为萃取剂。(3)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏，所以也可以用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油；蒸馏获得乳化液后需加入NaCl，以促进油水分层。(4)根据表格分析，该实验的自变量是不同的辅助方法，因变量是出油率和时间；根据实验结果分析，高压脉冲电场辅助提取方法下，出油率最高，用的时间最短，说明该方法最好。答案：(1)此阶段花朵含油量最高(2)玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂乙酸乙酯(3)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏NaCl(4)不同的辅助方法高压脉冲电场辅助提取高压脉冲电场辅助提取玫瑰精油出
17、油率较高，达到最高出油率的蒸馏时间较短11研究发现柚皮精油和乳酸菌素(小分子蛋白质)均有抑菌作用，两者的提取及应用如图所示。请回答：(1)柚皮精油的提取往往采用压榨法，不用水中蒸馏法的原因是_。压榨得到的糊状液体可通过_除去其中的固体杂质。(2)纯化乳酸菌素时可用电泳法，电泳是指_。若分离带电荷相同的蛋白质，则其相对分子质量越大，迁移速度越_。(3)在利用高压蒸汽灭菌锅对培养基灭菌时，锅内水加热煮沸后，必须_，再关上阀门，以保证灭菌温度达到121 。做抑菌实验时，在长满致病菌的平板上，会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定_来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。(4)柚皮油也可以用萃取法来提
18、取，萃取效率主要取决于_。解析：(1)柚皮精油的提取往往采用压榨法，不用水中蒸馏法的原因是水中蒸馏柚皮容易产生焦糊问题。压榨得到的糊状液体可通过过滤除去其中的固体杂质。(2)电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。若分离带电荷相同的蛋白质，则其相对分子质量越大，迁移速度越慢。(3)在利用高压蒸汽灭菌锅对培养基灭菌时，锅内水加热煮沸后，必须排尽冷空气，再关上阀门，以保证灭菌温度达到121 。做抑菌实验时，在长满致病菌的平板上，会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈大小来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果，透明圈越大，抑菌效果越好。(4)萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。答案：
19、(1)水中蒸馏柚皮容易产生焦糊问题过滤(2)带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程慢(3)排尽冷空气透明圈大小(4)萃取剂的性质和使用量12下面是与植物芳香油的提取有关的问题，请回答下列问题：(1)玫瑰精油的提取可使用图1所示装置，这种方法叫_蒸馏法。蒸馏时收集的蒸馏液_(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油。(2)胡萝卜素是_色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的是_法，采用_加热。一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量呈_相关。经萃取、过滤得到的液体是_，之后还需进行浓缩处理，浓缩是指_。(3)图2为胡萝卜素的纸层析鉴定结果示意图，请据图回答。A、B、C、D四点中，属于标准样品的
20、样点是_。甲代表的物质是_，乙代表的物质是_。解析：(1)图中装置为蒸馏装置，提取玫瑰精油可用水蒸气蒸馏法。蒸馏时，玫瑰精油和水蒸气一起蒸馏出来，经冷凝后得到的是油水混合物，不是纯的玫瑰精油。(2)胡萝卜素是橘黄色的结晶。由于胡萝卜素易溶于有机溶剂，因此提取胡萝卜素常用萃取法。由于有机溶剂易燃易爆，因此为了加快胡萝卜素的溶解，常采用水浴加热。由于原料的含水量影响提取效率，因此提取效率与原料颗粒的含水量呈负相关。萃取、过滤得到的液体是溶有胡萝卜素的萃取剂，由于胡萝卜素不易挥发，而萃取剂易挥发，因此可以通过蒸发掉萃取剂进行浓缩。(3)由于标准的胡萝卜素只有一种色素，而提取样品中会含有其他色素和杂质，根据纸层析的结果可知，A、C扩散的结果只有一种色素，应为标准样品样点，而B、D层析的结果有两种物质，应为提取样品样点，其中与A、C层析结果相同的是物质甲，为胡萝卜素，乙为其他色素和杂质。答案：(1)水蒸气不是(2)橘黄萃取水浴负溶有胡萝卜素的萃取剂去除萃取剂(3)A和C胡萝卜素其他色素和杂质