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,专题10 生物技术实践,栏目索引,核心梳理,真题重温,典题特训,考点32 生物技术在其他方面的应用,核心梳理,1植物芳香油三种提取方法的比较,2.提取胡萝卜素的实验流程 胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素。,3影响植物组织培养的因素 (1)内因：材料的种类、年龄、保存时间长短等。 (2)外因,4植物组织培养与花药培养技术的比较,5.果胶酶 (1)组成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，是分解果胶的一类酶的总称。 (2)作用 分解果胶为可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物的细胞壁和胞间层。 使浑浊的果汁变得澄清，增加出汁量。,6血红蛋白的提取,1判断下列关于植物有效成分提取的叙述(2011海南，30和2008宁夏，37改编) (1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用干薄荷叶作原料，可采用水蒸气蒸馏法提取( ) (2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是乙醚，原理是薄荷油易溶于有机溶剂乙醚中( ),真题重温,(3)萃取法提取胡萝卜素的主要步骤是：干燥、粉碎、萃取、浓缩、过滤( ) (4)提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中不需要对照( ),2(2013山东，34节选)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获得，流程如下：,(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程应控制好温度和_以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用_方式加热以防止温度过高；萃取液浓缩前需进行过滤，其目的是_。,解析 温度过高、干燥时间过长会导致胡萝卜素分解；由于萃取剂往往有挥发性，直接加热时挥发出来的有机溶剂遇明火易爆炸；萃取后需将原料中不溶于萃取剂的成分滤去。,干燥时间,水浴,滤去萃取液中的不溶物,(2)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为_。,解析 提取出来的胡萝卜素往往不是纯的，用胡萝卜素标准品主要起一个对照的作用。,(实验)对照,3判断下列有关植物的组织培养技术的叙述 (1)外植体可以来自于植物的任何细胞(2011上海，22A)( ) (2)愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞(2011江苏，16A)( ) (3)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株(2011江苏，16B)( ) (4)以花粉作为外植体可得到单倍体植株(2011上海，22C)( ),(5)植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得(2011江苏，16D)( ) (6)不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同(2011上海，22D)( ),4(2012山东，34)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图：,(1)图中和分别表示辣椒组织培养中细胞的_和_过程。,解析 由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程称为脱分化，脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。,脱分化(或去分化),再分化,(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是_。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值_(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采用的灭菌方法是_。,解析 培养基中常用的凝固剂是琼脂。同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化；反之则利于根的分化。培养基应用高压蒸汽灭菌锅灭菌。,琼脂,低,高压蒸汽灭菌,(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是_。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是_和纤维素酶。,解析 外植体消毒所用酒精的体积分数是70%。酶解法将愈伤组织分离成单细胞所用的酶是果胶酶和纤维素酶。,70%,果胶酶,(4)提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是_。,解析 用萃取法提取植物有效成分时，应在加热瓶口安装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。,防止有机溶剂的挥发,5(2015海南，30)生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列相关问题： (1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是_ _。,解析 由题意可知三组实验的果胶酶不同，其他条件相同，最后测定是各组的出汁量，所以实验的单因子变量为不同来源的果胶酶，因变量为果泥的出汁量，即本实验探究不同来源果胶酶的活性。 答案 探究不同来源果胶酶的活性,(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0 、5 、10 、40 下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有_和_。,解析 由题意可知设置的温度为0 、5 、10 、40 ，而探究酶的最适温度应该设置相等的温度梯度；设置的温度范围太过于狭窄，缺少高温组，很可能40 还没有达到最适温度。 答案 温度梯度设置不合理 温度范围设置不合理,(3)某同学取5组试管(AE)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D 4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过AD组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计_(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是_ _。,解析 由题意可知，A、B、C、D四组中均加入了等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，添加蒸馏水达到相同体积，E组果胶酶的量为0，且直接添加蒸馏水达到相同体积，未加入等量的缓冲液，试验中没有遵循单一变量原则，所以E组的设计不能达到目的。 答案 不能 E组没有加入等量的缓冲液，违背了单一变量原则,6(2011广东，5)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是( ) A洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂 B猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少 C血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测 D在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢,解析 生理盐水为猪体细胞的等渗溶液，所以在洗涤红细胞时，使用生理盐水可维持细胞的正常形态，A项正确； 由于哺乳动物的成熟红细胞中缺少细胞核和各种细胞器，所以提纯时杂蛋白相对较少，B项正确； 如果凝胶色谱柱装填得很成功，分离操作也正确，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，所以血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测，C项正确；,当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢，后洗脱出来，D项错误。 答案 D,1(2015全国，39)回答与胡萝卜素有关的问题： (1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是_(填“-胡萝卜素”“-胡萝卜素”或“-胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子_，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为_，胡萝卜素是_(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。,典题特训,解析 胡萝卜素的化学分子式中包含多个碳碳双键，根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为、三类，-胡萝卜素是其中最主要的组成成分；一分子的-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素A；缺乏维生素A会造成夜盲(暂时性夜盲症可补充维生素A得以痊愈)。胡萝卜素为非挥发性物质。 答案 -胡萝卜素 维生素A 夜盲症 非挥发性,(2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，_(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。,解析 提取胡萝卜素时新鲜的岩藻具有大量的水分需要进行干燥，以提高萃取效率。,需要,(3)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_ _。,解析 乙酸乙酯属于水不溶性有机溶剂，与水不互溶，能够溶解胡萝卜素；乙醇是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不宜选作萃取剂。,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(其他答案合理也可),2某同学通过实验来探究pH对果胶酶活性的影响。他准备了 5份含有等量果胶酶溶液的试管，用0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液调节至不同的pH，每支试管加五块0.1 cm3的正方体苹果块，试管均置于25 室温条件下。 (1)请你帮助选取pH梯度：_。 (2)请设计两种方法改进实验，使实验在更短时间内完成。 _。,(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是_ _。 可根据_来判断最适pH。 (4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用，还应对实验进行怎样的设计？ _。,解析 在探究pH对果胶酶活性影响的实验中选取的pH梯度一般为5、6、7、8、9；将苹果块制成苹果泥，使苹果泥与果胶酶充分接触，从而提高酶反应速度，缩短反应的时间；在一定温度范围内，适当提高反应的温度，也可以提高酶反应速度。 答案 (1)5、6、7、8、9 (2)将苹果块换成苹果泥；适当提高温度 (3)酶活性越高，果胶分解越快，生成的果汁量越多 相同时间内生成果汁量的多少 (4)另设计一组实验，不加果胶酶，其他条件不变,3(2010安徽，31()草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：,请回答： (1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作为外植体，其依据是_。,解析 因茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒，所以常用其作为外植体培育无病毒植株。,茎尖(或根尖),茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒,(2)在过程中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织，接种后25 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是_ _。,解析 在植物组织培养的培养基中，除了添加植物必需的矿质元素外，还要添加有机物，添加植物激素有利于启动细胞分裂实现脱分化形成愈伤组织，并且可诱导愈伤组织细胞的再分化过程。若对外植体消毒不彻底，会造成外植体边缘局部污染。,有机物,植物激素,外植体消毒,不彻底,(3)在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_ _。,解析 在培养基中生长素与细胞分裂素的用量比值不同，诱导生根发芽的结果不同，当比值低时，有利于生芽；比值高时，有利于生根。,培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低,4下图表示菊花的嫩枝和月季的花药离体培养过程，请据图回答下面的问题。,(1)对菊花来说，要选取_的嫩枝来进行组织培养。对月季来说，适宜花粉培养的时期是_期。为确定该花粉是否处于该时期，最常用的方法是_。,解析 因为生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化，所以对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养；对月季来说，适宜花粉培养的时期是单核期，因为在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。确定该花粉发育时期的最常用的方法有醋酸洋红法。,生长旺盛,单核,醋酸洋红法,(2)在培养嫩枝组织和花粉的培养基中都要加入一定的植物激素，常用的植物激素有_。,解析 决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要，因此在培养嫩枝组织和花粉的培养基中都要加入细胞分裂素和生长素。,细胞分裂素和生长素,(3)某同学在培养过程中发现培养基上感染了几种细菌。若在以尿素为唯一氮源的培养基中加入_指示剂培养几种菌后，指示剂变红就可以鉴定其中含有能够分解尿素的细菌。为了避免微生物对培养造成影响，所以在进行接种时应注意_。 接种室要消毒 只要戴口罩，操作时便可说话 外植体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡，取出后用无菌水冲洗后，再用0.1%的氯化汞溶液消毒，并用无菌水冲洗干净,接种操作要在酒精灯火焰旁进行 接种完毕应立即盖好瓶盖 A B C D,解析 若在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养几种菌后，指示剂变红就可以鉴定其中含有能够分解尿素的细菌。两种植物组织培养都需要接种，接种要在无菌条件下进行，所以接种室要消毒；外植体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡，取出用无菌水冲洗后，再用0.1%的氯化汞溶液消毒，并用无菌水冲洗干净；接种操作要在酒精灯火焰旁进行；接种完毕应立即盖好瓶盖。 答案 酚红 C,(4)月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从植物产生的途径来说，花粉植株产生的途径除了图中所示外，还可以通过_阶段发育而来，这两种发育途径的差别主要取决于_。,解析 月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从植物产生的途径来说，花粉植株产生的途径除了图中所示外，还可以通过胚状体阶段发育而来，这两种发育途径的差别主要取决于培养基中植物激素的种类及其浓度配比。,胚状体,培养基中激素的种类及其浓度配比,(5)不同植物对各种条件的要求往往不同，进行菊花组织培养一般将温度控制在_，并且对光照的控制为_。,解析 不同植物对各种条件的要求往往不同，进行菊花组织培养一般将温度控制在1822 ，并且对光照的控制为每天12 h光照。,1822,每天12小时光照,5.某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验： (1)实验方法：按如图所示的顺序进行操作。,(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如下图(曲线甲)所示：,图中自变量是温度，除此之外还可用_来表示。 A酶的浓度 B苹果泥的量 C水的加入量 DpH 图中的纵坐标还可用_来表示。,实验小组改变了实验条件后重复做以上实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标与曲线甲的是同一位置的原因是_。 步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中恒温的目的是_。,解析 果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。衡量实验结果的指标有两个，一个是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。为使实验达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温，达到要求后才能混合。 答案 (2)D 苹果汁的体积 同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量的不同而改变 保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免底物和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶的活性,6某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪的血液中初步提取血红蛋白，设计的“血红蛋白提取、分离流程图”如下： 实验准备(配制缓冲液血细胞悬液)样品处理(洗涤、破碎、离心等)蛋白质粗分离(透析)纯化、纯度鉴定(凝胶色谱法、电泳等),请回答下列有关问题： (1)样品处理中红细胞的洗涤要用_反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是_ _。,解析 洗涤红细胞所用的溶液是生理盐水；根据渗透作用原理，将红细胞置于低渗溶液中，红细胞会吸水涨破，释放出血红蛋白。,生理盐水,渗透原理(当外界,溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破),(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是_， 若要尽快达到理想的透析效果，可以_ _ (写出一种方法)。,解析 血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去样品中的小分子杂质；可通过增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法缩短透析时间，尽快达到理想的透析效果。,除去小分子杂质,增加缓冲液的量或及时,更换缓冲液,(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的_ _等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。,解析 由于各种分子带电性质以及分子大小、形状等的差异，在电泳过程中产生了不同的迁移速度，实现各种分子的分离。,带电性质以及分子大,小、形状,(4)一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳，观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如图所示。由图可知携带者有_种血红蛋白，从分子遗传学的角度作出的解释是_。,解析 根据图示可知，镰刀型细胞贫血症的携带者含有两种血红蛋白，原因是携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，分别控制合成两种不同的蛋白质。 答案 2 携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质,7葡萄是“四大水果”之一，不但营养丰富、用途广泛，还有美容养颜，抗衰老的功效。某兴趣小组对葡萄进行了以下实验，请根据所学知识回答下列问题。 (1)葡萄皮中的红色素是常用的食用色素之一。提取红色素采用的方法是_，萃取液过滤后滤液一般用_装置进行浓缩。 (2)为了纯化获得葡萄皮上的酵母菌，在微生物的实验室培养过程中，关键是_，因此需对培养基和培养皿进行_处理。,萃取法,蒸馏,防止杂菌污染(无菌技术),灭菌,(3)在添加菌种和溶液时，容器中需留出大约1/3的空间，其目的是_，在发酵后期接种醋酸杆菌改变_条件，会产生果醋。 (4)葡萄籽中含有的胶原蛋白具有抗氧化、延缓衰老的功效。要分离这种胶原蛋白常用_技术，影响该技术效果的因素主要有蛋白质分子的_和形状等。,在有氧条件下，使酵母菌迅速繁殖，增加数量,温度和氧气,电泳,分子量、电荷数量,
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