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高考生物(课标Ⅱ生物专用)专题25生物技术在其他方面的应用五年高考A组统一命题·课标卷题组1.(2017课标全国Ⅲ,37,15分)绿色植物甲含有物质W,该物质为无色针状晶体,易溶于极性有机溶剂,难溶于水,且受热、受潮易分解。其提取流程为:植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏(含回收溶剂)→重结晶→成品。回答下列问题:(1)在提取物质W时,最好应选用的一种原料是(填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”)的植物甲,不宜选用其他两种的原因是。(2)提取物质W时,振荡的作用是。(3)活性炭具有很强的吸附能力,在提取过程中,用活性炭处理提取液的目的是。(4)现有丙酮(沸点56℃)、乙醇(沸点约78℃)两种溶剂,在提取物质W时,应选用丙酮作为提取剂,理由是。(5)该实验操作过程中应注意的事项是(答出两点即可)。答案(1)晾干高温烘干过程中,植物甲中的物质W易被破坏;新鲜的植物甲含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被水稀释,进而降低对物质W的提取效果(2)使原料和溶剂充分混匀(3)去除提取液中的色素(4)丙酮沸点低于乙醇,蒸馏时物质W分解较少(5)在温度较低的情况下操作,防火解析本题主要考查植物有效成分提取原理和基本流程,并学会在新情境下的迁移应用。(1)依据题干信息物质W受热、受潮易分解可知,提取物质W时最好选择晾干的植物甲,因为高温烘干过程中,植物甲中的物质W易被破坏;新鲜的植物甲含水量高,粉碎后出水较多,会稀释用于提取的极性有机溶剂,进而降低对物质W的提取效果。(2)提取物质W时,加溶剂后振荡的目的是使原料和溶剂充分混匀。(3)物质W为无色针状晶体,提取过程中利用活性炭的吸附能力可以去除绿色植物甲溶解在提取液中的色素。(4)根据题干信息可知,物质W受热易分解,所以应选择沸点低的丙酮作为提取剂。(5)该实验操作除需要严格遵守操作流程、注意实验安全(如防火)外,还应结合提取物W受热易分解的特点,在温度较低的情况下操作。素养解读本题借助物质W提取过程方案的探讨,通过实例分析的形式考查科学探究。2.(2015课标Ⅱ,39,15分,0.47)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“α-胡萝卜素”“β-胡萝卜素”或“γ-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。(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。(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。答案(1)β-胡萝卜素维生素A夜盲症非挥发性(2)需要(3)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(其他合理答案也给分)解析(1)胡萝卜素中最主要的组成成分是β-胡萝卜素,β-胡萝卜素在人体内可以转变成维生素A,后者缺乏会引起夜盲症。胡萝卜素是非挥发性物质。(2)用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时要进行干燥处理,以利于萃取。(3)萃取胡萝卜素的有机溶剂应该能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,乙醇属于水溶性有机溶剂。素养解读本题借助对胡萝卜素提取过程中原料、试剂特点等的判断,通过实例分析考查科学探究。3.(2015课标全国Ⅰ,39,15分,0.6127)已知微生物A可以产生油脂,微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题:(1)显微观察时,微生物A菌体中的油脂通常可用染色。微生物A产生的油脂不易挥发,可选用(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样,并应选用以为碳源的固体培养基进行培养。(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数,可在显微镜下用直接计数;若要测定其活菌数量,可选用法进行计数。(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在35℃、40℃、45℃温度下降解10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg,则上述三个温度中,℃条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕℃设计后续实验。答案(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)萃取法(2)油脂(3)血细胞计数板稀释涂布平板(4)4540解析本题主要考查了油脂的染色和提取方法、选择培养基的配制、微生物的计数以及确定酶的最适温度的实验设计等。(1)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)进行染色。微生物A产生的油脂不易挥发,不能用水蒸气蒸馏法提取,应用萃取法加以提取。(2)能产生脂肪酶的微生物B可存在于含有油料作物种子的腐烂物的土壤中,为了选择培养,固体培养基上应以油脂作为唯一碳源。(3)测定培养液中的微生物的菌体数,可在显微镜下用血细胞计数板直接计数;而要测定活菌数,则可利用稀释涂布平板法进行计数。(4)相同时间,相同油脂的量情况下,酶量需要最多的温度下,其酶活力最小,即三个温度中,酶活力最小的温度应为45℃。三个温度下酶活力最大的温度是40℃,但40℃不一定是该酶的最适温度,故应围绕40℃设计后续实验。素养解读本题借助物质不同提取方法的特点对比,通过基础判断考查科学探究。评分细则(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)(2分)专用术语,“丹”容易写错,写成数字3或4的不得分。萃取法(2分)专用术语,错字不得分。(2)油脂(3分),脂肪、油、甘油三酯、植物油、动物油等都给分,脂质、原油、油料不给分。(3)血细胞计数板(2分),血球计数板、血细胞计数法也给分。稀释涂布平板(2分)专用术语,稀释涂布,稀释平板涂布不给分。(4)45、40(每空2分,共4分),唯一答案。B组自主命题·省(区、市)卷题组考点1酶的应用1.(2019江苏单科,13,2分)下列关于加酶洗涤剂的叙述,错误的是 ()A.加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶B.用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水C.含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物D.加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的答案A本题借助加酶洗涤剂的相关知识,考查考生的识记、理解和运用能力,体现了对科学思维素养中的分析与判断要素的考查。加酶洗衣粉一般为碱性,A错误;加酶洗涤剂能使污物水解成可溶于水的小分子物质,使衣物上附着的污物容易从衣物上脱落,减少洗涤时间并节约用水,B正确;纤维素酶虽不能直接去除衣物上的污垢,但能使纤维的结构变得蓬松,从而使污垢能与洗涤剂充分接触,C正确;制备加酶洗衣粉时,常选用能耐受较高温度的酶,D正确。知能拓展加酶洗衣粉中添加酶的种类目前加酶洗衣粉中常添加的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中,应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。2.(2016江苏单科,29,9分)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验,流程及结果如下。请回答下列问题:制备固定化绿球藻凝胶球→清洗2~3次→培养液中培养 柠檬酸钠溶液溶解凝胶球,测定藻数量 图1 图2(1)实验中的海藻酸钠作用是,CaCl2的作用是。(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24h后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是。(3)为探索固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,应选用浓度为海藻酸钠制备凝胶球。(4)图2中空白凝胶球组Zn2+浓度下降的原因是。结合图1和图2分析,固定化藻的实验组24~48h间Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是;72~96h间Zn2+浓度下降速度较慢的原因有。答案(1)包埋绿球藻(包埋剂)与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)(2)培养液(生理盐水)海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)(3)2.0%(4)凝胶吸附Zn2+绿球藻生长(繁殖)速度快绿球藻生长(增殖)速度慢,溶液中Zn2+浓度较低解析(1)海藻酸钠在固定化绿球藻的过程中作为包埋剂。CaCl2可与海藻酸钠反应,促使海藻酸钠形成凝胶球。(2)利用培养液或生理盐水等洗涤凝胶球不至于造成绿球藻过量吸水或失水,从而保持正常的活性状态。1.0%海藻酸钠组移去凝胶球,溶液呈绿色,说明绿球藻逸出了凝胶球,原因是制备凝胶球时,使用的海藻酸钠浓度过低,导致凝胶球孔径过大。(3)图1显示,在不同浓度的海藻酸钠的作用下,当海藻酸钠浓度为2.0%时,固定化的绿球藻数量最多,故探索固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,应选用浓度为2.0%的海藻酸钠制备凝胶球。(4)空白凝胶球中无绿球藻,故该组Zn2+浓度下降是空白凝胶的吸附作用所致。图1显示,固定化藻的实验组24~48h间绿球藻数量增加快,而72~96h间绿球藻数量基本不变,这是导致两个时间段Zn2+浓度下降速度不同的原因。3.(2016海南单科,30,15分)回答下列问题: (1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常,用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时,不应该使用开水,原因是。若要去除衣服上的血渍,应选择含有(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉,理由是。(2)某同学为了洗去衣服上的油渍,洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶,该同学的做法(填“合理”或“不合理”),理由是。(3)已知溶液的pH可以影响酶的活性,请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解离状态。答案(15分)(1)开水使血中的蛋白质变性而沉淀,难以清洗(3分)蛋白酶丙(1分)碱性条件下只有蛋白酶丙有活性(4分)(2)不合理(1分)蛋白酶会降解脂肪酶(4分)(3)羧基和氨基(2分)解析(1)用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时,如果使用开水,会使血中的蛋白质变性而沉淀,难以清洗。由图可知,碱性条件下只有蛋白酶丙有活性,故应选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉去除衣服上的血渍。(2)脂肪酶的化学成分为蛋白质,会被洗衣液中的蛋白酶水解。(3)蛋白酶和其作用的蛋白质类污渍的氨基和羧基均会发生解离,pH会影响其解离状态。4.(2015浙江自选,17,10分)某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂,开展了产该酶菌株的筛选、酶的固定化及其特性分析研究,其流程如下图所示:土样中的菌种筛选 菌株鉴定 优良菌株扩大培养 植酸酶提纯 植酸酶固定化 植酸酶特性分析请回答:(1)土壤悬液首先经80℃处理15分钟,共目的是筛选出①。(2)在无菌条件下,将经过处理的土壤悬液进行②,然后涂布于含有植酸钠的固体培养基上。培养后观察到③,其周围出现透明水解圈,圈的直径大小与④强弱有关。(3)筛选获得的菌株经鉴定后,将优良菌株进行液体扩大培养。培养时需要振荡,其主要目的是⑤。液体培养基与固体培养基相比,不含有的成分是⑥。(4)在合适条件下,将提纯的植酸酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球。该过程是对酶进行⑦。A.吸附B.包埋C.装柱D.洗涤(5)温度与植酸酶相对酶活性的关系如图所示。下列叙述错误的是⑧。 A.测试温度中,固定化与非固定化植酸酶的最适温度分别为60℃和45℃B.测试温度范围内,固定化植酸酶的相对酶活性波动低于非固定化植酸酶C.固定化与非固定化植酸酶相比,相对酶活性在80%以上时的温度范围较宽D.65℃时固定化与非固定化植酸酶的相对酶活性因蛋白质变性而位于最低点答案(1)①耐高温菌株(2)②稀释③单菌落④植酸酶的活性(3)⑤供氧⑥琼脂(4)⑦B(5)⑧D解析(1)用80℃高温处理土壤悬液可以筛选出耐高温菌株。(2)经无菌处理的土壤悬液利用稀释涂布平板法进行接种;培养后可观察到有的单菌落周围出现透明圈,这是耐高温菌株产生的植酸酶水解形成的,透明圈越大,说明植酸酶的活性越高。(3)将液体培养基振荡可提高培养液中氧的含量,固体培养基具有固体状态是因为制备培养基时加入了琼脂。(4)将植酸酶与海藻酸钠混合,然后制成凝胶珠,这是利用包埋法固定化酶。(5)对比曲线可知,65℃时非固定化植酸酶因蛋白质变性而活