2018版高考生物一轮复习 第十二单元 生物技术实践 第三讲 植物有效成分的提取学案 新人教版

第三讲植物有效成分的提取考纲展示从生物材料中提取某些特定的成分授课提示：对应学生用书第283页植物有效成分的提取1植物芳香油的提取植物芳香油的主要化学成分：萜类化合物及其衍生物，具有很强的挥发性。提取方法有蒸馏、压榨和萃取等。2实例(1)玫瑰精油的提取 (2)橘皮精油的提取 (3)胡萝卜素的提取1植物芳香油提取成功的关键点(1)水蒸气蒸馏要适当延长蒸馏时间，温度不能太高。(2)用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质。(3)压榨时原料必须要浸透，这样压榨时不会滑脱，出油率高。2影响萃取的因素(1)主要因素：萃取剂的性质和使用量。(2)次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度、萃取的时间等。3胡萝卜素有、三类，其中胡萝卜素是最主要的组成成分。与植物有效成分的提取有关的3个易混易错点(1)蒸馏时若温度太高，时间太短，产品品质较差，若要提高产品品质，可适当延长蒸馏时间。(2)橘皮压榨前，可在石灰水中浸泡10 h以上，既防止压榨时滑脱，提高出油率，又不会在过滤时堵塞筛眼。(3)萃取时一般来说原料颗粒小，萃取温度高，时间长，需提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。授课提示：对应学生用书第283页考点植物有效成分的提取核心考点通关1植物有效成分提取的三种方法比较提取方法水蒸气蒸馏法压榨法萃取法实验原理利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油方法步骤(1)水蒸气蒸馏；(2)分离油层；(3)除水过滤(1)石灰水浸泡、漂洗；(2)压榨、过滤静置；(3)再次过滤(1)粉碎、干燥；(2)萃取、过滤；(3)浓缩适用范围适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中优点简单易行，便于分离生产成本低，易保持原料原有的结构和功能出油率高，易分离局限性水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题分离较为困难，出油率相对较低使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量2.增加植物有效成分提取量的关键措施(1)蒸馏法提取植物芳香油提取量主要取决于植物材料中芳香油的含量。由于植物芳香油易挥发，因此用水蒸气蒸馏法提取植物芳香油时应选择新鲜的植物材料(干燥后植物芳香油挥发)。(2)压榨法提取植物芳香油：植物材料中的果胶、果蜡会影响压榨和出油率，压榨前通常采用石灰水浸泡的方法除去果胶、果蜡，以提高出油率。(3)影响胡萝卜素萃取的因素及解决措施影响因素解决措施萃取剂的性质用水不溶性有机溶剂原料的颗粒大小、紧密程度粉碎材料的含水量干燥萃取温度探索最佳萃取温度，严格控制温度萃取时间适当延长萃取时间易混易错植物有效成分提取的2个易错点(1)水蒸气蒸馏三种常用方法比较，基本原理相同，但原料位置不同。水中蒸馏：原料放于蒸馏容器的水中，水完全浸没原料。水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料置于筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。水气蒸馏：蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料。三种方法中，水中蒸馏设备简单，成本低，易操作，而水上蒸馏和水汽蒸馏时间短，出油率高。(2)胡萝卜素粗品鉴定过程中的易错点层析时没有选择干净的滤纸，导致实验现象不明显。为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。点样时点样圆点太大(直径大于2 mm)，导致最终在滤纸上形成一条线，无法辨认被提取的色素。点样圆点的直径应为2 mm。将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时不能将滤纸两边相互接触，以避免由于毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。层析液没及样品原点，色素溶解于层析液中，造成实验失败。层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。没有设置标准样品作对照。层析液中是否提取到胡萝卜素，可通过与标准样品中的胡萝卜素作对比予以确认。针对训练请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题：(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、_和_。(2)芳香油溶解性的特点是不溶于_，易溶于_，因此可用_作为提取剂来提取芳香油。(3)橘子果实含有芳香油，通常可用_作为材料提取芳香油，而且提取时往往选用新鲜的材料，理由是_。(4)对材料压榨后可得到糊状液体，为除去其中的固体物获得乳状液可采用的方法是_。(5)得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后，芳香油将分布于液体的_层，原因是_。加入氯化钠的作用是_。(6)从乳状液中分离得到的芳香油中要加入无水硫酸钠，此剂的作用是_。解析：(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、蒸馏法、萃取法。(3)一般采用新鲜的橘子皮来提取橘皮精油，因为新鲜的橘皮中含芳香油多。(4)除去液体中的固体常用方法是过滤。(5)芳香油密度比水小，且不溶于水，会浮在液体的表面。加入氯化钠会增加水层密度，使油和水分层。(6)无水硫酸钠可以吸收芳香油中残留的水分。答案：(1)蒸馏法萃取法(2)水有机溶剂有机溶剂(其他合理答案也可)(3)橘子皮芳香油含量较高(4)过滤(其他合理答案也可)(5)上油层的密度比水层小(其他合理答案也可)增加水层密度，使油和水分层(6)吸收芳香油中残留的水分授课提示：对应学生用书第284页练全国高考真题知考查重点1(2015高考全国卷)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。(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_。解析：(1)从胡萝卜中提取出的橘黄色物质包括多种结构类似物，统称为胡萝卜素，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；维生素A缺乏会引起夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等，其中人在弱光下视物不清的疾病称为夜盲症；胡萝卜素性质比较稳定，不具有挥发性。(2)含水量会影响萃取的效率，因此，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，需要将新鲜的岩藻干燥。(3)有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，而乙醇是水溶性有机溶剂，乙酸乙酯是水不溶性有机溶剂，因此应选择乙酸乙酯作为胡萝卜素的萃取剂。答案：(1)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练各地市模拟知命题热点2(2017贵州安顺模拟)许多植物芳香油的提取在原理和程序上是相同的，请结合玫瑰精油的提取，设计一个提取茉莉精油的过程。(1)原料选择：_。(2)提取方法的选择及原因：_。(3)实验流程(如下图)：茉莉花水蒸馏器油水混合物初提取精油加过滤茉莉精油向蒸馏器中加入原料时，茉莉花与清水的质量比大约为_。A表示_过程，B表示_过程，C表示_，通过C提取出的初提取精油，可能还混有一定的水分，所以要向提取液加入D_吸水，放置过夜，再过滤除去固体物质，即可得到茉莉精油。解析：(1)在盛花期采摘茉莉花的原因是此时茉莉花内芳香油含量高。(2)茉莉精油的特点是不溶于水，易溶于有机溶剂，因此，适合用水蒸气蒸馏法和萃取法提取；但前者具有设备简单、成本低、操作简单等优点，因此常被采用。(3)在提取过程中，加入清水、食盐和无水硫酸钠可以使芳香油被逐步分离并纯化。答案：(1)在花开的盛花期采摘茉莉花(2)采用水蒸气蒸馏法。原因有：茉莉精油的化学性质稳定，难溶于水而易溶于有机溶剂，与水共沸时会随水蒸气蒸馏出来，便于提取。由于水蒸气蒸馏法设备简单、成本低、易于操作，因此常采用水蒸气蒸馏法而不采用萃取法(3)14水蒸气蒸馏冷凝分离油层无水硫酸钠授课提示：对应学生用书第383页1(2017江西八校模拟)回答下列有关植物有效成分提取的问题。(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和_，以提高萃取效率。鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采用_法，在鉴定的过程中需要用_作为对照。(2)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是_，分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是_，除去固体硫酸钠的常用方法是_。(3)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生_的问题，所以一般采用_法。解析：(1)为提高萃取效率，从胡萝卜中提取胡萝卜素时，需要在萃取前将胡萝卜粉碎和干燥。通常采用纸层析法鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素，在鉴定的过程中需要用标准样品作为对照。(2)水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，为使油层和水层分离，需在油水混合物中加入氯化钠；分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是除去少量的水，除去固体硫酸钠的常用方法是过滤。(3)由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般采用压榨法提取橘皮精油。答案：(1)干燥纸层析标准样品(2)有利于油层和水层的分离除去少量的水过滤(3)原料焦糊压榨2回答下列有关胡萝卜素提取的问题。(1)萃取剂可分为_和_两种，乙醇和丙酮属于_。在提取胡萝卜素时，常采用的原料是_，因为其不仅_，而且_。(2)萃取的效率主要取决于_，同时也受_等条件的影响。(3)萃取过程中，第一步需_，以提高效率。因为_，所以应避免明火加热，而采用水浴加热的方法。通过加热处理，胡萝卜素溶解在萃取液中，再经_得到萃取液，经_后，可_得到纯净的胡萝卜素。解析：胡萝卜素是一种橘黄色易溶于有机溶剂，不溶于水的晶体，因此采用有机溶剂萃取的方法进行提取。萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时也受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。因为萃取剂都是易燃物，所以应避免明火加热，而采用水浴加热的方法。答案：(1)水溶性水不溶性水溶性胡萝卜廉价易得胡萝卜素含量也较高(2)萃取剂的性质和使用量原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间(3)将胡萝卜进行粉碎和干燥有机溶剂都是易燃物萃取过滤浓缩3(2017辽宁大连模拟)下面是与植物芳香油的提取有关的问题，请回答：图1(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。(3)图2为胡萝卜素的纸层析结果示意图，请据图回答：图2A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是_。甲代表的物质是_，乙代表的物质是_。解析：(1)图1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。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。提取效率与原料颗粒的含水量呈负相关。(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(3)A和C胡萝卜素其他色素和杂质4在薄荷油提取中，由于薄荷油化学性质稳定，不溶于水，因此可采用水中蒸馏法，请设计简单的实验装置水蒸气蒸馏装置来提取薄荷油。蒸馏装置：铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶，以及连接进水口和出水口的橡皮管。(所有仪器必须事先干燥，保证无水)(1)整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，其中左边的部分用来_，中部用来_。(2)有人设计了一套实验室蒸馏芳香油的五个步骤：A将蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞B连接好冷凝管，把冷凝管固定在铁架台上，将冷凝管进水口橡皮管的另一端与水龙头相连，将和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中C把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的高度，放好石棉网D向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，再用漏斗向烧瓶中加入原料，塞好带温度计的橡皮塞，把接液管连接在冷凝管的末端，并伸入接收装置(如锥形瓶)中E检查气密性薄荷油可用_法提取，原因是高温_。上述实验正确的操作顺序是_。冷凝管里水流的方向与水蒸气的流向_。在蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片，目的是_。通过蒸馏，得到的是_，若想得到纯净的薄荷精油需_，首先向乳液中加入氯化钠，目的是_。静置后在_(填“上口”或“下口”)得到产物。提取薄荷精油的程序是_。(用简单的文字和箭头表示)。答案：(1)通过加热进行蒸馏将蒸馏物冷凝(2)水蒸气蒸馏不易分解、难溶于水、能随水蒸气蒸出CABED相反防止暴沸油水混合物进行分液增加水层的密度，使混合物出现明显分层上口薄荷叶清水水蒸气蒸馏油水混合物分离油层除水薄荷精油5请回答下列有关“胡萝卜素提取”的问题。(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是_法。以下为提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜粉碎干燥A过滤B胡萝卜素。其中，A过程叫_，B过程叫_。(2)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将_和_控制在一定范围内。(3)图甲为提取胡萝卜素的装置示意图，请指出图中一处错误并改正：_。(4)图乙是胡萝卜素粗品鉴定装置示意图。该鉴定方法的名称是_法。图乙中为_，实验过程中点样时应注意_。(5)在图乙的胡萝卜素的结果示意图中，A、B、C、D四点中，属于提取样品的样点是_。解析：(1)根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，一般用萃取法提取。(2)新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在干燥时要注意控制温度和时间，温度太高、时间太长会导致胡萝卜素分解。答案：(1)萃取萃取浓缩(2)温度时间(3)应避免明火加热，而采用水浴加热(4)纸层析样品原点快速细致并注意保持滤纸干燥(5)B和C6胡萝卜素是一种常用的食用色素，可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)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时，可选用_或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环，其目的是_。(2)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_和_。(3)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_。(4)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：(1)接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线法；为了避免杂菌的污染，接种过程中要进行无菌操作，如对接种环进行灼烧处理。(2)蔗糖可作为碳源，硝酸盐含有氮元素，可作为氮源。(3)温度过高、干燥时间过长会导致胡萝卜素分解；由于萃取剂都是易燃物，直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸，故采用水浴加热。(4)鉴定胡萝卜素时，胡萝卜素标准品主要起对照作用。答案：(1)稀释涂布平板法灭菌(或：防止杂菌污染)(2)碳源氮源(3)时间水浴滤去不溶物(4)(实验)对照7.天然胡萝卜素作为保健品食用，可医治维生素A缺乏症、干皮症、抗光敏症等疾病。科学研究证明，胡萝卜素能防治或延缓癌症，是具有广泛免疫功能的药物和不可缺少的饮料添加剂。目前在国内外食品工业和其他诸多行业中，胡萝卜素一直处于供不应求的状态。请根据上述材料及所学知识，回答下列问题：(1)新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在胡萝卜素的提取过程中，要对新鲜的胡萝卜进行_，且要注意控制_和时间，这是因为_。(2)天然胡萝卜素可医治维生素A缺乏症，是因为_。(3)如图为提取胡萝卜素的实验流程图：胡萝卜粉碎干燥A过滤B胡萝卜素A过程叫_，B过程叫_。.许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现要用薄荷叶提取薄荷油，回答下列问题：(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用_(填“鲜”或“干”)薄荷叶作为原料，其原因是_。(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是_，原理是_。(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是_。常用于分离油层和水层的器皿是_。在分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是_，除去固体硫酸钠的常用方法是_。解析：.(1)新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在胡萝卜素的提取过程中，要对新鲜的胡萝卜进行干燥，且要注意控制温度和时间，这是因为温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。(2)胡萝卜素在人体内可分解为维生素A。(3)提取胡萝卜素的实验流程为：胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素。.(1)提取薄荷油时应选用鲜薄荷叶作为原料，其原因是薄荷油易挥发，薄荷叶干燥过程中会使薄荷油挥发掉。(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是酒精或石油醚、乙醚、戊烷等，原理是薄荷油易溶于有机溶剂。(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是增加盐的浓度，使分层更明显。常用于分离油层和水层的器皿是分液漏斗。在分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是吸收油层中的水分，除去固体硫酸钠的常用方法是过滤。答案：.(1)干燥温度温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解(2)胡萝卜素在人体内可分解为维生素A(3)萃取浓缩.(1)鲜薄荷油易挥发，薄荷叶干燥过程中会使薄荷油挥发掉(2)石油醚、乙醚、戊烷等薄荷油易溶于有机溶剂(3)增加盐的浓度，使分层更明显分液漏斗吸收油层中的水分过滤8紫甘薯红色素色泽鲜艳自然、无毒、无特殊气味，具有抗突变、抗氧化、缓解肝功能障碍、抗肿瘤、抗高血糖等营养、药理和保健功能，是一种理想的天然食用色素资源。如图是提取紫甘薯红色素的实验流程，请分析回答下列问题：(1)紫甘薯红色素通常采用萃取法提取，萃取之前需要进行粉碎和干燥处理，说明_和_影响萃取效率。(2)在萃取过程中应采用_加热，原因是_。为了防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装_装置。(3)柠檬酸、盐酸、无水乙醇、甲醇都能用于萃取紫甘薯红色素，但是不同溶剂的萃取效率不同，某研究小组用不同溶剂进行萃取，利用分光光度法测定提取液的吸光值(结果如图)。已知色素提取液的吸光值与色素含量呈正相关，则由此可判断提取紫甘薯红色素的最理想的有机溶剂是_，原因是_。也有同学认为10%不一定是柠檬酸的最佳萃取浓度，若要进一步设计实验，以探究柠檬酸的浓度对紫甘薯红色素提取效率的影响，实验时设计思路应为_。解析：(1)利用萃取法提取植物有效成分时，由于萃取时原料颗粒的大小和含水量会影响萃取效率，因此萃取前需将原料进行粉碎和干燥处理。(2)萃取过程中应该避免明火加热，采用水浴加热，因为有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。在加热瓶口安装冷凝回流装置，可以防止加热时有机溶剂挥发。(3)由题干中色素提取液的吸光值与色素含量呈正相关，可知吸光值越大，提取到的色素含量越高，再由提取液的吸光值图可知，提取紫甘薯红色素的几种溶剂中最理想的有机溶剂是柠檬酸；若要进一步设计实验，以探究柠檬酸的浓度对紫甘薯红色素提取效率的影响，应以柠檬酸浓度为自变量，设计一组具有浓度梯度的柠檬酸溶液，利用同样的方法进行提取，比较各组提取液的吸光值，以确定柠檬酸的最佳提取浓度。答案：(1)原料颗粒的大小含水量(2)水浴有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸冷凝回流(3)柠檬酸用柠檬酸作提取剂时提取液的吸光值最大，说明提取到的色素最多设计一组具有浓度梯度的柠檬酸溶液，利用同样的方法进行提取，比较各组提取液的吸光值- 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