2019-2020年高中生物专题6植物有效成分的提取课题2胡萝卜素的提取练习新人教版选修.doc

2019-2020年高中生物专题6植物有效成分的提取课题2胡萝卜素的提取练习新人教版选修1胡萝卜素不溶于水，易溶于石油醚等有机溶剂，可用萃取法提取。2胡萝卜素有、三类，其中胡萝卜素是最主要的组成成分。3提取胡萝卜素的流程：胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素。4萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，原料颗粒的大小、含水量、萃取的温度和时间等条件对萃取的效率也有影响。5萃取过程避免明火加热，应采用水浴加热。6对提取的胡萝卜素可通过纸层析进行鉴定。胡萝卜素的基础知识自读教材夯基础1种类(1)划分依据：双键的数目。(2)类型：分为、三类，最主要的组成成分是胡萝卜素。2用途(1)治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病。(2)广泛地用作添加剂。(3)使癌变细胞恢复成正常细胞。3性质胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。4提取途径(1)一是从植物中提取；(2)二是从大面积养殖的岩藻中获得；(3)三是利用微生物的发酵生产。胡萝卜素有防治癌症的作用，能否快速大量生产胡萝卜素？采用什么技术？提示：能。发酵技术。跟随名师解疑难1胡萝卜素的分布胡萝卜素广泛存在于植物的叶、茎和果实中，最早是在胡萝卜中分离得到的。除胡萝卜外，绿色蔬菜和黄玉米、小米等粮食中也含有一定量的胡萝卜素。2胡萝卜素的理化性质胡萝卜素为橘黄色结晶，不溶于水，易溶于石油醚等有机溶剂，在橄榄油和苯中的溶解度为0.1 g/100 mL，在氯仿中的溶解度为4.3 g/100 mL。胡萝卜素在弱碱条件下比较稳定，在酸中不稳定，在光照和含氧条件下也不稳定。胡萝卜素低浓度时为黄色，高浓度时为橙红色。重金属离子，特别是铁离子，可促使胡萝卜素退色。胡萝卜中的胡萝卜素85%为胡萝卜素，其结构式为：胡萝卜素提取的实验设计自读教材夯基础1提取方法与流程(1)提取方法：根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可以采用有机溶剂萃取的方法来提取。(2)流程：胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素。2萃取剂的选择(1)种类：有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。(2)原则：萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。此外，还要对人体无毒性、不易燃、易与产品分离除去、不影响产品质量等。3影响萃取的因素(1)萃取剂的性质和使用量。(2)原料颗粒的大小、紧密程度、含水量。(3)萃取的温度和时间。4提取装置的设计(1)萃取过程避免明火加热，应采用水浴加热，因为直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸。(2)在加热瓶口安装回流冷凝装置，以防止有机溶剂挥发。(3)萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置，在浓缩之前还要进行过滤，除去萃取液中的不溶物。5操作提示(1)在干燥时要注意控制温度，温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。(2)胡萝卜干燥的速度和效果与破碎程度、干燥方式有关。6结果分析与评价(1)方法：可通过纸层析进行鉴定。(2)步骤：1乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？提示：不能。因为乙醇和丙酮是水溶性有机溶剂，且丙酮对人体有毒性。2在石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？提示：在这五种有机溶剂中，乙醚沸点较低，不宜选取，苯和四氯化碳有毒性，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂，其次可选乙酸乙酯。3萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置，蒸发出去的物质是萃取剂还是胡萝卜素？提示：是萃取剂，胡萝卜素留在蒸馏瓶中。跟随名师解疑难实验结果的分析与评价1确定提取胡萝卜素的最佳方案在进行本实验时，可以分为若干合作小组，每组可以采用不同的有机溶剂和时间进行萃取，比较各组的实验结果，确定提取胡萝卜素的最佳方案。2是否出现对应的层析带(1)采用的方法：纸层析法，可与必修课本中“绿叶中色素的提取和分离”相联系，比较其异同点。(2)鉴定步骤：量做基线对照点样干燥层析对比观察。如果提取到的胡萝卜素含杂质，则层析后在滤纸上会出现多个不同高度的色素点样。如果萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带，说明提取胡萝卜素的实验成功。由于提取物中含有杂质，萃取样品的颜色可能比标准样品的颜色浅，所以也可以通过颜色的比较，初步确定提取的胡萝卜素的量。胡萝卜素的提取分析例1 下面为胡萝卜素的提取装置示意图，回答有关问题：(1)胡萝卜素提取的效率主要取决于_。(2)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这五种有机溶剂中，最适宜用于萃取胡萝卜素的是_，这是因为_。(3)在处安装回流冷凝装置的目的是_。(4)在胡萝卜素的萃取过程中，萃取过程的加热方式一般应采用水浴加热，避免明火加热，这是因为_。得到的萃取液经过过滤后直接使用_装置进行浓缩。解析胡萝卜素易溶于有机溶剂，所以选用萃取的方法。萃取的效率与原料和萃取剂有密切关系，但主要取决于萃取剂的性质和使用量，其次还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；萃取剂是有机溶剂，具有加热易燃、易挥发的特点，所以萃取装置的设置要特别注意；萃取剂的选择要注意以下特点：较高的沸点、能够充分溶解萃取物等；提取过程中一般要避免明火加热，而采用水浴加热，这是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。答案(1)萃取剂的性质和使用量(2)石油醚石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发(3)防止加热时有机溶剂挥发(4)有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸蒸馏归纳拓展 提取胡萝卜素时应注意的事项 用萃取法提取胡萝卜素时，由于加入的萃取剂含石油醚等有机溶剂，因此应避免明火加热；萃取的效率取决于萃取剂和原料两方面，因此在萃取时，要先将胡萝卜粉碎并干燥脱水，使之与萃取剂充分接触，这样可以提高溶解度，萃取效果会更好。另外，萃取时间长，萃取效果也会更好。胡萝卜素的鉴定例2 图甲为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，图乙为胡萝卜素的纸层析结果示意图，请据图回答下列问题：(1)图甲中b的名称是_，a的作用是_，e为_，对于e实验时应注意_，f为_，常用_，如果层析液没及e会导致_。(2)图乙中A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是_，属于提取样品的样点是_。基线一般距底边_cm；在图中的层析谱中，代表的物质是_，代表的物质是_。解析对胡萝卜素提取粗品进行鉴定采用的是纸层析法，其原理是色素在层析液中的溶解度不同，导致其在滤纸上的运动速度不同，从而使各成分分开。因层析液易挥发，故应在色谱容器上方用玻璃盖盖严。在进行点样时，应注意点样要快速细致，并保持滤纸干燥。层析液高度不得超过滤纸基线，否则点样处的有机成分会溶于层析液中，导致实验失败。答案(1)色谱容器防止层析液挥发样品原点点样应该快速细致并保持滤纸干燥溶剂石油醚胡萝卜素溶解在层析液中，致使鉴定失败(2)A和DB和C2胡萝卜素其他色素和杂质归纳拓展 用纸层析法鉴定时应注意的问题 (1)选择干净的滤纸，为防止操作时污染滤纸，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。(2)点样时注意样斑不能太大，如用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。(3)点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意两边不能互相接触，以免因毛细现象而导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响效果。随堂基础巩固1下列关于胡萝卜素的叙述，错误的是()A胡萝卜素可以辅助治疗因缺乏维生素A而引起的疾病B胡萝卜素可用作食品色素C天然胡萝卜素还具有预防癌症的功能D胡萝卜素可以治疗人体色素缺乏症解析：选D胡萝卜素在人体内可转化成维生素A，因此可以辅助治疗因缺乏维生素A而引起的疾病。胡萝卜素还是食品、饮料、饲料的添加剂，是一种天然色素。此外还具有预防癌症、提高人体免疫力、预防感冒等功能。但不能治疗人体色素缺乏症。2胡萝卜素的提取实验流程正确的是()A胡萝卜粉碎萃取干燥浓缩过滤胡萝卜素B胡萝卜粉碎过滤干燥萃取浓缩胡萝卜素C胡萝卜粉碎过滤萃取干燥浓缩胡萝卜素D胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素解析：选D干燥应该在萃取前，过滤应该在浓缩前。3以下说法不正确的是()A石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂B乙醇和丙酮不能够用于胡萝卜素的萃取，虽然它们也是有机溶剂，但它们与水混溶C萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置D对提取出的胡萝卜素进行纸层析鉴定时，可用滴管吸取少量的样品进行点样解析：选D点样时应用最细的注射器针头，而不能用滴管。4根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质，回答下列问题：(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用_作为溶剂，原因是_。(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是_法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是：胡萝卜粉碎干燥_胡萝卜素。(3)萃取的效率主要取决于_，同时也受_等条件的影响。(4)提取的胡萝卜素可通过_法进行鉴定，在鉴定过程中需要用_进行对照。(5)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成_比。解析：(1)胡萝卜素是橘(橙)黄色的结晶，属于脂类物质，其化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。(2)提取胡萝卜素最常用的方法是萃取法，即让胡萝卜素溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得胡萝卜素。(3)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。(4)提取到的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定中应与标准样品进行对照。(5)萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。因此，原料颗粒中含水量应很少，否则会影响提取的效率。答案：(1)亲脂性有机溶剂(或有机溶剂)胡萝卜素是脂溶性色素(2)萃取萃取过滤浓缩(3)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(4)纸层析标准样品(5)反课时跟踪检测(满分50分时间25分钟)一、选择题(每小题3分，共24分)1下列关于胡萝卜素的叙述，错误的是()A胡萝卜素可用于治疗幼儿生长发育不良、干皮症等B胡萝卜素可从大面积养殖的岩藻中提取C天然胡萝卜素能使癌细胞恢复成正常细胞D提取胡萝卜素时，可采用石油醚、苯、酒精、丙酮等作溶剂解析：选D提取胡萝卜素时常用石油醚；酒精与水互溶，苯、丙酮沸点低。2下列有关胡萝卜素提取的叙述不正确的是()A萃取剂可以选用石油醚B萃取过程用酒精灯直接加热C装置与玫瑰油提取装置不同D最后得到的胡萝卜素不纯解析：选B胡萝卜素提取时，萃取过程用酒精灯隔水加热，防止有机溶剂挥发遇明火燃烧。3影响胡萝卜素提取的因素有()温度胡萝卜的干燥程度萃取剂的性质萃取剂的用量胡萝卜粉碎块大小加热时间ABCD解析：选A萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还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。4在用纸层析法鉴定所提取的色素时，下列叙述错误的是()A在纸层析过程中，滤纸可放在普通烧杯中B层析液所用的试剂为石油醚C有时萃取样品的颜色比标准样品的颜色浅D如果萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带，说明提取胡萝卜素的实验成功解析：选A待滤纸上的点样液自然挥发干后，把滤纸卷成圆筒状，置于装有1 cm深的石油醚的密封玻璃瓶中；若提取的胡萝卜素比较少，则萃取样品的颜色比标准样品的浅。若萃取样品与标准样品扩散结果相同，则说明提取色素较多且较纯，实验成功。5关于提取胡萝卜素的实验流程，下列叙述错误的是()A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B乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取C萃取过程中在瓶口安装冷凝回流装置，是为了防止加热时有机溶剂的挥发D浓缩的过程是为了把萃取剂与胡萝卜素分开解析：选B乙醇和丙酮是水溶性有机溶剂。因能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。6有同学想研究萃取胡萝卜素的最佳温度，在设计实验时应注意()A萃取时间不用考虑是否相同B使用不同的萃取剂，但量要相同C原料颗粒大小不同D除温度外，其他因素相同，以保证单一变量解析：选D本实验的目的是研究提取胡萝卜素的最佳温度，温度就应该是本实验中的实验变量，也是唯一变量，为了排除其他因素对实验结果的干扰，应保证其余条件相同。7胡萝卜素的纸层析操作中错误的是()A选择干净的滤纸B点样时点样斑点不能太大C点样后用吹风机吹干，温度不宜过高D点好样的滤纸卷成圆筒状，且滤纸的两边要相互接触解析：选D将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸的两边不能互相接触，以免由于溶剂沿滤纸两边的移动速度加快，导致溶剂前沿不齐，影响分离效果。8下列对胡萝卜素提取过程的分析，正确的是()A把新鲜的胡萝卜切成米粒大小的颗粒，置于烘箱中烘干时，温度越高、干燥时间越长，烘干效果越好B在萃取过程中在瓶口安装冷凝回流装置，是为了防止加热时有机溶剂的挥发C在浓缩前，没有必要进行过滤D将滤液用蒸馏装置进行蒸馏，要收集蒸发出去的液体，蒸发出去的是胡萝卜素，留下的是有机溶剂解析：选B在烘干胡萝卜时要控制好温度和时间，温度太高、干燥时间太长，会导致胡萝卜素分解；浓缩前要进行过滤，除去不溶物；将过滤液用蒸馏装置进行蒸馏，蒸发掉有机溶剂，留下浓缩的胡萝卜素提取液，而在萃取过程中，在瓶口安装冷凝回流装置是为了防止加热时有机溶剂的挥发。二、非选择题(共26分)9(14分)胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病；还是常用的食品色素；还具有使癌变细胞恢复为正常细胞的作用。下图是提取胡萝卜素的实验流程示意图，请回答下列问题：(1)除了可以从植物中提取天然胡萝卜素外，还可以从养殖的岩藻中获得或者利用_生产。(2)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_处理，但要注意控制_和时间，这是因为_。(3)图中A过程表示_，此过程用到的有机溶剂应该具有较高的_，能够充分_胡萝卜素，并且不与水混溶。(4)图中B过程表示_，浓缩之前进行过滤的目的是_。解析：提取天然胡萝卜素的方法主要有三种：一是从植物中提取，二是从岩藻中获得，三是利用微生物发酵生产。提取胡萝卜素时要干燥，但要注意控制温度和时间。图中A表示萃取，B表示浓缩。答案：(1)微生物的发酵(2)干燥温度温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解(3)萃取沸点溶解(4)浓缩除去萃取液中的不溶物10(12分)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)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，故应采用水浴加热。(4)鉴定胡萝卜素时，胡萝卜素标准品主要起一个对照的作用。答案：(1)稀释涂布平板法(或稀释混合平板法)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