2012高三生物总复习教案第43讲植物有效成分的提取

2012高三生物总复习教案第43讲植物有效成分的提取教学案【考纲要求】生物技术在食品加工中的应用考纲要求具体内容(1)研究从生物材料中提取某些特定的成分I实验内容（4）设计一种简单装置，从方向植物材料（如橘皮、玫瑰花、薄荷叶等）中提取芳香油；从胡萝卜中提取胡萝卜素实验与探究能力【考点分析】考点试卷类型分值题型(1)研究从生物材料中提取某些特定的成分（4）设计一种简单装置，从方向植物材料（如橘皮、玫瑰花、薄荷叶等）中提取芳香油；从胡萝卜中提取胡萝卜素2008宁夏8非选择题2009山东8非选择题2009海南25非选择题【考点预测】从近几年高考试题看，果酒和果醋的制作、腐乳的制作是命题的素材。涉及到的微生物有关内容是本模块的重点内容，今年高考命题可能会从下面三个方面展开：1．果酒、果醋的制作原理、注意事项及其涉及到的微生物知识点。2．泡菜的制作原理、过程、注意事项及其检测。本专题内容侧重考查学生的实际应用能力，由于很多课题的开展具有一定的难度，从考查的角度上讲也很难实现动手能力的考查。从近几年新课标地区生物试题看注重考查基础知识．同时进行简单应用的考查。考查知识点分布主要集中与发酵有关的微生物、果酒和果醋的制作过程及其注意事项、腐乳的制作。题型以非选择题为主，为选做题之一【知识梳理】一、植物芳香油的提取1、来源2、植物芳香油的提取方法3、玫瑰精油的提取4、橘皮精油的提取二、胡萝卜素的提取1、来源2、试验设计【重点解析】一、植物芳香油的提取1．植物芳香油成分、特点及应用(1)成分：主要包括萜类化合物及其衍生物。(2)特点：具很强的挥发性、易溶于有机溶剂2．玫瑰精油和橘皮精油的提取流程(1)玫瑰精油的提取——水蒸气蒸馏法(2)橘皮精油的提取——压榨法石灰水浸泡----漂洗----压榨----过滤----静置----再次过滤----橘皮油3．植物芳香油的提取方法的比较提取方法水蒸气蒸馏法压榨法有机溶剂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液中优点简单易行，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例l如图是用水蒸气蒸馏法从薄荷叶中提取薄荷油的装置图(注：铁架台等支持部分省略)，请据图补充完成下面的实验并回答有关问题：1实验步骤：(1)安装好如图所示的装置，特别要注意将冷凝器夹好。(2)将薄荷叶尽量剪碎，取适量的薄荷叶放人瓶内。(3)向瓶内加水，至容积的左右，为防止出现水碱，可加入数滴稀硫酸。此时应向瓶中放入几粒以防暴沸。(4)向冷凝器中通入。(5)安装好连接管，将连接管的出口放在接收瓶中。接收瓶口上盖上一小块铝箔或牛皮纸。(6)将蒸气发生器加热，至瓶中的水沸腾，然后调节火的大小，以维持水稳定的沸腾程度。(7)当接收瓶内漂在水上的油状物(即精油)不再增多时即可停止实验。Ⅱ回答有关问题：(1)A蒸馏瓶通入B蒸馏瓶中的连接管为什么插入蒸馏瓶底部?(2)冷凝器的作用是。(3)接收瓶口上盖一小块铝箔或牛皮纸，其目的是。解析：本装置是用水蒸气蒸馏法提取薄荷油，其原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来。蒸馏时，将原料放入8瓶，在原料底部通入水蒸气，即可带出原料里面的芳香油，A瓶中水量应约占容积的2／3，为防止暴沸，可加入沸石、碎玻璃、碎瓷片，冷凝器中应通入自来水，以降低油水混合气体的温度，便于分层。由于薄荷油具有挥发性，因此在接收瓶口应盖上小块铝箔或牛皮纸。答案：I(2)B(3)A2／3沸石或碎玻璃、碎瓷片(4)自来水Ⅱ(1)让水蒸气由下而上进行蒸馏(2)使混合气体冷却分层(3)薄荷油具有挥发性，以减少薄荷油的散失二、胡萝卜素的提取1．萃取剂的选择与影响萃取的因素(1)萃取剂的选择有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和丙酮能够与水混溶，是水溶性有机溶剂；石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶，是水不溶性有机溶剂。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，且不与水混溶。另外还要考虑对人体是否有毒等安全问题。因乙醚沸点较低，苯和四氯化碳对人体有毒，所以本实验选用石油醚或乙酸乙酯作为萃取剂。(2)影晌萃取的因素主要因素：萃取剂的性质和使用量；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。总之，溶解越充分，效果就越好。2．胡萝卜素的萃取方法(1)胡萝卜素提取装置的设计①提取装置：由铁架台、酒精灯、水浴锅、烧瓶、冷凝管等构成。安装顺序：从左到右，由下而上。拆除时相反。装置如图所示。②由于有机溶剂易燃，直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸——故采用水浴加热法。③为防止加热时有机溶剂的挥发——在加热瓶121安装冷凝回流装置。①层析时注意选择干净的滤纸，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，可以带手套进行操作。②点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于0．5cm)，如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。③将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免因毛细管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。④纸层析鉴定步骤(3)成果评价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，我们也可以通过颜色的比较，初步确定提取的胡萝卜素的量。例2如图为提取胡萝卜索的装置图，请据图回答下列问题：(1)⑤的作用是(2)④内加入的萃取液一般是，原料在加入前，一般要进行、处理。(3)该萃取过程采用的是水浴加热，其目的是(4)为了取得最佳萃取效果，萃取的时间应该。解析：图示装置为萃取装置，其中⑤为冷凝管，其作用在于降温，以防止加热时有机溶剂挥发，④是烧瓶，其内装有萃取剂，胡萝卜素的适宜萃取剂是石油醚，为防止有机溶剂明火加热时引起燃烧、爆炸，萃取时有必要采用水浴加热，而不用明火加热。答案：(1)冷凝管降温，防止加热时有机溶剂挥发(2)烧瓶石油醚粉碎干燥(3)避免使用明火加热引起燃烧、爆炸(4)较长【实战训练】（09山东卷）1.（8分）（生物一生物技术实）人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：诱导细胞分离悬浮培养收集提取请回答：（1）配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行。接种前，要对人参根进行。（2）用于离体培养的根切块，叫做。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于污染。（3）用少量酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。（4）人参皂苷易溶于水溶性（亲水性）有机溶液，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用方法，操作时应采用加热。答案：（1）灭菌消毒（2）外植体真菌（霉菌）细菌（3）果胶（4）萃取水浴解析：山东理综生物试题选修一试题历年来，立足课本，主要考察课本的基础知识，题目较简单。今年仍然立足课本，以植物组织培养为材料背景考察了植物组织培养过程中涉及到的培养基及消毒灭菌的相关的知识，及污染后的菌落特征的比较。同时考查了选修一中关于物质的提取和鉴定的专题，跨度较大，考查的知识面较广。（1）接种前，要对材料进行消毒（不能填灭菌，灭菌时是采用强烈的因素杀菌），配制培养基并分装后要用灭菌锅灭菌。（2）比较菌落特征：真菌污染：有颜色的绒毛状菌落细菌污染：有光泽的黏液状菌落（3）利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞（4由题干，人参皂苷易溶于亲水性有机溶液，故而采用萃取的方法可以从培养物干粉中提取人参皂苷宜。（09海南卷）2．（18分）（选修模块1：生物技术实践）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人参根切块愈伤组织单细胞或小细胞团细胞培养物培养物干粉人参皂苷的材料，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_____。答案：（1）蒸馏法萃取法（每空1分，共2分）（2）水有机溶剂有机溶剂（每空1分，共3分，其他合理答案也给分）（3）橘子皮芳香油含量较高（每空1分，共2分）（4）过滤（2分，其他合理答案也给分）（5）上（1分）油层的密度比水层小（3分，其他合理答案也给分）增加水层密度，使油和水分层（2分）（6）吸收芳香油中残留的水分（3分）【名师点拨】水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏的区别这三种方法的基本原理相同，但原料放置位置不同。水中蒸馏：原料放在蒸馏容器中，水要完全浸没原料。水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料放在筛板上，水量以沸腾时不浸泡原料为宜。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。各自的特点有：水中蒸馏设备简单、成本低、易操作，而水上蒸馏和水气蒸馏时间短，出油率高。