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.docx
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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α、β、γ三类,其中β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10h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
①提取量主要取决于植物材料中芳香油的含量。
②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。
①水中蒸馏:
原料放于蒸馏容器的水中,水完全浸没原料。
②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。
③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
①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。
②点样时点样圆点太大(直径大于2mm),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2mm。
③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。
④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。
⑤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β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Ⅱ)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__________________。
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,β胡萝卜素是其中最主要的组成成分;一分子的β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)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
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
①向蒸馏器中加入原料时,茉莉花与清水的质量比大约为________。
②A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:
①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。
②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)①1∶4 ②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β胡萝卜素时,常采用的原料是__________,因为其不仅__________,而且____________
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