1、第十一单元 生物技术实践学案 植物有效成分的提取考纲要求从生物材料中提取某种特定成分 实验与探究复习要求1.掌握植物芳香油的提取技术的方法、原理及流程2.掌握胡萝卜素的提取方法、原理及流程基础自查一 植物芳香油的提取1水蒸气蒸馏法(1)原理： 。(2)实验：玫瑰精油的提取。(3)实验流程： 。2萃取法： ，可采取萃取法提取。将粉碎、干燥的植物原料浸泡于有机溶剂中，使芳香油溶解在有机溶剂中，再蒸发掉有机溶剂。这种方法必须 ，否则 。3压榨法(1)原理： 。(2)实验：橘皮精油的提取。(3)实验流程： 。二、胡萝卜素的提取1萃取法： 。2实验流程： 。3鉴定： 。课堂深化探究一 植物芳香油的提取三
2、种提取方法的比较 特别提醒：水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏的区别1这三种方法的基本原理相同，但原料放置位置不同。(1)水中蒸馏：原料放在蒸馏容器的水中，水要完全浸没原料。(2)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。2各自特点：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。二、胡萝卜素的提取1.胡萝卜素提取的方法胡萝卜素为什么可用萃取法和纸层析法提取？2.提取胡萝卜素的实验流程： 。3.影响胡萝卜提取的因素有哪些？4. 用层析法鉴定时应注意哪些问题？对应训
3、练1.生物组织中存在多种有机物，不同的有机物其提取与鉴定方法不尽相同。根据所学知识，请回答下列问题。（1）在香粒工业提取的“液体黄金”玫瑰油中，要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是 ；玫瑰精油的提取需大量原料，通常采用 技术实现玫瑰的快速繁殖。（2）橘皮精油具有诱人的橘香味，是食品、化妆品和香水配料的优质原料，具有很高的经济价值，主要通过 法提取。（3）用萃取法提取胡萝卜素，萃取的效率主要取决于 ，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响；在对新鲜胡萝卜进行干燥时，要注意控制 ，否则会引起胡萝卜素的分解；提取的胡萝卜素粗品可通过 法进行鉴定。2.根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知
4、识及胡萝卜素的性质，回答下列问题。(1)胡萝卜素是_色结晶。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：粉碎、干燥、_、_、_。(3)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，原因是_。(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大小成_比。3.如图所示，比较玫瑰油提取的水蒸气蒸馏装置和胡萝卜素提取的装置图，回答有关问题：(1)从装置上看，A装置多了_、_；B装置增加了_。(2)A装置中提取物最后存在于_中，
5、B装置提取物存在于_中。(3)两个装置的差别是由于提取物的方法不同，归根到底是由于提取物的分子结构不同、理化性质不同。A装置中提取物一般具有_，B装置中提取物在石油醚等有机溶剂中有较高的_。(4)如果萃取液是水，还需要水浴加热吗？_。4.在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法叙述错误的是()A蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解下来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油B压榨法的实验原理是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油C萃取法的实验原理是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉溶剂后就可获得芳香油D蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油实验探究（2012安徽
6、模拟）生物组织中有机物的提取方法有很多种。不同的有机物提取的方法各有不同。(1)玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是_。(2)杏仁油富含矿物质和维生素，是一种质地轻柔、高渗透性的保温剂，主要通过_法提取。(3)血红蛋白的提取方法可以采用_，该方法主要是利用血红蛋白的_特性将它与其他物质分开的。(4)提取胡萝卜素的主要步骤：选取500 g新鲜的胡萝卜，用清水洗净，沥干、_，然后在40 的烘箱中烘干，时间约需2 h，将干燥后的胡萝卜进一步粉碎过筛。注意胡萝卜的粉碎一定要彻底，主要目的是_。将样品放入500 mL圆底
7、烧瓶中，加入200 mL萃取剂混匀，用萃取方法提取，萃取30 min，然后过滤萃取液，除去固体物质，萃取的效率主要取决于_；用蒸馏装置，对萃取的样品进行_；收集接收器中的样品。限时训练1. 工业生产上，植物芳香油常采用水蒸气蒸馏法，原因是()A利用水蒸气可将挥发性强的植物芳香油携带出来B水蒸气蒸馏法可划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏C植物芳香油挥发性强，易溶于有机溶剂D操作最简单，成本较低2.下列关于植物芳香油提取技术的叙述中，正确的是()提取植物芳香油都必须用蒸馏法水蒸气蒸馏是利用水蒸气将挥发性强的芳香油携带出来压榨法是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油萃取是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发
8、溶剂后就可获得芳香油A BC D3.（2012广东中山模拟）下列橘皮精油提取操作中，应该注意的问题是( )橘皮在石灰水中浸泡时间为10小时以上橘皮要浸透,压榨时才不会滑脱压榨液的黏稠度要高,从而提高出油率压榨时加入0.25%的小苏打和5%的硫酸钠A. B. C. D.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)胡萝卜素是_色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用_作为溶剂，原因是_。(2)从胡萝卜素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：粉碎、干燥、_、_、_。(3)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，原因
9、是_。(4)提取的胡萝卜可通过_法进行鉴定，在鉴定过程中需要用_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。5. 从玫瑰花中提取出的玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料，多用于制造高级香水、化妆品等。提取出的玫瑰精油不含有任何添加剂和化学原料，是纯天然的护肤品，具有极好的抗衰老和止痒作用，能够促进细胞再生、防止肌肤老化、抚平肌肤细纹，还具有使人放松、愉悦心情的功效。 玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性较强。(1)根据材料中介绍的玫瑰精油的性质，要提取玫瑰精油可以用水中蒸馏和_法提取，但一般采用水中蒸馏的方法，其原因是该法具有
10、_的优点。 (2)某同学在实验中设计了如图所示装置提取玫瑰精油，指出该装置中的两个错误，并予以改正。 错误1：_ _。改正：_。错误2：_ _。改正：_。(3)蒸馏时许多因素都会影响产品的品质，蒸馏时温度太高、时间太短，产品品质就差，故要提高产品品质，需要注意： _；_。6.生物组织中有机物的提取方法有很多种。例如，凝胶色谱法、电泳法、蒸馏法、压榨法和萃取法等，不同的有机物提取的方法各有不同。(1)玫瑰精油称为“液体黄金”，是世界香料工业不可取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是_。(2)杏仁油富含矿物质和维生素，是一种质地轻柔、高渗透性的保湿剂，主要通过
11、_法提取。(3)萃取胡萝卜素前，要将胡萝卜彻底粉碎的主要目的是_。(4)血红蛋白的提取方法可以采用_，该方法主要是利用血红蛋白的哪一特性将它与其他物质分开的？_。7.（2012山东聊城期末）柠檬精油是食品、化妆品和香水配料的优质原料，具有很高的经济价值。下图为利用柠檬果皮为原料，提取柠檬精油的过程示意图，请回答：（1）提取柠檬精油所用的方法是 ，不采用水蒸汽蒸馏法的理由是 。（2）A所用试剂是_，目的是 ；C过程为_，目的是_。（3）B过程一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，其目的是 。（4）密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度的地方，目的是 。（5）柠檬精油的提
12、取可以用有机溶剂萃取吗？为什么？_高考真题体验1.(2011海南)许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现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_(鲜、干)薄荷叶作原料，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_。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_。2(2010浙江理综，6)将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是()。3.(2010
13、全国新课标，37)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答。(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有_的性质。蒸馏时收集的蒸馏液_(是、不是)纯的玫瑰精油，原因是_。(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和_。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是_。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会_，原因是_。(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度_的地方，目的是_。(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为_天左右。(6)从薄荷叶中提取薄荷油时_(能
14、、不能)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是_。4(2009海南)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，此试剂的作用是_。学案 植
15、物有效成分的提取基础自查一植物芳香油的提取1水蒸气蒸馏法(1) 利用水蒸气将挥发性 较强的植物芳香油携带出来，形成混合物，冷却后，混合物又重新分出油层和水层。(3) 玫瑰花清水水蒸气蒸馏油水混合物分离油层除水过滤玫瑰油。2 植物芳香油易溶于有机溶剂，可采取萃取法提取。 3压榨法(1) 利用压榨法榨出芳香油等。(3) 石灰水浸泡漂洗压榨过滤静置再次过滤橘皮油。二、胡萝卜素的提取1根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点。2胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩 胡萝卜素。3利用纸层析法进行鉴定。课堂深化探究一植物芳香油的提取三种提取方法的比较二、胡萝卜素的提取1.胡萝卜素提取的方法胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较
16、稳定，不溶于水，微溶于酒精，易溶于石油醚等有机溶剂，可用萃取法和纸层析法提取。2.粉碎干燥萃取过滤浓缩。3. (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、萃取的温度和时间等。4. (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，可以戴手套进行操作。(2)点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于0.5 cm)，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)层析液不可没及样品
17、原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。(5)层析是否提取到胡萝卜素，通过与标准样品中的胡萝卜素作对比予以确认。对应训练1.【解析】（1）玫瑰油精油的一般通过水蒸气蒸馏法进行提取，对植物进行快速繁殖一般是通过植物组织培养技术；（2）橘皮精油主要是通过压榨法进行提取；（3）萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量；对胡萝卜进行干燥时需要注意温度和时间，以免对胡萝卜造成破坏；胡萝卜素可通过纸层析的方法进行鉴定。【答案】（1）水蒸气蒸馏法 植物组织培养 （2）压榨 （3）萃取剂的性质和使用量 温度和时间 纸层析2.【解析】(1)胡萝卜素为橘黄色结晶，是一种脂类物质，常用有机溶剂进行提取。(2)(3
18、)(5)提取胡萝卜素常用的方法为萃取法，其主要步骤包括粉碎、干燥、萃取、过滤，浓缩等。在干燥时要控制好温度和时间，因为温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解，干燥的目的是提高提取效率。(4)鉴定胡萝卜素可用纸层析法，在鉴定过程中需要用标准样品进行对照。【答案】(1)橘黄亲脂性有机溶剂(或有机溶剂)胡萝卜素是脂类物质(2)萃取萃取过滤浓缩(3)温度时间温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解(4)纸层析标准样品(5)反3.【解析】(1)此题考查对两种提取装置的理解，从图中可看出答案。(2)A装置是蒸馏过程，提取物随水蒸气蒸发后由于冷凝管的冷凝作用最后进入接收瓶，而B装置是萃取，提取物最终溶解在烧瓶内的
19、有机溶剂中。(3)A装置提取物必须具挥发性才能随水蒸气进入接收瓶，B装置提取物只有在有机溶剂中有高溶解度才能萃取出来。(4)如果萃取液是有机溶剂，需要隔水加热，目的是防止有机溶剂燃烧或爆炸，如果萃取液是水，就没有必要隔水加热了。【答案】(1)温度计接收瓶(锥形瓶)水浴锅(2)接收瓶(锥形瓶)烧瓶(3)挥发性溶解度 (4)不需要4.【解析】蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油。压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油，适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取。萃取法使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发掉溶剂后就可获得芳香油，它的适用范围广，要求原料的颗粒
20、要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中。【答案】A实验探究限时训练1.解析：A为水蒸气蒸馏原理；B为水蒸气蒸馏类型；C为萃取原理。答案：D2.解析：水蒸气蒸馏法原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，适用于提取挥发性较强的芳香油，如玫瑰精油、薄荷油等。萃取法原理是植物芳香油易溶于有机溶剂，只要把溶剂蒸发出来，就可获得纯净的植物芳香油，适用范围较广。压榨法的原理是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油，适用于易焦糊原料的提取，如柑橘、柠檬等。答案：B3.解析：橘皮在石灰水中充分浸泡，使橘皮浸透而不会滑脱，并且压榨液的黏稠度不会太高，过滤时不会堵塞筛眼。为了使橘皮精油与水分离,压榨时需要加入小
21、苏打和硫酸钠。答案：C4.解析：胡萝卜素是一种橘黄色的脂类物质。根据胡萝卜素能溶解于有机溶剂而不溶于水的这一性质，可采用萃取法来提取胡萝卜素，提取效率与原料颗粒的含水量成反比。提取的基本流程为粉碎、干燥、萃取、过滤和浓缩。在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，要严格控制加热的温度和时间，以防胡萝卜素因温度过高和时间过长而被分解。提取的胡萝卜素用纸层析法进行鉴定。答案：(1)橘(橙)黄亲脂性有机溶剂(或有机溶剂)胡萝卜素是脂类物质(2)萃取萃取过滤浓缩(3)温度时间温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解(4)纸层析标准样品(5)反5.解析：(1)应根据原料特点来选择提取方法。根据玫瑰精油挥发性强，化学性质
22、稳定，可以用蒸馏法，而玫瑰精油不溶于水，易溶于有机溶剂，故对玫瑰精油还可以用有机溶剂萃取的方法。 (2)蒸馏装置中，温度计测的是蒸气温度，应使水银球与蒸馏烧瓶的支管口下沿相平；冷凝管进水口在下，出水口在上，与蒸气流向相反。 (3)要提高产品品质，应严格控制蒸馏温度，适当延长蒸馏时间。答案：(1)萃取简单易行，便于分离(2)温度计位置错误应使温度计水银球与烧瓶的支管口下沿相平进出水口错误应进水口在下，出水口在上(3)严格控制蒸馏温度适当延长蒸馏时间解析(1)玫瑰精油不能含有任何化学原料，所以不能用萃取法，而其又具有挥发性较强等特点，适于水蒸气蒸馏法。(2)杏仁油的提取原料为种子，一般用于食用应采
23、用压榨法(3)萃取法的萃取效率在原料相同时决定于萃取剂的性质和使用量，还有接触面积。(4)血红蛋白分子大小与成熟红细胞中其他成分相差较大。答案(1)水蒸气蒸馏法(2)压榨(3)使原料颗粒变小，加大萃取效率(4)凝胶色谱法相对分子质量的大小7.解析：（1）柠檬皮易焦糊，而且高温会使柠檬精油的有效成分水解，因此可采用压榨法进行提取，不适宜用水蒸汽蒸馏法提取。（2）用压榨法从柠檬果皮中提取柠檬油时，应用石灰水充分处理，以提高出油率，防止压榨时滑脱等。（3）为了使油与水易分离，还应加入小苏打和硫酸钠。（4）柠檬精油挥发性强，因此宜存放于温度较低的地方。（5）柠檬精油易溶于有机溶剂，因此也可以采用萃取法
24、进行提取。答案：（1）压榨原料易焦糊，而且高温会使柠檬精油有效成分水解 （2）石灰水 破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率 过滤除去固体物和残渣 （3）使精油易与水分离 （4）低 减少柠檬精油挥发 （5）可以 柠檬精油易溶于有机溶剂难溶于水高考真题体验1.解析本题考查植物芳香油的提取，同时考查识记和理解能力及解决实际问题的能力。(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是酒精，利用的原理是芳香油易溶于有机溶剂。(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，可以使薄荷油与水出现明显的分层，然后用分液漏斗将这两层分开。在分离出的油层中加入无水硫酸钠，可以将其中的水分去除
25、，放置过夜，再通过过滤除去固体硫酸钠，就可以得到薄荷油。答案(1)鲜薄荷油是挥发性物质，鲜薄荷叶才含薄荷油(2)酒精薄荷油易溶于有机溶剂酒精中(3)使油水混合物分层分液漏斗除水过滤法 2解析植物组织培养过程中，由外植体脱分化形成愈伤组织需要一定量的生长素和细胞分裂素，愈伤组织再分化形成根、芽的过程也需要一定浓度的生长素和细胞分裂素，且生长素和细胞分裂素的不同配比对形成根、芽的影响不同。本题中的无根幼苗本身就能够产生一定量的生长素和细胞分裂素，能够促使基部细胞脱分化、再分化出根来，所以会出现B项现象。答案B3.解析(1)由玫瑰精油的化学性质稳定(耐一定程度高温)、易挥发(水蒸气可以将精油携带出来
26、)、难溶于水(冷却后油水会重新分层)，所以玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取。(2)当水和原料量一定时，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度，在一定的时间内随着蒸馏时间的延长提取量不断增加，一定时间后不再增加。如果蒸馏温度过高，提取量也会减少。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，部分精油会随水蒸气挥发，则精油提取量会下降。(4)玫瑰精油具有挥发性，瓶装精油时若密封不严，需要低温保存，以减少挥发。(5)分析图示可知，在该植物花的蓓蕾期与开放期之间(即a时期)精油含量最高。(6)由于薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似，易挥发、难溶于水、化学性质稳定，故可以用水蒸气蒸馏法提取。答案(1)易挥发、难溶于水
27、、化学性质稳定不是玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物(2)蒸馏温度在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后提取量不再增加(3)下降部分精油会随水蒸气挥发而流失(4)较低减少挥发(或防止挥发)(5)a(6)能薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似4.解析本题主要考查植物有效成分的提取，旨在考查考生对植物芳香油提取的方法，所用试剂及其作用的掌握情况。(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。(2)芳香油溶解性的特点是不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用有机溶剂作为提取剂来提取芳香油。(3)一般采用新鲜的橘子皮来提取橘皮精油，因为新鲜的含有芳香油多。(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)无水硫酸钠的作用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(3)橘子皮芳香油含量较高(4)过滤法(5)上油层的密度比水层小增加水层密度，使油和水分层(6)吸收芳香油中残留的水分
