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植物有效成分的提取 精選大題 例：（2017海南卷)綠藻A是某種單細(xì)胞綠藻，能夠合成物質(zhì)W。某小組為探究氮營養(yǎng)缺乏對綠藻A增殖及物質(zhì)W累計(jì)的影響，將等量的綠藻A分別接種在氮營養(yǎng)缺乏（實(shí)驗(yàn)組）和氮營養(yǎng)正常（對照組）的兩瓶培養(yǎng)液中，并在適宜溫度和一定光強(qiáng)下培養(yǎng)。定時取樣并檢測細(xì)胞濃度和物質(zhì)W的含量，結(jié)果如圖。 （1）從圖甲可知，在氮營養(yǎng)正常培養(yǎng)液的瓶中，綠藻A的種群增長曲線呈___________型。 （2）綜合圖甲和圖乙的信息可知，在生產(chǎn)上，若要用少量的綠藻A獲得盡可能多的物質(zhì)W，可以采取的措施是________。 （3）若物質(zhì)W是類胡蘿卜素，根據(jù)類胡蘿卜素不易揮發(fā)和易于溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，應(yīng)選擇的提取方法是_________。用紙層析法可以將類胡蘿卜素與葉綠素分開，紙層析法分離的原理是__________________。 （4）在以上研究的基礎(chǔ)上，某人擬設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究氮營養(yǎng)缺乏程度對物質(zhì)W積累的影響，則該實(shí)驗(yàn)的自變量是_____________。 （5）與在光照條件下相比，若要使綠藻A在黑暗條件下增殖，需要為其提供_________________（填“葡萄糖”或“纖維素”）作為營養(yǎng)物質(zhì)，原因是___________________。 【答案】（1）S （2）先將少量綠藻放在氮營養(yǎng)正常的培養(yǎng)液培養(yǎng)，等到細(xì)胞濃度最高時集中收集，再放在氮營養(yǎng)缺乏的培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng) （3）萃取類胡蘿卜素和葉綠素在層析液（有機(jī)溶劑）中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散速度快，反之則慢，從而將它們分離 （4）培養(yǎng)基中的氮營養(yǎng)濃度 （5）葡萄糖在黑暗下，綠藻不能進(jìn)行光合作用合成糖類（有機(jī)物），需要吸收葡萄糖為營養(yǎng)物質(zhì)，而纖維素不能被綠藻吸收利用 【解析】（1）圖甲，與對照組比較，在氮營養(yǎng)正常培養(yǎng)液的瓶中，綠藻A的種群增長先增加后平穩(wěn)，曲線呈S型。（2）由甲圖可知，氮營養(yǎng)正常培養(yǎng)液綠藻增殖速度快；由乙圖可知，缺氮營養(yǎng)液W含量高。故若要用少量的綠藻A獲得盡可能多的物質(zhì)W，可以采取的措施是先將少量綠藻放在氮營養(yǎng)正常的培養(yǎng)液培養(yǎng)，等到細(xì)胞濃度最高時集中收集，再放在氮營養(yǎng)缺乏的培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)。（3）根據(jù)類胡蘿卜素不易揮發(fā)和易于溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，應(yīng)選擇的提取方法是萃取。類胡蘿卜素和葉綠素在層析液（有機(jī)溶劑）中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散速度快，反之則慢，從而將它們分離，這是紙層析法分離的原理。（4）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯康獱I養(yǎng)缺乏程度對物質(zhì)W積累的影響，故自變量培養(yǎng)基中的氮營養(yǎng)濃度。（5）綠藻黑暗中不能光合作用合成有機(jī)物，需要吸收葡萄糖滿足生命活動的需要，而纖維素不能綠藻利用。 模擬精做 1．（2018屆吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三下學(xué)期第九次模擬考試）我國是生姜的主產(chǎn)國之一,生姜精油在食品香料、制藥及化妝品工業(yè)中應(yīng)用前景十分廣闊。以下是提取生姜精油的兩種工藝流程: 工藝Ⅰ:鮮姜、莖、葉→粉碎→水氣蒸餾→①→②→生姜精油 工藝Ⅱ:干姜→粉碎→乙醇萃取→③→④→ 生姜精油 （1）請寫出上述工藝流裎中的步驟: ①__________，③__________。 （2）兩種工藝都經(jīng)歷粉碎操作,目的是_________________________(答一點(diǎn)即可)。 （3）工藝Ⅰ利用的原理是利用水蒸氣____________________，②過程需要向分離的油層中加入_________。 （4）工藝Ⅱ萃取過程采用水浴加熱的原因是_____________________，提取的效率主要取決于__________。 （5）提取到得到生姜精油需要低溫保存,目的是_________________。 【答案】（1）分離油層過濾 （2）增大接觸面積，使提取物能夠充分溶解（破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，提高出油率） （3）將揮發(fā)性較強(qiáng)的生姜精油攜帶出來無水Na2SO4 （4）有機(jī)溶劑（萃取劑）是易燃物，明火加熱容易引起燃燒、爆炸萃取劑的性質(zhì)和使用量 （5）防止精油揮發(fā) 【解析】（1）工藝Ⅰ的步驟：鮮姜、莖、葉→粉碎→水氣蒸餾→分離油層→除水→生姜精油。工藝Ⅱ的步驟：:干姜→粉碎→乙醇萃取→干燥→濃縮→ 生姜精油（2）粉碎的目的是增大接觸面積，使提取物質(zhì)可以充分溶解，提高出油率。（3）工藝Ⅰ的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物會重新分出油層和水層。②過程要用無水Na2SO4進(jìn)行除水處理。（4）工藝Ⅱ萃取過程采用水浴加熱的原因是萃取劑乙醇等是易燃物，為了防止燃燒爆炸，不能直接加熱，采用水浴加熱。提取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，也受萃取時間、萃取溫度和顆粒大小的影響。（5）因?yàn)榫透邷匾讚]發(fā)，因此要低溫保存。 2．（2019屆四川省南充市高三第一次高考適應(yīng)性性考試）胡蘿卜素可以用來治療因缺乏維生素A而引起的各種疾病，還可廣泛地用作食品、飲料、飼料的添加劑；最近又發(fā)現(xiàn)天然胡蘿卜素還具有使癌變細(xì)胞恢復(fù)成正常細(xì)胞的作用。請回答下列與胡蘿卜素提取有關(guān)的問題： (1)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用萃取法而不用蒸餾法，理由是_________。 (2)萃取胡蘿卜素時能夠用乙醇嗎? _________，理由是__________________。 (3)萃取效率的高低主要取決于萃取劑的_________。萃取前要將胡蘿卜進(jìn)行粉碎，原因是__________________。 (4)在萃取時，為了防止加熱時有機(jī)溶劑揮發(fā)，還需要在加熱瓶口安裝_________。 (5)在提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程中，需要濃縮，濃縮的原理是__________________，濃縮后，在收集瓶(錐形瓶)里得到的物質(zhì)是__________________。 【答案】（1）胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑，揮發(fā)性差，不能隨水蒸氣蒸餾出來 （2）不能胡蘿卜素微溶于乙醇且乙醇是水溶性有機(jī)溶劑從而影響萃取效果 （3）性質(zhì)和使用量原料顆粒小萃取效果好 （4）回流冷凝裝置 （5）胡蘿卜素和萃取劑（有機(jī)溶劑或石油醚）的沸點(diǎn)不同萃取劑（有機(jī)溶劑或石油醚） 【解析】（1）由于胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑，揮發(fā)性差，不能隨水蒸氣蒸餾出來，故不能用蒸餾法提取。（2）提取胡蘿卜素時，不適宜用乙醇做萃取劑，原因是乙醇是水溶性有機(jī)溶劑，會與水混溶，影響對β—胡蘿卜素的萃取效率。（3）胡蘿卜素萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時還受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間等條件的影響；萃取胡蘿卜素前，將胡蘿卜徹底粉碎的主要目的是使原料顆粒變小，加大萃取效率。（4）在萃取時，為了防止加熱時有機(jī)溶劑揮發(fā)，還需要在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置。（5）在提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程中，需要濃縮，濃縮的原理是胡蘿卜素和萃取劑（有機(jī)溶劑或石油醚）的沸點(diǎn)不同，通過蒸餾將沸點(diǎn)較低的萃取劑蒸餾出去，進(jìn)而將胡蘿卜素進(jìn)行濃縮，在收集瓶(錐形瓶)里得到的物質(zhì)是沸點(diǎn)較低的萃取劑（有機(jī)溶劑或石油醚）。 3.（2019屆寧夏銀川一中高三第五次月考）胡蘿卜因含有多種營養(yǎng)成分而備受人們青睞，胡蘿卜素既有造血功能補(bǔ)充人體所需的血液，從而改善貧血或冷血癥，同時含有豐富的鉀。根據(jù)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的相關(guān)知識及胡蘿卜素的性質(zhì)，回答下列問題。 (1)胡蘿卜素是______________色的結(jié)晶。從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時，常用____________石油醚或乙醚）作為溶劑，原因是________________ （2）一般情況下，提取胡蘿卜素時，提取效率與原料顆粒的含水量成________比。 （3）用萃取法提取胡蘿卜素時，萃取的效率主要取決于萃取劑的________________。 （4）為了更多的獲取產(chǎn)胡蘿卜素工程菌，在進(jìn)行該菌培養(yǎng)時，除供給足量的水、無機(jī)鹽、氧氣外，還需要供給______、 _______等營養(yǎng)物質(zhì)。 （5）若發(fā)酵液中的產(chǎn)胡蘿卜素工程菌需進(jìn)行及時的數(shù)量分析，最好采用____________法進(jìn)行計(jì)數(shù)。 【答案】（1）橘黃色石油醚溶點(diǎn)高，充分溶解 （2）反 （3）性質(zhì)和使用量 （4）氮源碳源 （5）顯微鏡直接計(jì)數(shù)法 【解析】 (1)胡蘿卜素是橘黃色的結(jié)晶，屬于脂溶性物質(zhì)，其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑。萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有很高的沸點(diǎn)，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水相溶；從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時，常用溶點(diǎn)高，能夠充分溶解胡蘿卜素的石油醚作為溶劑；而乙醚沸點(diǎn)只有35℃不符合要求。（2）萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時還受到原料顆拉的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間等條件的影響。一般情況下，提取胡蘿卜素時，提取效率與原料顆粒的含水量成反比，有水存在會降低有機(jī)溶劑的萃取程度；萃取前，要將胡蘿卜進(jìn)行粉碎和干燥。（3）用萃取法提取胡蘿卜素時，萃取的效率主要取決于萃取劑的的性質(zhì)和使用量。（4）培養(yǎng)基一般都含有水、碳源（提供碳元素的物質(zhì)）、氮源（提供氮元素的物質(zhì)）和無機(jī)鹽；在進(jìn)行胡蘿卜素工程菌培養(yǎng)時，除供給足量的水、無機(jī)鹽、氧氣外，還需要供給氮源、碳源等營養(yǎng)物質(zhì)。（5）進(jìn)行發(fā)酵液中的產(chǎn)胡蘿卜素工程菌數(shù)量分析，最好采用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法進(jìn)行計(jì)數(shù)，操作簡單，用時少。 4．（2019屆貴州省遵義市遵義航天高級中學(xué)高三第五次模擬考試）根據(jù)植物芳香油提取的相關(guān)知識，回答下列問題： （1）玫瑰精油的提取可使用如圖所示裝置，這種方法叫__________；蒸餾時收集的蒸餾液______（填“是”或“不是”）純的玫瑰精油，原因是________________．進(jìn)水口是圖中的_______（填圖中的編號）． （2）檸檬芳香油的提取常用_________． （3）用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時，在油水混合物中加入氯化鈉的作用是。分離出的油層中加入無水硫酸鈉的作用是______________，除去固體硫酸鈉的常用方法是_______． 【答案】（1）水蒸氣蒸餾法不是玫瑰精油和水的混合物③ （2）壓榨 （3）增加水的密度，便于油水分離吸收殘留的水分過濾 【解析】（1）分析題圖裝置可知，該圖是蒸餾裝置，用該裝置提取玫瑰精油的方法叫水蒸氣蒸餾法；錐形瓶中收集到的液體不是純凈的玫瑰精油，是玫瑰精油和水的混合物，圖中冷凝管中的水是由下到上流動的，故進(jìn)水口為下端③。（2）檸檬精油主要貯存在檸檬皮部分，用水中蒸餾法提取檸檬精油時容易導(dǎo)致原料焦糊，水蒸氣蒸餾還會導(dǎo)致橘皮精油的有效成分部分分解，因此不適宜用蒸餾法，通常采用壓榨法。（3）用水蒸氣蒸餾法提取薄荷油時，在油水混合物中加入氯化鈉的作用是可以增加水的密度，便于油水分離。分離出的油層中加入無水硫酸鈉的作用是吸收薄荷油中殘留的水分，除去固體硫酸鈉的常用方法是過濾。