2024-2025學年高中生物專題六植物有效成分的提取課題2胡蘿卜素的提取學案新人教版選修1

PAGE8-課題2胡蘿卜素的提取學習目標課程標準1．簡述胡蘿卜素的化學性質。2．說出提取胡蘿卜素的基本原理。3．說出有機溶劑的分類。4．初步學會胡蘿卜素的提取技術和紙層析法鑒定胡蘿卜素。(重點和難點)駕馭提取胡蘿卜素的方法，并能進行鑒定自主學習·預習熱身一、胡蘿卜素的基礎學問1．種類：依據__雙鍵__的數目可以劃分為三類，其中__β－胡蘿卜素__是最主要的組成成分，一分子的β－胡蘿卜素被氧化成兩分子的__維生素A__。2．用途(1)治療因缺乏__維生素A__而引起的各種疾病。(2)廣泛地用作__食品色素__。(3)使__癌變細胞__復原成正常細胞。3．性質：胡蘿卜是__橘黃色__結晶，化學性質比較__穩(wěn)定__，不溶于__水__，微溶于__乙醇__，易溶于__石油醚__等有機溶劑。4．提取途徑：一是從__植物中提取__，二是從__大面積養(yǎng)殖的巖藻__中獲得，三是利用__微生物發(fā)酵__。二、試驗設計1．流程：胡蘿卜→__粉碎__→干燥→__萃取__→過濾→__濃縮__→胡蘿卜素。2．萃取劑的選擇(1)種類：有機溶劑分為__水溶性__和__水不溶性__兩種。(2)原則：萃取胡蘿卜素的有機溶劑應具有__較高沸點__，能夠充分溶解__胡蘿卜素__，并且不__與水混溶__。3．影響萃取的因素主要有萃取劑的__性質__和__運用量__，同時還受到__原料顆粒大小__、緊密程度、含水量、萃取的__溫度和時間__等條件的影響。三、操作提示1．在干燥時要留意限制溫度，溫度__太高__、干燥時間__太長__會導致胡蘿卜素分解。2．胡蘿卜干燥的速度和效果與__破裂程度__、__干燥方式__有關。四、結果分析與評價1．方法可通過__紙層析法__進行鑒定。2．步驟量做基線：在18cm×30cm濾紙下端距底邊__2_cm__處做一基線，在基線上取A、B、C、D四點比照點樣：在A、D點上點__標準樣品__，在B、C點上點__提取樣品__干燥層析：吹干溶劑，放入色譜容器中層析對比視察：對比視察__樣品色素(或B、C)__點與__標準色素(或A、D)__點的異同思索乙醇和丙酮能用于胡蘿卜素的萃取嗎？提示：不能。因為乙醇和丙酮是水溶性有機溶劑，萃取胡蘿卜素的有機溶劑應具有較高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶。┃┃活學巧練__■推斷題1．胡蘿卜素化學性質不穩(wěn)定，易溶于石油醚等有機溶劑。(×)分析：胡蘿卜素化學性質比較穩(wěn)定，易溶于石油醚等有機溶劑。2．依據碳碳雙鍵的數目將胡蘿卜素劃分為α、β、γ三類，β－胡蘿卜素是最主要的組成成分。(√)3．自然β－胡蘿卜素只能從胡蘿卜中提取。(×)分析：工業(yè)生產自然β－胡蘿卜素有三種方法，一是從植物中提取，如胡蘿卜等蔬菜，二是從大面積養(yǎng)殖的巖藻中獲得，三是利用微生物發(fā)酵生產。4．乙醇和丙酮是常用的有機溶劑，能夠用于胡蘿卜素的萃取。(×)分析：胡蘿卜素的提取所用的有機溶劑為水不溶性有機溶劑，而乙醇和丙酮為水溶性有機溶劑。5．食用胡蘿卜能預防維生素A缺乏癥，因此胡蘿卜中含有大量的維生素A。(×)分析：胡蘿卜中含有大量的胡蘿卜素，其中β－胡蘿卜素可以被氧化成維生素A。6．溶解的胡蘿卜素簡單被人體汲取，因此炒胡蘿卜時應多加些油。(√)7．萃取裝置上的冷凝管主要用于防止胡蘿卜素揮發(fā)。(×)分析：胡蘿卜素無揮發(fā)性，因此萃取裝置上的冷凝管不是用于防止胡蘿卜素揮發(fā)，而是為了防止有機溶劑揮發(fā)，通過冷凝管可以使有機溶劑冷凝回流。8．點樣好的濾紙卷成筒狀時，濾紙兩邊可以相互接觸。(×)分析：濾紙兩邊不能相互接觸，目的是防止因為毛細現象導致溶劑沿濾紙兩邊移動加快，影響試驗結果。新知解讀·互動探究學問點胡蘿卜素┃┃要點歸納__■1．胡蘿卜素的性質胡蘿卜素是橘黃色結晶，化學性質比較穩(wěn)定，胡蘿卜素是脂溶性物質，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機溶劑。2．種類依據化學分子式中雙鍵的數目，可將胡蘿卜素劃分為α、β、γ三類，β－胡蘿卜素是其中最主要的成分。β－胡蘿卜素在胡蘿卜素中分布最廣，含量最多。3．胡蘿卜素的提取方法(1)植物中干脆提取胡蘿卜素的方法：胡蘿卜素易溶于有機溶劑，可以用萃取的方法提取。(2)工業(yè)生產中提取自然胡蘿卜素的方法主要有三種：一是從植物中提取，二是從大面積養(yǎng)殖的巖藻中獲得，三是利用微生物的發(fā)酵生產。假如須要獲得β－胡蘿卜素，還須要對產物進行進一步的分別。┃┃典例評析__■典例1(2024·海南文昌中學高二期末)下列關于胡蘿卜素的敘述，錯誤的是(C)A．胡蘿卜素可用于治療幼兒生長發(fā)育不良、干皮癥等B．胡蘿卜素可從大面積養(yǎng)殖的巖藻中提取C．提取胡蘿卜素時，可采納石油醚、苯、丙酮等作溶劑D．萃取過程中要采納水浴加熱[解析]胡蘿卜素可以用來治療因維生素A缺乏引起的各種疾病，如夜盲癥、幼兒生長發(fā)育不良、干皮癥等，故A正確；工業(yè)生產上，胡蘿卜素可從大面積養(yǎng)殖的巖藻中提取，故B正確；提取胡蘿卜素時，可采納石油醚、苯等水不溶性溶劑作為提取劑，丙酮屬于水溶性溶劑，故C錯誤；萃取過程中由于萃取劑是易燃易爆的化學物質，所以要采納水浴加熱，故D正確。┃┃變式訓練__■1．下列有關胡蘿卜素的敘述中，錯誤的是(A)A．胡蘿卜素的化學性質穩(wěn)定，溶于水，不溶于乙醇B．胡蘿卜是提取自然β－胡蘿卜素的原料C．微生物的發(fā)酵生產是工業(yè)提取β－胡蘿卜素的方法之一D．粉碎后，干燥過程中，時間不能太長，溫度不能太高[解析]胡蘿卜素為橘黃色結晶粉末，不溶于水，微溶于乙醇，A錯誤。學問點胡蘿卜素的提取┃┃要點歸納__■1．提取的原理依據胡蘿卜素易溶于有機溶劑的特點，可實行萃取的方法來提取胡蘿卜素。2．萃取劑的選擇選取萃取胡蘿卜素的有機溶劑的原則：(1)具有較高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶。(2)萃取效率高。(3)對人無毒、不易燃、易與產品分別、不影響產品質量。3．胡蘿卜素提取裝置的設計(1)提取裝置如右圖所示(2)提取過程干燥粉碎的胡蘿卜＋有機溶劑eq\o(→,\s\up7(利用提取裝置))萃取液eq\o(→,\s\up7(過濾))粗萃取液eq\o(→,\s\up7(蒸餾提純))濃縮萃取液4．影響萃取的因素(1)影響萃取的因素主要取決于萃取劑的性質和運用量，同時受到原料顆粒大小、緊密程度、含水量、萃取溫度和時間等的影響。干燥時要留意限制溫度，溫度太高、干燥時間太長會導致胡蘿卜素的分解。(2)萃取液濃縮之前，要進行過濾除去萃取液中的不溶物。(3)萃取的最佳溫度和時間可以通過設置比照試驗來摸索。須要留意的是：在探究一種因素對萃取效率的影響時，其他因素要保持不變。(4)簇新的胡蘿卜含有大量的水分，在干燥時要留意限制溫度，可以用烘箱烘干，也可以用熱風吹干。┃┃典例評析__■典例2下列關于提取胡蘿卜素的相關學問的描述，錯誤的是(D)A．胡蘿卜素提取時所用的試劑是親脂性有機溶劑B．提取胡蘿卜素可用紙層析法進行鑒定，鑒定時須要與標準樣品進行比照C．一般狀況下，提取胡蘿卜素的效率與顆粒含水量成反比D．提取過程中有加熱環(huán)節(jié)，只須要限制溫度，因為溫度過高會導致胡蘿卜素分解[解析]胡蘿卜素提取時所用的試劑是水不溶性有機溶劑，也就是親脂性有機溶劑，A正確；提取胡蘿卜素可用紙層析法進行鑒定，鑒定時須要與標準樣品進行比照，B正確；一般來說，原料顆粒小，萃取溫度高，時間長，須要提取的物質就能夠充分溶解，萃取效果就好，C正確；提取胡蘿卜素時，在胡蘿卜顆粒加熱過程中，應嚴格將溫度和時間限制在肯定范圍內，緣由是溫度過高和時間過長都導致胡蘿卜素分解，D錯誤。┃┃變式訓練__■2．胡蘿卜素可用于治療因缺乏維生素A而引起的各種疾病。下圖是提取胡蘿卜素的試驗流程示意圖，相關說法正確的是(A)eq\x(胡蘿卜)→eq\x(粉碎)→eq\x(干燥)→eq\x(甲)→eq\x(過濾)→eq\x(乙)→eq\x(胡蘿卜素)A．圖中乙過程表示濃縮，通過蒸餾除去濾液中易揮發(fā)的有機溶劑B．圖中甲過程表示萃取，此過程用到的有機溶劑具有較低的沸點C．圖中干燥處理時的溫度越高、時間越長越利于胡蘿卜素提取D．只能從植物中提取自然β－胡蘿卜素，可用紙層析法進行鑒定[解析]提取胡蘿卜素的流程是：胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素?？梢?，圖中乙過程表示濃縮，通過蒸餾除去濾液中易揮發(fā)的有機溶劑，A正確；圖中甲過程表示萃取，萃取胡蘿卜素的有機溶劑應有較高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，且不與水混溶，B錯誤；胡蘿卜粉碎后進行干燥，須要限制溫度和時間，因為溫度太高、干燥時間太長會導致胡蘿卜素分解，C錯誤；工業(yè)生產上，提取自然β－胡蘿卜素的方法主要有三種：一是從植物中提取，二是從大面積養(yǎng)殖的巖藻中獲得，三是利用微生物的發(fā)酵生產，若要對提取的胡蘿卜素樣品進行鑒定，可用紙層析法，D錯誤。指引迷津·撥云見日五種物質的提取方法、原理及步驟歸納提取物質提取方法提取原理步驟DNA鹽析法①DNA在不同濃度的NaCI溶液中溶解度不同②DNA不溶于酒精溶液，但某些蛋白質可溶于酒精溶液①將含DNA的濾液溶解在物質的量濃度為2mol/L的NaCl溶液中②加水稀釋NaCl溶液至0.14mol/L，DNA析出，過濾③加入冷卻的體積分數為95%的酒精溶液，DNA沉淀析出血紅蛋白凝膠色譜法、電泳法①各種蛋白質相對分子質量的大小不同②各種分子帶電性質的差異①樣品處理②粗分別③純化④純度鑒定玫瑰精油水蒸氣蒸餾法利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來，冷卻后油水分別①水蒸氣蒸餾②分別油層③除水過濾橘皮精油壓榨法通過機械加壓，壓榨出果皮中的芳香油①石灰水浸泡、漂洗②壓榨、過濾、靜置③再次過濾胡蘿卜素萃取法使提取物溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)溶劑后獲得提取物①粉碎、干燥②萃取、過濾③濃縮典例3生物組織中有機物的提取和分別方法有許多種，如凝膠色譜法、電泳法、蒸餾法、壓榨法和萃取法等，不同有機物的提取方法各有不同。請回答下列問題。(1)玫瑰精油被稱為“液體黃金”，是世界香料工業(yè)中不行取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加劑或化學原料，其提取方法主要是__水蒸氣蒸餾法__。(2)杏仁油富含礦物質和維生素，是一種質地溫柔、高滲透性的保濕劑，主要通過__壓榨__法提取。(3)萃取胡蘿卜素前，要將胡蘿卜徹底粉碎的主要目的是__使原料顆粒變小，提高萃取效率__。(4)血紅蛋白的分別方法是__凝膠色譜法__，該方法主要是利用血紅蛋白的哪一性質將它與其他物質分開的？__相對分子質量的大小__。(5)提取DNA時，可利用__DNA在物質的量濃度為0.14_mol/L的NaCl溶液中溶解度最小__的原理而析出。為了純化提取的DNA，可以向DNA濾液中加入嫩肉粉，目的是__分解蛋白質__。鑒定DNA時，可以運用__二苯胺__試劑并在沸水浴中加熱，產生藍色反應。[解析](1)玫瑰精油具有較強的揮發(fā)性，所以適于用水蒸氣蒸餾法提取。(2)杏仁油的提取原料為種子，一般適于食用，所以應采納壓榨法。(3)萃取胡蘿卜素時，為了提高萃取效率，在萃取前應將胡蘿卜徹底粉碎，使原料顆粒變小。(4)凝膠色譜法分別血紅蛋白的原理是依據相對分子質量的大小將其與其他物質分別。(5)依據DNA在物質的量濃度為0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最小的原理，可以粗提取DNA；在DNA濾液中加入嫩肉粉，可以分解DNA中混有的蛋白質，從而純化DNA；依據DNA與二苯胺在沸水浴中加熱的條件下出現藍色反應的原理，可以對DNA進行鑒定。核心素養(yǎng)·技能培優(yōu)案例依據相關學問，回答胡蘿卜素提取和酶應用方面的問題。(1)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時，通常在萃取前要將胡蘿卜粉碎和__干燥__，以提高萃取效率；水蒸氣蒸餾法__不適合__(填“適合”或“不適合”)胡蘿卜素的提取，緣由是__水蒸氣蒸餾法適用于蒸餾揮發(fā)性物質，而胡蘿卜素為非揮發(fā)性物質，不能隨水蒸氣蒸餾出__；鑒定萃取物中是否含有胡蘿卜素時，通?？刹杉{__紙層析__法，并以__標準的胡蘿卜素__樣品作為比照。(2)若要提高衣物上血漬的去除效果，可在洗衣粉中加入__堿性蛋白(或蛋白)__酶，因為該酶能將血紅蛋白水解成可溶性的__氨基酸__或__小分子肽__；若要提高衣物上油漬的去除效果，洗衣粉中可添加__脂肪__酶；運用加酶洗衣粉時，水溫過低或過高時洗滌效果不好的緣由分別是__水溫過低時酶活性較低，水溫過高會使酶變性失活__。[思維過程](1)胡蘿卜素的提取方法、試驗流程、鑒定方法；(2)加酶洗衣粉中酶的種類及其作用，溫度對酶活性的影響。[解析]本題考查的內容比較基礎，駕馭教材上的基礎學問是解答問題的關鍵。(1)萃取是將粉碎、干燥的植物原料用有機溶劑浸泡，使植物中的有效成分溶解在有機溶劑中，然后除去有機溶劑就可獲得植物有效成分。水蒸氣蒸餾法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分出油層和水層。胡蘿卜素粗品可通過紙層析進行鑒定，假如萃取樣品中出現了和標準樣品一樣的層析帶，說明提取胡蘿卜素的試驗勝利。(2)血漬中含有蛋白質，可用含蛋白酶的洗衣粉洗滌，其原理是蛋白酶能將蛋白質分解為小分子的肽和氨基酸。油漬的主要成分是