2024-2025学年高中生物专题六植物有效成分的提取课题2胡萝卜素的提取学案新人教版选修1

PAGE8-课题2胡萝卜素的提取学习目标课程标准1．简述胡萝卜素的化学性质。2．说出提取胡萝卜素的基本原理。3．说出有机溶剂的分类。4．初步学会胡萝卜素的提取技术和纸层析法鉴定胡萝卜素。(重点和难点)驾驭提取胡萝卜素的方法，并能进行鉴定自主学习·预习热身一、胡萝卜素的基础学问1．种类：依据__双键__的数目可以划分为三类，其中__β－胡萝卜素__是最主要的组成成分，一分子的β－胡萝卜素被氧化成两分子的__维生素A__。2．用途(1)治疗因缺乏__维生素A__而引起的各种疾病。(2)广泛地用作__食品色素__。(3)使__癌变细胞__复原成正常细胞。3．性质：胡萝卜是__橘黄色__结晶，化学性质比较__稳定__，不溶于__水__，微溶于__乙醇__，易溶于__石油醚__等有机溶剂。4．提取途径：一是从__植物中提取__，二是从__大面积养殖的岩藻__中获得，三是利用__微生物发酵__。二、试验设计1．流程：胡萝卜→__粉碎__→干燥→__萃取__→过滤→__浓缩__→胡萝卜素。2．萃取剂的选择(1)种类：有机溶剂分为__水溶性__和__水不溶性__两种。(2)原则：萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有__较高沸点__，能够充分溶解__胡萝卜素__，并且不__与水混溶__。3．影响萃取的因素主要有萃取剂的__性质__和__运用量__，同时还受到__原料颗粒大小__、紧密程度、含水量、萃取的__温度和时间__等条件的影响。三、操作提示1．在干燥时要留意限制温度，温度__太高__、干燥时间__太长__会导致胡萝卜素分解。2．胡萝卜干燥的速度和效果与__破裂程度__、__干燥方式__有关。四、结果分析与评价1．方法可通过__纸层析法__进行鉴定。2．步骤量做基线：在18cm×30cm滤纸下端距底边__2_cm__处做一基线，在基线上取A、B、C、D四点比照点样：在A、D点上点__标准样品__，在B、C点上点__提取样品__干燥层析：吹干溶剂，放入色谱容器中层析对比视察：对比视察__样品色素(或B、C)__点与__标准色素(或A、D)__点的异同思索乙醇和丙酮能用于胡萝卜素的萃取吗？提示：不能。因为乙醇和丙酮是水溶性有机溶剂，萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。┃┃活学巧练__■推断题1．胡萝卜素化学性质不稳定，易溶于石油醚等有机溶剂。(×)分析：胡萝卜素化学性质比较稳定，易溶于石油醚等有机溶剂。2．依据碳碳双键的数目将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β－胡萝卜素是最主要的组成成分。(√)3．自然β－胡萝卜素只能从胡萝卜中提取。(×)分析：工业生产自然β－胡萝卜素有三种方法，一是从植物中提取，如胡萝卜等蔬菜，二是从大面积养殖的岩藻中获得，三是利用微生物发酵生产。4．乙醇和丙酮是常用的有机溶剂，能够用于胡萝卜素的萃取。(×)分析：胡萝卜素的提取所用的有机溶剂为水不溶性有机溶剂，而乙醇和丙酮为水溶性有机溶剂。5．食用胡萝卜能预防维生素A缺乏症，因此胡萝卜中含有大量的维生素A。(×)分析：胡萝卜中含有大量的胡萝卜素，其中β－胡萝卜素可以被氧化成维生素A。6．溶解的胡萝卜素简单被人体汲取，因此炒胡萝卜时应多加些油。(√)7．萃取装置上的冷凝管主要用于防止胡萝卜素挥发。(×)分析：胡萝卜素无挥发性，因此萃取装置上的冷凝管不是用于防止胡萝卜素挥发，而是为了防止有机溶剂挥发，通过冷凝管可以使有机溶剂冷凝回流。8．点样好的滤纸卷成筒状时，滤纸两边可以相互接触。(×)分析：滤纸两边不能相互接触，目的是防止因为毛细现象导致溶剂沿滤纸两边移动加快，影响试验结果。新知解读·互动探究学问点胡萝卜素┃┃要点归纳__■1．胡萝卜素的性质胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较稳定，胡萝卜素是脂溶性物质，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。2．种类依据化学分子式中双键的数目，可将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β－胡萝卜素是其中最主要的成分。β－胡萝卜素在胡萝卜素中分布最广，含量最多。3．胡萝卜素的提取方法(1)植物中干脆提取胡萝卜素的方法：胡萝卜素易溶于有机溶剂，可以用萃取的方法提取。(2)工业生产中提取自然胡萝卜素的方法主要有三种：一是从植物中提取，二是从大面积养殖的岩藻中获得，三是利用微生物的发酵生产。假如须要获得β－胡萝卜素，还须要对产物进行进一步的分别。┃┃典例评析__■典例1(2024·海南文昌中学高二期末)下列关于胡萝卜素的叙述，错误的是(C)A．胡萝卜素可用于治疗幼儿生长发育不良、干皮症等B．胡萝卜素可从大面积养殖的岩藻中提取C．提取胡萝卜素时，可采纳石油醚、苯、丙酮等作溶剂D．萃取过程中要采纳水浴加热[解析]胡萝卜素可以用来治疗因维生素A缺乏引起的各种疾病，如夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等，故A正确；工业生产上，胡萝卜素可从大面积养殖的岩藻中提取，故B正确；提取胡萝卜素时，可采纳石油醚、苯等水不溶性溶剂作为提取剂，丙酮属于水溶性溶剂，故C错误；萃取过程中由于萃取剂是易燃易爆的化学物质，所以要采纳水浴加热，故D正确。┃┃变式训练__■1．下列有关胡萝卜素的叙述中，错误的是(A)A．胡萝卜素的化学性质稳定，溶于水，不溶于乙醇B．胡萝卜是提取自然β－胡萝卜素的原料C．微生物的发酵生产是工业提取β－胡萝卜素的方法之一D．粉碎后，干燥过程中，时间不能太长，温度不能太高[解析]胡萝卜素为橘黄色结晶粉末，不溶于水，微溶于乙醇，A错误。学问点胡萝卜素的提取┃┃要点归纳__■1．提取的原理依据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可实行萃取的方法来提取胡萝卜素。2．萃取剂的选择选取萃取胡萝卜素的有机溶剂的原则：(1)具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。(2)萃取效率高。(3)对人无毒、不易燃、易与产品分别、不影响产品质量。3．胡萝卜素提取装置的设计(1)提取装置如右图所示(2)提取过程干燥粉碎的胡萝卜＋有机溶剂eq\o(→,\s\up7(利用提取装置))萃取液eq\o(→,\s\up7(过滤))粗萃取液eq\o(→,\s\up7(蒸馏提纯))浓缩萃取液4．影响萃取的因素(1)影响萃取的因素主要取决于萃取剂的性质和运用量，同时受到原料颗粒大小、紧密程度、含水量、萃取温度和时间等的影响。干燥时要留意限制温度，温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素的分解。(2)萃取液浓缩之前，要进行过滤除去萃取液中的不溶物。(3)萃取的最佳温度和时间可以通过设置比照试验来摸索。须要留意的是：在探究一种因素对萃取效率的影响时，其他因素要保持不变。(4)簇新的胡萝卜含有大量的水分，在干燥时要留意限制温度，可以用烘箱烘干，也可以用热风吹干。┃┃典例评析__■典例2下列关于提取胡萝卜素的相关学问的描述，错误的是(D)A．胡萝卜素提取时所用的试剂是亲脂性有机溶剂B．提取胡萝卜素可用纸层析法进行鉴定，鉴定时须要与标准样品进行比照C．一般状况下，提取胡萝卜素的效率与颗粒含水量成反比D．提取过程中有加热环节，只须要限制温度，因为温度过高会导致胡萝卜素分解[解析]胡萝卜素提取时所用的试剂是水不溶性有机溶剂，也就是亲脂性有机溶剂，A正确；提取胡萝卜素可用纸层析法进行鉴定，鉴定时须要与标准样品进行比照，B正确；一般来说，原料颗粒小，萃取温度高，时间长，须要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好，C正确；提取胡萝卜素时，在胡萝卜颗粒加热过程中，应严格将温度和时间限制在肯定范围内，缘由是温度过高和时间过长都导致胡萝卜素分解，D错误。┃┃变式训练__■2．胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病。下图是提取胡萝卜素的试验流程示意图，相关说法正确的是(A)eq\x(胡萝卜)→eq\x(粉碎)→eq\x(干燥)→eq\x(甲)→eq\x(过滤)→eq\x(乙)→eq\x(胡萝卜素)A．图中乙过程表示浓缩，通过蒸馏除去滤液中易挥发的有机溶剂B．图中甲过程表示萃取，此过程用到的有机溶剂具有较低的沸点C．图中干燥处理时的温度越高、时间越长越利于胡萝卜素提取D．只能从植物中提取自然β－胡萝卜素，可用纸层析法进行鉴定[解析]提取胡萝卜素的流程是：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。可见，图中乙过程表示浓缩，通过蒸馏除去滤液中易挥发的有机溶剂，A正确；图中甲过程表示萃取，萃取胡萝卜素的有机溶剂应有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，且不与水混溶，B错误；胡萝卜粉碎后进行干燥，须要限制温度和时间，因为温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解，C错误；工业生产上，提取自然β－胡萝卜素的方法主要有三种：一是从植物中提取，二是从大面积养殖的岩藻中获得，三是利用微生物的发酵生产，若要对提取的胡萝卜素样品进行鉴定，可用纸层析法，D错误。指引迷津·拨云见日五种物质的提取方法、原理及步骤归纳提取物质提取方法提取原理步骤DNA盐析法①DNA在不同浓度的NaCI溶液中溶解度不同②DNA不溶于酒精溶液，但某些蛋白质可溶于酒精溶液①将含DNA的滤液溶解在物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液中②加水稀释NaCl溶液至0.14mol/L，DNA析出，过滤③加入冷却的体积分数为95%的酒精溶液，DNA沉淀析出血红蛋白凝胶色谱法、电泳法①各种蛋白质相对分子质量的大小不同②各种分子带电性质的差异①样品处理②粗分别③纯化④纯度鉴定玫瑰精油水蒸气蒸馏法利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，冷却后油水分别①水蒸气蒸馏②分别油层③除水过滤橘皮精油压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油①石灰水浸泡、漂洗②压榨、过滤、静置③再次过滤胡萝卜素萃取法使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后获得提取物①粉碎、干燥②萃取、过滤③浓缩典例3生物组织中有机物的提取和分别方法有许多种，如凝胶色谱法、电泳法、蒸馏法、压榨法和萃取法等，不同有机物的提取方法各有不同。请回答下列问题。(1)玫瑰精油被称为“液体黄金”，是世界香料工业中不行取代的原料，提取出的玫瑰精油要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是__水蒸气蒸馏法__。(2)杏仁油富含矿物质和维生素，是一种质地温柔、高渗透性的保湿剂，主要通过__压榨__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__使原料颗粒变小，提高萃取效率__。(4)血红蛋白的分别方法是__凝胶色谱法__，该方法主要是利用血红蛋白的哪一性质将它与其他物质分开的？__相对分子质量的大小__。(5)提取DNA时，可利用__DNA在物质的量浓度为0.14_mol/L的NaCl溶液中溶解度最小__的原理而析出。为了纯化提取的DNA，可以向DNA滤液中加入嫩肉粉，目的是__分解蛋白质__。鉴定DNA时，可以运用__二苯胺__试剂并在沸水浴中加热，产生蓝色反应。[解析](1)玫瑰精油具有较强的挥发性，所以适于用水蒸气蒸馏法提取。(2)杏仁油的提取原料为种子，一般适于食用，所以应采纳压榨法。(3)萃取胡萝卜素时，为了提高萃取效率，在萃取前应将胡萝卜彻底粉碎，使原料颗粒变小。(4)凝胶色谱法分别血红蛋白的原理是依据相对分子质量的大小将其与其他物质分别。(5)依据DNA在物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最小的原理，可以粗提取DNA；在DNA滤液中加入嫩肉粉，可以分解DNA中混有的蛋白质，从而纯化DNA；依据DNA与二苯胺在沸水浴中加热的条件下出现蓝色反应的原理，可以对DNA进行鉴定。核心素养·技能培优案例依据相关学问，回答胡萝卜素提取和酶应用方面的问题。(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__干燥__，以提高萃取效率；水蒸气蒸馏法__不适合__(填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取，缘由是__水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出__；鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采纳__纸层析__法，并以__标准的胡萝卜素__样品作为比照。(2)若要提高衣物上血渍的去除效果，可在洗衣粉中加入__碱性蛋白(或蛋白)__酶，因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的__氨基酸__或__小分子肽__；若要提高衣物上油渍的去除效果，洗衣粉中可添加__脂肪__酶；运用加酶洗衣粉时，水温过低或过高时洗涤效果不好的缘由分别是__水温过低时酶活性较低，水温过高会使酶变性失活__。[思维过程](1)胡萝卜素的提取方法、试验流程、鉴定方法；(2)加酶洗衣粉中酶的种类及其作用，温度对酶活性的影响。[解析]本题考查的内容比较基础，驾驭教材上的基础学问是解答问题的关键。(1)萃取是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使植物中的有效成分溶解在有机溶剂中，然后除去有机溶剂就可获得植物有效成分。水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。胡萝卜素粗品可通过纸层析进行鉴定，假如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试验胜利。(2)血渍中含有蛋白质，可用含蛋白酶的洗衣粉洗涤，其原理是蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。油渍的主要成分是