2019-2020年高中生物第4章植物有效成分的提取第1節(jié)植物色素的提取教案中圖版選修.doc

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2019-2020年高中生物第4章植物有效成分的提取第1節(jié)植物色素的提取教案中圖版選修 一、植物色素的種類 1．劃分依據(jù)：溶解性的差異。 2．類別 (1)水溶性色素 ①特點：一般易溶于水或酒精，不溶于乙醚、氯仿等有機溶劑。 ②舉例：甜菜紅色素、花青素等。 (2)脂溶性色素 ①特點：一般不溶于水，易溶于酒精、乙醚和氯仿等有機溶劑。 ②舉例：葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素、番茄紅色素和辣椒紅色素等。 二、提取植物色素 1．方法：常用萃取法。 2．過程：用溶劑充分溶解植物材料中的色素后，濾去不溶殘渣，經(jīng)濃縮蒸餾掉溶劑，適度干燥便得到所需色素。 3．對溶劑的要求 (1)該溶劑對色素成分的溶解度要大，對雜質(zhì)的溶解度要小。 (2)不能與色素成分起化學(xué)反應(yīng)。 (3)易與色素分離，使用安全。 (4)一般情況下，水溶性色素用水作溶劑，脂溶性色素用有機溶劑作溶劑。 三、胡蘿卜素的提取 1．步驟 胡蘿卜粉碎、干燥―→萃取―→過濾―→濃縮干燥―→鑒定。 2．胡蘿卜素粗品的鑒定 用紙層析法鑒定所提取的色素。 預(yù)習(xí)完成后，請把你認為難以解決的問題記錄在下面的表格中 問題1 問題2 問題3 問題4 一、胡蘿卜素的提取 1．原理：根據(jù)胡蘿卜素易溶于有機溶劑的特點，可采取用有機溶劑萃取的方法來提取胡蘿卜素。 2．操作流程 胡蘿卜―→粉碎―→干燥―→萃取―→過濾―→濃縮―→胡蘿卜素 3．萃取劑的選擇 有機溶劑分為水溶性和水不溶性兩種。乙醇和丙酮能夠與水混溶，是水溶性有機溶劑；石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能與水混溶，是水不溶性有機溶劑。 萃取胡蘿卜素的有機溶劑應(yīng)該具有較高的溶點，能夠充分溶解胡蘿卜素且不與水混溶。另外，還要考慮對人體是否有毒性等安全問題。因乙醚沸點較低，苯和四氯化碳對人有毒性，所以本實驗選用石油醚或乙酸乙酯作為萃取劑。 4．影響萃取的因素 主要因素：萃取劑的性質(zhì)和使用量；次要因素：原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、溫度、萃取時間的長短等?？偟膩碇v，溶解越充分，效果就越好。 5．提取胡蘿卜素裝置的設(shè)計 提取裝置：鐵架臺、酒精燈、水浴鍋、燒瓶、冷凝管等。安裝順序仍是由下而上，拆除時相反。 6．操作流程 取胡蘿卜粉碎、烘干、研磨成粉―→加入四氯化碳(或醋酸乙酯)―→萃取20 min―→過濾―→濃縮―→得到胡蘿卜素 二、用層析法鑒定時應(yīng)注意的問題及結(jié)果分析 1．注意事項 (1)選擇干凈的濾紙，為防止操作時濾紙的污染，應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙，可以戴手套進行操作。 (2)點樣時應(yīng)注意點樣斑點不能太大(直徑應(yīng)小于0.5 cm)，如果用吹風(fēng)機吹干，溫度不宜過高，否則，斑點會變黃。 (3)將點好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時注意濾紙兩邊不能互相接觸，以免因毛細現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，溶劑前沿不齊，影響結(jié)果。 2．結(jié)果分析及評價 (1)如果提取到的胡蘿卜素含雜質(zhì)，則層析后在濾紙上出現(xiàn)多個不同高度的色素點樣。 (2)如果萃取樣品中出現(xiàn)了和標(biāo)準(zhǔn)樣品一樣的層析帶，說明提取胡蘿卜素的實驗成功。 由于提取物中含有雜質(zhì)，萃取樣品的顏色可能比標(biāo)準(zhǔn)樣品的顏色淺，可通過顏色的比較，初步確定提取的胡蘿卜素的量。 胡蘿卜素的性質(zhì)及提取方法 　圖為胡蘿卜素的提取裝置示意圖，回答有關(guān)問題： (1)提取胡蘿卜素的實驗流程是________→________→萃取→過濾→濃縮。 (2)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這五種有機溶劑中，最適宜用于萃取胡蘿卜素的是________，這是因為________________。 (3)一般來說，要想萃取效果好，要保證________________________。 (4)萃取過程應(yīng)該避免明火加熱，采用________加熱，其原因是___________。 (5)裝置1的名稱是________，其作用是______________________。 (6)本實驗將提取的胡蘿卜素粗品通過________進行鑒定。鑒定時要對________樣品和________樣品進行點樣。如果___________________說明提取胡蘿卜素的實驗成功。 【審題導(dǎo)析】 【精講精析】　(1)提取胡蘿卜素的步驟是粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮。 (2)萃取劑的選擇要注意以下特點：較高的沸點、能夠充分溶解萃取物等。 (3)影響萃取的因素有多種，一般情況下，如果原料顆粒小且含水量少，萃取溫度高，時間較長，提取的物質(zhì)就能夠充分溶解，萃取的效果就會好一些。 (4)萃取劑容易揮發(fā)，如果直接用明火加熱，容易引起爆炸，故宜用水浴加熱。 (5)裝置中的冷凝管具有防止加熱時有機溶劑揮發(fā)的作用。 (6)可用紙層析法對胡蘿卜素進行鑒定，要將標(biāo)準(zhǔn)樣品和提取樣品進行對比，如果兩者的層析帶一樣，說明胡蘿卜素提取成功。 【答案】　(1)粉碎　干燥 (2)石油醚　石油醚的沸點最高，在加熱萃取時不易揮發(fā) (3)原料顆粒小、萃取溫度高，時間長 (4)水浴　有機溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱，容易引起燃燒、爆炸 (5)冷凝管　防止加熱時有機溶劑的揮發(fā) (6)紙層析　標(biāo)準(zhǔn)　提取　萃取樣品中出現(xiàn)了和標(biāo)準(zhǔn)樣品一樣的層析帶 胡蘿卜素的性質(zhì)及提取時的注意事項 (1)胡蘿卜素可溶于乙醇、丙酮和四氯化碳等，但前兩者是親水性有機溶劑，能與水混溶而影響萃取效果，所以用四氯化碳提取。 (2)萃取的效率取決于萃取劑和原料兩方面的關(guān)系。 (3)原料要進行胡蘿卜顆粒的加熱干燥的脫水處理。 (xx全國卷Ⅱ)回答與胡蘿卜素有關(guān)的問題： (1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是________(填“α胡蘿卜素”、“β胡蘿卜素”或“γ胡蘿卜素”)，該胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成兩分子________，后者缺乏會引起人在弱光下視物不清的病癥，該疾病稱為________。胡蘿卜素是________(填“揮發(fā)性”或“非揮發(fā)性”)物質(zhì)。 (2)工業(yè)生產(chǎn)上，用養(yǎng)殖的巖藻作為原料提取胡蘿卜素時，________(填“需要”或“不需要”)將新鮮的巖藻干燥。 (3)現(xiàn)有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑，應(yīng)選用其中的________作為胡蘿卜素的萃取劑，不選用另外一種的理由是_____________________。 【答案】　(1)β胡蘿卜素　維生素A　夜盲癥　非揮發(fā)性 (2)需要 (3)乙酸乙酯　萃取胡蘿卜素的有機溶劑應(yīng)不與水混溶，而乙醇為水溶性有機溶劑 1．下列屬于水溶性色素的是(　　) ①甜菜紅色素?、谌~綠素?、刍ㄇ嗨亍、苋~黃素　⑤胡蘿卜素?、薹鸭t色素?、呃苯芳t色素 A．①③④⑤⑦　 B．①② C．①③ D．①②④⑤⑥⑦ 【解析】　根據(jù)植物色素的溶解性差異，可分為水溶性色素和脂溶性色素兩大類。 水溶性色素一般易溶于水或酒精，不溶于乙醚、氯仿等有機溶劑，如甜菜紅色素、花青素等。 脂溶性色素一般不溶于水，易溶于酒精、乙醚和氯仿等有機溶劑，常見有葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素、番茄紅色素和辣椒紅色素等。 【答案】　C 2．實驗室在選用溶劑溶解色素時，對溶劑的要求是(　　) A．要求溶劑對色素成分的溶解度要大，對雜質(zhì)的溶解度要大 B．要求溶劑對色素成分的溶解度要大，對雜質(zhì)的溶解度要小 C．要求溶劑對色素成分的溶解度要小，對雜質(zhì)的溶解度要小 D．要求溶劑對色素成分的溶解度要小，對雜質(zhì)的溶解度要大 【解析】　實驗室的溶劑要求溶劑對色素成分的溶解度要大，使色素充分溶解，對雜質(zhì)的溶解度要小，雜質(zhì)不溶解，易過濾、除去。 【答案】　B 3．辣椒紅色素色澤鮮艷、具較強的著色能力，日漸成為人們餐桌上的食用色素，口味也好，深受人們喜愛，請參照胡蘿卜素提取的過程來設(shè)計提取辣椒紅色素的實驗。 (1)色素特性：辣椒紅色素不溶于水，易溶于植物油和酒精，屬________色素。 (2)提取方法：萃取法。 (3)步驟及分析 辣椒粉碎、干燥―→________―→______―→濃縮干燥―→辣椒紅色素。 ①萃取劑可為________。 ②除辣椒自身因素外，操作中應(yīng)控制好________和________，以免影響色素質(zhì)量。 【解析】辣椒紅色素同胡蘿卜素一樣，為脂溶性色素，故可用有機溶劑萃取獲得。萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時也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。因此在萃取過程中應(yīng)特別控制好溫度和時間。 【答案】　(1)脂溶性 (3)萃取　過濾?、偎穆然? ②時間　溫度 學(xué)業(yè)達標(biāo)測評(十) 一、選擇題 1．關(guān)于胡蘿卜素的論述，錯誤的是(　　) A．胡蘿卜素可以治療因缺乏維生素A而引起的疾病 B．胡蘿卜素可用于食品色素 C．天然胡蘿卜素還具有預(yù)防癌癥的功能 D．胡蘿卜素可以治療人體色素缺乏癥 【解析】　人和動物不能合成維生素A，只能由食物提供，一分子β－胡蘿卜素在人或動物的小腸、肝臟等器官被氧化成兩分子的維生素A，能夠治療因缺乏維生素A而引起的多種疾病，如夜盲癥。胡蘿卜素是常用的食品色素，如飲料的添加劑。此外，還可以預(yù)防癌癥，提高人體的免疫力，但是不能治療人體色素缺乏癥。 【答案】　D 2．對胡蘿卜素的提取過程的分析正確的是(　　) A．萃取前要烘干粉碎或不烘干切碎 B．在萃取過程中，在瓶口安裝回流冷凝裝置是為了防止加熱時有機溶劑的揮發(fā) C．在濃縮前，沒有必要進行過濾 D．將濾液用蒸餾裝置進行蒸餾，要收集蒸發(fā)出去的液體，蒸發(fā)出去的是胡蘿卜素，留下的是有機溶劑 【解析】　對胡蘿卜素的提取，萃取前要烘干磨成干粉，在濃縮前過濾是為了除去雜質(zhì)，瓶口安裝回流冷凝裝置是為了防止加熱時有機溶劑的揮發(fā)，蒸餾時，蒸發(fā)出去的是有機溶劑，留下的是胡蘿卜素。 【答案】　B 3．對于胡蘿卜的提取過程，敘述錯誤的是(　　) A．萃取時應(yīng)避免明火加熱 B．在加熱瓶口加回流冷凝裝置是為了防止有機溶劑揮發(fā) C．萃取液的濃縮可直接使用蒸餾裝置 D．濃縮前不要過濾，因為萃取液中無不溶物 【解析】　萃取時，色素基本上都溶解了，但是還有部分雜質(zhì)不能溶解，因此需要過濾除去。 【答案】　D 4．對胡蘿卜素的提取通常采用(　　) A．水　　　　　　　　　 B．無機鹽 C．有機溶劑 D．無機溶劑 【解析】　胡蘿卜素為脂溶性色素，應(yīng)使用有機溶劑。 【答案】　C 5．作為萃取胡蘿卜素的有機溶劑，哪一項不符合實驗要求(　　) A．能充分溶解色素 B．與水混溶 C．對人無毒 D．易與產(chǎn)品分離 【解析】　胡蘿卜素為脂溶性色素，不溶于水，應(yīng)選擇四氯化碳或乙酸乙酯等有機溶劑。 【答案】　B 6．在用紙層析法鑒定所提取的色素時，下列敘述中不正確的是(　　) A．如果萃取樣品中出現(xiàn)了和標(biāo)準(zhǔn)樣品一樣的層析帶，說明提取胡蘿卜素的實驗成功 B．由于提取物中含有雜質(zhì)，萃取樣品的顏色可能比標(biāo)準(zhǔn)樣品的顏色淺 C．萃取樣品的顏色應(yīng)該比標(biāo)準(zhǔn)樣品的顏色深 D．用紙層析法鑒定所提取的色素時，可以參考“葉綠體色素的分離”實驗 【解析】　在鑒定所獲得的胡蘿卜素粗品實驗時，用標(biāo)準(zhǔn)樣品作對照，同時進行紙層析。提取的胡蘿卜素中還含有大量雜質(zhì)，色素含量低，而標(biāo)準(zhǔn)樣品中色素純度高，因此在濾紙上出現(xiàn)的色素帶中，萃取樣品的顏色比標(biāo)準(zhǔn)樣品的顏色淺。 【答案】　C 7．有人說生吃胡蘿卜營養(yǎng)價值高，有人說熟吃胡蘿卜營養(yǎng)價值高，并且在炒胡蘿卜時要多放油，你認為哪種說法正確(　　) A．兩種都正確 B．前一種正確，后一種錯誤 C．前一種錯誤，后一種正確 D．兩種都錯誤 【解析】　胡蘿卜中最主要的營養(yǎng)成分是胡蘿卜素，因胡蘿卜素易溶于有機溶劑，因此生食不易吸收，在炒制時多加一些油，有利于胡蘿卜素的吸收。 【答案】　C 8．胡蘿卜素的紙層析鑒定，正確的是(　　) ①制備濾紙：取18 cm30 cm濾紙條，在濾紙下端距底邊2 cm處做一基線，取A、B、C、D四個點。 ②點樣：用最細注射器針頭分別吸取標(biāo)準(zhǔn)樣品和提取樣品在A、D點和B、C點上點樣，吹干。 ③層析：將濾紙卷成筒狀并固定，放到盛有1 cm深石油醚的密封玻璃瓶中層析。 ④觀察：取出濾紙條，使石油醚充分揮發(fā)后觀察層析帶。 ⑤注意濾紙條預(yù)先干燥處理；點樣時快速細致、樣點圓點盡量細小；濾紙筒的豎直邊緣不能接觸；石油醚易揮發(fā)，注意層析容器要密封。 A．全對 B．四項對 C．三項對 D．二項對 【解析】　胡蘿卜素的紙層析鑒定過程為：制備濾紙→點樣→層析→觀察。點樣和層析過程最為關(guān)鍵，點樣時要快速細致，圓點盡量小，點樣后要吹干。層析過程濾紙筒的豎直邊緣不能接觸；為防止石油醚揮發(fā)，層析容器要密封處理。 【答案】　A 二、非選擇題 9．(xx聊城市重點高中高三檢測)β－胡蘿卜素是聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合委員會認可的無毒、有營養(yǎng)的食品添加劑。 β－胡蘿卜素還可以作為禽畜飼料添加劑，提高雞的產(chǎn)蛋率，還可以提高牛的生殖能力。請結(jié)合該資料及胡蘿卜素的提取實驗，回答相關(guān)問題： (1)除題干敘述作用以外，胡蘿卜素還可以治療因缺乏__________而引起的各種疾病，如夜盲癥等。 (2)胡蘿卜素是________色的結(jié)晶，化學(xué)性質(zhì)______，易溶于__________。 (3)在利用萃取法提取胡蘿卜素的實驗中，萃取劑的選擇十分重要，應(yīng)該選擇具有__________(填“較高”或“較低”)的沸點，并且__________(填“與”或“不與”)水混溶的。萃取的效率主要取決于__________和___________。 (4)下圖為胡蘿卜素的紙層析結(jié)果示意圖， 其中A、B、C、D四點中，屬于萃取樣品的是________。②代表的物質(zhì)是__________。 【解析】　根據(jù)題意和圖示分析可知：(1)夜盲癥是由于缺乏維生素A引起的，胡蘿卜素可以轉(zhuǎn)化成維生素A，用于治療缺乏維生素A引起的各種疾病。(2)胡蘿卜素是橘黃色的結(jié)晶，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，易溶于有機溶劑。(3)利用萃取法提取胡蘿卜素的實驗中，萃取劑應(yīng)該選擇具有較高的沸點，并且不與水混溶的。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。(4)由圖可知，A、D兩點是標(biāo)樣，B、C兩點是萃取樣品。②代表的物質(zhì)是雜質(zhì)分子。 【答案】　(1)維生素A　(2)橘黃　穩(wěn)定　有機溶劑　(3)較高　不與　萃取劑的性質(zhì)　萃取劑的用量 (4)B、C　雜質(zhì)分子