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: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,對雜質的溶解度要小。 (2)不能與色素成分起化學反應。 (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。 預習完成后,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、用層析法鑒定時應注意的問題及結果分析 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)點樣時應注意點樣斑點不能太大(直徑應小于0.5 cm),如果用吹風機吹干,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,以免因毛細現象導致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快,溶劑前沿不齊,影響結果。 2.結果分析及評價 (1)如果提取到的胡蘿卜素含雜質,則層析后在濾紙上出現多個不同高度的色素點樣。 (2)如果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實驗成功。 由于提取物中含有雜質,萃取樣品的顏色可能比標準樣品的顏色淺,可通過顏色的比較,初步確定提取的胡蘿卜素的量。 胡蘿卜素的性質及提取方法 圖為胡蘿卜素的提取裝置示意圖,回答有關問題: (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,要將標準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 標準 提取 萃取樣品中出現了和標準樣品一樣的層析帶 胡蘿卜素的性質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可以轉變成兩分子________,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。 (2)工業(yè)生產上,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)現有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑,應選用其中的________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 ③花青素?、苋~黃素?、莺}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,對雜質的溶解度要小,雜質不溶解,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,操作中應控制好________和________,以免影響色素質量。 【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特別控制好溫度和時間。 【答案】 (1)脂溶性 (3)萃取 過濾 ①四氯化碳 ②時間 溫度 學業(yè)達標測評(十) 一、選擇題 1.關于胡蘿卜素的論述,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,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.易與產品分離 【解析】 胡蘿卜素為脂溶性色素,不溶于水,應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了和標準樣品一樣的層析帶,說明提取胡蘿卜素的實驗成功 B.由于提取物中含有雜質,萃取樣品的顏色可能比標準樣品的顏色淺 C.萃取樣品的顏色應該比標準樣品的顏色深 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,用標準樣品作對照,同時進行紙層析。提取的胡蘿卜素中還含有大量雜質,色素含量低,而標準樣品中色素純度高,因此在濾紙上出現的色素帶中,萃取樣品的顏色比標準樣品的顏色淺。 【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準樣品和提取樣品在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注意濾紙條預先干燥處理;點樣時快速細致、樣點圓點盡量細?。粸V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,提高雞的產蛋率,還可以提高牛的生殖能力。請結合該資料及胡蘿卜素的提取實驗,回答相關問題: (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________色的結晶,化學性質______,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代表的物質是__________。 【解析】 根據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晶,化學性質穩(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兩點是標樣,B、C兩點是萃取樣品。②代表的物質是雜質分子。 【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 萃取劑的用量 (4)B、C 雜質分子- 配套講稿:
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