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(diǎn):一般易溶于水或酒精,不溶于乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑。 ②舉例:甜菜紅色素、花青素等。 (2)脂溶性色素 ①特點(diǎn):一般不溶于水,易溶于酒精、乙醚和氯仿等有機(jī)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(guò)程:用溶劑充分溶解植物材料中的色素后,濾去不溶殘?jiān)?jīng)濃縮蒸餾掉溶劑,適度干燥便得到所需色素。 3.對(duì)溶劑的要求 (1)該溶劑對(duì)色素成分的溶解度要大,對(duì)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(jī)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(guò)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(qǐng)把你認(rèn)為難以解決的問(wèn)題記錄在下面的表格中 問(wèn)題1 問(wèn)題2 問(wèn)題3 問(wèn)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(jī)溶劑的特點(diǎn),可采取用有機(jī)溶劑萃取的方法來(lái)提取胡蘿卜素。 2.操作流程 胡蘿卜―→粉碎―→干燥―→萃取―→過(guò)濾―→濃縮―→胡蘿卜素 3.萃取劑的選擇 有機(jī)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(jī)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(jī)溶劑。 萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的溶點(diǎn),能夠充分溶解胡蘿卜素且不與水混溶。另外,還要考慮對(duì)人體是否有毒性等安全問(wèn)題。因乙醚沸點(diǎn)較低,苯和四氯化碳對(duì)人有毒性,所以本實(shí)驗(yàn)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(shí)間的長(zhǎng)短等。總的來(lái)講,溶解越充分,效果就越好。 5.提取胡蘿卜素裝置的設(shè)計(jì) 提取裝置:鐵架臺(tái)、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(shí)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(guò)濾―→濃縮―→得到胡蘿卜素 二、用層析法鑒定時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題及結(jié)果分析 1.注意事項(xiàng) (1)選擇干凈的濾紙,為防止操作時(shí)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(jìn)行操作。 (2)點(diǎn)樣時(shí)應(yīng)注意點(diǎn)樣斑點(diǎn)不能太大(直徑應(yīng)小于0.5 cm),如果用吹風(fēng)機(jī)吹干,溫度不宜過(guò)高,否則,斑點(diǎn)會(huì)變黃。 (3)將點(diǎn)好樣的濾紙卷成筒狀,卷紙時(shí)注意濾紙兩邊不能互相接觸,以免因毛細(xì)現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動(dòng)加快,溶劑前沿不齊,影響結(jié)果。 2.結(jié)果分析及評(píng)價(jià) (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(gè)不同高度的色素點(diǎn)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(shuō)明提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)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(guò)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(wèn)題: (1)提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程是________→________→萃取→過(guò)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(jī)溶劑中,最適宜用于萃取胡蘿卜素的是________,這是因?yàn)開_______________。 (3)一般來(lái)說(shuō),要想萃取效果好,要保證________________________。 (4)萃取過(guò)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(shí)驗(yàn)將提取的胡蘿卜素粗品通過(guò)________進(jìn)行鑒定。鑒定時(shí)要對(duì)________樣品和________樣品進(jìn)行點(diǎn)樣。如果___________________說(shuō)明提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)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(guò)濾→濃縮。 (2)萃取劑的選擇要注意以下特點(diǎn):較高的沸點(diǎn)、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(shí)間較長(zhǎng),提取的物質(zhì)就能夠充分溶解,萃取的效果就會(huì)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(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)的作用。 (6)可用紙層析法對(duì)胡蘿卜素進(jìn)行鑒定,要將標(biāo)準(zhǔn)樣品和提取樣品進(jìn)行對(duì)比,如果兩者的層析帶一樣,說(shuō)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(diǎn)最高,在加熱萃取時(shí)不易揮發(fā) (3)原料顆粒小、萃取溫度高,時(shí)間長(zhǎng) (4)水浴 有機(jī)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(shí)有機(jī)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(shí)的注意事項(xiàng) (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(jī)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(jìn)行胡蘿卜顆粒的加熱干燥的脫水處理。 (xx全國(guó)卷Ⅱ)回答與胡蘿卜素有關(guān)的問(wèn)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(huì)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(shí),________(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(jī)溶劑應(yīng)不與水混溶,而乙醇為水溶性有機(jī)溶劑 1.下列屬于水溶性色素的是( ) ①甜菜紅色素 ②葉綠素?、刍ㄇ嗨亍、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(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(jī)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(jī)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(shí)驗(yàn)室在選用溶劑溶解色素時(shí),對(duì)溶劑的要求是( ) A.要求溶劑對(duì)色素成分的溶解度要大,對(duì)雜質(zhì)的溶解度要大 B.要求溶劑對(duì)色素成分的溶解度要大,對(duì)雜質(zhì)的溶解度要小 C.要求溶劑對(duì)色素成分的溶解度要小,對(duì)雜質(zhì)的溶解度要小 D.要求溶劑對(duì)色素成分的溶解度要小,對(duì)雜質(zhì)的溶解度要大 【解析】 實(shí)驗(yàn)室的溶劑要求溶劑對(duì)色素成分的溶解度要大,使色素充分溶解,對(duì)雜質(zhì)的溶解度要小,雜質(zhì)不溶解,易過(guò)濾、除去。 【答案】 B 3.辣椒紅色素色澤鮮艷、具較強(qiáng)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(ài),請(qǐng)參照胡蘿卜素提取的過(guò)程來(lái)設(shè)計(jì)提取辣椒紅色素的實(shí)驗(yàn)。 (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(jī)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(shí)也受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等條件的影響。因此在萃取過(guò)程中應(yīng)特別控制好溫度和時(shí)間。 【答案】 (1)脂溶性 (3)萃取 過(guò)濾?、偎穆然? ②時(shí)間 溫度 學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)(十) 一、選擇題 1.關(guān)于胡蘿卜素的論述,錯(cuò)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(dòng)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(dòng)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(duì)胡蘿卜素的提取過(guò)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(guò)程中,在瓶口安裝回流冷凝裝置是為了防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑的揮發(fā) C.在濃縮前,沒(méi)有必要進(jìn)行過(guò)濾 D.將濾液用蒸餾裝置進(jìn)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(jī)溶劑 【解析】 對(duì)胡蘿卜素的提取,萃取前要烘干磨成干粉,在濃縮前過(guò)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(shí)有機(jī)溶劑的揮發(fā),蒸餾時(shí),蒸發(fā)出去的是有機(jī)溶劑,留下的是胡蘿卜素。 【答案】 B 3.對(duì)于胡蘿卜的提取過(guò)程,敘述錯(cuò)誤的是( ) A.萃取時(shí)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(jī)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(guò)濾,因?yàn)檩腿∫褐袩o(wú)不溶物 【解析】 萃取時(shí),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(guò)濾除去。 【答案】 D 4.對(duì)胡蘿卜素的提取通常采用( ) A.水 B.無(wú)機(jī)鹽 C.有機(jī)溶劑 D.無(wú)機(jī)溶劑 【解析】 胡蘿卜素為脂溶性色素,應(yīng)使用有機(jī)溶劑。 【答案】 C 5.作為萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑,哪一項(xiàng)不符合實(shí)驗(yàn)要求( ) A.能充分溶解色素 B.與水混溶 C.對(duì)人無(wú)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(jī)溶劑。 【答案】 B 6.在用紙層析法鑒定所提取的色素時(shí),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(shuō)明提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)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(shí),可以參考“葉綠體色素的分離”實(shí)驗(yàn) 【解析】 在鑒定所獲得的胡蘿卜素粗品實(shí)驗(yàn)時(shí),用標(biāo)準(zhǔn)樣品作對(duì)照,同時(shí)進(jìn)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(shuō)生吃胡蘿卜營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,有人說(shuō)熟吃胡蘿卜營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,并且在炒胡蘿卜時(shí)要多放油,你認(rèn)為哪種說(shuō)法正確( ) A.兩種都正確 B.前一種正確,后一種錯(cuò)誤 C.前一種錯(cuò)誤,后一種正確 D.兩種都錯(cuò)誤 【解析】 胡蘿卜中最主要的營(yíng)養(yǎng)成分是胡蘿卜素,因胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑,因此生食不易吸收,在炒制時(shí)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(gè)點(diǎn)。 ②點(diǎn)樣:用最細(xì)注射器針頭分別吸取標(biāo)準(zhǔn)樣品和提取樣品在A、D點(diǎn)和B、C點(diǎn)上點(diǎn)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(diǎn)樣時(shí)快速細(xì)致、樣點(diǎn)圓點(diǎn)盡量細(xì)??;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(duì) B.四項(xiàng)對(duì) C.三項(xiàng)對(duì) D.二項(xiàng)對(duì) 【解析】 胡蘿卜素的紙層析鑒定過(guò)程為:制備濾紙→點(diǎn)樣→層析→觀察。點(diǎn)樣和層析過(guò)程最為關(guān)鍵,點(diǎn)樣時(shí)要快速細(xì)致,圓點(diǎn)盡量小,點(diǎn)樣后要吹干。層析過(guò)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(diǎn)高中高三檢測(cè))β-胡蘿卜素是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合委員會(huì)認(rèn)可的無(wú)毒、有營(yíng)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(qǐng)結(jié)合該資料及胡蘿卜素的提取實(shí)驗(yàn),回答相關(guān)問(wèn)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(shí)驗(yàn)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(diǎn),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(diǎn)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(jī)溶劑。(3)利用萃取法提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)中,萃取劑應(yīng)該選擇具有較高的沸點(diǎn),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(shí)還受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等條件的影響。(4)由圖可知,A、D兩點(diǎn)是標(biāo)樣,B、C兩點(diǎn)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(jī)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- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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