2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)第3講生物成分的分離與測(cè)定技術(shù)教學(xué)案蘇教版選修1

PAGE6-第3講生物成分的分別與測(cè)定技術(shù)[考綱展示]試驗(yàn)：從生物材料中提取某些特定的成分考點(diǎn)|植物芳香油和胡蘿卜素的提取1．植物芳香油的來(lái)源、特點(diǎn)和提取(1)來(lái)源：芳香油是芳香植物在代謝中的產(chǎn)物，目前已知其主要組分包括萜類(lèi)化合物及其衍生物。(2)特點(diǎn)：具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，易溶于有機(jī)溶劑。(3)提?。洪倨し枷阌图瓤刹杉{蒸餾法提取，也可采納壓榨法制得，而水蒸氣蒸餾法適用于能隨水蒸氣蒸餾出來(lái)而不被破壞的物質(zhì)成分。一些植物的芳香油還可采納萃取法提取。2．水蒸氣蒸餾法提取橘皮中的芳香油3．橘皮精油的提取4．玫瑰精油的提取[思索回答]1．圖1為水蒸氣蒸餾的裝置圖，圖2為萃取裝置，據(jù)圖回答以下有關(guān)問(wèn)題：圖1圖2(1)請(qǐng)指出圖1中的兩點(diǎn)錯(cuò)誤。提示：錯(cuò)誤1：蒸餾瓶中的液體量太多，應(yīng)占燒瓶容積的1/3～2/3。錯(cuò)誤2：進(jìn)水口和出水口裝反，下方的是進(jìn)水口，上方的是出水口。(2)玫瑰精油的提取適合上述蒸餾方法，請(qǐng)簡(jiǎn)述理由。(至少答兩點(diǎn))提示：因?yàn)槊倒寰突瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，能隨水蒸氣一同蒸餾，且不會(huì)導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等，所以適合用水中蒸餾法進(jìn)行提取。(3)圖2的安裝及拆除依次如何？為何常采納水浴加熱？在燒瓶口安裝冷凝回流裝置的目的是什么？提示：安裝依次是由下而上，拆除時(shí)相反。采納水浴加熱的緣由：有機(jī)溶劑都是易燃物，干脆運(yùn)用明火加熱簡(jiǎn)潔引起燃燒、爆炸。在燒瓶口安裝冷凝回流裝置的目的是防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)。2．在石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這幾種溶劑中，哪種最相宜用來(lái)提取胡蘿卜素？乙醇和丙酮能夠用于胡蘿卜素的萃取嗎？為什么？提示：在這五種溶劑中，石油醚的沸點(diǎn)最高，在加熱萃取時(shí)不易揮發(fā)，所以石油醚最相宜用作萃取劑。胡蘿卜素可溶于乙醇和丙酮，但它們是水溶性有機(jī)溶劑，在萃取中能與水混溶而影響萃取效果，所以不能用它們作萃取劑。1．植物有效成分提取的三種方法的比較提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法有機(jī)溶劑萃取法試驗(yàn)原理利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來(lái)通過(guò)機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中，蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油方法步驟①水蒸氣蒸餾②分別油層③除水過(guò)濾①石灰水浸泡、漂洗②壓榨、過(guò)濾、靜置③再次過(guò)濾①粉碎、干燥②萃取、過(guò)濾③濃縮適用范圍適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細(xì)小，能充分浸泡在有機(jī)溶液中優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)潔易行，便于分別生產(chǎn)成本低，易保持原料原有的結(jié)構(gòu)和功能出油率高，易分別局限性水中蒸餾會(huì)導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問(wèn)題分別較為困難，出油率相對(duì)較低運(yùn)用的有機(jī)溶劑處理不當(dāng)會(huì)影響芳香油的質(zhì)量2.影響胡蘿卜素萃取的因素及解決措施影響因素解決措施萃取劑的性質(zhì)用水不溶性有機(jī)溶劑原料的顆粒大小、緊密程度粉碎材料的含水量干燥萃取溫度探究最佳萃取溫度，嚴(yán)格限制溫度萃取時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)萃取時(shí)間◎考法1考查芳香油的提取和分別[解題指導(dǎo)]依據(jù)植物有效成分的特性選擇提取方法：1．提取揮發(fā)性強(qiáng)的植物芳香油：蒸餾法。2．提取易溶于有機(jī)溶劑的植物有效成分：萃取法。3．提取原料中含量高的植物有效成分：壓榨法。1．(2024·江西贛州第三中學(xué)開(kāi)學(xué)考試)下圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的茉莉油的提取試驗(yàn)，圖甲是試驗(yàn)流程，圖乙是茉莉油提取的試驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答：(1)該同學(xué)提取茉莉油的方法是____________。米摘原料應(yīng)在茉莉油含量較高的____________(填“花開(kāi)的盛期”或“花開(kāi)的晚期”)采收。(2)圖甲中B過(guò)程表示____________，通常應(yīng)向油水混合物中加入____________促進(jìn)B過(guò)程的進(jìn)行。要完成圖甲C過(guò)程須要向提取液中加入____________，因?yàn)橥ㄟ^(guò)B過(guò)程獲得的提取物可能含有____________。(3)橘皮精油主要貯存在橘皮部分，提取一般不采納圖乙所示的方法，緣由是____________________________________________________________。為了防止橘皮壓榨時(shí)滑脫，提高出油率，須要將橘皮干燥去水，然后用一種化學(xué)物質(zhì)浸泡，使橘皮變得粗糙，細(xì)胞變得疏松，該化學(xué)物質(zhì)是____________。解析：(1)茉莉油與玫瑰油的性質(zhì)相像，由圖甲可知該同學(xué)提取茉莉油的方法是水蒸氣蒸餾法；采摘原料應(yīng)在茉莉油含量較高的花開(kāi)的盛期采收。(2)圖甲中B過(guò)程表示分別油層，通常應(yīng)向油水混合物中加入NaCl來(lái)促進(jìn)油水分別過(guò)程的進(jìn)行；要完成圖甲C過(guò)程須要向提取液中加入無(wú)水Na2SO4，因?yàn)橥ㄟ^(guò)B過(guò)程獲得的提取物可能含有肯定的水分。(3)橘皮精油主要貯存在橘皮部分，提取一般不采納蒸餾法，緣由是橘皮精油的有效成分在水蒸氣蒸餾時(shí)會(huì)發(fā)生部分水解；為了防止橘皮壓榨時(shí)滑脫，提高出油率，須要將橘皮干燥去水．然后用石灰水浸泡，使橘皮蠻得粗糙，細(xì)胞變得疏松。答案：(1)水蒸氣蒸餾法花開(kāi)的盛期(2)分別油層NaCl無(wú)水Na2SO4肯定的水分(3)橘皮精油的有效成分分在水蒸氣蒸餾時(shí)會(huì)發(fā)生部分水解石灰水2．(2024·湖北省鄂西5月質(zhì)量檢查)玫瑰精油被稱(chēng)為“液體黃金”，是世界香料工業(yè)不行取代的原料。提取玫瑰精油的試驗(yàn)流程如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：eq\x(鮮玫瑰花＋清水)→eq\x(蒸餾器)→eq\x(水蒸氣蒸餾)→eq\x(A)→eq\x(油水混合物)→eq\x(加NaCl)→eq\x(分別油層)→eq\x(加入無(wú)水Na2SO4)→eq\x(B)→eq\x(玫瑰精油)(1)提取玫瑰精油通常采納水蒸氣蒸餾法，原理是利用________將揮發(fā)性較強(qiáng)的玫瑰精油攜帶出來(lái)，形成油水混合物。(2)圖中A表示________過(guò)程，缺少該步驟精油提取量會(huì)削減，緣由是__________________________________________________________________。(3)在油水混合物中加入NaCl的目的是__________________。在分別出的油層中加入無(wú)水Na2SO4的目的是__________________。圖中B表示________，此過(guò)程可以除去________，完成后即可得到玫瑰精油。(4)密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油保存時(shí)最好存放在溫度較________的地方。解析：(1)水蒸氣蒸餾法的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物。(2)圖中A表示冷凝過(guò)程，缺少該步驟精油提取量會(huì)削減，緣由是部分精油會(huì)隨水蒸氣揮發(fā)而流失。(3)在油水混合物中加入NaCl可加速油水分層。在分別出的油層中加入無(wú)水Na2SO4可汲取多余的水分，再通過(guò)B過(guò)程過(guò)濾除去固體硫酸鈉，即可得到玫瑰精油。(4)因玫瑰精油易揮發(fā)，故密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油應(yīng)存放在溫度較低的地方，以削減玫瑰精油的揮發(fā)。答案：(1)水蒸氣(2)冷凝部分精油會(huì)隨水蒸氣揮發(fā)而流失(3)加速油水分層汲取多余的水分過(guò)濾固體硫酸鈉(4)低[技法總結(jié)]物質(zhì)分別的方法1．分別油水混合物可以采納分液的方法。2．除去壓榨液中的固體物和殘?jiān)ǔ２杉{過(guò)濾的方法。3．除去液體中質(zhì)量較小的固體殘留物通常采納離心的方法。4．除去芳香油中的殘留水分常采納加入無(wú)水硫酸鈉后過(guò)濾的方法。5．除去不易揮發(fā)的植物有效成分中的有機(jī)溶劑常采納蒸餾法?！蚩挤?考查胡蘿卜素的提取3．(2024·吉林質(zhì)檢)回答下列有關(guān)從生物材料中提取某些特定成分的問(wèn)題：(1)薄荷油和玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相像，因此適合選用__________法來(lái)提取。用此方法收集到的液體____________________(填“是”或“不是”)純的薄荷油，緣由是________________________________________。在此過(guò)程中，影響薄荷油提取量的主要因素有__________________和__________。(2)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是__________法。用這種方法提取胡蘿卜素的主要步驟是：粉碎、干燥、萃取、__________、__________。(3)如圖是某同學(xué)對(duì)萃取的胡蘿卜素樣品所做的鑒定試驗(yàn)的結(jié)果。圖中試驗(yàn)組是__________，試驗(yàn)得出的結(jié)論是______________________。解析：(1)薄荷油和玫瑰精油都是芳香油，易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此可用水蒸氣蒸餾法進(jìn)行提取。由于薄荷油隨水蒸氣一起蒸餾出來(lái)，所得到的是油水混合物，不是純的薄荷油。蒸餾溫度太高、時(shí)間太短，產(chǎn)品品質(zhì)就比較差。(2)胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑，可用有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，步驟是：粉碎→干燥→萃取→過(guò)濾→濃縮。(3)胡蘿卜素萃取后溶于有機(jī)溶劑，圖中試驗(yàn)組是B、C，比照組是A、D。答案：(1)水蒸氣蒸餾不是薄荷油隨水蒸氣一起蒸餾出來(lái)，所得到的是油水混合物蒸餾時(shí)間蒸餾溫度(2)萃取過(guò)濾濃縮(3)B、C萃取樣品中不含β-胡蘿卜素[誤區(qū)警示]胡蘿卜素粗品鑒定過(guò)程中的5個(gè)易混易錯(cuò)點(diǎn)1．層析時(shí)沒(méi)有選擇干凈的濾紙，導(dǎo)致試驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。為了防止操作時(shí)對(duì)濾紙的污染，應(yīng)盡量避開(kāi)用手干脆接觸濾紙，可以戴手套進(jìn)行操作。2．點(diǎn)樣時(shí)點(diǎn)樣圓點(diǎn)太大(直徑大于2mm)，導(dǎo)致最終在濾紙上形成一條線(xiàn)，無(wú)法分辨被提取的色素。點(diǎn)樣圓點(diǎn)的直徑應(yīng)為2mm。3．將點(diǎn)好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時(shí)不能將濾紙兩邊相互接觸，以避開(kāi)由于毛細(xì)管現(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。4．層析液沒(méi)及樣品原點(diǎn)，色素溶解于層析液中，造成試驗(yàn)失敗。層析液不行沒(méi)及樣品原點(diǎn)，以免色素溶解于層析液中，使鑒定失敗。5．沒(méi)有設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣品作比照。層析液中是否提取到胡蘿卜素，可通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)樣品中的β-胡蘿卜素作對(duì)比予以確認(rèn)。真題體驗(yàn)|感悟高考淬煉考能1．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)綠色植物甲含有物質(zhì)W，該物質(zhì)為無(wú)色針狀晶體，易溶于極性有機(jī)溶劑，難溶于水，且受熱、受潮易分解。其提取流程為：植物甲→粉碎→加溶劑→振蕩→收集提取液→活性炭處理→過(guò)濾去除活性炭→蒸餾(含回收溶劑)→重結(jié)晶→成品。回答下列問(wèn)題：(1)在提取物質(zhì)W時(shí)，最好應(yīng)選用的一種原料是________(填“高溫烘干”“晾干”或“簇新”)的植物甲，不宜選用其他兩種的緣由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)提取物質(zhì)W時(shí)，振蕩的作用是______________________________。(3)活性炭具有很強(qiáng)的吸附實(shí)力，在提取過(guò)程中，用活性炭處理提取液的目的是_______________________________________________________________。(4)現(xiàn)有丙酮(沸點(diǎn)56℃)、乙醇(沸點(diǎn)約78℃)兩種溶劑，在提取物質(zhì)W時(shí)，應(yīng)選用丙酮作為提取劑，理由是___________________________________________________________________________________________________。(5)該試驗(yàn)操作過(guò)程中應(yīng)留意的事項(xiàng)是__________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。解析：(1)高溫烘干過(guò)程中，植物甲中的物質(zhì)W易被破壞；簇新的植物甲含水量高，用于提取的極性有機(jī)溶劑會(huì)被水稀釋?zhuān)M(jìn)而降低對(duì)物質(zhì)W的提取效果，因此，原料應(yīng)選用晾干的植物甲。(2)提取物質(zhì)W時(shí)，振蕩的作用是使粉碎的顆粒與有機(jī)溶劑充分混勻，從而使物質(zhì)W充分溶解于極性有機(jī)溶劑中。(3)綠色植物甲中含有色素，色素也能溶于有機(jī)溶劑，用活性炭處理提取液的目的是去除提取液中的色素，以增加成品的純度。(4)與乙醇相比，丙酮的沸點(diǎn)較低，而物質(zhì)W受熱易分解，故應(yīng)選用丙酮作為提取劑，蒸餾時(shí)物質(zhì)W分解較少。(5)在該試驗(yàn)操作過(guò)程中應(yīng)留意的事項(xiàng)是在溫度較低的狀況下操作，防火，限制處理的時(shí)間等。答案：(1)晾干高溫烘干過(guò)程中，植物甲中的物質(zhì)W易被破壞；簇新的植物甲含水量高，用于提取的極性有機(jī)溶劑會(huì)被水稀釋?zhuān)M(jìn)而降低對(duì)物質(zhì)W的提取效果(2)使原料和溶劑充分混勻(3)去除提取液中的色素(4)丙酮沸點(diǎn)低于乙醇，蒸餾時(shí)物質(zhì)W分解較少(5)在溫度較低的狀況下操作，防火2．(2024·海南高考)綠藻A是某種單細(xì)胞綠藻，能夠合成物質(zhì)W。某小組為探究氮養(yǎng)分缺乏對(duì)綠藻A增殖及物質(zhì)W累計(jì)的影響，將等量的綠藻A分別接種在氮養(yǎng)分缺乏(試驗(yàn)組)和氮養(yǎng)分正常(比照組)的兩瓶培育液中，并在相宜溫度和肯定光強(qiáng)下培育。定時(shí)取樣并檢測(cè)細(xì)胞濃度和物質(zhì)W的含量，結(jié)果如圖。(1)從圖甲可知，在氮養(yǎng)分正常培育液的瓶中，綠藻A的種群增長(zhǎng)曲線(xiàn)呈________型。(2)綜合圖甲和圖乙的信息可知，在生產(chǎn)上，若要用少量的綠藻A獲得盡可能多的物質(zhì)W，可以實(shí)行的措施是________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若物質(zhì)W是類(lèi)胡蘿卜素，依據(jù)類(lèi)胡蘿卜素不易揮發(fā)和易溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，應(yīng)選擇的提取方法是________。用紙層析法可以將類(lèi)胡蘿卜素與葉綠素分開(kāi)，紙層析法分別的原理是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在以上探討的基礎(chǔ)上，某人擬設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)一步探討氮養(yǎng)分缺乏程度對(duì)物質(zhì)W積累的影響，則該試驗(yàn)的自變量是________________________。(5)與在光照條件下相比，若要使綠藻A在黑暗條件下增殖，須要為其供應(yīng)________(填“葡萄糖”或“纖維素”)作為養(yǎng)分物質(zhì)，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由圖甲可知，在氮養(yǎng)分正常培育液的瓶中，綠藻A的種群增長(zhǎng)曲線(xiàn)呈S型。(2)由圖甲可知，正常氮養(yǎng)分液中綠藻增殖速度較缺氮養(yǎng)分液中綠藻增殖速度快；由圖乙可知，正常氮養(yǎng)分液中物質(zhì)W的含量較缺氮養(yǎng)分液中物質(zhì)W含量低。因此，綜合圖甲和圖乙的信息可知，在生產(chǎn)上，若要用少量的綠藻A獲得盡可能多的物質(zhì)W，可以實(shí)行的措施是先將少量綠藻放在氮養(yǎng)分正常的培育液培育，等到細(xì)胞濃度最高時(shí)集中收集，再放在氮養(yǎng)分缺乏的培育液接著培育。(3)類(lèi)胡蘿卜素不易揮發(fā)和易溶于有機(jī)溶劑，因此提取胡蘿卜素應(yīng)當(dāng)選擇萃取法。用紙層析法可以將類(lèi)胡蘿卜素與葉綠素分開(kāi)，紙層析法分別的原理是：類(lèi)胡蘿卜素和葉綠素在層析液(有機(jī)溶劑)中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度快，反之則慢，從而將它們分別。(4)該試驗(yàn)的目的是進(jìn)一步探討氮養(yǎng)分缺乏程度對(duì)物質(zhì)W積累的影響，則該試驗(yàn)的自變量是培育基中的氮養(yǎng)分濃度。(5)在黑暗條件下，綠藻不能進(jìn)行光合作用合成糖類(lèi)(有機(jī)物)，須要汲取葡萄糖為養(yǎng)分物質(zhì)，而纖維素不能被綠藻汲取利用。因此，與在光照條件下相比，若要使綠藻A在黑暗條件下增殖，須要為其供應(yīng)葡萄糖作為養(yǎng)分物質(zhì)。答案：(1)S(2)先將少量綠藻放在氮養(yǎng)分正常的培育液培育，等到細(xì)胞濃度最高時(shí)集中收集，再放在氮養(yǎng)分缺乏的培育液接著培育(3)萃取類(lèi)胡蘿卜素和葉綠素在層