高考生物一轮总复习 随堂跟踪训练 生物技术实验 第4讲 生物组织中有效成分的提取与分离技术(选修1)

生物组织中有效成分的提取与分离技术1．(2015·某某模拟)请回答下列有关物质的提取与分离的问题。

(1)植物芳香油的提取可采用的方法有三种，若想提取到不含任何添加剂的玫瑰精油，应通过________法提取，其理由是玫瑰精油具有____________的性质。

若想提取橘皮精油，一般采用压榨法，而不适用其他两种方法的原因是____________________。

(2)对于橘皮压榨后可得到糊状液体，可用________过滤除去固体物和残渣，然后________进一步除去质量较小的残留固体物。

将得到的橘皮油通过静置、沉淀、________，最终得到橘皮精油。

(3)胡萝卜素是橘黄色结晶。

从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用________作为萃取剂，原因是_____________________________________________________。

(4)提取的胡萝卜素可通过____________法进行鉴定，在鉴定过程中需要用____________对照。

[解析](1)植物有效成分的提取方法主要由提取物的性质和材料特点而定，由于玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定等性质，蒸馏时可以被水蒸气携带出来，所以常用水蒸气蒸馏法提取。

从橘皮中提取橘皮精油常用的方法是压榨法，由于橘皮精油用水蒸气蒸馏，部分有效成分会发生水解，采用水中蒸馏又容易出现原料焦糊问题，因此橘皮精油的提取一般不采取蒸馏法。

(2)橘皮压榨后得到糊状液体，先用普通布袋过滤除去固体物和残渣，再用离心法进一步除去质量较小的残留固体物。

将得到的橘皮油在5～10℃下静置5～7 d，使杂质沉淀，用吸管吸出上层橘皮油，其余部分通过滤纸过滤，最后得到橘皮精油。

(3)胡萝卜素为橘黄色结晶的脂质，易溶于水不溶性有机溶剂。

(4)提取的胡萝卜素可用纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中需要用标准样品对照。

[答案](1)水蒸气蒸馏易挥发、难溶于水用水蒸气蒸馏法会发生部分水解，用水中蒸馏法又会产生原料焦糊问题
(2)普通布袋离心过滤
(3)水不溶性有机溶剂(或有机溶剂) 胡萝卜素是脂质
(4)纸层析标准样品
2．(2015·某某模拟)胡萝卜素分为α、β、γ三类，它广泛存在于植物各组织器官中，请结合从胡萝卜中提取胡萝卜素的流程示意图回答下面的问题。

胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素
(1)胡萝卜素易溶于________，对提取胡萝卜素的溶剂的要求有三点：一要具有较
________(填“高”或“低”)的沸点，二要能够充分溶解胡萝卜素，三要________。

(2)流程中对胡萝卜粉碎的意义是____________________________。

干燥的意义是____________。

(3)为了探讨提取溶剂系统对类胡萝卜素提取的影响，科研人员分别用六种不同的溶剂系统按相同的提取步骤进行提取，比较类胡萝卜素的含量，以寻找不同植物品种的最佳的提取溶剂，请据图表回答。

表六种不同的提取溶液
序号溶剂
1 氯仿∶甲醇＝2∶1
2 乙烷∶二氧六环＝84∶16
3 已烷∶丙酮＝2∶3
4 石油醚∶丙酮＝1∶1
5 二硫化碳∶丙酮＝1∶1
6 乙酸乙酯∶丙酮＝1∶1
①表中所用的提取溶剂，均为有机溶剂，原因是
______________________________________________
______________________________________________。

②在本实验中，提取步骤一定要相同，理由是
______________________________________________
______________________________________________。

③请依据图1，写出它的实验课题：______________________________，其实验自变量
为________，因变量为______________________________。

④从图1和图2及两者比较中，你能得出哪两个结论？
[解析](1)胡萝卜素易溶于有机溶剂。

萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。

(2)原料颗粒越小，原料与溶剂接触越充分，越有利于胡萝卜素的充分溶解；胡萝卜含有较多的水分，影响萃取，干燥可以减少含水量，使萃取快速、完全。

(3)根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，采取有机溶剂萃取的方法；为了确保单一变量，提取步骤一定要相同；此实验为探究实验，实验课题由自变量、实验对象及因变量组成；由图1、图2单独分析可知，枸杞的最佳提取剂为提取剂2，即已烷：二氧六环＝84∶16，试剂3提取效果最差；番茄的最佳提取剂为试剂1和3，试剂2提取效果最差。

[答案](1)有机溶剂高不与水混溶
(2)使原料颗粒变小，促进胡萝卜素的充分溶解减少含水量，使萃取快速、完全
(3)①有机溶剂能充分溶解类胡萝卜素②确保单一变量③探究六种溶剂系统对枸杞中类胡萝卜素提取的影响六种溶剂类胡萝卜素提取量④结论一：六种溶剂对同一品种的类胡萝卜素提取量影响不同；结论二：不同品种的最佳提取溶剂种类不同3．(2015·某某八校联考)某某人喜欢吃辣椒，以“不怕辣”著称。

辣椒中产生辣味的物质是辣椒素，不溶于水，易溶于有机溶剂，具有很强的镇痛和消炎作用，能够起到降血压和降胆固醇的功效，应用前景广阔。

请回答有关问题。

(1)根据辣椒素的性质，我们可以用萃取的方法提取。

萃取的效率主要取决于____________，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量等条件的影响。

萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是____________。

萃取过程中应采用________加热，原因是____________________。

(2)如果要用植物组织培养的方法对具有优良性状的辣椒进行大规模种植，在对辣椒外植体进行接种前，需要进行________、________两项工作。

(3)辣椒的组织培养过程依据的原理是____________，整个培养过程要在________条件下进行。

[解析](1)萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。

为了防止加热时有机溶剂挥发，需要在加热瓶口安装回流冷凝装置。

萃取剂为有机溶剂，有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸，所以萃取过程中应采用水浴加热。

(2)MS培养基是植物组织培养常用的一种培养基，因此在对辣椒外植体进行接种前，需要制备MS固体培养基(配制培养基)，同时为了避免微生物的感染，还要对外植体进行消毒。

(3)植物组织培养过程依
据的原理是植物细胞全能性，在整个培养过程要控制无菌条件。

[答案](1)萃取剂的性质和使用量防止有机溶剂挥发水浴有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸
(2)制备MS固体培养基(配制培养基) 外植体消毒
(3)植物细胞全能性无菌
4．(2015·某某某某二模)请回答下列生物技术方面的问题。

(1)筛选产耐高温淀粉酶的微生物应选择以________为唯一碳源的培养基，并在________条件下培养；筛选纤维素分解菌的方法是________，产生纤维素酶的菌落周围会出现透明圈。

(2)玫瑰精油是香料工业中的“液体黄金”，其化学性质稳定，易溶于________，能随水蒸气一同蒸馏，一般采用水蒸气蒸馏法提取；橘皮精油的提取则常采用压榨法，提取之前需用________浸泡，以提高出油率；提取胡萝卜素常用萃取法，萃取之前要对胡萝卜进行粉碎和干燥，干燥时要注意控制________，否则会导致胡萝卜素分解。

(3)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要，一般来说，在________期花药培养的成功率较高。

为了选择该期的花药，通常选择________的花。

[解析](1)要筛选产耐高温淀粉酶的微生物应选择以淀粉为唯一碳源的培养基，并且在高温条件下培养，刚果红可以与纤维素形成红色复合物，而不能和纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。

因为纤维素分解菌能产生纤维素酶，利用刚果红染色法可以在培养基上形成以纤维素分解菌为中心的透明圈。

(2)玫瑰精油难溶于水易溶于有机溶剂。

橘皮精油提取前橘皮应用石灰水浸泡，可以防止压榨时滑脱，提高出油率。

胡萝卜素萃取时要控制干燥的温度，温度太高，时间太长会导致胡萝卜素分解。

(3)利用月季的花药离体培养产生单倍体时选择单核靠边期的花药培养成功率高，要得到该时期的花药应选择完全未开放的花。

[答案](1)淀粉高温刚果红染色法
(2)有机溶剂石灰水温度
(3)单核靠边完全未开放
5．(2015·某某某某二模)生物组织中存在多种有机物，不同的有机物其提取与鉴定方法不尽相同。

根据所学知识，回答下列问题。

(1)采用蒸馏法提取玫瑰精油时，向初步提取的乳化液中加入________，作用是____________。

(2)采用压榨法提取橘皮精油时，提取之前需用________浸泡，以提高出油率。

为了使橘皮油易于与水分离，还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的________和5%的________，并
调节pH至7～8。

(3)采用萃取法从胡萝卜中提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、萃取、________、________。

干燥时，要注意控制________，否则会引起胡萝卜素的分解；萃取的效率主要取决于萃取剂的________，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响；在对提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定时应与________作对照。

[解析](1)采用蒸馏法提取玫瑰精油时，由于氯化钠能增加盐的浓度，有利于油水分层，应向初步提取的乳化液中加入氯化钠。

(2)采用压榨法提取橘皮精油时，提取之前需用石灰水浸泡，以提高出油率。

为了使橘皮油易于与水分离，还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并调节pH至7～8。

(3)采用萃取法从胡萝卜中提取胡萝卜素的主要步骤是：粉碎、干燥、萃取、过滤、浓缩。

干燥时，要注意控制温度和时间，否则会引起胡萝卜素的分解；萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响；在对提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定时应与标准样品作对照。

[答案](1)氯化钠增加盐的浓度，有利于油水分层
(2)石灰水NaHCO3Na2SO4
(3)过滤浓缩温度和时间性质和使用量标准样品。