植物有效成分的提取
精选大题
例：（2017海南卷)绿藻A是某种单细胞绿藻，能够合成物质W。某小组为探究氮营养缺乏对绿藻A增殖及物质W累计的影响，将等量的绿藻A分别接种在氮营养缺乏（实验组）和氮营养正常（对照组）的两瓶培养液中，并在适宜温度和一定光强下培养。定时取样并检测细胞浓度和物质W的含量，结果如图。
（1）从图甲可知，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长曲线呈___________型。
（2）综合图甲和图乙的信息可知，在生产上，若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是________。
（3）若物质W是类胡萝卜素，根据类胡萝卜素不易挥发和易于溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是_________。用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开，纸层析法分离的原理是__________________。
（4）在以上研究的基础上，某人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，则该实验的自变量是_____________。
（5）与在光照条件下相比，若要使绿藻A在黑暗条件下增殖，需要为其提供_________________（填“葡萄糖”或“纤维素”）作为营养物质，原因是___________________。
【答案】（1）S
（2）先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液继续培养
（3）萃取类胡萝卜素和叶绿素在层析液（有机溶剂）中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离
（4）培养基中的氮营养浓度
（5）葡萄糖在黑暗下，绿藻不能进行光合作用合成糖类（有机物），需要吸收葡萄糖为营养物质，而纤维素不能被绿藻吸收利用
【解析】（1）图甲，与对照组比较，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长先增加后平稳，曲线呈S型。（2）由甲图可知，氮营养正常培养液绿藻增殖速度快；由乙图可知，缺氮营养液W含量高。故若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液继续培养。（3）根据类胡萝卜素不易挥发和易于溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是萃取。类胡萝卜素和叶绿素在层析液（有机溶剂）中的溶解度不同，溶解度高的
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随层析液在滤纸上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离，这是纸层析法分离的原理。（4）实验目的是研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，故自变量培养基中的氮营养浓度。（5）绿藻黑暗中不能光合作用合成有机物，需要吸收葡萄糖满足生命活动的需要，而纤维素不能绿藻利用。
模拟精做
1．（2018届吉林省实验中学高三下学期第九次模拟考试）我国是生姜的主产国之一,生姜精油在食品香料、制药及化妆品工业中应用前景十分广阔。以下是提取生姜精油的两种工艺流程:
工艺Ⅰ:鲜姜、茎、叶→粉碎→水气蒸馏→①→②→生姜精油
工艺Ⅱ:干姜→粉碎→乙醇萃取→③→④→ 生姜精油
（1）请写出上述工艺流裎中的步骤: ①__________，③__________。
（2）两种工艺都经历粉碎操作,目的是_________________________(答一点即可)。
（3）工艺Ⅰ利用的原理是利用水蒸气____________________，②过程需要向分离的油层中加入_________。
（4）工艺Ⅱ萃取过程采用水浴加热的原因是_____________________，提取的效率主要取决于__________。
（5）提取到得到生姜精油需要低温保存,目的是_________________。
【答案】（1）分离油层过滤
（2）增大接触面积，使提取物能够充分溶解（破坏细胞结构，提高出油率）
（3）将挥发性较强的生姜精油携带出来无水Na2SO4
（4）有机溶剂（萃取剂）是易燃物，明火加热容易引起燃烧、爆炸萃取剂的性质和使用量
（5）防止精油挥发
【解析】（1）工艺Ⅰ的步骤：鲜姜、茎、叶→粉碎→水气蒸馏→分离油层→除水→生姜精油。工艺Ⅱ的步骤：:干姜→粉碎→乙醇萃取→干燥→浓缩→ 生姜精油（2）粉碎的目的是增大接触面积，使提取物质可以充分溶解，提高出油率。（3）工艺Ⅰ的原理是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物会重新分出油层和水层。②过程要用无水Na2SO4进行除水处理。（4）工艺Ⅱ萃取过程采用水浴加热的原因是萃取剂乙醇等是易燃物，为了防止燃烧爆炸，不能直接加热，采用水浴加热。提取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，也受萃取时间、萃取温度和颗粒大小的影响。（5）因为精油高温易挥发，因此要低温保存。
2．（2019届四川省南充市高三第一次高考适应性性考试）胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，还可广泛地用作食品、饮料、饲料的添加剂；最近又发现天然胡萝卜素还具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用。请回答下列与胡萝卜素提取有关的问题：
(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用萃取法而不用蒸馏法，理由是_________。
(2)萃取胡萝卜素时能够用乙醇吗? _________，理由是__________________。
(3)萃取效率的高低主要取决于萃取剂的_________。萃取前要将胡萝卜进行粉碎，原因是__________________。
(4)在萃取时，为了防止加热时有机溶剂挥发，还需要在加热瓶口安装_________。
(5)在提取胡萝卜素的实验流程中，需要浓缩，浓缩的原理是__________________，浓缩后，在收集瓶(锥形瓶)里得到的物质是__________________。
【答案】（1）胡萝卜素易溶于有机溶剂，挥发性差，不能随水蒸气蒸馏出来
（2）不能胡萝卜素微溶于乙醇且乙醇是水溶性有机溶剂从而影响萃取效果
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（3）性质和使用量原料颗粒小萃取效果好
（4）回流冷凝装置
（5）胡萝卜素和萃取剂（有机溶剂或石油醚）的沸点不同萃取剂（有机溶剂或石油醚）
【解析】（1）由于胡萝卜素易溶于有机溶剂，挥发性差，不能随水蒸气蒸馏出来，故不能用蒸馏法提取。（2）提取胡萝卜素时，不适宜用乙醇做萃取剂，原因是乙醇是水溶性有机溶剂，会与水混溶，影响对β—胡萝卜素的萃取效率。（3）胡萝卜素萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响；萃取胡萝卜素前，将胡萝卜彻底粉碎的主要目的是使原料颗粒变小，加大萃取效率。（4）在萃取时，为了防止加热时有机溶剂挥发，还需要在加热瓶口安装回流冷凝装置。（5）在提取胡萝卜素的实验流程中，需要浓缩，浓缩的原理是胡萝卜素和萃取剂（有机溶剂或石油醚）的沸点不同，通过蒸馏将沸点较低的萃取剂蒸馏出去，进而将胡萝卜素进行浓缩，在收集瓶(锥形瓶)里得到的物质是沸点较低的萃取剂（有机溶剂或石油醚）。
3.（2019届宁夏银川一中高三第五次月考）胡萝卜因含有多种营养成分而备受人们青睐，胡萝卜素既有造血功能补充人体所需的血液，从而改善贫血或冷血症，同时含有丰富的钾。根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质，回答下列问题。
(1)胡萝卜素是______________色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素时，常用____________石油醚或乙醚）作为溶剂，原因是________________
（2）一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成________比。
（3）用萃取法提取胡萝卜素时，萃取的效率主要取决于萃取剂的________________。
（4）为了更多的获取产胡萝卜素工程菌，在进行该菌培养时，除供给足量的水、无机盐、氧气外，还需要供给______、 _______等营养物质。
（5）若发酵液中的产胡萝卜素工程菌需进行及时的数量分析，最好采用____________法进行计数。
【答案】（1）橘黄色石油醚溶点高，充分溶解
（2）反
（3）性质和使用量
（4）氮源碳源
（5）显微镜直接计数法
【解析】 (1)胡萝卜素是橘黄色的结晶，属于脂溶性物质，其化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。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，并且不与水相溶；从胡萝卜中提取胡萝卜素时，常用溶点高，能够充分溶解胡萝卜素的石油醚作为溶剂；而乙醚沸点只有35℃不符合要求。（2）萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗拉的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成反比，有水存在会降低有机溶剂的萃取程度；萃取前，要将胡萝卜进行粉碎和干燥。（3）用萃取法提取胡萝卜素时，萃取的效率主要取决于萃取剂的的性质和使用量。（4）培养基一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐；在进行胡萝卜素工程菌培养时，除供给足量的水、无机盐、氧气外，还需要供给氮源、碳源等营养物质。（5）进行发酵液中的产胡萝卜素工程菌数量分析，最好采用显微镜直接计数法进行计数，操作简单，用时少。
4．（2019届贵州省遵义市遵义航天高级中学高三第五次模拟考试
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）根据植物芳香油提取的相关知识，回答下列问题：
（1）玫瑰精油的提取可使用如图所示装置，这种方法叫__________；蒸馏时收集的蒸馏液______（填“是”或“不是”）纯的玫瑰精油，原因是________________．进水口是图中的_______（填图中的编号）．
（2）柠檬芳香油的提取常用_________．
（3）用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是______________，除去固体硫酸钠的常用方法是_______．
【答案】（1）水蒸气蒸馏法不是玫瑰精油和水的混合物③
（2）压榨
（3）增加水的密度，便于油水分离吸收残留的水分过滤
【解析】（1）分析题图装置可知，该图是蒸馏装置，用该装置提取玫瑰精油的方法叫水蒸气蒸馏法；锥形瓶中收集到的液体不是纯净的玫瑰精油，是玫瑰精油和水的混合物，图中冷凝管中的水是由下到上流动的，故进水口为下端③。（2）柠檬精油主要贮存在柠檬皮部分，用水中蒸馏法提取柠檬精油时容易导致原料焦糊，水蒸气蒸馏还会导致橘皮精油的有效成分部分分解，因此不适宜用蒸馏法，通常采用压榨法。（3）用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是可以增加水的密度，便于油水分离。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是吸收薄荷油中残留的水分，除去固体硫酸钠的常用方法是过滤。
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