2019-2020学年人教版生物选修一抢分教程能力提升：专题6课题2　胡萝卜素的提取

2019-2020学年人教版生物选修一抢分教程能力提升：专题6课题2　胡萝卜素的提取

专题 6 课题 2 胡萝卜素的提取 [随堂巩固] 1．关于胡萝卜素的叙述正确的是 A．根据碳氧双键数目可以将胡萝卜素分为α、β、γ三类 B．一分子维生素 A 可以被氧化成两分子β－胡萝卜素 C．β胡萝卜素只含 C、H 两种化学元素 D．不能利用微生物发酵生产胡萝卜素 解析 根据碳碳双键数目可以将胡萝卜素分为α、β、γ三类，A 错误；一分 子的β胡萝卜素可被氧化成两分子的维生素 A，B 错误；根据β－胡萝卜素化学式 可知，β胡萝卜素只含 C、H 两种化学元素，C 正确；胡萝卜素能利用微生物 发酵生产，D 错误。 答案 C 2．下列有关胡萝卜素的叙述，错误的是 A．胡萝卜素是一种化学性质稳定，溶于水，不溶于乙醇的物质 B．胡萝卜是提取天然β－胡萝卜素的原料 C．微生物的发酵生产是工业提取β－胡萝卜素的方法之一 D．胡萝卜素的提取顺序是粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素 解析 胡萝卜素的化学性质稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚 等有机溶剂，A 错误；胡萝卜素可以划分为α、β、γ三类，胡萝卜中含有大量的 胡萝卜素，是提取β－胡萝卜素的原料，B 正确；微生物的发酵生产是工业提取β －胡萝卜素的三种方法之一，C 正确；胡萝卜素的提取顺序是粉碎→干燥→萃取 →过滤→浓缩→胡萝卜素，D 正确。 答案 A 3．对提取到的胡萝卜素进行鉴定时，滤纸两边不能接触，因为 A．不出现层析带 B．层析带颜色浅 C．由于毛细现象而使溶液前沿不齐 D．阻碍色素上升 解析 鉴定提取到的胡萝卜素时，为了避免毛细现象而使溶剂前沿不齐， 所以滤纸两边不能接触。 答案 C 4．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，可以作为食 用色素。最近还发现天然胡萝卜素具有使癌变细胞恢复为正常细胞的作用。请 回答下列问题： (1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，干燥过程要控制好温度和时间，原因是温 度过高、干燥时间过长会导致________________________；萃取液浓缩前需进行 过滤，其目的是________________________。 (2)培养产胡萝卜素的酵母菌时，在温度及气体环境分别为_______________ 条件下最适合其生长、繁殖。 (3)酵母菌菌体裂解后经离心、萃取、浓缩可获得胡萝卜素，可通过 ________________________比较不同种类酵母菌的产胡萝卜素能力。所获得胡萝 卜素纯度可通过纸层析法进行鉴定，该过程中的对照组为__________________。 解析 胡萝卜素是橘黄色结晶，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。提取天然胡萝卜素的方法主要有：一是从植物 中提取；二是从大面积养殖的岩藻中荻得；三是利用微生物的发酵生产；提取 流程为：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取(石油醚)→过滤→浓缩→胡萝卜素→鉴定 (纸层析法)。 (1)高温和干燥时间太长会使胡萝卜素分解，所以在加热干燥过程中，应该 控制好温度和时间；萃取液浓缩前需进行过滤，其目的是滤去不溶物。 (2)酵母菌生长、繁殖的最适宜条件是 20 ℃左右、有氧。 (3)可通过等量菌体产生胡萝卜素的量比较不同种类酵母菌的产胡萝卜素能 力；用萃取法获得胡萝卜素，通过纸层析法进行鉴定，还要与标准样品对照。 答案 (1)胡萝卜素分解 滤去不溶物 (2)20 ℃左右、有氧 (3)等量菌体产 生胡萝卜素的量 胡萝卜素标准样品 [限时检测] [时间 45 分钟，满分 80 分] 一、选择题(每小题 5 分，共 50 分) 1．关于鉴定胡萝卜素粗品的操作，错误的是 A．在 18 cm×30 cm 滤纸下端距底边 2 cm 处划一基线，在基线上取 A、B、 C、D 四点做点样 B．用最细的注射器针头分别吸取 0.1～0.4 mL 溶解在石油醚中的标准样品 和提取样品，在 A、D 和 B、C 点上点样 C．每次点样后，可用吹风机将溶剂吹干，注意保持滤纸干燥，待干后，将 滤纸卷成圆筒状 D．将滤纸置于装有 3 cm 深的石油醚的密封瓶中，观察比较样品出现的层 析带异同点 解析 对β胡萝卜素鉴定时，取 18 cm×30 cm 滤纸，在其下端底边 2 cm 处 画一条横线作为基线，在基线上取 A、B、C、D 四点，A 正确；点样过程中， 应快速细致，形成直径大小相同的圆点，A、D 两点点标准样品，B、C 两点点 提取样品，B 正确；点样后用吹风机吹干，温度过高会使胡萝卜素分解，将滤纸 卷成圆筒状，滤纸两边不能接触，否则会由于毛细现象而使溶剂前沿不齐，C 正确；滤纸置于装有 1 cm 深的石油醚的密封瓶中，D 错误。 答案 D 2．对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时的注意事项解释不正确的是 A．鉴定时一定要选择干净的滤纸，应尽量避免用手直接接触滤纸 B．点样时要注意点样圆点直径尽可能大一些 C．如果用吹风机吹干点样，温度不宜过高，否则圆点变黄 D．将点好样的滤纸卷成筒状，注意滤纸的两边不能相互接触 解析 鉴定时要选择干净的滤纸，应避免用手直接接触滤纸，造成滤纸污 染，A 正确；点样圆点应细小，保证各种色素，同一起点、同一时间向上扩散， B 错误；点样后用吹风机吹干，温度过高会使胡萝卜素分解，C 正确；滤纸两边 不能接触，否则会由于毛细现象而使溶剂前沿不齐，D 正确。 答案 B 3．下图为胡萝卜素的纸层析结果示意图。下列有关的说法中，正确的是 A．A、B、C、D4 点中，属于标准样品的是 B 和 C，提取样品的样点是 A 和 D B．点样的要求是点样应该快速细致，圆点要小，每次点样时滤纸都要干燥 C．在图中的层析谱中，①和②代表的物质分别是其他色素和杂质、β胡萝 卜素 D．该层析的目的是β胡萝卜素的鉴定 解析 A、B、C、D 四点中，标准样品点加在基线两侧，即其中 A、D 是 标准样点，B、C 是提取样点，A 错误；点样圆点应细小，保证各种色素，同一 起点、同一时间向上扩散，滤纸有水，会影响色素的分离，因此要保持滤纸干 燥，B 正确；图中的层析带中，①代表的物质是β胡萝卜素，②代表的物质是其 他色素和杂质，C 错误；该层析的目的是胡萝卜素粗品的鉴定，D 错误。 答案 B 4．下列有关从胡萝卜中提取胡萝卜素的描述中，错误的是 A．因胡萝卜素为脂类物质，所以在从胡萝卜中提取胡萝卜素时，常用有机 溶剂 B．从胡萝卜中提取胡萝卜素常用萃取法，其主要步骤为粉碎→干燥→萃取 →浓缩→过滤 C．在胡萝卜颗粒加热干燥过程中，应严格将温度和时间控制在一定范围内， 因为温度过高或时间过长会导致胡萝卜素分解 D．在萃取过程中，在瓶中安装冷凝回流装置是为了防止加热时有机溶剂挥 发 解析 因胡萝卜素为脂类物质，所以在从胡萝卜中提取胡萝卜素时，常用 石油醚等脂溶性有机溶剂，A 正确；从胡萝卜中提取胡萝卜素常用萃取法，其主 要步骤为胡萝卜－粉碎－干燥－萃取－过滤－浓缩－胡萝卜素鉴定，B 错误；在 胡萝卜颗粒加热干燥过程中，应严格将温度和时间控制在一定范围内，因为温 度过高或时间过长会导致胡萝卜素分解，C 正确；在萃取过程中，为了防止加热 时有机溶剂挥发需要在瓶中安装冷凝回流装置，D 正确。 答案 B 5．萃取法提取的胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定，其原理是 A．色素提取液中不同色素已分层 B．阳光的照射使各种色素已分层 C．各种色素随层析液的扩散速度不同 D．石油醚中丙酮使色素溶解，并使彼此分离的扩散速度不同 解析 纸层析法利用不同色素在滤纸条上随层析液扩散的速度不同，达到 分离的目的。 答案 C 6．下列食用方法中，胡萝卜素的利用率最髙的是 A．生吃胡萝卜 B．牛肉丝炒胡萝卜片 C．花生油炒胡萝卜丝 D．清蒸胡萝卜片 解析 胡萝卜素是脂溶性色素，易溶于有机溶剂中，故用花生油炒胡萝卜 丝时容易被溶解吸收。 答案 C 7．对于胡萝卜素的提取，叙述错误的是 A．养殖岩藻也是工业上生产胡萝卜素的方法之一 B．胡萝卜素不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂 C．萃取液的浓缩不能使用蒸馏装置 D．在浓缩之前，还要进行过滤，除去萃取液中的不溶物 解析 工业生产中，提取胡萝卜素的方法主要有三种，一是从植物中提取， 二是从大面积养殖的岩藻中获得，三是利用微生物发酵生产，A 正确；胡萝卜素 具有不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂的特点，B 正确；在胡萝 卜素的提取过程萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置，萃取液将流入冷凝装置， 剩下的就是胡萝卜素，C 错误；在浓缩前，需要过滤，除去萃取液中的不溶物， D 正确。 答案 C 8．有关胡萝卜素鉴定的纸层析法操作，下列叙述错误的是 A．选择干净的滤纸 B．点样时点样斑点不能太大 C．点样后用吹风机吹干，温度不宜过高 D．将点好样的滤纸卷成圆筒状，且滤纸的两边可以相互接触 解析 选择干净干燥的滤纸，减少其他色素和杂质，A 正确；点样圆点应细 小，保证各种色素同一起点、同一时间向上扩散，B 正确；点样后用吹风机吹干， 温度过高会使胡萝卜素分解，C 正确；滤纸两边不能接触，否则会由于毛细现象 而使溶剂前沿不齐，D 错误。 答案 D 9．为了增加胡萝卜素的萃取量，应该 A．尽量使用含水量多的胡萝卜 B．尽量使用粉碎的胡萝卜颗粒 C．尽量使用水溶性强的有机溶剂 D．尽量在常温条件下萃取 解析 为了增加胡萝卜素的萃取量，应该使用粉碎的胡萝卜颗粒，B 正确。 答案 B 10．下列关于胡萝卜素的叙述，错误的是 A．胡萝卜素可用于治疗幼儿生长发育不良、干皮症等 B．胡萝卜素可从大面积养殖的岩藻中提取 C．萃取过程中要采用水浴加热 D．提取胡萝卜素时，可采用石油醚、苯、丙酮等作溶剂 解析 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，如夜盲 症、幼儿生长发育不良、干皮症等；工业生产上，提取天然β－胡萝卜素的方法 主要有三种，一是从植物中提取，二是从大面积养殖的岩藻中获得，三是利用 微生物的发酵生产；萃取过程中需要避免明火加热，采用水浴加热，这是因为 有机溶剂是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧；提取胡萝卜素时，对于 溶剂的要求为具较高沸点、能够充分溶解胡萝卜素且不与水混溶，此外还要考 虑萃取效率、对人的毒性等，由于苯和丙酮均对人体有害，不应选的溶剂。综 上所述，石油醚是理想的溶剂。故 D 符合题意。 答案 D 二、非选择题(共 3 小题，共 30 分) 11．(8 分)回答下列有关胡萝卜素提取的相关问题： (1) 从 胡 萝 卜 中 提 取 胡 萝 卜 素 时 ， 通 常 在 萃 取 前 要 将 胡 萝 卜 粉 碎 和 ________________，以提高萃取效率；水蒸气蒸馏法________(填“适合”或“不 适合”)胡萝卜素的提取，原因是________________________；为了取得最佳萃 取效果，萃取的时间应该________(“长”或“短”)；鉴定萃取物中是否含有胡 萝卜素时，通常可采用________法，并以____________样品作为对照。 (2)某同学在提取胡萝卜素的实验中经萃取、过滤后，对萃取液的浓缩设计 如下实验装置，请指出该装置中的两处错误。 ①错误 1：______________________________________________________； ②错误 2：______________________________________________________。 解析 (1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和干 燥，以提高萃取效率；水蒸气蒸馏法不适合胡萝卜素的提取，原因是水蒸气蒸 馏法适用于分离挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏 出；一般来说，原料颗粒小、萃取温度高、时间长，需要提取的物质就能够充 分溶解，萃取效果就好；鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采用纸层 析法，并以标准的胡萝卜素样品作为对照。 (2)图示对萃取液的浓缩实验装置中有两处错误。①错误 1 是温度计位置过 低；②错误 2 是冷凝管进水口、出水口接错了。 答案 (1)干燥 不适合 胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出 长 纸层析 标准的胡萝卜素 (2)①温度计位置过低 ②冷凝管进水口、出水 口接错 12．(12 分)请回答下列有关胡萝卜素提取的问题： (1)从植物中提取胡萝卜素常用的方法是________________，所用溶剂具有 ________________的特点。 (2)萃取前，要将胡萝卜进行粉碎和干燥，新鲜的胡萝卜干燥处理时要注意 控制________________。 (3)因为有机溶剂易燃，萃取时应采用________________方式加热。为了防 止加热时有机溶液挥发，还要在加热瓶口安装________________装置，而萃取液 可进一步用蒸馏装置进行________________处理。 (4)鉴定胡萝卜素粗品的方法是________________。在 18 cm×30 cm 滤纸下 端距底边 2 cm 处做一基线，在基线上取 A、B、C、D 四点，用最细的注射器针 头分别吸取 0.1～0.4 mL 溶解在石油醚中的________样品和提取样品，在 A、D 和 B、C 点上点样。点样液挥发干后，将滤纸卷成圆筒状，置于装有 1 cm 深的 石油醚的密封玻璃瓶中进行层析。 解析 (1)从植物中提取胡萝卜素常用的方法是萃取法，萃取胡萝卜素的萃 取剂应有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，且不与水混溶。 (2)新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在干燥处理时要注意控制温度和时间， 温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。 (3)萃取剂为有机溶剂，有机溶剂易燃，不能使用明火加热，因此萃取时应 采用水浴加热。为了防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装回流冷凝(冷 凝管)装置，而萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。 (4)鉴定胡萝卜素粗品的方法是纸层析法。在 18 cm×30 cm 滤纸下端距底边 2 cm 处做一基线，在基线上取 A、B、C、D 四点，用最细的注射器针头分别吸 取 0.1～0.4 mL 溶解在石油醚中的标准样品和提取样品，在 A、D 和 B、C 点上 点样。点样液挥发干后，将滤纸卷成圆筒状，置于装有 1 cm 深的石油醚的密封 玻璃瓶中进行层析。 答案 (1)萃取法 较高的沸点，能充分溶解胡萝卜素，且不与水混溶 (2) 温度和时间 (3)水浴加热 回流冷凝(冷凝管) 浓缩 (4)纸层析法 标准 13．(10 分)回答与胡萝卜素有关的问题： (1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是________(填“α胡萝卜素”、“β 胡萝卜素”“γ胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子________， 后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为________，胡萝卜素 是________(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。 (2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，________(填“需 要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。 (3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的________作为胡萝卜素的 萃取剂，不选用另外一种的理由是_______________________________________。 解析 (1)胡萝卜含有的胡萝卜素有三类，其中最主要的是β胡萝卜素，β 胡萝卜素在人体内可以转变成维生素 A，维生素 A 缺乏会导致夜盲症。胡萝卜 素是非挥发性物质。 (2)胡萝卜素的提取一般采用萃取法，萃取前需要对材料进行干燥处理，以 提高萃取的效率。 (3)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，如乙酸乙酯。乙醇是水溶性有机溶剂，因萃取过程中能与水 混溶而影响萃取效果，所以不用它作萃取剂。 答案 (1)β－胡萝卜素 维生素 A 夜盲症 非挥发性 (2)需要 (3)乙酸乙酯 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇为水溶性有 机溶剂(其他合理答案也可)