第4課

生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用考點(diǎn)一DNA的粗提取與鑒定【核心知識(shí)·突破】1.基本原理：(1)DNA的粗提取。①原理：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在_________方面的差異，提取DNA，去除其他成分。理化性質(zhì)②DNA與蛋白質(zhì)在物理、化學(xué)性質(zhì)方面的差異：比較項(xiàng)目DNA蛋白質(zhì)溶解性2mol/LNaCl溶液中

溶解析出0.14mol/LNaCl溶液中__________酒精溶液中_____溶解析出溶解析出比較項(xiàng)目DNA蛋白質(zhì)耐受性蛋白酶無(wú)影響_____高溫___℃以上變性不能忍受_______℃的高溫水解8060～80(2)DNA的鑒定：DNA+__________色。二苯胺藍(lán)2.主要步驟及注意事項(xiàng)：【微點(diǎn)警示】DNA的粗提取與鑒定的“兩個(gè)”提醒(1)提取DNA不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核，提取不到DNA。(2)進(jìn)行DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了防止DNA分子斷裂，應(yīng)該加入洗滌劑和食鹽后進(jìn)行輕緩、充分地?cái)嚢韬脱心ァ！久肱姓`】1.DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸餾水。

()分析：DNA在2mol/LNaCl溶液和蒸餾水中，溶解度都較大，在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最小。√2.關(guān)于高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理，提取DNA是利用不同化合物在溶劑中溶解度的差異。 ()分析：DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，使DNA析出；DNA不溶于酒精，而細(xì)胞中某些蛋白質(zhì)溶于酒精，從而得到含雜質(zhì)較少的DNA。√3.洗滌劑能溶解細(xì)胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度。 ()分析：洗滌劑可以溶解細(xì)胞的細(xì)胞膜，去除脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度。×4.將絲狀物溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色。 ()分析：用二苯胺試劑鑒定DNA，需在沸水浴條件下進(jìn)行。×【命題案例·研析】【典例】(2019·鄭州模擬)如圖表示以雞血為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定的操作程序，請(qǐng)分析回答問(wèn)題。(1)步驟一中，向雞血細(xì)胞液中加入_______并攪拌，可使雞血細(xì)胞破裂。

(2)步驟二：過(guò)濾后收集含有DNA的_______。

(3)步驟三、四的操作原理是____________________________，步驟四通過(guò)向溶液中加入_______調(diào)節(jié)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為_(kāi)______mol/L時(shí)，DNA將會(huì)析出，過(guò)濾去除溶液中的雜質(zhì)。

(4)步驟七：向步驟六過(guò)濾后的_______中，加入等體積的冷卻的_____________，靜置2～3min，溶液中會(huì)出現(xiàn)_______色絲狀物，這就是粗提取的DNA。

(5)步驟八：DNA遇_______試劑，沸水浴5min，冷卻后，溶液呈_______色。

【審答技巧】(1)審題關(guān)鍵：①理解DNA粗提取的基本思路：除去其中的雜質(zhì)，其原理是根據(jù)溶解性、對(duì)酶的耐受性和溫度對(duì)DNA和蛋白質(zhì)的影響等。②注意題干中關(guān)鍵信息前后聯(lián)系：通過(guò)向溶液中加入蒸餾水調(diào)節(jié)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度；NaCl溶液中物質(zhì)的量濃度達(dá)到0.14mol/L，DNA的溶解度最低。(2)滿分答題：①記住教材濃度數(shù)據(jù)：設(shè)問(wèn)(3)第三空是物質(zhì)的量濃度為“0.14mol/L”，設(shè)問(wèn)(4)第二空是體積分?jǐn)?shù)為“95%”的酒精。②搞清不同物質(zhì)顏色：設(shè)問(wèn)(4)第三空是“白”色絲狀物，設(shè)問(wèn)(5)第二空是溶液呈“藍(lán)”色。【解析】(1)步驟一加入蒸餾水的目的是使紅細(xì)胞漲破，釋放出核物質(zhì)。(2)步驟二收集含有核物質(zhì)的濾液。(3)由于DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同。所以通過(guò)控制NaCl溶液的濃度可以分別溶解DNA和析出DNA，并且對(duì)DNA進(jìn)行提純；步驟四加入蒸餾水的目的是逐漸稀釋NaCl溶液，使其物質(zhì)的量濃度達(dá)到0.14mol/L，這時(shí)DNA在NaCl溶液中溶解度最低，可以析出DNA。(4)DNA不溶于酒精，某些蛋白質(zhì)可以溶于酒精，這樣可以進(jìn)一步提純DNA。(5)鑒定DNA的方法是用二苯胺試劑，在沸水中加熱條件下，如果變藍(lán)色，證明是DNA。答案：(1)蒸餾水(2)濾液(3)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，通過(guò)控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)蒸餾水0.14(4)濾液體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精白(5)二苯胺藍(lán)【方法規(guī)律】去除濾液中雜質(zhì)的三種方案項(xiàng)目原理方法方案一DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同在濾液中加入NaCl，使NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為2mol/L，過(guò)濾除去不溶的雜質(zhì)；再調(diào)節(jié)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L，析出DNA，過(guò)濾除去溶液中的雜質(zhì)，再用物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液溶解DNA項(xiàng)目原理方法方案二DNA對(duì)酶的耐受性直接在濾液中加入嫩肉粉，反應(yīng)10～15min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質(zhì)方案三DNA對(duì)高溫的耐受性將濾液放在60～75℃的恒溫水浴箱中保溫10～15min，注意嚴(yán)格控制溫度范圍，使蛋白質(zhì)沉淀而DNA分子還未變性，可將DNA與蛋白質(zhì)分離【考點(diǎn)題組·診斷】角度一DNA的粗提取1.(2018·南昌模擬)如圖為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作。分析回答： 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)(1)圖中實(shí)驗(yàn)材料A可以是_________等，研磨前加入的B應(yīng)該是_________。

(2)通過(guò)上述所示步驟得到濾液C后，再向?yàn)V液中加入2mol/L的NaCl溶液的目的是_____________，再過(guò)濾得到濾液D，向?yàn)V液D中加入蒸餾水的目的是____________________________。

(3)在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，將含有一定雜質(zhì)的DNA絲狀物分別放入體積為2mL的4種溶液中，經(jīng)攪拌后過(guò)濾，獲得如表所示的4種濾液，含DNA最少的是濾液______。

1B液中攪拌、研磨后過(guò)濾濾液E22mol/L的NaCl溶液攪拌后過(guò)濾濾液F30.14mol/L的NaCl溶液中攪拌后過(guò)濾濾液G4冷卻的95%的酒精溶液中攪拌后過(guò)濾濾液H【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是：(1)明確DNA與蛋白質(zhì)在NaCl溶液中的溶解性差異：DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同(0.14mol/L時(shí)，DNA溶解度最低)。(2)理解DNA和蛋白質(zhì)在酒精溶液中的溶解性差異：DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精溶液。【解析】(1)用洋蔥、菜花等破碎細(xì)胞時(shí)，加入一定量的洗滌劑和食鹽，洗滌劑可以溶解細(xì)胞膜，有利于DNA的釋放，食鹽的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。(2)在含有DNA的濾液中，加入2mol/L的NaCl溶液，可以使DNA溶解而雜質(zhì)析出；在濾液D中加入蒸餾水，當(dāng)NaCl溶液濃度為0.14mol/L時(shí)，DNA溶解度最小而析出，除去可溶性雜質(zhì)。(3)在濾液E中，只是除去了部分雜質(zhì)，則含DNA較多；在濾液F中，除去了較多的蛋白質(zhì)等，則含DNA最多；在濾液G中，因DNA析出，則含DNA較少；在濾液H中，因DNA不溶于體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液，則含DNA最少。答案：(1)洋蔥(菜花)洗滌劑和食鹽(2)使DNA溶解使DNA(溶解度下降而沉淀)析出，除去可溶性雜質(zhì)(3)H角度二DNA的鑒定2.(2019·武漢模擬)“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，A、B、C、D、E五個(gè)小組除表中所列處理方法不同外，其他操作步驟均相同且正確，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻不同。分析回答：組別實(shí)驗(yàn)材料提取核物質(zhì)時(shí)加入的溶液去除雜質(zhì)時(shí)加入的溶液DNA鑒定時(shí)加入的試劑A雞血蒸餾水體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精(25℃)二苯胺B菜花蒸餾水體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精(冷卻)雙縮脲組別實(shí)驗(yàn)材料提取核物質(zhì)時(shí)加入的溶液去除雜質(zhì)時(shí)加入的溶液DNA鑒定時(shí)加入的試劑C人血漿蒸餾水體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精(冷卻)二苯胺D人血細(xì)胞2mol/L的氯化鈉0.14mol/L的氯化鈉雙縮脲組別實(shí)驗(yàn)材料提取核物質(zhì)時(shí)加入的溶液去除雜質(zhì)時(shí)加入的溶液DNA鑒定時(shí)加入的試劑E雞血蒸餾水體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精(冷卻)二苯胺(1)實(shí)驗(yàn)材料選擇錯(cuò)誤的組別是_______，其原因是______________________。

(2)實(shí)驗(yàn)步驟(不包括實(shí)驗(yàn)材料)均正確，但得不到DNA的組別是_______。

(3)沸水浴中試管顏色變藍(lán)的組別是_______；藍(lán)色較淡的是_______，其原因是___________。

(4)B組實(shí)驗(yàn)不成功的最主要原因是______________________________________________。

【解析】(1)人的血漿中沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，人成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核，在這些材料中不能得到DNA或得到的DNA很少。(2)血細(xì)胞中有少量的白細(xì)胞，其中有DNA，所以只有C組人血漿中沒(méi)有DNA。(3)冷卻的酒精溶液中DNA的溶解度最低，而A組中為25℃的酒精溶液。(4)菜花細(xì)胞外有細(xì)胞壁起保護(hù)作用，在蒸餾水中不會(huì)破裂，所以不能得到DNA。答案：(1)C、D人的血漿中沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，人成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核，選用這些材料得不到DNA或得到的DNA很少(2)C(3)A、E

A冷卻的酒精溶液中DNA的溶解度最低，而該組使用的是25℃的酒精溶液(4)菜花細(xì)胞在蒸餾水中不能被破壞，得不到DNA(應(yīng)采用研磨的方法)考點(diǎn)二植物有效成分的提取【核心知識(shí)·突破】1.植物芳香油的提取：(1)植物芳香油的來(lái)源和性質(zhì)。①天然香料的來(lái)源：___________。②特點(diǎn)：具有很強(qiáng)的_____性。動(dòng)物和植物揮發(fā)③成分：主要包括___________及其衍生物。④玫瑰精油的性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)_____，___溶于水，易溶于_________。⑤橘皮精油：主要成分是_______，_________，具有誘人的橘香味。萜類(lèi)化合物穩(wěn)定難有機(jī)溶劑檸檬烯無(wú)色透明(2)植物芳香油的提取方法：提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法萃取法適用范圍_______強(qiáng)，_______性強(qiáng)含量大，易榨取在不同的溶劑中_______差異較大揮發(fā)性熱穩(wěn)定溶解度提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法萃取法優(yōu)點(diǎn)可以提取含量較少的芳香油保證提取物的性質(zhì)不變保證提取物的性質(zhì)不變應(yīng)用實(shí)例玫瑰精油等橘皮精油等茉莉精油等(3)玫瑰精油的提取。(4)橘皮精油的提取。2.胡蘿卜素的提取與鑒定：(1)胡蘿卜素的性質(zhì)。①物理性質(zhì)：胡蘿卜素是_______結(jié)晶。②化學(xué)性質(zhì)：比較穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于_______等有機(jī)溶劑。橘黃色石油醚(2)胡蘿卜素的提取。(3)胡蘿卜素的鑒定。①方法：_______法。②原理：不同色素在層析液中的_______不同，隨層析液在濾紙上的_________不同，通過(guò)比較提取樣品和_________層析的結(jié)果，可以判斷提取樣品的純度。紙層析溶解度擴(kuò)散速度標(biāo)準(zhǔn)樣品③實(shí)驗(yàn)步驟：④結(jié)果分析(如圖)：

a為_(kāi)____________，b為其他色素。

β-胡蘿卜素3.【教材易漏知識(shí)】選修1P78“萃取劑的選擇討論題”：(1)乙醇和丙酮能夠用于胡蘿卜素的萃取嗎？為什么？提示：胡蘿卜素可溶于乙醇和丙酮，但它們是水溶性有機(jī)溶劑，因萃取中能與水混溶而影響萃取效果，所以不用它們作萃取劑。(2)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這幾種有機(jī)溶劑中，哪種最適宜用來(lái)提取胡蘿卜素？提示：在這五種有機(jī)溶劑中，石油醚的沸點(diǎn)最高，在加熱萃取時(shí)不易揮發(fā)，所以石油醚最適宜用作萃取劑。【微點(diǎn)警示】植物有效成分提取的“五點(diǎn)”提醒(1)水蒸氣蒸餾過(guò)程中可用明火加熱，萃取過(guò)程應(yīng)該避免明火加熱，采取水浴加熱，這是因?yàn)橛袡C(jī)溶劑都是易燃物，直接用明火加熱容易引起燃燒、爆炸。(2)在用水蒸氣蒸餾法制取玫瑰精油的過(guò)程中油水混合物中要加入氯化鈉的目的是增大鹽的密度，有利于玫瑰精油與水的分層。加入無(wú)水Na2SO4的目的是吸收精油中殘留的水分。(3)蒸餾時(shí)若溫度太高，時(shí)間太短，產(chǎn)品品質(zhì)較差，若提高產(chǎn)品品質(zhì)，可適當(dāng)延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間。(4)橘皮壓榨前，可在石灰水中浸泡10h以上，既防止壓榨時(shí)滑脫，提高出油率，又不會(huì)在過(guò)濾時(shí)堵塞篩眼。(5)萃取時(shí)一般來(lái)說(shuō)原料顆粒小，萃取溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，需提取的物質(zhì)就能夠充分溶解，萃取效果就好。【秒判正誤】1.胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是α-胡蘿卜素。 ()分析：胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是β-胡蘿卜素。×2.某微生物產(chǎn)生的油脂不易揮發(fā)，可選用水蒸氣蒸餾法從菌體中提取。 ()分析：油脂不易揮發(fā)，則應(yīng)采用萃取法提取。×3.蒸餾法的實(shí)驗(yàn)原理是利用水將芳香油溶解，再把水蒸發(fā)掉，剩余的就是芳香油。 ()分析：蒸餾法是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來(lái)，再用分液漏斗使油水分離。×4.為了充分蒸餾玫瑰油，應(yīng)該在較低溫度下延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間。 ()分析：蒸餾溫度太高、時(shí)間太短，玫瑰油的品質(zhì)就比較差，如果要提高品質(zhì)，就需要在較低溫度下延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間。√【命題案例·研析】【典例】(2017·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“新鮮”)的植物甲，不宜選用其他兩種的原因是____________________________。

(2)提取物質(zhì)W時(shí)，振蕩的作用是____________。

(3)活性炭具有很強(qiáng)的吸附能力，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)該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)是_________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。

【審答技巧】(1)審題關(guān)鍵：①題干中關(guān)鍵信息不要忽略：由“丙酮(沸點(diǎn)56℃)、乙醇(沸點(diǎn)約78℃)”“受熱、受潮易分解”可知，丙酮的沸點(diǎn)低于乙醇，所以選用丙酮作為提取劑蒸餾時(shí)所需的溫度較低，可減少物質(zhì)W受熱分解。由“活性炭具有很強(qiáng)的吸附能力”可知，活性炭可去除綠色植物甲溶解在提取液中的色素。②根據(jù)題干信息和常識(shí)推出注意事項(xiàng)：由物質(zhì)W受熱易分解推出應(yīng)注意控制溫度；由已學(xué)知識(shí)“丙酮易揮發(fā)、易燃，對(duì)人體有害”推出要注意通風(fēng)、防火。(2)滿分答題：①分析原因要體現(xiàn)出因果關(guān)系：設(shè)問(wèn)(1)第二空在回答原因時(shí)，若直接答“新鮮的植物甲含水量高”不能得滿分，分析原因時(shí)一定要分析透徹，體現(xiàn)出因果關(guān)系才能得滿分。②回答問(wèn)題時(shí)要全面完整：設(shè)問(wèn)(5)回答題目要求“答出兩點(diǎn)即可”，若只答一點(diǎn)“控制溫度”或“通風(fēng)、防火”不能得滿分，回答問(wèn)題時(shí)一定要根據(jù)題目要求全面完整答題。【解析】(1)在高溫條件下，植物甲中的物質(zhì)W容易分解而被破壞；新鮮的植物甲含水量高，極性有機(jī)溶劑會(huì)被水稀釋?zhuān)绊懳镔|(zhì)W的提取效果。所以最好應(yīng)該選用的一種原料是晾干的植物甲。(2)提取物質(zhì)W時(shí)，振蕩可以加快該物質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解。(3)活性炭具有很強(qiáng)的吸附能力，在提取過(guò)程中，用活性炭處理提取液，可以除去提取液中的色素。(4)與乙醇相比較，丙酮的沸點(diǎn)較低，蒸餾時(shí)物質(zhì)W分解較少，因此在提取物質(zhì)W時(shí)，應(yīng)選用丙酮作提取劑。(5)該實(shí)驗(yàn)要在溫度較低的情況下操作，因?yàn)槲镔|(zhì)W受熱、受潮時(shí)，容易分解；還要注意通風(fēng)、防火；粉碎時(shí)顆粒盡量小一些，以加快在有機(jī)溶劑中的溶解速率等。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；新鮮的植物甲含水量高，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)在溫度較低的情況下操作，通風(fēng)、防火【高考長(zhǎng)句應(yīng)答特訓(xùn)】(1)若提取物耐高溫，則選擇沸點(diǎn)___(填“高”或“低”)的有機(jī)溶劑，理由是____________________________________。(2)若提取物不耐高溫，則選擇沸點(diǎn)___(填“高”或“低”)的有機(jī)溶劑，理由是____________________________________________。高在較高溫度條件下增加提取物的溶解度低在較低溫度下?lián)]發(fā)掉有機(jī)溶劑，不會(huì)破壞提取物【方法規(guī)律】植物芳香油提取方法的選擇原則植物芳香油提取方法的選擇主要根據(jù)植物原料的性質(zhì)確定：(1)揮發(fā)性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性高的芳香油可以用水蒸氣蒸餾法提取。(2)植物芳香油含量高，且不宜采用蒸餾法的材料一般采用壓榨法提取。(3)易溶于有機(jī)溶劑的植物芳香油可以采用萃取法提取。【考點(diǎn)題組·診斷】角度一植物芳香油的提取1.(教材素材新命題·選修1P78旁欄內(nèi)容拓展)辣椒紅素是從成熟的紅尖椒中提取的。作為一種天然著色劑，可應(yīng)用于各類(lèi)食品的著色。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)(1)辣椒紅素可采用萃取法提取，說(shuō)明辣椒紅素具有____________的特性，萃取過(guò)程中應(yīng)采用_______以防止有機(jī)溶劑燃燒、爆炸。

(2)取等量的辣椒粉與不同萃取劑按1∶2的比例在萃取裝置中不同溫度下萃取1h，然后利用分光法測(cè)定提取液的吸光值(已知色素提取液的吸光值與色素含量呈正相關(guān))，結(jié)果如表。試劑/g溫度/℃四氯化碳石油醚乙醚丙酮300.2360.2540.2120.100400.2380.2600.1980.101500.2430.2680.1900.118600.2440.2730.1690.122①由表可知，提取辣椒紅素最理想的萃取劑是_______，原因是___________________。

②總體上，四氯化碳、石油醚、乙醚和丙酮提取辣椒紅素的產(chǎn)率隨溫度的增加而_______，但由于乙醚_______，故隨溫度升高反而產(chǎn)率越低。

③在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高辣椒紅素的產(chǎn)率，可以通過(guò)改變__________________________(至少寫(xiě)兩項(xiàng))來(lái)進(jìn)行探究。

【解析】(1)萃取法是將粉碎、干燥的植物原料用有機(jī)溶劑浸泡，使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中的方法，辣椒紅素可采用萃取法提取，說(shuō)明辣椒紅素具有易溶于有機(jī)溶劑的特性，萃取過(guò)程中應(yīng)采用水浴加熱，以防止有機(jī)溶劑燃燒、爆炸。(2)①由表格數(shù)據(jù)分析可知，相同溫度下，用石油醚作萃取劑時(shí)提取液的吸光值最大，說(shuō)明提取到的辣椒紅色素最多，因此石油醚是提取辣椒紅素最理想的萃取劑。②由表格數(shù)據(jù)分析可知，隨溫度的增加，四氯化碳、石油醚、丙酮作萃取劑時(shí)提取液的吸光值都在增大，說(shuō)明提取到的辣椒紅素的量隨溫度升高而增加，但乙醚由于沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，隨溫度升高產(chǎn)率反而越低。③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、萃取的溫度和時(shí)間、原料與萃取劑的比例等影響。答案：(1)易溶于有機(jī)溶劑水浴加熱(2)①石油醚用石油醚作萃取劑時(shí)提取液的吸光值最大，說(shuō)明提取到的辣椒紅素最多②增加沸點(diǎn)低，易揮發(fā)③辣椒粉與萃取劑的比例、萃取時(shí)間、萃取劑的量、萃取溫度等角度二胡蘿卜素的提取與鑒定2.(2015·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(chēng)為_(kāi)_______。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_______________________________________________________________________。

【解題指南】(1)題干關(guān)鍵信息：“弱光下視物不清”“萃取劑”。(2)關(guān)鍵知識(shí)：胡蘿卜素不溶于水；一分子β-胡蘿卜素可被氧化成兩分子維生素A；含水量影響胡蘿卜素的萃取效果。【解析】本題考查胡蘿卜素的提取。(1)根據(jù)雙鍵的數(shù)目可以將胡蘿卜素劃分為α、β、γ三類(lèi)，β-胡蘿卜素是其中最主要的組成成分。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維生素A。胡蘿卜素可以用來(lái)治療因缺乏維生素A而引起的各種疾病，如夜盲癥等。胡蘿卜素的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水，是非揮發(fā)性物質(zhì)。(2)萃取的效果受到含水量、溫度等條件的影響，要保證好的萃取效果，需要將巖藻進(jìn)行粉碎和干燥。(3)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，乙酸乙酯為水不溶性有機(jī)溶劑，故選乙酸乙酯。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3.(金榜原創(chuàng)預(yù)測(cè))請(qǐng)回答下列有關(guān)提取胡蘿卜素的問(wèn)題：(1)工業(yè)生產(chǎn)上，除了可以從植物中提取天然β-胡蘿卜素外，還可以從養(yǎng)殖的巖藻中獲得，或者利用_______生產(chǎn)。

(2)根據(jù)胡蘿卜素_________的特點(diǎn)，常用萃取法提取胡蘿卜素。用于萃取胡蘿卜素的萃取劑應(yīng)該具有的特點(diǎn)是_____________________。

(3)在胡蘿卜顆粒的加熱干燥過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格將溫度和時(shí)間控制在一定范圍，原因是_____________。在胡蘿卜素的萃取過(guò)程中，宜采用_________加熱的方法。

(4)胡蘿卜素提取裝置的設(shè)計(jì)中，在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置的目的是____________。在胡蘿卜素的提取過(guò)程中，萃取液濃縮前需進(jìn)行過(guò)濾，其目的是_________________。

(5)如圖是胡蘿卜素粗品鑒定裝置示意圖。該鑒定方法的名稱(chēng)是_______法。在胡蘿卜素層析結(jié)果示意圖中，A、B、C、D四點(diǎn)中，屬于提取樣品的樣點(diǎn)是_______。

【解析】(1)工業(yè)生產(chǎn)上，提取天然β-胡蘿卜素的方法主要有三種：一是從植物中提取，二是從養(yǎng)殖的巖藻中獲取，三是利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)。(2)根據(jù)胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，常用萃取法提取胡蘿卜素。萃取胡蘿卜素的萃取劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn)，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶。(3)由于新鮮的胡蘿卜含有大量的水分，故在萃取之前需進(jìn)行干燥處理，但需要注意高溫和長(zhǎng)時(shí)間干燥會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解。胡蘿卜素的萃取過(guò)程應(yīng)該避免明火加熱，采用水浴加熱，因?yàn)橛袡C(jī)溶劑一般是易燃物，直接使用明火加熱容易引起燃燒、爆炸。(4)為了防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)，設(shè)計(jì)胡蘿卜素提取裝置時(shí)需要在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置。在胡蘿卜素的提取過(guò)程中，萃取液在濃縮之前，還要進(jìn)行過(guò)濾，除去萃取液中的不溶物。(5)題圖中鑒定胡蘿卜素的方法為紙層析法。胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品中只有胡蘿卜素，通過(guò)紙層析后，在濾紙上只出現(xiàn)一個(gè)色素樣點(diǎn)，而提取樣品中除了含有胡蘿卜素外，還含有其他雜質(zhì)，根據(jù)胡蘿卜素和其他雜質(zhì)在層析液中的溶解度不同，通過(guò)紙層析后可以將胡蘿卜素與其他雜質(zhì)分離開(kāi)來(lái)(其中胡蘿卜素與標(biāo)準(zhǔn)樣品的色素樣點(diǎn)所在的位置相同)，因此，提取樣品通過(guò)紙層析后可以形成2個(gè)甚至多個(gè)色素樣點(diǎn)，故B、C表示提取樣品的樣點(diǎn)，A、D表示標(biāo)準(zhǔn)樣品的樣點(diǎn)。答案：(1)微生物的發(fā)酵(2)易溶于有機(jī)溶劑具有較高的沸點(diǎn)，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶(3)溫度太高、干燥時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解水浴(4)防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)濾去不溶物(5)紙層析B和C【知識(shí)總結(jié)】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摸索最佳萃取溫度，嚴(yán)格控制溫度萃取時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)萃取時(shí)間【加固訓(xùn)練】1