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1、第3讲 从生物材料中提取某些特定的成分1随着科技的发展，人类从依靠经验利用植物发展到对植物中的有效成分进行化学分析与分离提纯。请回答下列关于植物中有效成分提取的问题：(1)植物芳香油的提取方法有_、_、_。(2)玫瑰精油的提取中如果要提高品质，就需要_。(3)橘皮精油的化学本质是_。提取的操作流程是_、漂洗、压榨、_、静置等。(4)胡萝卜素的提取中_、_会导致胡萝卜素分解。提取装置要在加热瓶口安装_。提取的胡萝卜素可用_鉴定。解析：(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨、萃取。(2)玫瑰精油的提取中如果要提高品质，就需要延长蒸馏时间。(3)橘皮精油的化学本质是柠檬烯，提取的操作流程是石灰水浸泡
2、、漂洗、压榨、过滤、静置等。(4)胡萝卜素的提取中温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。提取装置要在加热瓶口安装回流冷凝装置。提取的胡萝卜素可用纸层析法鉴定。答案：(1)蒸馏压榨萃取(2)延长蒸馏时间(3)柠檬烯石灰水浸泡过滤(4)温度太高干燥时间太长回流冷凝装置纸层析法2玫瑰精油在玫瑰花瓣中含量最高，工业上常以玫瑰花瓣为原料，采用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油。回答下列问题：(1)采用水蒸气蒸馏时，水蒸气能将玫瑰精油从花瓣中携带出来，是因为玫瑰精油具有_的特点。(2)水蒸气蒸馏后，能收集到乳白色的油水混合物。向油水混合物中加入_，就会出现明显的油层与水层。分离出油层，一般可加入一些_，以吸收油
3、层中的水分。(3)蒸馏时，会存在许多因素影响玫瑰精油的产量。如图是当玫瑰花瓣与清水的质量比为14时，出油率与蒸馏时间的变化关系，一般蒸馏时间最好控制在_h。(4)植物芳香油的提取方法有多种，具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。提取玫瑰精油_(填“可以”或“不可以”)采用有机溶剂萃取法，理由是_。解析：(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，是因为玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定的特点。(2)提取玫瑰精油的过程中，向油水混合物中加入NaCl可加速油水分层。分离的油层中还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4将水除去。(3)据图分析，在蒸馏时间为4 h时，出油率刚达到最大值，因此蒸
4、馏时间最好控制在4 h。(4)根据玫瑰精油易溶于有机溶剂的特点，也可以采用有机溶剂萃取法进行提取。答案：(1)挥发性强(2)NaCl无水Na2SO4(3)4(4)可以玫瑰精油易溶于有机溶剂3请回答下列有关利用生物技术加工柑橘方面的问题：(1)用柑橘生产果酒离不开酵母菌的作用。欲从富含各种微生物的土壤中筛选到酵母菌，需要用到_(功能)培养基；对初步筛选到的酵母菌进行纯化并计数，可采用的接种方法是_。生产果酒时，酵母菌需要在_(填“有氧”或“无氧”)条件下才能进行酒精发酵。(2)用柑橘生产果醋时需要醋酸菌。醋酸菌的最适生长温度为_。当_和糖源都充足时，醋酸菌可将柑橘汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时
5、，醋酸菌可将_变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。(3)从柑橘皮中提取橘皮精油时一般采用压榨法。为了提高出油率，压榨前需要将新鲜的柑橘皮_，并用石灰水浸泡。压榨橘皮时，一般加入相当于橘皮质量0.25%的小苏打和5%的Na2SO4，并调节pH至78，其目的是_。解析：(1)选择培养基可用于筛选目的菌。稀释涂布平板法可用于微生物的纯化和计数。酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸；在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。(2)醋酸菌的最适生长温度为3035 。醋酸菌是好氧微生物，只有当氧气充足时才能进行旺盛的生理活动。(3)新鲜的柑橘皮中含有大量的果蜡、果胶和水分，为了提高出油率，需要
6、将其干燥去水，并用石灰水浸泡。为了使橘皮精油易于与水分离，压榨橘皮时一般需加入相当于橘皮质量0.25%的小苏打和5%的Na2SO4，并调节pH至78。答案：(1)选择稀释涂布平板法无氧(2)3035 氧气乙醇(3)干燥去水使橘皮精油易于与水分离4为了对柑橘综合利用，某研究人员做以下实验：请回答以下问题：(1)橘皮精油_色，主要成分是_。本实验用到的植物芳香油提取方法为_。(2)若要计算提取精油的出油率，需要称量_的质量。对比发现方法1的出油率稍低，但是发现其香气、色泽更接近于鲜橘，原因是方法2会使_，所以通常先采用方法1提取，并将方法1之后的残渣用方法2进一步提取。(3)通常使用方法1时，可以
7、提前使用_浸泡。浸泡的时间通常是_以上。(4)使用方法2提取时发现，柑橘皮的破碎度越高，即颗粒越小，出油率越高，原因是_。解析：(1)根据植物原料的特点，植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等。橘皮精油无色，主要成分是柠檬烯。本实验用到的植物芳香油提取方法为水蒸气蒸馏法和压榨法。(2)若要计算提取精油的出油率，需要称量果皮的质量。由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，通常先使用方法1压榨法提取橘皮精油。(3)为了提高出油率，提取之前需要用石灰水浸泡，浸泡的时间通常是10 h以上。(4)柑橘皮的破碎度越高，即颗粒越小，橘皮精油越易蒸出。因为颗粒越小，果皮总面积越大，与溶剂接触面
8、积越大，则越易渗出精油。答案：(1)无柠檬烯水蒸气蒸馏和压榨法(2)果皮橘皮精油在用水蒸气蒸馏时发生部分水解(3)石灰水10 h(4)原料(相对表)面积大，随水蒸气蒸馏速度快(与溶剂接触的面积越大)(橘皮精油从果皮内部逐渐扩散至固体表面所通过的距离越短，故容易渗出)5请回答下列问题：(1)从土壤中筛选纤维素分解菌时，需要在培养基中加入的特殊染料是_。某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基的菌落连成一片，最可能的原因是_。(2)制作泡菜时，为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是_。从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸
9、菌和其他杂菌的消长规律是_。(3)腐乳制作有多种微生物参与，其中起主要作用的是_。豆腐发酵主要利用了微生物产生的_，通过发酵，豆腐中营养物质的种类增多，且更易于消化和吸收。(4)有人想提取橘皮精油获取利润，一般提取橘皮精油的方法是_法，为了提高出油率，需将柑橘皮干燥去水，并用_浸泡，浸泡时间为10 h以上，这样压榨时不会滑脱。解析：(1)筛选纤维素分解菌应采用以纤维素为唯一碳源的选择培养基，刚果红可以与纤维素形成红色复合物，纤维素分解菌产生的纤维素酶可以水解纤维素而使菌落周围出现透明圈，所以可以用刚果红染液鉴别纤维素分解菌。菌液浓度过高(土壤溶液稀释不够)会导致培养基上的菌落连成一片。(2)制
10、作泡菜时，在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液的目的是增加乳酸菌含量。在泡菜液逐渐变酸过程中，乳酸菌数量增加，杂菌数量较少。(3)腐乳制作中起主要作用的是毛霉。豆腐发酵主要利用了微生物产生的蛋白酶、脂肪酶等酶类，通过发酵，豆腐中营养物质的种类增多，且更易于消化和吸收。(4)提取橘皮精油利用的是压榨法，为了提高出油率，需将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，浸泡时间为10 h以上，这样压榨时不会滑脱。答案：(1)刚果红菌液浓度过高(土壤溶液稀释不够)(2)增加乳酸菌含量乳酸菌数量增加，杂菌数量较少(3)毛霉蛋白酶等酶类(4)压榨石灰水6生物技术实践与人们生产、生活密切相关，请回答下列有关问题：(1)利用
11、玉米秸秆生产酒精时，先用_酶和_酶使纤维素分解成纤维二糖，再使用_酶使之转化为发酵所需的葡萄糖。(2)在葡萄酒生产过程中，发现葡萄酒变酸，表面观察到的菌膜是_在液面大量繁殖而形成的。腐乳外部有一层致密的“皮”，这层“皮”是_的匍匐菌丝形成的。制作泡菜时，有时坛内会长一层白膜，这是_繁殖形成的。(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素过程中，对新鲜的胡萝卜进行干燥应注意控制好时间和温度，原因是_；萃取过程应采用_加热；提取的胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定，其原理是_。解析：(1)C1酶和CX酶可将纤维素分解成纤维二糖，葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)在变酸的果酒的表面观察到的菌膜是醋酸菌在液面
12、大量繁殖而形成的。制作腐乳时，毛霉的匍匐菌丝在腐乳外部形成一层致密的“皮”。制作泡菜时，有时坛内会长一层白膜，这是酵母菌繁殖形成的。(3)在对新鲜的胡萝卜进行干燥时，温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解，所以应注意控制好温度和时间。萃取胡萝卜素的有机溶剂是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸，故萃取过程应采用水浴加热。答案：(1)C1CX葡萄糖苷(2)醋酸菌毛霉酵母菌(3)温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解水浴不同的色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同7工业生产中，提取天然胡萝卜素的方法之一是利用红酵母等微生物进行发酵，经过菌体裂解、离心后进行萃取。回答以
13、下有关问题：(1)若要初步确定某一菌株是否为红酵母菌株，相对简便的操作是通过_法将菌种接种于固体培养基上，并在适宜的条件下培养一段时间，观察其形成的菌落的_(填两个)等特征。(2)碳源的种类对胡萝卜素的产量有着一定的影响，有关研究结果如下：碳源麦芽糖蔗糖淀粉胡萝卜素含量(mg/L)3.524.811.68据表分析，最佳碳源是_。若要进一步探究最佳氮源，请简要写出实验设计思路：_。(3)有科研人员尝试利用紫外线处理红酵母，以获得高产菌株。对处理所得菌株分别进行培养并经裂解、离心后，根据胡萝卜素_的特点，可以采用有机溶剂萃取法萃取产物，并对萃取产物通过_法进行鉴定，鉴定过程需要用_样品进行对比。经定量分析后，若得到高产菌株，要对其进行长期保存，可采用_法在20 的冷冻箱中保存。解析：(1)相对简便的接种方法是平板划线法，可通过观察菌落的颜色、形态、大小、隆起程度等特征来鉴别菌种。(2)由表中数据可知，以蔗糖为碳源的培养基中胡萝卜素的含量最高。若要进一步探究最佳氮源，应以蔗糖为碳源，设置不同的氮源为自变量进行实验，检测并比较胡萝卜素的含量。(3)根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，用有机溶剂进行萃取。利用不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上扩散的速度不同，从而对不同色素进行分离，故萃取产物可用纸层析法进行鉴定。鉴定过程需要与标准样品进行对比确定胡萝卜素在滤纸条上的位置。若对菌
