高中生物 61《植物芳香油的提取》教学设计 新人教版选修1.docx

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高中生物61《植物芳香油的提取》教学设计新人教版选修1

2019-2020年高中生物6.1《植物芳香油的提取》教学设计新人教版选修1

教材内容解读

要点1　植物芳香油的来源

（1）植物芳香油的来源

天然香料的主要来源是动物和植物。

动物香料主要来源于麝、灵猫、海狸和抹香鲸等。

植物香料的来源更为广泛，植物芳香油可以从大约50多个科的植物中提取。

例如，玫瑰花用于提取玫瑰油，樟树树干用于提取樟油。

（2）植物芳香油的主要化学成分

提取出的植物芳香油的组成主要包括萜类化合物及其衍生物，具有很强的挥发性。

要点2　植物芳香油的提取方法

提取植物芳香油的三种基本方法：

蒸馏、压榨和萃取。

（1）蒸馏法

①水蒸气蒸馏法的原理

利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。

是植物芳香提取的常用方法。

②水蒸气蒸馏法的类型

根据蒸馏过程中原料放置的位置，可以将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。

③水中蒸馏的方法对于有些原料不适用的原因

如柑橘和柠檬不适用水中蒸馏的方法，这是因为水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题。

因此，柑橘、柠檬芳香油的制备通常使用压榨法。

（2）萃取法

①萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中的方法。

②原理

植物芳香油易溶于有机溶剂，如石油醚、乙醚和戊烷等。

芳香油溶解于有机溶剂后，只需蒸发出有机溶剂，就可以获得纯净的植物芳香油。

③不适于用水蒸气蒸馏的原料，可以考虑使用萃取法。

要点3　实验设计

（1）提取玫瑰精油的实验流程

（2）提取橘皮精油的实验流程

石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油

要点4　实验案例

案例一 玫瑰精油的提取

5月上、中旬是玫瑰的盛开期，最好是选用当天采摘的鲜玫瑰花。

将花瓣用清水冲洗，去掉上面的灰尘等杂质，沥干水分。

由于玫瑰精油化学性质稳定，从玫瑰花中提取玫瑰精油可采取水中蒸馏法。

本实验的具体操作步骤如下。

1.称取50g玫瑰花瓣，放入500mL的圆底烧瓶中，加入200mL蒸馏水。

按教科书图6-2所示安装蒸馏装置。

蒸馏装置包括：

铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶，以及连接进水口和出水口的橡皮管。

所有仪器必须事先干燥，保证无水。

整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，其中左边的部分通过加热进行蒸馏，中部将蒸馏物冷凝，右边的部分用来接收。

安装仪器一般都按照自下而上、从左到右的顺序。

拆卸仪器的顺序与安装时相反。

具体安装顺序和方法如下。

（1）固定热源──酒精灯。

（2）固定蒸馏瓶，使其离热源的距离如教科书中图6-2所示，并且保持蒸馏瓶轴心与铁架台的水平面垂直。

（3）安装蒸馏头，使蒸馏头的横截面与铁架台平行。

（4）连接冷凝管。

保证上端出水口向上，通过橡皮管与水池相连；下端进水口向下，通过橡皮管与水龙头相连。

（5）连接接液管（或称尾接管）。

（6）将接收瓶瓶口对准尾接管的出口。

常压蒸馏一般用锥形瓶而不用烧杯作接受器，接收瓶应在实验前称重，并做好记录。

（7）将温度计固定在蒸馏头上，使温度计水银球的上限与蒸馏头侧管的下限处在同一水平线上。

2.蒸馏装置安装完毕后，可以在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止液体过度沸腾。

打开水龙头，缓缓通入冷水，然后开始加热。

加热时可以观察到，蒸馏瓶中的液体逐渐沸腾，蒸气逐渐上升，温度计读数也略有上升。

当蒸气的顶端达到温度计水银球部位时，温度计读数急剧上升。

在整个蒸馏过程中，应保证温度计的水银球上常有因冷凝作用而形成的液滴。

控制蒸馏的时间和速度，通常以每秒1～2滴为宜。

蒸馏完毕，应先撤出热源，然后停止通水，最后拆卸蒸馏装置，拆卸的顺序与安装时相反。

3.收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液，向锥形瓶中加入质量浓度为0.1g/mL的氯化钠溶液，使乳化液分层。

然后将其倒入分液漏斗中，用分液漏斗将油层和水层完全分开。

打开顶塞，再将活塞缓缓旋开，放出下层的玫瑰精油，用接收瓶收集。

向接收瓶中加入无水硫酸钠，吸去油层中含有的水分，放置过夜。

为了更好地将油、水两层液体分离，操作时应注意正确使用分液漏斗。

分液漏斗的使用方法如下。

（1）首先把活塞擦干，为活塞均匀涂上一层润滑脂，注意切勿将润滑脂涂得太厚或使润滑脂进入活塞孔中，以免污染萃取液。

（2）塞好活塞后，把活塞旋转几圈，使润滑脂分布均匀。

并用水检查分液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏，确认不漏水后再使用。

（3）将分液漏斗放置在大小合适的、并已固定在铁架台上的铁圈中，关好活塞。

将待分离的液体从上部开口处倒入漏斗中，塞紧顶塞，注意顶塞不能涂润滑脂。

（4）取下分液漏斗，用右手手掌顶住漏斗顶塞并握住漏斗颈，左手握住漏斗活塞处，大拇指压紧活塞，将分液漏斗略倾斜，前后振荡（开始振荡时要慢）。

（5）振荡后，使漏斗口仍保持原倾斜状态，左手仍握在漏斗活塞处，下部管口指向无人处，用拇指和食指旋开活塞，使其释放出漏斗内的蒸气或产生的气体，以使内外压力平衡，这一步操作也称做“放气”。

（6）重复上述操作，直至分液漏斗中只放出很少的气体时为止。

再将分液漏斗剧烈振荡2～3min，然后将漏斗放回铁圈中，待液体静置分层。

案例二 橘皮精油的提取

课前准备

在实验前一天，教师需要准备新鲜的、没有霉烂的橘皮，用量可根据实验人数来决定。

用清水冲洗橘皮，去掉灰尘等杂质，沥干水分后，将橘皮摊放在干燥通风处。

将晾干的橘皮浸泡在pH大于12、质量分数为7%～8%的石灰水中，时间为16～24h，中间翻动2～3次。

浸泡好的橘皮呈黄色、无白芯、稍硬、脆而不断、具有弹性。

这样的橘皮在压榨时不易打滑，橘油的喷射力强；压榨后的残渣呈颗粒状，残渣中的含水量低，黏稠度不太高，过滤时比较顺利，不易堵塞筛孔。

提取橘皮精油的具体步骤如下。

1.将浸泡后的橘皮，用流动的水漂洗，洗净后捞起、沥干。

切记一定要将橘皮彻底冲洗干净。

然后将橘皮粉碎至3mm大小，放入家用榨汁机或手动压榨机中粉碎。

粉碎时加入与橘皮同质量的质量分数为0.25%的小苏打和质量分数为5%的硫酸钠溶液，并调节pH为7～8。

2.在榨出的油水混合液中加入明矾，使之沉淀并变澄清，然后用布袋过滤，除去糊状残渣。

再将得到的混合物，用6000r/min～8000r/min的转速进行高速离心。

在正常情况下，离心后获得的香精油将是澄清透明的。

3.分离出的香精油往往带有少量水分和蜡质等杂质，为了进一步除去杂质，可以将分离的产品放在5℃～10℃的冰箱中，静置5～7d，让杂质与水下沉。

然后用吸管吸出上层澄清的油层，再通过垫有滤纸或石棉纸的漏斗进行减压抽滤，得到黄色油状的橘皮精油。

2019-2020年高中生物6.1《植物芳香油的提取》教案新人教版选修1

（1）

★课题目标

（一）知识与技能

1、设计简易的实验装置来提取植物芳香油

2、了解提取植物芳香油的基本原理

（二）过程与方法

　　初步学会用水蒸汽蒸馏法和压榨法提取植物芳香油

（三）情感、态度与价值观

形成严谨、科学、求实的态度和精神

★课题重点

植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采取不同的提取方法

★课题难点

植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采取不同的提取方法

★教学方法

启发式教学

★教学工具

多媒体课件

★教学过程

（一）引入新课

在生物组织中，不但含有蛋白质和DNA，而且含有很多人们需要的有效成分，如食用油、芳香油、植物色素、药物成分等。

从这节课开始，我们学习植物有效成分的提取。

（二）进行新课

1．基础知识

1．1天然香料的来源：

植物、动物

香料种类

来源

动物香料

麝、灵猫、海狸、抹香鲸等

植物香料

玫瑰油、橘皮油、樟油等

栏旁资料：

不同植物的根、茎、叶、花、果实、种子都可以提取芳香油。

1．2芳香油的性质：

挥发性强，成分复杂，以萜类化合物及其衍生物为主。

1．3芳香油的提取方法：

蒸馏、压榨、萃取等。

（1）水蒸气蒸馏法：

原理：

水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后水油分层。

方法：

水中蒸馏：

原料放在沸水中加热蒸馏。

水上蒸馏：

原料隔放在沸水上加热蒸馏。

水汽蒸馏：

利用外来高温水蒸气加热蒸馏。

不足：

有些原料不适宜于水蒸气蒸馏，如柑橘、柠檬等易焦糊，有效成分容易水解。

（2）萃取法：

原理：

芳香油易溶于有机溶剂，溶剂挥发后得到芳香油。

如石油醚、酒精、乙醚等。

方法：

原料浸泡在溶剂中→得到浸泡液→有机溶剂挥发→芳香油。

不足：

有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质。

2．实验设计

2．1玫瑰精油的提取

（1）实验流程：

阅读教材。

0.1g/mL氯化钠溶液：

促使油水混合物（乳浊液）中油和水的分离。

无水硫酸钠：

吸收油层中的水分。

（2）实验步骤：

①采集玫瑰花：

采集盛花期（5月中上旬）的玫瑰花，清水清洗沥干。

②装入蒸馏原料：

称取50g玫瑰花放入蒸馏瓶，添加200mL蒸馏水。

③安装蒸馏装置：

按照从左向右、自下到上次序安装水蒸气蒸馏装置。

④加热蒸馏：

控制蒸馏时间和速度（1～2滴/秒），获得乳白色乳浊液；拆卸装置。

⑤分离油层：

向乳浊液加入NaCl溶液后，利用分液漏斗分离出下面的油层。

⑥除去水分：

向油层中加入无水硫酸钠，24h后过滤，得到玫瑰油。

＊注意事项：

蒸馏时间不能过短，温度不能过高。

2．2橘皮精油的提取

（1）橘皮精油的主要成分：

柠檬烯，主要分布在橘皮中。

（2）实验流程：

阅读教材。

石灰水：

防止压榨时滑脱，提高出油率，降低压榨液黏稠度，过滤不堵塞筛眼。

小苏打、硫酸钠：

促进油和水的分离（用量分别为橘皮质量的0.25％和5％）。

（3）实验步骤：

①橘皮的处理：

将新鲜橘皮用清水清洗沥干。

②石灰水浸泡：

用7～8％石灰水浸泡橘皮24h。

③清水漂洗：

浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净，沥干。

④粉碎和压榨：

将橘皮粉碎，加入小苏打和硫酸钠后，用压榨机压榨得到压榨液。

⑤过滤压榨液：

用布袋过滤，滤液再高速离心处理，分离出上层橘皮油。

⑥静置处理：

将橘皮油在5～10℃冰箱中静置5～7d，分离出上层澄清橘皮油。

⑦再次过滤：

将下层橘皮油用滤纸过滤，滤液与上层橘皮油合并，得到橘皮精油。

分析：

静置处理目的：

除去果蜡和水分。

（三）课堂总结、点评

（四）实例探究

例1、玫瑰精油提取最适方法是：

（）

A、萃取法B、水蒸气蒸馏法

C、水上蒸馏D、水中蒸馏法

解析：

玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸汽一同蒸馏。

故选B

例2、在玫瑰精油提取中，收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液，向锥形瓶中加入：

（）

A、氯化钠B、硫酸铜

C、石灰水D、无水硫酸钠

解析：

加入氯化钠溶液是使乳化液分层。

然后将其倒入分液漏斗。

无水硫酸钠是使油层分离。

故选A

☆综合应用

例3、玫瑰油称为“液体黄金”，其提取方法可用

A只能用水蒸气蒸馏法B可用蒸馏法和压榨法

C可用蒸馏法和萃取法D可用压榨法和萃取法

解析：

根据玫瑰花的干湿情况可采用不同的提取方法，鲜玫瑰花可采用水蒸气蒸馏法，干玫瑰花可以使用有机溶剂萃取法，一般不用压榨法。

答案：

C

（五）巩固练习

1、玫瑰精油提取的过程是：

（）

A、鲜玫瑰花＋水→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水

B、鲜玫瑰花＋水→油水混合物→水蒸气蒸馏→分离油层→除水

C、鲜玫瑰花＋水→油水混合物→除水→分离油层

D、鲜玫瑰花＋水→油水混合物→水蒸气蒸馏→分离油层→除水

2、下面不能用于提取芳香化合物的是：

（）

A、杏仁B、真菌C、玫瑰花D、细菌

3、使用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，是因为：

（）

A、其化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸汽一同蒸馏

B、其化学性质稳定，难溶于水，难溶于有机溶剂，能随水蒸汽一同蒸馏

C、其化学性质不稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，不能随水蒸汽一同蒸馏

D、其化学性质不稳定，难溶于水，难溶于有机溶剂，不能随水蒸汽一同蒸馏

4、在提取玫瑰精油的过程中，分离油水混合物需加入：

（）

Ａ、氯化钠　　　Ｂ、硫酸铜Ｃ、无水硫酸钠　　　Ｄ、氯化锌

5、蒸馏装置完毕后，可以在蒸馏瓶中加几粒沸石，目的是：

（）

A、加速沸腾B、防止液体过度沸腾

C、减缓沸腾D、防止蒸馏瓶炸裂

6、柑橘、柠檬芳香油的制备通常使用压榨法而不是水蒸馏法，是因为：

（）

A、水中蒸馏会导致原料焦糊B、柑橘、柠檬芳香油易溶于水

B、会使芳香油的有效成分水解D、A和C

7、对分液漏斗的使用不正确的是：

（）

A、首先把活塞擦干，为活塞均匀涂上一层润滑脂

B、塞好活塞后，把活塞旋转几圈，使润滑脂分布均匀

C、检查分液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏，确认是否漏水

D、取下分液漏斗，用左手手掌顶住漏斗顶塞并握住漏斗颈，右手握住漏斗活塞处，大拇指压紧活塞，将分液漏斗略倾斜，前后振荡

8、植物芳香油的主要化学成分：

（）

A、酚类化合物及衍生物B、萜类化合物及衍生物

C、醚类化合物D、烃类化合物

9、在橘皮精油提取过程中石灰水的作用：

（　　）

Ａ、使溶液呈碱性　　　　　　　Ｂ、为彻底清洗脏物

Ｃ、防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率　　Ｄ、漂去橘皮颜色

１０、玫瑰精油可以使用有机溶剂萃取，但方法有不足之处是下面哪项：

（　　）

Ａ、过程复杂且出油率不高　　

Ｂ、提取的玫瑰精油纯度不高

Ｃ、有些萃取剂不能萃取玫瑰精油

Ｄ、萃取一般用于制膏状物，所以不能用萃取剂萃取玫瑰精油

答案：

１.A2.Ｄ3.Ａ4.Ａ5.B6.Ｄ7.Ｄ8.Ｂ9.Ｃ10.Ａ

★课余作业

1．在橘皮精油的提取中，为什么橘皮要在石灰水中浸泡时间１０h以上？

2．根据玫瑰精油的化学性质，常用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，请总结水蒸气蒸馏的适用范围？

★教学体会

教师在介绍植物芳香油的来源时，易结合教材提供的旁栏资料进行讲解，让学生对植物芳香油的广泛来源有一个初步的了解。

教师还可以采取学生查阅资料和介绍相关的小故事等方式，使学生大致了解植物芳香油的发展历史。

在介绍方式时，教师可以列举日常生活中的一些具体实例，帮助学生熟悉提取植物芳香油的三种基本方法，并理解其原理。

★资料袋

植物芳香油的用途

植物芳香油是植物有效成份的提取液，其特点是有特殊的植物香味和分子结构。

芳香油种类繁多，如玫瑰花油、玉兰树油、八角油、桂油、薄荷油等。

目前已开发利用的植物芳香油有近百种。

芳香油是贵重的工业原料。

食品工业，造酒工业、香水工业、制药工业都离不开芳香油。

我国是芳香油出口大国，每年出口的桂油、八角油、樟油、玫瑰花油、薄荷油等，创汇超过数亿美元。

植物芳香油散发出的芬芳气味，使人身心爽快，有助于消除疲劳，恢复精力；植物芳香油还可以不同程度地提高人体神经系统、内分泌系统的功能，帮助人体提高免疫力，具有保健、美容、治疗的作用。

在今日崇尚回归自然、预防污染的风气下，人们对来自植物本体的芳香油越来越青睐。