2019-2020年高中生物《植物芳香油的提取》教案3 新人教版選修1.doc

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2019-2020年高中生物《植物芳香油的提取》教案3 新人教版選修1 本課題通過(guò)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)提取植物芳香油，使學(xué)生了解提取植物芳香油的基本原理，研究從生物材料中提取特定成分的方法，初步學(xué)會(huì)某些植物芳香油的提取技術(shù)。 二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：植物芳香油的提取技術(shù)；針對(duì)原料的不同特點(diǎn)，采用適宜的提取方法。 教學(xué)難點(diǎn)：植物芳香油的提取技術(shù)；針對(duì)原料的不同特點(diǎn)，采用適宜的提取方法。 三、教學(xué)背景分析 課題背景從古代人類將芳香植物或花卉制成干品，當(dāng)作藥物和香料使用談起，引入到歐洲中世紀(jì)香料貿(mào)易的發(fā)展，促成了植物芳香油提取技術(shù)的誕生，反映了社會(huì)生活的需要對(duì)科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)。隨著有機(jī)化學(xué)的發(fā)展，人造香料日益普及，但人們對(duì)天然植物芳香油仍情有獨(dú)鐘，它一方面說(shuō)明了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展賦予了人類更多的自由，同時(shí)也反映了人造物依舊很難取代自然產(chǎn)物的事實(shí)。在充分體現(xiàn)了植物芳香油與人類社會(huì)生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系后，教材說(shuō)明了本課題的目標(biāo)：了解提取植物芳香油的原理，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，從橘皮或玫瑰花中提取芳香油。在教學(xué)中可充分利用上述素材，對(duì)學(xué)生進(jìn)行生動(dòng)的科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的教育，并激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的興趣。 四、基礎(chǔ)知識(shí)分析與教學(xué) （一）植物芳香油的來(lái)源 知識(shí)要點(diǎn)：1.植物芳香油的來(lái)源和發(fā)展歷史；2.植物芳香油的主要化學(xué)成分。 教學(xué)：在介紹植物芳香油的來(lái)源時(shí)，宜結(jié)合教材提供的旁欄資料進(jìn)行講解，讓學(xué)生對(duì)植物芳香油的廣泛來(lái)源有一個(gè)初步的了解。還可以采取學(xué)生查閱資料和介紹相關(guān)的小故事等方式，使學(xué)生大致了解植物芳香油的發(fā)展歷史。 （二）植物芳香油的提取方法 知識(shí)要點(diǎn)：提取植物芳香油的三種基本方法：蒸餾、壓榨和萃取。 教學(xué)：可以通過(guò)列舉日常生活中的一些具體事例，幫助學(xué)生熟悉提取植物芳香油的三種基本方法，并理解其原理。例如，實(shí)驗(yàn)室制備蒸餾水就用到了蒸餾的方法；超市出售的手動(dòng)榨汁器，其原理與教材介紹的壓榨法是類似的；等等。此外，還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析這三種方法的優(yōu)點(diǎn)與不足，讓學(xué)生嘗試根據(jù)不同的原料，選用適宜的提取方法。 五、實(shí)驗(yàn)案例 玫瑰精油的提取 5月上、中旬是玫瑰的盛開期，最好是選用當(dāng)天采摘的鮮玫瑰花。將花瓣用清水沖洗，去掉上面的灰塵等雜質(zhì)，瀝干水分。由于玫瑰精油化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，從玫瑰花中提取玫瑰精油可采取水中蒸餾法。本實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟如下。 1.稱取50 g玫瑰花瓣，放入500 mL的圓底燒瓶中，加入200 mL蒸餾水。按教科書圖6-2所示安裝蒸餾裝置。蒸餾裝置包括：鐵架臺(tái)兩個(gè)、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾瓶、橡膠塞、蒸餾頭、溫度計(jì)、直型冷凝管、接液管、錐形瓶，以及連接進(jìn)水口和出水口的橡皮管。所有儀器必須事先干燥，保證無(wú)水。整套蒸餾裝置可分為左、中、右三部分，其中左邊的部分通過(guò)加熱進(jìn)行蒸餾，中部將蒸餾物冷凝，右邊的部分用來(lái)接收。安裝儀器一般都按照自下而上、從左到右的順序。拆卸儀器的順序與安裝時(shí)相反。具體安裝順序和方法如下。 （1）固定熱源──酒精燈。 （2）固定蒸餾瓶，使其離熱源的距離如教科書中圖6-2所示，并且保持蒸餾瓶軸心與鐵架臺(tái)的水平面垂直。 （3）安裝蒸餾頭，使蒸餾頭的橫截面與鐵架臺(tái)平行。 （4）連接冷凝管。保證上端出水口向上，通過(guò)橡皮管與水池相連；下端進(jìn)水口向下，通過(guò)橡皮管與水龍頭相連。 （5）連接接液管（或稱尾接管）。 （6）將接收瓶瓶口對(duì)準(zhǔn)尾接管的出口。常壓蒸餾一般用錐形瓶而不用燒杯作接受器，接收瓶應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前稱重，并做好記錄。 （7）將溫度計(jì)固定在蒸餾頭上，使溫度計(jì)水銀球的上限與蒸餾頭側(cè)管的下限處在同一水平線上。 2.蒸餾裝置安裝完畢后，可以在蒸餾瓶中加幾粒沸石，防止液體過(guò)度沸騰。打開水龍頭，緩緩?fù)ㄈ肜渌?，然后開始加熱。加熱時(shí)可以觀察到，蒸餾瓶中的液體逐漸沸騰，蒸氣逐漸上升，溫度計(jì)讀數(shù)也略有上升。當(dāng)蒸氣的頂端達(dá)到溫度計(jì)水銀球部位時(shí)，溫度計(jì)讀數(shù)急劇上升。在整個(gè)蒸餾過(guò)程中，應(yīng)保證溫度計(jì)的水銀球上常有因冷凝作用而形成的液滴。控制蒸餾的時(shí)間和速度，通常以每秒1～2滴為宜。蒸餾完畢，應(yīng)先撤出熱源，然后停止通水，最后拆卸蒸餾裝置，拆卸的順序與安裝時(shí)相反。 3.收集錐形瓶中的乳白色的乳濁液，向錐形瓶中加入質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的氯化鈉溶液，使乳化液分層。然后將其倒入分液漏斗中，用分液漏斗將油層和水層完全分開。打開頂塞，再將活塞緩緩旋開，放出下層的玫瑰精油，用接收瓶收集。向接收瓶中加入無(wú)水硫酸鈉，吸去油層中含有的水分，放置過(guò)夜。 為了更好地將油、水兩層液體分離，操作時(shí)應(yīng)注意正確使用分液漏斗。分液漏斗的使用方法如下。 （1）首先把活塞擦干，為活塞均勻涂上一層潤(rùn)滑脂，注意切勿將潤(rùn)滑脂涂得太厚或使?jié)櫥M(jìn)入活塞孔中，以免污染萃取液。 （2）塞好活塞后，把活塞旋轉(zhuǎn)幾圈，使?jié)櫥植季鶆?。并用水檢查分液漏斗的頂塞與活塞處是否滲漏，確認(rèn)不漏水后再使用。 （3）將分液漏斗放置在大小合適的、并已固定在鐵架臺(tái)上的鐵圈中，關(guān)好活塞。將待分離的液體從上部開口處倒入漏斗中，塞緊頂塞，注意頂塞不能涂潤(rùn)滑脂。 （4）取下分液漏斗，用右手手掌頂住漏斗頂塞并握住漏斗頸，左手握住漏斗活塞處，大拇指壓緊活塞，將分液漏斗略傾斜，前后振蕩（開始振蕩時(shí)要慢）。 （5）振蕩后，使漏斗口仍保持原傾斜狀態(tài)，左手仍握在漏斗活塞處，下部管口指向無(wú)人處，用拇指和食指旋開活塞，使其釋放出漏斗內(nèi)的蒸氣或產(chǎn)生的氣體，以使內(nèi)外壓力平衡，這一步操作也稱做“放氣”。 （6）重復(fù)上述操作，直至分液漏斗中只放出很少的氣體時(shí)為止。再將分液漏斗劇烈振蕩2～3 min，然后將漏斗放回鐵圈中，待液體靜置分層。 橘皮精油的提取 課前準(zhǔn)備 在實(shí)驗(yàn)前一天，需要準(zhǔn)備新鮮的、沒(méi)有霉?fàn)€的橘皮，用量可根據(jù)實(shí)驗(yàn)人數(shù)來(lái)決定。用清水沖洗橘皮，去掉灰塵等雜質(zhì)，瀝干水分后，將橘皮攤放在干燥通風(fēng)處。將晾干的橘皮浸泡在pH大于12、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%～8%的石灰水中，時(shí)間為16～24 h，中間翻動(dòng)2～3次。浸泡好的橘皮呈黃色、無(wú)白芯、稍硬、脆而不斷、具有彈性。這樣的橘皮在壓榨時(shí)不易打滑，橘油的噴射力強(qiáng)；壓榨后的殘?jiān)暑w粒狀，殘?jiān)械暮康?，黏稠度不太高，過(guò)濾時(shí)比較順利，不易堵塞篩孔。 提取橘皮精油的具體步驟如下。 1.將浸泡后的橘皮，用流動(dòng)的水漂洗，洗凈后撈起、瀝干。一定要將橘皮徹底沖洗干凈。然后將橘皮粉碎至3 mm大小，放入家用榨汁機(jī)或手動(dòng)壓榨機(jī)中粉碎。粉碎時(shí)加入與橘皮同質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的小蘇打和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的硫酸鈉溶液，并調(diào)節(jié)pH為7～8。 2.在榨出的油水混合液中加入明礬，使之沉淀并變澄清，然后用布袋過(guò)濾，除去糊狀殘?jiān)Ｔ賹⒌玫降幕旌衔?，? 000 r/min～8 000 r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速離心。在正常情況下，離心后獲得的香精油將是澄清透明的。 3.分離出的香精油往往帶有少量水分和蠟質(zhì)等雜質(zhì)，為了進(jìn)一步除去雜質(zhì)，可以將分離的產(chǎn)品放在5 ℃～10 ℃的冰箱中，靜置5～7 d，讓雜質(zhì)與水下沉。然后用吸管吸出上層澄清的油層，再通過(guò)墊有濾紙或石棉紙的漏斗進(jìn)行減壓抽濾，得到黃色油狀的橘皮精油。 六、課題成果評(píng)價(jià) （一）是否提取出了植物精油 觀察學(xué)生提取出的玫瑰精油或橘皮精油，從顏色、氣味等方面來(lái)評(píng)價(jià)所提取的精油的純度和質(zhì)量。從玫瑰花提取的芳香油是淺黃色至黃色的液體，并帶有甜韻的玫瑰香；從橘皮提取的橘皮精油無(wú)色透明，具有誘人的橘香味。本課題只是對(duì)兩種精油進(jìn)行了初步的提取，其中仍然含有大量的雜質(zhì)。 （二）出油率的計(jì)算 根據(jù)教科書提供的公式計(jì)算出油率。如果出油率高，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)合理；如果出油率低，可以幫助學(xué)生從實(shí)驗(yàn)方法的選擇、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作等各方面分析原因，改進(jìn)后再作嘗試。