题目内容
【题目】青蒿素是一种无色针状晶体,易溶于有机溶剂,不溶于水,不易挥发,60℃以上易分解,主要从黄花蒿中提取。近年来发现青蒿素具有较强的抗肿瘤作用。某科研小组按如下步骤进行了相关实验:
①从黄花蒿中提取青蒿素;
②将等量癌细胞分别接种到4组培养瓶中,适宜条件下培养24h后除去上清液;
③向4组培养瓶中分别加入等量含2、4、8,16μmol/L青蒿素的培养液,适宜条件下继续培养;
④72h后统计并计算各组的细胞增殖抑制率。
回答下列问题:
(1)提取青蒿素时不宜使用水蒸气蒸馏法,原因是_______________;根据青蒿素易溶于有机溶剂的特点,可采用有机溶剂萃取的方法,萃取前要将黄花蒿茎叶进行_______,以提高萃取效率。
(2)现有四氯化碳(沸点76.5℃)和乙醚(沸点34.5℃)两种溶剂,应选用_______作为萃取剂,不选用另外一种的理由是_____________________________________________。
(3)萃取青蒿素的过程应采用水浴加热;加热时常在加热瓶口安装回流冷凝装罝,目的是________________。萃取液在浓缩之前需进行__________,以除去萃取液中的不溶物。
(4)科研小组进行上述②④步骤实验的目的是__________。步骤③中需要设罝对照组,对照组的处理方法为_______________________。
【答案】青蒿素不易挥发,不能随水蒸气蒸馏出来(或水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质,而青蒿素不易挥发) 粉碎和干燥 乙醚 青蒿素在60℃以上易分解,应选择低沸点的萃取剂 防止有机溶剂挥发 过滤 探究青蒿素的浓度与细胞增殖抑制率的关系 在另一培养皿中加入等量的不含青蒿素的培养液,适宜条件下继续培养
【解析】
从题干信息可知,青蒿素易溶于有机溶剂,不溶于水,不易挥发,其性质可类比胡萝卜素,不宜使用水蒸气蒸馏法提取,可采用有机溶剂萃取法。由于萃取效率的高低与材料的含水量、颗粒大小、萃取温度和时间等有关,因此萃取前要将黄花蒿茎叶进行粉碎和干燥。
(1)水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质,而青蒿素不溶于水,不易挥发,不能随水蒸气蒸馏出,所以水蒸气蒸馏法不适用提取青蒿素。由于青蒿素易溶于有机溶剂,不溶于水,从黄花蒿中提取青蒿素时,应采用萃取法,并且通常在提取前将黄花蒿茎叶进行粉碎和干燥,充分破碎细胞,烘干水分,以便细胞中的青蒿素尽可能多的溶于有机溶剂中,以提高萃取效率。
(2)由于青蒿素在60℃以上易分解,故应选择低沸点的萃取剂,所以选择乙醚不选择四氯化碳。
(3)由于萃取剂遇明火易燃易爆,所以萃取青蒿素的过程应采用水浴加热;加热时常在加热瓶口安装回流冷凝装罝,目的是防止有机溶剂挥发,使得有机溶剂冷凝回流到瓶内,避免跟着提取物一起萃取出去。萃取液在浓缩之前需进行过滤,以除去萃取液中的不溶物,即去掉杂质,保证萃取的效率。
(4)根据步骤②③④可知该实验自变量为青蒿素的浓度,因变量是癌细胞的增殖抑制率,故本实验的目的是探究青蒿素的浓度与细胞增殖抑制率的关系。步骤③中缺少不加青蒿素的对照组,故需要设罝对照组,对照组一般是不经过处理的组,故处理方法为在另一培养皿中加入等量的不含青蒿素的培养液,在适宜并相同的条件下继续培养。
【题目】小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系,进行了如下实验。
(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下:
分 组 步 骤 | 红粒管 | 白粒管 | 对照管 | |
① | 加样 | 0.5mL提取液 | 0.5mL提取液 | C |
② | 加缓冲液(mL) | 1 | 1 | 1 |
③ | 加淀粉溶液(mL) | 1 | 1 | 1 |
④ | 37°C 保温适当时间,终止酶促反应,冷却至常温,加适量碘液显色 | |||
显色结果 | +++ | + | +++++ |
注:“+”数目越多表示蓝色越深
步骤①中加入C是_____________________,步骤②中加缓冲液的目的是_______________________。显色结果表明:淀粉酶活性较低的品种是_____________;据此推测:淀粉酶活性越低,穗发芽率越________。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小,为保持显色结果不变,则保温时间应_________。
(2)小麦淀粉酶包括:α-淀粉酶和β-淀粉酶,为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用,设计了如下方案:
I.红粒管、白粒管各加入相应提取液0.5mL,使α-淀粉酶失活;
II.红粒管、白粒管各加入相应提取液0.5mL ,X处理。
如上法实验操作并显色测定
X处理的作用是使________________________。若I中两管显色结果无明显差异,且II中的显色结果为红粒管颜色___________ 白粒管(填“深于”或“浅于”),则表明α-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。