Question

【題目】2019年9月17日，諾獎(jiǎng)獲得者屠呦呦被授予共和國(guó)勛章，其科研團(tuán)隊(duì)提取的青蒿素使數(shù)百萬(wàn)人的生命得以挽救，已知青蒿素屬于青蒿中非揮發(fā)性成分，易溶于氯仿、丙酮，可溶于乙醇、甲醇、乙醚，在水中幾乎不溶，對(duì)熱不穩(wěn)定，溫度最好不要超過(guò)60℃

（1）青蒿化學(xué)成分分為揮發(fā)性及非揮發(fā)性兩類，揮發(fā)性成分主要是揮發(fā)油，具有解熱鎮(zhèn)痛、止咳平喘的功效，提取揮發(fā)油常用的方法是_________________。

（2）某科研小組利用植物黃花高葉提取青高素，流程如下圖所示：

干燥→粉碎→A（反復(fù)進(jìn)行）→過(guò)濾→B→粗品→精制

①黃花藕葉含有水分，在對(duì)新鮮的黃花蒿葉進(jìn)行干燥處理時(shí)，要注意控制好______，以避免_______。

②圖中A過(guò)程表示萃取，取的效率上要取決于__________，從影響萃取效果的因素來(lái)看，還應(yīng)該考慮______________等因素（寫出兩點(diǎn)即可）。

③B過(guò)程表示__________________。

④為了探索青蒿素對(duì)肝癌細(xì)胞的抑制作用及其作用機(jī)制，利用含不同濃度青蒿素的細(xì)胞培養(yǎng)液分別培養(yǎng)人肝癌細(xì)胞（HepG2）24、48、72h，采用細(xì)胞活力檢測(cè)（cell viability）法檢測(cè)細(xì)胞增殖活性，結(jié)果如圖所示。

對(duì)照組的設(shè)置：取瓶等量人肝癌細(xì)胞HepG2，各加入___________，分別培養(yǎng)24、48、72h。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：在一定的濃度范圍內(nèi)，隨著_______________，HepG2細(xì)胞的增殖受到了抑制。

Answer 1

【答案】蒸餾法（或水蒸氣蒸餾法） （干燥的）時(shí)間和溫度（溫度過(guò)高、干燥時(shí)間太長(zhǎng)導(dǎo)致） 青蒿素分解 萃取劑的性質(zhì)和使用量 原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的時(shí)間、萃取的溫度 濃縮 等量不含青蒿素的細(xì)胞培養(yǎng)液（等量、不含青蒿素、細(xì)胞培養(yǎng)液） 青蒿素濃度的增大及培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)

【解析】

1、植物有效成分的提取的方法通常有三種：蒸餾、壓榨和萃取。

（1）蒸餾法：芳香油具有揮發(fā)性．把含有芳香油的花、葉等放入水中加熱，水蒸氣能將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來(lái)，形成油水混合物；冷卻后，油水混合物又會(huì)重新分成油層和水層，除去水層便得到芳香油，這種提取方法叫蒸餾法。

（2）萃取法：這種方法需要將新鮮的香花等植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑中，是芳香油充分溶解，然后蒸去低沸點(diǎn)的溶劑，剩下的就是芳香油．萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和用量，同時(shí)還受原料顆粒的大小、含水量等條件的影響。

（3）壓榨法：在橘子、檸檬、甜橙等植物的果皮中，芳香油的含量較多，可以用機(jī)械壓力直接榨出，這種提取方法叫壓榨法。

2、據(jù)坐標(biāo)曲線顯示，隨著青蒿素濃度的增加，肝細(xì)胞的相對(duì)活性降低。

3、一般在探究實(shí)驗(yàn)中，要遵循單一變量和對(duì)照性原則，同時(shí)無(wú)關(guān)變量要保持相同且適宜。分析實(shí)驗(yàn)可知，實(shí)驗(yàn)的自變量為青蒿素的濃度與作用時(shí)間，而人肝癌細(xì)胞的數(shù)量、培養(yǎng)時(shí)間、溶液的用量等都屬于無(wú)關(guān)變量。

（1）提取青蒿揮發(fā)油適宜的方法是蒸餾法，原因是青蒿油具有揮發(fā)性，促進(jìn)油水分離宜采用加入NaCl，除去青蒿油的水分可采用加入無(wú)水硫酸鈉。

（2）①在對(duì)黃花蒿葉進(jìn)行干燥時(shí)，要注意控制溫度和時(shí)間，否則會(huì)引起青高素的分解。青高素的萃取過(guò)程應(yīng)該避免明火加熱，采用水浴加熱，原因是萃取劑是有機(jī)溶劑，直接使用明火加熱容易引起燃燒或爆炸。

②提取青蒿素適宜的方法是萃取法，影響該方法的主要因素是萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時(shí)也受萃取時(shí)間、溫度、材料的顆粒大小、含水量及緊密程度等因素的影響。

③揮發(fā)油主要采用水蒸汽蒸餾提取，減壓蒸餾分離，其工藝為：投料→加水→蒸餾→冷卻→油水分離→精油；非揮發(fā)性成分主要采用有機(jī)溶劑提取，柱層析及重結(jié)晶分離，基本工藝為：干燥→粉碎→萃�。ǚ磸�(fù)進(jìn)行）→過(guò)濾→濃縮提取液→粗品→精制。

④根據(jù)單一變量原則，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中除了自變量以外其余因素應(yīng)控制相同，本實(shí)驗(yàn)中自變量為青蒿素的濃度、肝細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)間，其余均為無(wú)關(guān)變量。根據(jù)坐標(biāo)曲線數(shù)據(jù)，可以取一定數(shù)量的培養(yǎng)瓶均等分成6組，編號(hào)A、B、C、D、E作為實(shí)驗(yàn)組，編號(hào)F組作為對(duì)照組。A-F組每個(gè)培養(yǎng)瓶中均加入適量且等量的小鼠肝癌細(xì)胞懸液和培養(yǎng)液，A-E組每個(gè)培養(yǎng)瓶分別加入相應(yīng)濃度的青蒿素溶液，F組加入等量生理鹽水（不加青蒿素）。把每個(gè)培養(yǎng)瓶置于37℃條件下培養(yǎng)適當(dāng)時(shí)間。分別用細(xì)胞活力檢測(cè)（cell viability）法測(cè)定各培養(yǎng)瓶中癌細(xì)胞增殖活性相關(guān)數(shù)據(jù)，求取各組平均值。

從坐標(biāo)曲線可以看出，隨著青蒿素濃度的增加，細(xì)胞的相對(duì)活性減弱；癌細(xì)胞培養(yǎng)72小時(shí)的培養(yǎng)瓶中，細(xì)胞的相對(duì)活性最低。說(shuō)明在一定的濃度范圍內(nèi)，隨著青蒿素濃度的增加和培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，HepG2細(xì)胞的增殖受到了抑制。