Question

【题目】2019年9月17日，诺奖获得者屠呦呦被授予共和国勋章，其科研团队提取的青蒿素使数百万人的生命得以挽救，已知青蒿素属于青蒿中非挥发性成分，易溶于氯仿、丙酮，可溶于乙醇、甲醇、乙醚，在水中几乎不溶，对热不稳定，温度最好不要超过60℃

（1）青蒿化学成分分为挥发性及非挥发性两类，挥发性成分主要是挥发油，具有解热镇痛、止咳平喘的功效，提取挥发油常用的方法是_________________。

（2）某科研小组利用植物黄花高叶提取青高素，流程如下图所示：

干燥→粉碎→A（反复进行）→过滤→B→粗品→精制

①黄花藕叶含有水分，在对新鲜的黄花蒿叶进行干燥处理时，要注意控制好______，以避免_______。

②图中A过程表示萃取，取的效率上要取决于__________，从影响萃取效果的因素来看，还应该考虑______________等因素（写出两点即可）。

③B过程表示__________________。

④为了探索青蒿素对肝癌细胞的抑制作用及其作用机制，利用含不同浓度青蒿素的细胞培养液分别培养人肝癌细胞（HepG2）24、48、72h，采用细胞活力检测（cell viability）法检测细胞增殖活性，结果如图所示。

对照组的设置：取瓶等量人肝癌细胞HepG2，各加入___________，分别培养24、48、72h。

实验结果显示：在一定的浓度范围内，随着_______________，HepG2细胞的增殖受到了抑制。

Answer 1

【答案】蒸馏法（或水蒸气蒸馏法） （干燥的）时间和温度（温度过高、干燥时间太长导致） 青蒿素分解 萃取剂的性质和使用量 原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的时间、萃取的温度 浓缩 等量不含青蒿素的细胞培养液（等量、不含青蒿素、细胞培养液） 青蒿素浓度的增大及培养时间的延长

【解析】

1、植物有效成分的提取的方法通常有三种：蒸馏、压榨和萃取。

（1）蒸馏法：芳香油具有挥发性．把含有芳香油的花、叶等放入水中加热，水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物；冷却后，油水混合物又会重新分成油层和水层，除去水层便得到芳香油，这种提取方法叫蒸馏法。

（2）萃取法：这种方法需要将新鲜的香花等植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中，是芳香油充分溶解，然后蒸去低沸点的溶剂，剩下的就是芳香油．萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和用量，同时还受原料颗粒的大小、含水量等条件的影响。

（3）压榨法：在橘子、柠檬、甜橙等植物的果皮中，芳香油的含量较多，可以用机械压力直接榨出，这种提取方法叫压榨法。

2、据坐标曲线显示，随着青蒿素浓度的增加，肝细胞的相对活性降低。

3、一般在探究实验中，要遵循单一变量和对照性原则，同时无关变量要保持相同且适宜。分析实验可知，实验的自变量为青蒿素的浓度与作用时间，而人肝癌细胞的数量、培养时间、溶液的用量等都属于无关变量。

（1）提取青蒿挥发油适宜的方法是蒸馏法，原因是青蒿油具有挥发性，促进油水分离宜采用加入NaCl，除去青蒿油的水分可采用加入无水硫酸钠。

（2）①在对黄花蒿叶进行干燥时，要注意控制温度和时间，否则会引起青高素的分解。青高素的萃取过程应该避免明火加热，采用水浴加热，原因是萃取剂是有机溶剂，直接使用明火加热容易引起燃烧或爆炸。

②提取青蒿素适宜的方法是萃取法，影响该方法的主要因素是萃取剂的性质和使用量，同时也受萃取时间、温度、材料的颗粒大小、含水量及紧密程度等因素的影响。

③挥发油主要采用水蒸汽蒸馏提取，减压蒸馏分离，其工艺为：投料→加水→蒸馏→冷却→油水分离→精油；非挥发性成分主要采用有机溶剂提取，柱层析及重结晶分离，基本工艺为：干燥→粉碎→萃取（反复进行）→过滤→浓缩提取液→粗品→精制。

④根据单一变量原则，实验设计中除了自变量以外其余因素应控制相同，本实验中自变量为青蒿素的浓度、肝细胞培养时间，其余均为无关变量。根据坐标曲线数据，可以取一定数量的培养瓶均等分成6组，编号A、B、C、D、E作为实验组，编号F组作为对照组。A-F组每个培养瓶中均加入适量且等量的小鼠肝癌细胞悬液和培养液，A-E组每个培养瓶分别加入相应浓度的青蒿素溶液，F组加入等量生理盐水（不加青蒿素）。把每个培养瓶置于37℃条件下培养适当时间。分别用细胞活力检测（cell viability）法测定各培养瓶中癌细胞增殖活性相关数据，求取各组平均值。

从坐标曲线可以看出，随着青蒿素浓度的增加，细胞的相对活性减弱；癌细胞培养72小时的培养瓶中，细胞的相对活性最低。说明在一定的浓度范围内，随着青蒿素浓度的增加和培养时间的延长，HepG2细胞的增殖受到了抑制。