Question

【題目】2019年9月17日，諾獎獲得者屠呦呦被授予共和國勛章，其科研團隊提取的青蒿素使數百萬人的生命得以挽救，已知青蒿素屬于青蒿中非揮發性成分，易溶于氯仿、丙酮，可溶于乙醇、甲醇、乙醚，在水中幾乎不溶，對熱不穩定，溫度最好不要超過60℃

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

（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（反復進行）→過濾→B→粗品→精制

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

②圖中A過程表示萃取，取的效率上要取決于__________，從影響萃取效果的因素來看，還應該考慮______________等因素（寫出兩點即可）。

③B過程表示__________________。

④為了探索青蒿素對肝癌細胞的抑制作用及其作用機制，利用含不同濃度青蒿素的細胞培養液分別培養人肝癌細胞（HepG2）24、48、72h，采用細胞活力檢測（cell viability）法檢測細胞增殖活性，結果如圖所示。

對照組的設置：取瓶等量人肝癌細胞HepG2，各加入___________，分別培養24、48、72h。

實驗結果顯示：在一定的濃度范圍內，隨著_______________，HepG2細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）時間和溫度（溫度過高、干燥時間太長導致） 青蒿素分解 萃取劑的性質和使用量 原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的時間、萃取的溫度 濃縮 等量不含青蒿素的細胞培養液（等量、不含青蒿素、細胞培養液） 青蒿素濃度的增大及培養時間的延長

【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：芳香油具有揮發性．把含有芳香油的花、葉等放入水中加熱，水蒸氣能將揮發性較強的芳香油攜帶出來，形成油水混合物；冷卻后，油水混合物又會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、石油醚等低沸點的有機溶劑中，是芳香油充分溶解，然后蒸去低沸點的溶劑，剩下的就是芳香油．萃取的效率主要取決于萃取劑的性質和用量，同時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，可以用機械壓力直接榨出，這種提取方法叫壓榨法。

2、據坐標曲線顯示，隨著青蒿素濃度的增加，肝細胞的相對活性降低。

3、一般在探究實驗中，要遵循單一變量和對照性原則，同時無關變量要保持相同且適宜。分析實驗可知，實驗的自變量為青蒿素的濃度與作用時間，而人肝癌細胞的數量、培養時間、溶液的用量等都屬于無關變量。

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

（2）①在對黃花蒿葉進行干燥時，要注意控制溫度和時間，否則會引起青高素的分解。青高素的萃取過程應該避免明火加熱，采用水浴加熱，原因是萃取劑是有機溶劑，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和使用量，同時也受萃取時間、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；非揮發性成分主要采用有機溶劑提取，柱層析及重結晶分離，基本工藝為：干燥→粉碎→萃取（反復進行）→過濾→濃縮提取液→粗品→精制。

④根據單一變量原則，實驗設計中除了自變量以外其余因素應控制相同，本實驗中自變量為青蒿素的濃度、肝細胞培養時間，其余均為無關變量。根據坐標曲線數據，可以取一定數量的培養瓶均等分成6組，編號A、B、C、D、E作為實驗組，編號F組作為對照組。A-F組每個培養瓶中均加入適量且等量的小鼠肝癌細胞懸液和培養液，A-E組每個培養瓶分別加入相應濃度的青蒿素溶液，F組加入等量生理鹽水（不加青蒿素）。把每個培養瓶置于37℃條件下培養適當時間。分別用細胞活力檢測（cell viability）法測定各培養瓶中癌細胞增殖活性相關數據，求取各組平均值。

從坐標曲線可以看出，隨著青蒿素濃度的增加，細胞的相對活性減弱；癌細胞培養72小時的培養瓶中，細胞的相對活性最低。說明在一定的濃度范圍內，隨著青蒿素濃度的增加和培養時間的延長，HepG2細胞的增殖受到了抑制。