蘇教版生物必修一講義第2章第2節(jié)第3課時核酸的結構和功能生物組織中糖類脂肪和蛋白質的檢測Word版含答案

第3課時核酸的結構和功能生物組織中糖類、脂肪和蛋白質的檢測學習目標核心素養(yǎng)1.概述核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子。2.檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質。1.從結構與功能相適應的視角，分析核酸的基本單位，認識DNA和RNA的長鏈結構，理解核酸的功能。2.通過對“目標2”的學習，領悟科學研究的方法，一、核酸的種類和基本組成單位1．種類：脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。2．基本組成單位：核苷酸。該結構的組成為：(1)脫氧核糖核苷酸(2)核糖核苷酸二、核酸的結構、分布和作用1．1953年，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNA分子雙螺旋結構。其特點是：(1)由反向平行的兩條脫氧核苷酸鏈組成。(2)DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側構成基本骨架。(3)堿基排列在內(nèi)側。2．一般來說，DNA由兩條核苷酸鏈構成，RNA由一條核苷酸鏈構成。3．核酸的分布和功能核酸種類分布作用DNA主要在細胞核中絕大多數(shù)生物的遺傳物質，遺傳信息的載體RNA主要在細胞質中少數(shù)病毒的遺傳物質，儲存遺傳信息三、檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質1．實驗原理(1)實驗依據(jù)：生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質與某些化學試劑反應后產(chǎn)生特定的顏色反應。(2)顏色反應①還原性糖＋斐林試劑eq\o(→,\s\up15(隔水加熱))磚紅色②脂肪＋蘇丹Ⅲ染色液→橘黃色③蛋白質＋雙縮脲試劑→紫色④淀粉＋碘液→藍色【鏈接】還原性糖與非還原性糖的區(qū)分還原性糖有葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖等，蔗糖不是還原性糖，淀粉在淀粉酶的催化下，可以水解為還原性糖——麥芽糖。2．實驗步驟(1)鑒定淀粉取材分組：取2支潔凈的試管，編號為A、B備用↓制備溶液：分別用100mL清水溶解2g蔗糖和2g淀粉，制成溶液備用↓鑒定：分別向A、B試管中加入3mL蔗糖溶液和淀粉溶液，各滴入等量的稀碘液↓結果：淀粉溶液變藍色，蔗糖溶液不變藍(2)鑒定還原性糖分組：另取3支潔凈的試管并編號為C、D、E備用結果：E試管產(chǎn)生磚紅色沉淀(3)鑒定脂肪取材：核桃種子(浸泡3～4h)，將子葉削成薄片↓制片eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①取片：取最理想的薄片（厚薄均勻）,②染色：在薄片上滴2～3滴蘇丹Ⅲ染色液,（染色2～3min）,③去浮色：用體積分數(shù)為50%的乙醇溶液洗去浮色,④制片：制成臨時裝片))↓觀察：在低倍鏡下尋找到已著色的圓形小顆粒，然后用高倍鏡觀察↓結果：圓形小顆粒呈橘黃色(說明有脂肪存在)(4)鑒定蛋白質1．DNA的基本單位是核糖核苷酸。()2．核苷酸由一分子磷酸，一分子核糖和一分子堿基構成。()3．DNA和RNA的區(qū)別是五碳糖的成分不同。()4．病毒的遺傳信息儲存在RNA中。()5．無論細菌、真菌還是動植物細胞，其遺傳物質均為DNA。()6．淀粉可以用斐林試劑鑒定并呈現(xiàn)藍色。水浴加熱條件下，蔗糖與斐林試劑發(fā)生作用生成磚紅色沉淀。()[答案]1.×提示：DNA的基本單位是脫氧核糖核苷酸。2．×提示：核苷酸由一分子磷酸，一分子五碳糖和一分子堿基構成。3．×提示：DNA和RNA在組成上的區(qū)別是五碳糖和含氮堿基的不同。4．×提示：病毒的遺傳信息儲存在DNA或RNA中。5．√6．×提示：蔗糖是非還原性糖，不與斐林試劑發(fā)生反應，淀粉可以用碘液鑒定并呈現(xiàn)藍色。核酸的結構和功能[問題探究]DNA指紋法在案件偵破工作中有著重要的用途。刑偵人員將從案發(fā)現(xiàn)場得到的血液、頭發(fā)等樣品中提取的DNA，與犯罪嫌疑人的DNA進行比較，就有可能為案件的偵破提供證據(jù)。1．試著說出DNA的中文全名。為什么DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息？提示：脫氧核糖核酸。DNA是人體的遺傳物質，而每個人的遺傳物質都有所區(qū)別，因此DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息。2．你還能說出DNA鑒定技術在其他方面的應用嗎？提示：DNA鑒定技術還可以運用在親子鑒定上。在研究人類起源、不同類群生物的親緣關系等方面，也可以利用DNA鑒定技術。3．如果得到了DNA方面的證據(jù)，是否還需要其他證據(jù)呢？提示：需要。因為DNA鑒定只是提供了犯罪嫌疑人的遺傳物質方面的信息，還需要有嫌疑人是否有作案動機、時間、是否在犯罪現(xiàn)場，以及是否有證人等其他證據(jù)。如果有人蓄意陷害某人，完全有可能將他的頭發(fā)、血液等含有DNA的物質放在現(xiàn)場。因此案件偵查工作應在DNA鑒定的基礎上，結合其他證據(jù)確定罪犯。[講解歸納]1．核酸的元素組成eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(（1）磷酸含有H、O、P三種元素。,（2）五碳糖含有C、H、O三種元素。,（3）腺嘌呤等含氮堿基含有C、H、,N等元素。))eq\a\vs4\al(核酸的組,成元素由,C、H、O、,N、P五種)2．基本單位——核苷酸的組成(1)脫氧核糖核苷酸中含有脫氧核糖，核糖核苷酸中含有核糖。(2)脫氧核糖核苷酸中特有的堿基是T，核糖核苷酸中特有的堿基是U。它們共有的堿基是A、G、C。(3)二者均含有磷酸。3．DNA分子的結構(1)結構示意圖(2)圖形解讀解讀外側內(nèi)側構成方式磷酸和脫氧核糖交替連接，兩條主鏈呈反向平行，有規(guī)則地盤旋成雙螺旋主鏈上對應的堿基以氫鍵連接成對，對應堿基之間互補(A—T，G—C)配對，堿基平面之間平行排列位置磷酸和脫氧核糖位于雙螺旋結構外側堿基位于雙螺旋結構內(nèi)側動態(tài)變化相對穩(wěn)定堿基比率和堿基序列可變4.生物的遺傳物質(1)細胞生物eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(真核生物：遺傳物質是DNA,原核生物：遺傳物質是DNA))(2)非細胞生物eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(大多數(shù)病毒：遺傳物質是DNA,極少數(shù)病毒：遺傳物質是RNA))特別提醒：不同生物的核酸、核苷酸及堿基的情況生物類別核酸核苷酸堿基遺傳物質舉例細胞生物DNA和RNA8種5種DNA細菌、人等病毒只含DNA4種4種DNA噬菌體只含RNA4種4種RNA艾滋病病毒1.如圖是生物體內(nèi)核酸的基本組成單位——核苷酸的模式圖，相關敘述正確的是()A．若a為核糖，則m有4種，分別是A、T、G、CB．若m為鳥嘌呤，則b的名稱是鳥嘌呤核糖核苷酸或鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸C．構成人體遺傳物質的b共有8種，a有2種，m有5種D．在HIV和SARS病毒中共可以檢測到2種a，5種m，8種bB[題干中圖示結構為核苷酸，其中a表示五碳糖，m表示含氮堿基。構成DNA的基本單位是脫氧核糖核苷酸，其中所含a為脫氧核糖，m有4種，分別是A、T、G、C；構成RNA的基本單位是核糖核苷酸，其中所含a為核糖，m有4種，分別是A、U、G、C。若a為核糖，則可判定b為核糖核苷酸，所含m為A、U、G、C4種。若m為鳥嘌呤，無法確定a的種類，若a為核糖，則b是鳥嘌呤核糖核苷酸；若a為脫氧核糖，則b是鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸。人體內(nèi)有DNA和RNA兩種核酸，但只有DNA才是遺傳物質，其基本構成單位是脫氧核糖核苷酸，共有4種，包括1種a(脫氧核糖)和4種m(A、T、G、C)。HIV和SARS病毒均只含有RNA，因此它們體內(nèi)只有1種a(核糖)、4種m(A、U、G、C)和4種b(核糖核苷酸)。]eq\a\vs4\al()(1)若圖中m為U，則核苷酸的名稱是什么？提示：尿嘧啶核糖核苷酸。(2)若圖中m為T，則a的名稱是什么？提示：脫氧核糖。2．下圖為核苷酸鏈的結構示意圖，下列敘述不正確的是()A．能構成一個完整核苷酸的是圖中的aB．圖中與每個五碳糖直接相連的磷酸有1個C．在一條核苷酸鏈中各核苷酸之間是通過化學鍵③連接起來的D．若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是TB[核苷酸是核酸的基本組成單位，每個核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖和一分子的含氮堿基組成，核苷酸分子通過磷酸二酯鍵連接形成核苷酸鏈。只有核苷酸鏈的末端五碳糖與1個磷酸相連，其余均與2個磷酸相連。]檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質[講解歸納]1．實驗用品分析(1)實驗材料選擇①被鑒定材料還原性糖的含量較高。鑒定還原性糖時除實驗中所選用的淀粉被淀粉酶催化產(chǎn)生還原性糖外，還可以選擇富含被鑒定物質的材料，如梨、蘋果等，但不能選擇甘蔗、甜菜等，因為這兩種實驗材料中含蔗糖較高，蔗糖不具有還原性。②顏色為白色或淺色。白色或淺色的材料可以避免材料本身的顏色遮蓋反應結果，如鑒定還原性糖時一般不選擇西瓜，鑒定蛋白質時一般不選擇肝臟等。(2)實驗材料處理①蛋白質鑒定實驗中，雞蛋清必須稀釋，否則蛋清會粘在試管壁上，反應不充分，且試管不易洗刷。②還原性糖、蛋白質的鑒定實驗中，在加相應試劑鑒定之前，要留出一部分組織樣液，以便與鑒定后的樣液顏色進行對比，增強實驗的說服力。(3)實驗用具①顯微鏡：先在低倍鏡下找到觀察的對象，將其移至視野中央，然后換成高倍鏡，通過調節(jié)細準焦螺旋進行觀察。②雙面刀片：可將兩個雙面刀片捏在一起，在兩個刀片之間的薄片較為理想。(4)實驗試劑使用①斐林試劑與雙縮脲試劑比較斐林試劑雙縮脲試劑成分質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液和質量濃度為0.質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液和質量濃度為0.鑒定物質還原糖蛋白質添加順序兩種溶液等量混合后使用先加入NaOH溶液，再加入CuSO4溶液反應條件隔水加熱不需加熱，搖勻即可反應現(xiàn)象淺藍色→棕色→磚紅色沉淀紫色絡合物②鑒定還原性糖和蛋白質的反應原理不同決定試劑的使用順序不同。鑒定還原性糖：反應原理是Cu(OH)2與還原性糖反應生成磚紅色的Cu2O沉淀，所以先將NaOH溶液和CuSO4溶液混合生成Cu(OH)2后再與還原性糖反應。鑒定蛋白質：反應原理是肽鍵在堿性環(huán)境中與Cu2＋反應產(chǎn)生紫色絡合物，所以先滴加NaOH的目的是制造堿性環(huán)境。2．實驗操作注意問題及原因分析(1)還原性糖鑒定的“一個唯一”“三個提醒”。①一個唯一：唯一需要加熱的實驗。②三個提醒。提醒1：斐林試劑現(xiàn)配現(xiàn)用，且NaOH溶液、CuSO4溶液應先混合，再添加。原因：斐林試劑很不穩(wěn)定。提醒2：一般不用酒精燈直接加熱，而是隔水加熱。直接加熱反應過快而影響觀察效果。提醒3：加熱時試管底部不能接觸燒杯底部，直接接觸會造成受熱不均勻，導致試管破裂。(2)脂肪鑒定的“一個唯一”“三個提醒”。①一個唯一：唯一需要顯微鏡的實驗。②三個提醒。提醒1：核桃種子浸泡時間不能過長，也不能過短。時間過長，組織較軟，切片不易成形；過短則不易切片。提醒2：切片時，要盡可能薄且均勻，切片厚會導致觀察不清楚。提醒3：用乙醇溶液洗去浮色，且速度要快。原因：a.不洗去浮色，會影響橘黃色脂肪顆粒的觀察。b．速度要快，否則乙醇溶液(脂溶性溶劑)會將核桃細胞中的脂肪顆粒溶解成油滴。(3)蛋白質鑒定的“三個提醒”。提醒1：試劑應先加NaOH溶液再加CuSO4溶液。先加NaOH溶液是為Cu2＋與蛋白質反應提供堿性環(huán)境。NaOH溶液、CuSO4溶液混裝或同時加入，會導致Cu2＋變成Cu(OH)2沉淀而失效。提醒2：CuSO4溶液不能多加，過多CuSO4其本身的藍色會遮蓋反應的真實顏色。提醒3：如用蛋清要先稀釋。如果稀釋度不夠，在實驗中蛋清會粘在試管壁上，與雙縮脲試劑反應不徹底，并且試管也不易洗干凈。若用大豆做材料，必須提前浸泡；且該實驗應預留部分組織樣液作對比。(4)易寫錯別字提示：“斐林試劑”中的“斐”不可錯寫成“非”，雙縮脲試劑中“脲”不可錯寫成“尿”。3．實驗結果的提醒(1)還原性糖鑒定時，溶液顏色變化：淺藍色→棕色→磚紅色(沉淀)。開始時的淺藍色是Cu(OH)2的顏色，后來的棕色是淺藍色和磚紅色的混合色，最后Cu2＋全部轉化成Cu2O，溶液呈現(xiàn)磚紅色。(2)用顯微鏡觀察染色的核桃種子，看到橘黃色顆粒，說明生物組織中含有脂肪。(3)向組織樣液中滴加雙縮脲試劑，樣液變成紫色，說明其中含有蛋白質。(4)蛋白質分子中的肽鍵與Cu2＋結合，生成紫色絡合物，因此蛋白質遇雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應。4．異常實驗結果及分析(1)還原性糖鑒定時，未出現(xiàn)磚紅色沉淀，溶液呈現(xiàn)藍色，可能的原因是沒有隔水加熱。(2)觀察脂肪組織切片時，一部分細胞清楚，另一部分較模糊的原因可能是切片標本厚薄不均勻。1．下圖為鑒定蛋白質的流程圖，其中甲、乙、丙、丁的含義分別是()A．黃豆?jié){、雙縮脲、2mL、3～4滴B．核桃種子研磨液、雙縮脲、3～4滴、2mLC．黃豆?jié){、雙縮脲、3～4滴、2mLD．核桃種子研磨液、斐林試劑、2mL、3～4滴A[鑒定蛋白質既可以用蛋清稀釋液，也可以用黃豆?jié){濾液；鑒定蛋白質所用的試劑是雙縮脲試劑，先加NaOH溶液2mL，再加CuSO4溶液3～4滴，故答案選A。]2．健康人的尿中含有極微量的蛋白質，若尿液中蛋白質含量過高，則稱為蛋白尿。除了腎臟疾病和涉及腎臟的其他疾病會引起蛋白尿外，健康人在劇烈運動后也會出現(xiàn)暫時性蛋白尿。臨床上常用雙縮脲法定性和定量檢測尿中的蛋白質。請完成下面的實驗，探究在某次劇烈運動后是否出現(xiàn)了蛋白尿。(1)材料用具：試管、量筒、劇烈運動前后的尿液、雙縮脲試劑A液(質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液)、雙縮脲試劑B液(質量濃度為0.(2)實驗原理：___________________________________。(3)實驗步驟：①取兩支試管，分別編號為A、B。②A中加入運動前的尿液2mL，B中加入________的尿液2mL。③先向A、B兩支試管中分別加入2mL________，并搖勻；再向兩支試管中分別加入3～4滴________，并搖勻。④對比觀察兩支試管中溶液的顏色變化。(4)預測結果及相應結論：預測結果相應結論①若A、B兩支試管中溶液均為淺藍色____________②________________________劇烈運動后，尿液中出現(xiàn)了蛋白質[解析]本題探究人在劇烈運動后是否會出現(xiàn)蛋白尿。本題所利用的原理是教材中有關蛋白質的鑒定方法。在探究實驗中要注意遵循單一變量原則和對照原則。階段對照實驗設計的步驟一般有四步：第一步：分別編號，即取兩支試管，分別編號為A、B(步驟①)。第二步：設置對照實驗，即向兩支試管中分別加入等量運動前和運動后的尿液，再滴加雙縮脲試劑(步驟②③)。第三步：觀察并記錄實驗結果，注意要設置觀察標準，即觀察顏色變化(步驟④)。第四步：依據(jù)顏色變化，得出結論。本題預測結果中的淺藍色是試劑本身所具有的顏色。[答案](2)蛋白質和雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(3)②劇烈運動后③雙縮脲試劑A液雙縮脲試劑B液(4)①劇烈運動后，尿液中無蛋白質出現(xiàn)②若A試管中溶液為淺藍色，B試管中溶液為紫色[課堂小結]知識網(wǎng)絡構建核心語句歸納1.核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質，在生物的遺傳、變異和蛋白質合成中具有重要作用。2.真核細胞的DNA主要分布在細胞核中，少量分布在線粒體和葉綠體中，RNA主要分布在細胞質中。3.核酸的基本單位是核苷酸，一分子核苷酸由一分子含氮堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成。4.核酸的初步水解產(chǎn)物是核苷酸，徹底水解產(chǎn)物是磷酸、五碳糖和含氮的堿基。5.單糖、麥芽糖、乳糖等還原性糖，與斐林試劑反應，生成磚紅色沉淀。淀粉、蔗糖等是非還原性糖。6.蘇丹Ⅲ染液可將脂肪染成橘黃色。7.蛋白質可與雙縮脲試劑反應，形成紫色的復雜化合物。1．下列關于核酸的敘述錯誤的是()A．RNA只分布在細胞質中，DNA只分布在細胞核內(nèi)B．尿嘧啶是RNA特有的堿基，胸腺嘧啶是DNA特有的堿基C．RNA和DNA的基本組成單位是核苷酸D．生物的遺傳物質是DNA或者是RNAA[RNA主要分布在細胞質中，細胞核中也含有少量RNA。DNA主要分布在細胞核中，細胞質中也含有少量DNA。]2．在剖開的小麥種子上滴加碘液；在可溶性淀粉溶液中注入新鮮的淀粉酶溶液后，加入新制的斐林試劑并隔水加熱。兩者的實驗現(xiàn)象分別是()A．都變藍B．都變成磚紅色C．前者變藍，后者變成磚紅色D．前者變成磚紅色，后者變藍C[小麥種子富含淀粉，遇碘液顯藍色；淀粉在淀粉酶作用下，水解為麥芽糖，麥芽糖是還原性糖，與斐林試劑反應呈磚紅色。]3．已知淀粉酶的成分為蛋白質，可將淀粉分解為葡萄糖。分析表格，可推測()溶液雙縮脲試劑碘液斐林試劑甲＋－－乙－＋＋－甲、乙混合＋＋＋注：“＋”顯色，“＋＋”顯色更深；“－”不顯色。A．甲溶液含有淀粉 B．乙溶液含有還原性糖C．混合溶液不含淀粉 D．混合溶液含有淀粉酶D[雙縮脲試劑、碘液、斐林試劑分別用于檢測蛋白質、淀粉和還原性糖。根據(jù)實驗結果可知：甲溶液中含有蛋白質，不含淀粉，A錯誤；乙溶液中含有淀粉，不含還原性糖，B錯誤；混合溶液遇碘呈藍色，說明混合溶液中含有淀粉，C錯誤；甲、乙混合后淀粉含量減少并產(chǎn)生了還原性糖，說明甲溶液中的淀粉酶將淀粉部分水解產(chǎn)生了還原性糖，由于淀粉酶的成分為蛋白質，加入雙縮脲試劑后，呈紫色，D正確。]4．如圖中的①代表磷酸，②代表五碳糖，③代表含氮堿基。請據(jù)圖回答：(1)若③是胞嘧啶，當②是________時，該圖代表胞嘧啶核糖核苷酸；當②是________時，該圖代表胞嘧啶脫氧核苷酸。(2)若③是尿嘧啶，則②是________；若③是胸腺嘧啶，則②是________，此圖叫做__________________。(3)若②是核糖，則③有________種，若②是脫氧核糖，則③有________種。(4)若該圖所示的物質只存在于SARS病毒中，則②一定是________，而③可以是________、________、________、________。[解析]1分子核苷酸由1分子①磷酸和1分子②五碳糖和