1、第3课时核酸的结构和功能生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测学 习 目 标核 心 素 养1.概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。2.检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。1.从结构与功能相适应的视角，分析核酸的基本单位，认识DNA和RNA的长链结构，理解核酸的功能。2.通过对“目标2”的学习，领悟科学研究的方法，并习得相关的操作技能。一、核酸的种类和基本组成单位1种类：脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。2基本组成单位：核苷酸。该结构的组成为：(1)脱氧核糖核苷酸(2)核糖核苷酸二、核酸的结构、分布和作用11953年，沃森和克里克发现了DNA分子双螺旋结构。其特点
2、是：(1)由反向平行的两条脱氧核苷酸链组成。(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架。(3)碱基排列在内侧。2一般来说，DNA由两条核苷酸链构成，RNA由一条核苷酸链构成。3核酸的分布和功能核酸种类分布作用DNA主要在细胞核中绝大多数生物的遗传物质，遗传信息的载体RNA主要在细胞质中少数病毒的遗传物质，储存遗传信息三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1实验原理(1)实验依据：生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质与某些化学试剂反应后产生特定的颜色反应。(2)颜色反应还原性糖斐林试剂砖红色脂肪苏丹染色液橘黄色蛋白质双缩脲试剂紫色淀粉碘液蓝色【链接】还原性糖与非还原性糖的区分还
3、原性糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等，蔗糖不是还原性糖，淀粉在淀粉酶的催化下，可以水解为还原性糖麦芽糖。2实验步骤(1)鉴定淀粉取材分组：取2支洁净的试管，编号为A、B备用制备溶液：分别用100 mL清水溶解2 g蔗糖和2 g淀粉，制成溶液备用鉴定：分别向A、B试管中加入3 mL蔗糖溶液和淀粉溶液，各滴入等量的稀碘液结果：淀粉溶液变蓝色，蔗糖溶液不变蓝(2)鉴定还原性糖分组：另取3支洁净的试管并编号为C、D、E备用结果：E试管产生砖红色沉淀(3)鉴定脂肪取材：核桃种子(浸泡34 h)，将子叶削成薄片制片观察：在低倍镜下寻找到已着色的圆形小颗粒，然后用高倍镜观察结果：圆形小颗粒呈橘黄色(说明有脂
4、肪存在)(4)鉴定蛋白质1DNA的基本单位是核糖核苷酸。()2核苷酸由一分子磷酸，一分子核糖和一分子碱基构成。()3DNA和RNA的区别是五碳糖的成分不同。()4病毒的遗传信息储存在RNA中。()5无论细菌、真菌还是动植物细胞，其遗传物质均为DNA。()6淀粉可以用斐林试剂鉴定并呈现蓝色。水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀。()答案1.提示：DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸。2提示：核苷酸由一分子磷酸，一分子五碳糖和一分子碱基构成。3提示：DNA和RNA在组成上的区别是五碳糖和含氮碱基的不同。4提示：病毒的遗传信息储存在DNA或RNA中。56提示：蔗糖是非还原性糖，不与斐林试
5、剂发生反应，淀粉可以用碘液鉴定并呈现蓝色。核酸的结构和功能问题探究DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。1试着说出DNA的中文全名。为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？提示：脱氧核糖核酸。DNA是人体的遗传物质，而每个人的遗传物质都有所区别，因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。2你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？提示：DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定上。在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面，也可以利用DNA鉴定技术。3如果得到了DNA方面的证据，是否
6、还需要其他证据呢？提示：需要。因为DNA鉴定只是提供了犯罪嫌疑人的遗传物质方面的信息，还需要有嫌疑人是否有作案动机、时间、是否在犯罪现场，以及是否有证人等其他证据。如果有人蓄意陷害某人，完全有可能将他的头发、血液等含有DNA的物质放在现场。因此案件侦查工作应在DNA鉴定的基础上，结合其他证据确定罪犯。讲解归纳1核酸的元素组成2基本单位核苷酸的组成(1)脱氧核糖核苷酸中含有脱氧核糖，核糖核苷酸中含有核糖。(2)脱氧核糖核苷酸中特有的碱基是T，核糖核苷酸中特有的碱基是U。它们共有的碱基是A、G、C。(3)二者均含有磷酸。3DNA分子的结构(1)结构示意图(2)图形解读解读外侧内侧构成方式磷酸和脱氧
7、核糖交替连接，两条主链呈反向平行，有规则地盘旋成双螺旋主链上对应的碱基以氢键连接成对，对应碱基之间互补(AT，GC)配对，碱基平面之间平行排列位置磷酸和脱氧核糖位于双螺旋结构外侧碱基位于双螺旋结构内侧动态变化相对稳定碱基比率和碱基序列可变4.生物的遗传物质(1)细胞生物(2)非细胞生物特别提醒：不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况生物类别核酸核苷酸碱基遗传物质举例细胞生物DNA和RNA8种5种DNA细菌、人等病毒只含DNA4种4种DNA噬菌体只含RNA4种4种RNA艾滋病病毒1.如图是生物体内核酸的基本组成单位核苷酸的模式图，相关叙述正确的是()A若a为核糖，则m有4种，分别是A、T、G、CB若
8、m为鸟嘌呤，则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸C构成人体遗传物质的b共有8种，a有2种，m有5种D在HIV和SARS病毒中共可以检测到2种a,5种m,8种bB题干中图示结构为核苷酸，其中a表示五碳糖，m表示含氮碱基。构成DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，其中所含a为脱氧核糖，m有4种，分别是A、T、G、C；构成RNA的基本单位是核糖核苷酸，其中所含a为核糖，m有4种，分别是A、U、G、C。若a为核糖，则可判定b为核糖核苷酸，所含m为A、U、G、C 4种。若m为鸟嘌呤，无法确定a的种类，若a为核糖，则b是鸟嘌呤核糖核苷酸；若a为脱氧核糖，则b是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸。人体内有DNA
9、和RNA两种核酸，但只有DNA才是遗传物质，其基本构成单位是脱氧核糖核苷酸，共有4种，包括1种a(脱氧核糖)和4种m(A、T、G、C)。HIV和SARS病毒均只含有RNA，因此它们体内只有1种a(核糖)、4种m(A、U、G、C)和4种b(核糖核苷酸)。(1)若图中m为U，则核苷酸的名称是什么？提示：尿嘧啶核糖核苷酸。(2)若图中m为T，则a的名称是什么？提示：脱氧核糖。2下图为核苷酸链的结构示意图，下列叙述不正确的是()A能构成一个完整核苷酸的是图中的aB图中与每个五碳糖直接相连的磷酸有1个C在一条核苷酸链中各核苷酸之间是通过化学键连接起来的D若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是
10、TB核苷酸是核酸的基本组成单位，每个核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖和一分子的含氮碱基组成，核苷酸分子通过磷酸二酯键连接形成核苷酸链。只有核苷酸链的末端五碳糖与1个磷酸相连，其余均与2个磷酸相连。检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质讲解归纳1实验用品分析(1)实验材料选择被鉴定材料还原性糖的含量较高。鉴定还原性糖时除实验中所选用的淀粉被淀粉酶催化产生还原性糖外，还可以选择富含被鉴定物质的材料，如梨、苹果等，但不能选择甘蔗、甜菜等，因为这两种实验材料中含蔗糖较高，蔗糖不具有还原性。颜色为白色或浅色。白色或浅色的材料可以避免材料本身的颜色遮盖反应结果，如鉴定还原性糖时一般不选择西瓜，鉴定蛋白质时
11、一般不选择肝脏等。(2)实验材料处理蛋白质鉴定实验中，鸡蛋清必须稀释，否则蛋清会粘在试管壁上，反应不充分，且试管不易洗刷。还原性糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色进行对比，增强实验的说服力。(3)实验用具显微镜：先在低倍镜下找到观察的对象，将其移至视野中央，然后换成高倍镜，通过调节细准焦螺旋进行观察。双面刀片：可将两个双面刀片捏在一起，在两个刀片之间的薄片较为理想。(4)实验试剂使用斐林试剂与双缩脲试剂比较斐林试剂双缩脲试剂成分质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液质量浓度为0.1 g/mL
12、的NaOH溶液和质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液鉴定物质还原糖蛋白质添加顺序两种溶液等量混合后使用先加入NaOH溶液，再加入CuSO4溶液反应条件隔水加热不需加热，摇匀即可反应现象浅蓝色棕色砖红色沉淀紫色络合物鉴定还原性糖和蛋白质的反应原理不同决定试剂的使用顺序不同。鉴定还原性糖：反应原理是Cu(OH)2与还原性糖反应生成砖红色的Cu2O沉淀，所以先将NaOH溶液和CuSO4溶液混合生成Cu(OH)2后再与还原性糖反应。鉴定蛋白质：反应原理是肽键在碱性环境中与Cu2反应产生紫色络合物，所以先滴加NaOH的目的是制造碱性环境。2实验操作注意问题及原因分析(1)还原性糖鉴定的“一个唯一
13、”“三个提醒”。一个唯一：唯一需要加热的实验。三个提醒。提醒1：斐林试剂现配现用，且NaOH溶液、CuSO4溶液应先混合，再添加。原因：斐林试剂很不稳定。提醒2：一般不用酒精灯直接加热，而是隔水加热。直接加热反应过快而影响观察效果。提醒3：加热时试管底部不能接触烧杯底部，直接接触会造成受热不均匀，导致试管破裂。(2)脂肪鉴定的“一个唯一”“三个提醒”。一个唯一：唯一需要显微镜的实验。三个提醒。提醒1：核桃种子浸泡时间不能过长，也不能过短。时间过长，组织较软，切片不易成形；过短则不易切片。提醒2：切片时，要尽可能薄且均匀，切片厚会导致观察不清楚。提醒3：用乙醇溶液洗去浮色，且速度要快。原因：a.
14、不洗去浮色，会影响橘黄色脂肪颗粒的观察。B速度要快，否则乙醇溶液(脂溶性溶剂)会将核桃细胞中的脂肪颗粒溶解成油滴。(3)蛋白质鉴定的“三个提醒”。提醒1：试剂应先加NaOH溶液再加CuSO4溶液。先加NaOH溶液是为Cu2与蛋白质反应提供碱性环境。NaOH溶液、CuSO4溶液混装或同时加入，会导致Cu2变成Cu(OH)2沉淀而失效。提醒2：CuSO4溶液不能多加，过多CuSO4其本身的蓝色会遮盖反应的真实颜色。提醒3：如用蛋清要先稀释。如果稀释度不够，在实验中蛋清会粘在试管壁上，与双缩脲试剂反应不彻底，并且试管也不易洗干净。若用大豆做材料，必须提前浸泡；且该实验应预留部分组织样液作对比。(4)
15、易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。3实验结果的提醒(1)还原性糖鉴定时，溶液颜色变化：浅蓝色棕色砖红色(沉淀)。开始时的浅蓝色是Cu(OH)2的颜色，后来的棕色是浅蓝色和砖红色的混合色，最后Cu2全部转化成Cu2O，溶液呈现砖红色。(2)用显微镜观察染色的核桃种子，看到橘黄色颗粒，说明生物组织中含有脂肪。(3)向组织样液中滴加双缩脲试剂，样液变成紫色，说明其中含有蛋白质。(4)蛋白质分子中的肽键与Cu2结合，生成紫色络合物，因此蛋白质遇双缩脲试剂产生紫色反应。4异常实验结果及分析(1)还原性糖鉴定时，未出现砖红色沉淀，溶液呈现蓝色，可能
16、的原因是没有隔水加热。(2)观察脂肪组织切片时，一部分细胞清楚，另一部分较模糊的原因可能是切片标本厚薄不均匀。1下图为鉴定蛋白质的流程图，其中甲、乙、丙、丁的含义分别是()A黄豆浆、双缩脲、2 mL、34滴B核桃种子研磨液、双缩脲、34滴、2 mLC黄豆浆、双缩脲、34滴、2 mLD核桃种子研磨液、斐林试剂、2 mL、34滴A鉴定蛋白质既可以用蛋清稀释液，也可以用黄豆浆滤液；鉴定蛋白质所用的试剂是双缩脲试剂，先加NaOH溶液2 mL，再加CuSO4溶液34滴，故答案选A。2健康人的尿中含有极微量的蛋白质，若尿液中蛋白质含量过高，则称为蛋白尿。除了肾脏疾病和涉及肾脏的其他疾病会引起蛋白尿外，健康
17、人在剧烈运动后也会出现暂时性蛋白尿。临床上常用双缩脲法定性和定量检测尿中的蛋白质。请完成下面的实验，探究在某次剧烈运动后是否出现了蛋白尿。(1)材料用具：试管、量筒、剧烈运动前后的尿液、双缩脲试剂A液(质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液)、双缩脲试剂B液(质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液)。(2)实验原理：_。(3)实验步骤：取两支试管，分别编号为A、B。A中加入运动前的尿液2 mL，B中加入_的尿液2 mL。先向A、B两支试管中分别加入2 mL_，并摇匀；再向两支试管中分别加入34滴_，并摇匀。对比观察两支试管中溶液的颜色变化。(4)预测结果及相应结论：预测结果相应结论若A
18、、B两支试管中溶液均为浅蓝色_剧烈运动后，尿液中出现了蛋白质解析本题探究人在剧烈运动后是否会出现蛋白尿。本题所利用的原理是教材中有关蛋白质的鉴定方法。在探究实验中要注意遵循单一变量原则和对照原则。中学阶段对照实验设计的步骤一般有四步：第一步：分别编号，即取两支试管，分别编号为A、B(步骤)。第二步：设置对照实验，即向两支试管中分别加入等量运动前和运动后的尿液，再滴加双缩脲试剂(步骤)。第三步：观察并记录实验结果，注意要设置观察标准，即观察颜色变化(步骤)。第四步：依据颜色变化，得出结论。本题预测结果中的浅蓝色是试剂本身所具有的颜色。答案(2)蛋白质和双缩脲试剂发生紫色反应(3)剧烈运动后双缩脲
19、试剂A液双缩脲试剂B液(4)剧烈运动后，尿液中无蛋白质出现若A试管中溶液为浅蓝色，B试管中溶液为紫色课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳1.核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质合成中具有重要作用。2.真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体和叶绿体中，RNA主要分布在细胞质中。3.核酸的基本单位是核苷酸，一分子核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。4.核酸的初步水解产物是核苷酸，彻底水解产物是磷酸、五碳糖和含氮的碱基。5.单糖、麦芽糖、乳糖等还原性糖，与斐林试剂反应，生成砖红色沉淀。淀粉、蔗糖等是非还原性糖。6.苏丹染液可将脂肪
20、染成橘黄色。7.蛋白质可与双缩脲试剂反应，形成紫色的复杂化合物。1下列关于核酸的叙述错误的是()ARNA只分布在细胞质中，DNA只分布在细胞核内B尿嘧啶是RNA特有的碱基，胸腺嘧啶是DNA特有的碱基CRNA和DNA的基本组成单位是核苷酸D生物的遗传物质是DNA或者是RNAARNA主要分布在细胞质中，细胞核中也含有少量RNA。DNA主要分布在细胞核中，细胞质中也含有少量DNA。2在剖开的小麦种子上滴加碘液；在可溶性淀粉溶液中注入新鲜的淀粉酶溶液后，加入新制的斐林试剂并隔水加热。两者的实验现象分别是()A都变蓝B都变成砖红色C前者变蓝，后者变成砖红色D前者变成砖红色，后者变蓝C小麦种子富含淀粉，遇
21、碘液显蓝色；淀粉在淀粉酶作用下，水解为麦芽糖，麦芽糖是还原性糖，与斐林试剂反应呈砖红色。3已知淀粉酶的成分为蛋白质，可将淀粉分解为葡萄糖。分析表格，可推测()溶液双缩脲试剂碘液斐林试剂甲乙甲、乙混合注：“”显色，“”显色更深；“”不显色。A甲溶液含有淀粉B乙溶液含有还原性糖C混合溶液不含淀粉 D混合溶液含有淀粉酶D双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别用于检测蛋白质、淀粉和还原性糖。根据实验结果可知：甲溶液中含有蛋白质，不含淀粉，A错误；乙溶液中含有淀粉，不含还原性糖，B错误；混合溶液遇碘呈蓝色，说明混合溶液中含有淀粉，C错误；甲、乙混合后淀粉含量减少并产生了还原性糖，说明甲溶液中的淀粉酶将淀粉部分水
22、解产生了还原性糖，由于淀粉酶的成分为蛋白质，加入双缩脲试剂后，呈紫色，D正确。4如图中的代表磷酸，代表五碳糖，代表含氮碱基。请据图回答：(1)若是胞嘧啶，当是_时，该图代表胞嘧啶核糖核苷酸；当是_时，该图代表胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)若是尿嘧啶，则是_；若是胸腺嘧啶，则是_，此图叫做_。(3)若是核糖，则有_种，若是脱氧核糖，则有_种。(4)若该图所示的物质只存在于SARS病毒中，则一定是_，而可以是_、_、_、_。解析1分子核苷酸由1分子磷酸和1分子五碳糖和1分子含氮碱基组成。五碳糖有脱氧核糖和核糖两种；含氮碱基有A、G、C、T、U 5种。因五碳糖不同，核酸分为DNA和RNA，共有8种核苷酸(
23、4种脱氧核糖核苷酸和4种核糖核苷酸)。DNA是绝大多数生物的遗传物质，有些病毒只含有RNA，如SARS病毒，它们的遗传信息储存在RNA中。答案(1)核糖脱氧核糖(2)核糖脱氧核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3)44(4)核糖腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)教材课上思考答案(教师用书独具)边做边学(P15)1提示：蔗糖溶液中滴加碘液后不变蓝，淀粉溶液中滴加碘液后变蓝。可以利用这种颜色反应来鉴别淀粉和蔗糖。2提示：首先，将果实切碎并研磨过滤，制成生物组织样液；再将组织样液加入试管中，并加入少量斐林试剂，隔水加热，最后观察溶液颜色变化。边做边学(P19)1提示：一般情况下，生物组织中都含有蛋
24、白质，但有些生物组织材料中蛋白质含量较少，不适宜作鉴定蛋白质的实验材料。2还原性糖的鉴定需要加热，而蛋白质的鉴定不需加热；所用CuSO4溶液的浓度不同，配制双缩脲试剂的CuSO4溶液质量浓度为0.01 g/mL；在还原性糖的鉴定中CuSO4和NaOH先混合配制成斐林试剂，再与还原性糖混合，而在鉴定蛋白质的实验中，实验材料先与NaOH溶液混合，再滴加CuSO4溶液；还原性糖的鉴定显现砖红色，而蛋白质的鉴定是显现紫色。积极思维(P20)1DNA中含有胸腺嘧啶，RNA中含有尿嘧啶。2DNA和RNA都是由核苷酸组成的，且都含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和磷酸基团。DNA中含有脱氧核糖，RNA中含有核糖；DNA中含有胸腺嘧啶，RNA中含有尿嘧啶；DNA一般是双链结构，而RNA一般是单链结构。教材课后习题答案(教师用书独具)评价指南(P22)一、单项选择题7B8.C第二章综合评价指南(P26)5(1)磷酸脱氧核糖(2)磷酸核糖(3)4A、T、G、C
