高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第三节 细胞中的蛋白质和核酸第2课时学案

这是一份高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第三节 细胞中的蛋白质和核酸第2课时学案，共10页。学案主要包含了检测生物组织中的蛋白质，核酸储存与传递遗传信息等内容，欢迎下载使用。

一、检测生物组织中的蛋白质
1．实验原理：蛋白质中的肽键能够在碱性环境下，与Cu2＋形成紫色的复杂化合物，也就是说蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。
2．实验步骤：
二、核酸储存与传递遗传信息
1．种类eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(（1）脱氧核糖核酸，简称DNA,（2）核糖核酸，简称RNA))
2．核酸的基本组成单位——核苷酸
(1)组成
(2)种类eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(分类依据：五碳糖的不同,类别：脱氧核苷酸和核糖核苷酸))
①脱氧核糖核苷酸
②核糖核苷酸
3．DNA和RNA的区别
(1)分子组成的不同
①DNA的五碳糖是脱氧核糖，而RNA的则是核糖。
②DNA特有的碱基是胸腺嘧啶(T)，而RNA的则是尿嘧啶(U)。
(2)分子结构的不同
DNA是由脱氧核苷酸连接而成，一般由两条脱氧核苷酸链构成，RNA则是由核糖核苷酸连接而成，由一条核糖核苷酸链构成。
4．核酸的多样性及功能
(1)多样性的原因：核苷酸数量不同和排列顺序多样。
(2)遗传信息的储存
①脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子。
②部分病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV、SARS病毒等。
(3)功能
①核酸是生物体中储存与传递遗传信息的生物大分子。
②核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有十分重要的作用。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．DNA的全称是核糖核苷酸，RNA的全称是脱氧核糖核酸。( )
2．核酸的主要功能是携带遗传信息。( )
3．核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖和一分子碱基构成。( )
4．组成DNA和RNA中的糖类是同一种单糖。( )
5．生物的遗传信息都储存于DNA中。( )
6．构成DNA和RNA的核苷酸共有5种。( )
7．组成核酸的单位“”的全称是胸腺嘧啶核糖核苷酸。( )
8．多糖、蛋白质和RNA都是由许多单体构成的多聚体。( )
提示：1.× DNA的全称是脱氧核糖核酸，RNA的全称是核糖核酸。
2．√
3．× 核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基构成。
4．× 组成DNA的是脱氧核糖，组成RNA的是核糖。
5．× 少数病毒的遗传信息储存于RNA中。
6．× 构成DNA和RNA的核苷酸共有8种。
7．× 应为胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
8．√
检测生物组织中的蛋白质
1．双缩脲试剂与斐林试剂的比较
2.检测生物组织中蛋白质与还原糖的相关知识点
(1)实验材料处理
①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。
②还原糖、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。
(2)二者的CuSO4溶液浓度不同
斐林试剂乙液：0.05 g/mL CuSO4溶液
双缩脲试剂B液：0.01 g/mL CuSO4溶液
(3)二者反应原理不同
斐林试剂检测可溶性还原糖的实质：新配制的检测液中生成Cu(OH)2，其中的Cu2＋被还原糖中的醛基还原成Cu＋，生成砖红色的Cu2O沉淀。
双缩脲试剂检测蛋白质的实质：先加入A液形成碱性环境，在此环境中Cu2＋与肽键形成紫色的复杂化合物。
(4)反应条件不同
使用斐林试剂检验还原糖时需要水浴加热；使用双缩脲试剂检验蛋白质时，常温下即可进行。
(5)两种溶液的使用方法不同
斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液等量混合生成Cu(OH)2再使用，且必须现配现用。斐林试剂现配现用的原因：①斐林试剂很不稳定，容易生成浅蓝色的Cu(OH)2沉淀；②使用时，若先加入NaOH溶液，还原糖中的还原性半缩醛羟基就会被氧化而失去还原性，再加入CuSO4溶液后不能产生砖红色的Cu2O沉淀。只有先将其配制成Cu(OH)2溶液，才能与还原糖反应产生砖红色的沉淀。
蛋白质检测时，先加双缩脲试剂A液，再加B液，且B液不能过量。其目的是先形成碱性环境，蛋白质中的肽键只有在碱性环境下才能与Cu2＋作用，形成紫色的复杂化合物。若先加B液或B液过量，会生成蓝色的Cu(OH)2，遮盖实验中所产生的紫色，影响对结果的观察。
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、3～4滴
B．核桃种子研磨液、双缩脲、3～4滴、2 mL
C．黄豆浆、双缩脲、3～4滴、2 mL
D．核桃种子研磨液、斐林试剂、2 mL、3～4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3～4滴，故答案选A。]
2．健康人的尿液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：
①取两支试管，分别编号为A、B。
②A试管中加入运动前的尿液2 mL，B试管中加入________的尿液2 mL。
③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3～4滴__________，并摇匀。
④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：
[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①)。
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②③)。
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④)。
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)②剧烈运动后 ③双缩脲试剂A液 双缩脲试剂B液
(4)剧烈运动后，尿液中无蛋白质出现
②若A试管中溶液为浅蓝色，B试管中溶液为紫色
核酸储存与传递遗传信息
1．DNA与RNA的比较
2.生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸种类的分析
3.生物大分子初步水解与彻底水解的产物不同
(1)水解是指大分子有机物分解为小分子有机物，若得到的小分子有机物还可以水解则为初步水解，若得到的小分子有机物不能再水解则为彻底水解。
(2)大分子物质的初步水解产物和彻底水解产物
实践应用：DNA指纹技术在亲子鉴定等方面具有重要用途。通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示。
(1)该小孩的真正生物学父亲应是________男性。
(2)判断依据是____________________________。
提示：(1)B (2)孩子的第一条DNA带来自母亲，第二条DNA带来自父亲，对比A、B、C男性的DNA带可知，该小孩的真正生物学父亲是B男性
1．(多选)由1分子磷酸、1分子碱基m和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，下列叙述正确的是( )
A．若m为腺嘌呤，则b一定为腺嘌呤脱氧核苷酸
B．在禽流感病毒、幽门螺杆菌体内b均为4种
C．若m为尿嘧啶，则DNA中一定不含b这种化合物
D．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有6种
CD [若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸，A错误；禽流感病毒只有RNA，不含DNA，所以b为4种核糖核苷酸，但幽门螺杆菌有DNA和RNA，所以b有8种，包括4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸，B错误；若m为尿嘧啶，是RNA特有的碱基，则DNA一定不含b，C正确；若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有6种：A、G、C、T 4种碱基＋脱氧核糖＋磷酸，D正确。]
2．不同生物含有的核酸种类不同。原核生物和真核生物同时含有DNA和RNA，病毒体内含有DNA或RNA。下列关于各种生物中碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述，正确的是( )
B [T4噬菌体和烟草花叶病毒分别是DNA病毒和RNA病毒，体内只含一种核酸，所以都含有4种碱基(A、T、C、G或A、U、C、G)、4种核苷酸(4种脱氧核苷酸或4种核糖核苷酸)、1种五碳糖(脱氧核糖或核糖)，A、C项错误；烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞中都含有DNA和RNA两种核酸，其含有的碱基有5种(A、T、G、C、U)、核苷酸有8种(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸)、五碳糖有2种(脱氧核糖和核糖)，B项正确、D项错误。]
不同生物的遗传物质
(1)有细胞结构的生物，体内同时含有DNA和RNA，但是以DNA作为遗传物质。
(2)病毒体内仅含有一种类型的核酸，DNA或者RNA，并以该核酸作为遗传物质。
[课堂小结]
1．(多选)关于生物组织中物质检测的实验，叙述不正确的是( )
A．检测还原糖时，需用水浴加热
B．选用西红柿果肉作为实验材料来检测还原糖
C．检测脂肪时，将花生子叶染色后，用盐酸洗去浮色
D．检测蛋白质时，将双缩脲试剂的A、B液混合后再加入蛋白质样液中
BCD [检测还原糖时，需要用50～65 ℃温水浴加热；西红柿果肉细胞为红色，会干扰实验结果，不适宜作为检测还原糖的材料；检测脂肪时，应用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色；检测蛋白质时，应先加入双缩脲试剂A液，后加入双缩脲试剂B液。]
2．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( )
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、稀碘液、斐林试剂分别用于检测蛋白质、淀粉和还原糖。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糖，说明甲溶液中的淀粉酶将淀粉部分水解产生了还原糖，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。]
3．关于下图所示过程的叙述，错误的是( )
A．甲是磷酸，在不同的核苷酸中种类相同
B．乙是五碳糖，在DNA中是脱氧核糖，在RNA中是核糖
C．丙是含氮碱基，在DNA和RNA分子中各有4种
D．丁是核苷酸，在真核细胞中有8种，在原核细胞中有4种
D [丁是核苷酸，在真核细胞和原核细胞中都有8种，D项错误。]
4．核酸是遗传信息的携带者。下列关于核酸的叙述不正确的是( )
A．豌豆叶肉细胞内的核酸含有5种碱基
B．核酸是生物的遗传物质
C．核酸的基本组成单位是DNA和RNA
D．DNA和RNA二者所含有的五碳糖不同
C [豌豆叶肉细胞内的核酸有DNA和RNA，二者含有的碱基共有5种；核酸的基本组成单位是核苷酸；DNA和RNA二者所含有的五碳糖不同。]
5．如图中的①代表磷酸，②代表五碳糖，③代表含氮碱基。请据图回答下列问题：
(1)若③是胞嘧啶，当②是________时，该图代表胞嘧啶核糖核苷酸；当②是________时，该图代表胞嘧啶脱氧核苷酸。
(2)若③是尿嘧啶，则②是________；若③是胸腺嘧啶，则②是________，此图叫做__________________。
(3)若②是核糖，则③有________种，若②是脱氧核糖，则③有________种。
(4)若该图所示的物质只存在于SARS病毒中，则②一定是________，而③可以是________、________、________、________。
[解析] 1分子核苷酸由1分子①磷酸、1分子②五碳糖和1分子③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(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)4 4 (4)核糖 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U)
课标内容要求
核心素养对接
1．简述核酸的结构和功能。
2．结合核酸的基本单位和化学成分，比较DNA和RNA的异同点。
3．检测生物组织中的蛋白质。
1．生命观念——通过对核酸的学习，建立生命的物质性的观点。
2．科学思维——归纳概括核酸种类、核苷酸种类与含氮碱基种类与生物种类的关系。
3．科学探究——通过检测生物组织中的蛋白质，领悟科学研究的方法，熟练相关的操作技能。
试剂
斐林试剂
双缩脲试剂
鉴定物质
还原糖
蛋白质
成分
甲液
乙液
A液
B液
NaOH溶液
CuSO4溶液
NaOH溶液
CuSO4溶液
质量浓度(g/mL)
0.1
0.05
0.1
0.01
添加方式
甲、乙两液等量混匀后立即使用
先加入A液2 mL，摇匀；再加入B液3～4滴，摇匀
反应条件
50～65 ℃水浴加热
不需加热，摇匀即可
反应现象
浅蓝色→棕色→砖红色沉淀
无色→紫色
预测结果
相应结论
①若A、B两支试管中溶液均为浅蓝色
_______________
________________
②___________________
剧烈运动后，尿液中出现了蛋白质
项目
DNA
RNA
中文名
脱氧核糖核酸
核糖核酸
元素组成
C、H、O、N、P
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
组成成分
五碳糖
脱氧核糖
核糖
碱基
A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
磷酸
磷酸
一般结构
两条脱氧核苷酸链
一条核糖核苷酸链
检测现象
绿色
红色
分布
主要在细胞核
主要在细胞质
生物类别
核酸种类
遗传物质
碱基种类
核苷酸种类
细胞生物
DNA和RNA
DNA
A、G、C、T、U
8种
病毒
只含DNA
DNA
A、G、C、T
4种
只含RNA
RNA
A、G、C、U
4种
物质
初步水解产物
彻底水解产物
DNA
脱氧核苷酸
脱氧核糖、碱基、磷酸
RNA
核糖核苷酸
核糖、碱基、磷酸
蛋白质
多肽
氨基酸
淀粉
麦芽糖
葡萄糖
选项
A
B
C
D
种类
T4噬菌体
烟草叶肉细胞
烟草花叶病毒
豌豆根毛细胞
碱基
5种
5种
4种
8种
核苷酸
5种
8种
8种
8种
五碳糖
1种
2种
2种
2种
知识网络构建
核心语句背诵
1.蛋白质可以与双缩脲试剂反应，形成紫色的复杂化合物。
2.核酸是细胞中最重要的生物大分子之一，含有C、H、O、N、P五种元素，分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类。
3.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。
4.核酸的基本组成单位是核苷酸，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。
5.DNA和RNA共有的碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)是DNA特有的碱基，尿嘧啶(U)是RNA特有的碱基。
6.一般来说，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，RNA由一条核糖核苷酸链构成。
7.DNA分子上的许多片段储存着不同的遗传信息，控制着生物体的形态、结构、生理和行为等多种性状的表达。
8.在自然界中，有些病毒如禽流感病毒、脊髓灰质炎病毒，其遗传信息直接储存在RNA中。
9.核酸是生物体中储存与传递遗传信息的生物大分子，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有十分重要的作用。
溶液
双缩脲试剂
稀碘液
斐林试剂
甲
＋
－
－
乙
－
＋＋
－
甲、乙混合
＋
＋
＋