2020版一轮复习生物新课改省份专用学案：第一单元第二讲检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（实验课）

第二讲检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(实验课) 1．还原糖的检测2．脂肪的检测(1)检测原理：脂肪＋苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液→橘黄色(或红色)。(2)检测步骤方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液→橘黄色(或红色)。方法二：3．蛋白质的检测1．理清斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”2．关注实验中的四个注意点选材不宜选有颜色的材料，因为有颜色的材料会干扰实验结果材料处理脂肪检测时，用体积分数为50%的酒精洗去浮色，不能用清水，因为染料溶于有机溶剂、不溶于水蛋白质检测中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管上不易刷洗，且该实验应预留部分组织样液作对比设置对照物质检测实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清 3．把握三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”唯一需要加热还原糖检测，必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现唯一需要显微镜切片法检测生物组织中的脂肪唯一使用酒精脂肪的检测，用体积分数为50%的酒精洗去浮色 命题点(一)　考查实验原理、材料选取和操作过程1．(2017·全国卷Ⅰ)下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是(　　)A．细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测B．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色C．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色D．斐林试剂是含有Cu2＋的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色解析：选B　台盼蓝是细胞活性染料，常用于检测细胞膜的完整性与细胞的存活率，是组织和细胞培养中最常用的细胞活性鉴定染色剂。双缩脲试剂的作用原理是Cu2＋在碱性条件下与肽键发生反应生成紫色络合物，因为氨基酸中没有肽键，故不会与双缩脲试剂发生反应。染色体可被碱性染料染成深色，常用的碱性染料为龙胆紫溶液或醋酸洋红液。斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液，应现配现用，可溶性还原糖中含有的醛基具有弱还原性，在水浴加热的条件下可与Cu(OH)2发生氧化还原反应，把Cu2＋还原成砖红色的Cu2O沉淀。2．(2016·海南高考)下列实验中，加入试剂后不能产生特定颜色的是(　　)A．取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖B．黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，用碘液检测淀粉C．玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核D．花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒解析：选B　成熟香蕉中含有较多葡萄糖，用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀；黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，淀粉被消耗，加入碘液后不发生蓝色反应；玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核呈绿色；花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒呈橘黄色。 [归纳拓展]生物实验中的材料选取原则(1)凡是用到染色剂的实验，一般都需要选择无色材料，涉及的实验有：①还原糖、脂肪、蛋白质的检测；②观察DNA、RNA在细胞中的分布；③观察线粒体；④观察细胞的有丝分裂；⑤观察细胞的减数分裂；⑥低温诱导染色体加倍。(2)用到有色材料的实验有：①观察植物细胞的质壁分离和复原；②观察叶绿体；③叶绿体色素的提取和分离。(3)在选择实验材料时，不仅要考虑材料本身颜色的影响，还要特别注意材料中是否包含实验对象，如甘蔗汁不能用来检测还原糖，菠菜叶的表皮细胞不能用来观察叶绿体。(4)有的实验材料必须是新鲜的，放置时间不能过长。如蔗糖本身没有还原性，但如果放置时间过长，蔗糖可能会因被微生物分解，产生还原糖。命题点(二)　以种子成熟和萌发为素材，考查有机物的检测3．(2014·广东高考)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示。将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是(　　)选项取样时间检测试剂检测结果A第10天斐林试剂不显色B第20天双缩脲试剂不显色C第30天苏丹Ⅲ试剂橘黄色D第40天碘液蓝色   解析：选C　第10天有可溶性糖，不排除有还原糖的可能，故加入斐林试剂，水浴加热后可能出现砖红色沉淀；种子中一定有蛋白质，加入双缩脲试剂后会出现紫色反应；第30天种子中有脂肪，与苏丹Ⅲ染液发生反应，呈现橘黄色；第40天种子中无淀粉，加入碘液后不会呈现蓝色。4．(2013·全国卷Ⅰ)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。回答下列问题：(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用__________________染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见__________________色的脂肪颗粒。(2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是______________(填“C ”“N”或“O”)。(3)实验第11 d后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是________和________________。解析：(1)脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，或被苏丹Ⅳ染液染成红色。(2)该油料植物种子萌发过程中脂肪会转变为糖类，与糖类相比，脂肪中氧含量较低，故导致萌发种子干重增加的元素主要是O。(3)由题中信息可知，到第11 d时，脂肪的含量减少了90%，种子干重继续下降，说明种子贮存的营养物质已经基本消耗殆尽，若要使其干重增加，必须为其提供光合作用所需要的理想条件。由于研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，故要使萌发的种子(含幼苗)干重增加，必须提供的条件是光照和矿质元素离子。答案：(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　橘黄(或红)　(2)O　(3)光照　所需的矿质元素离子[归纳拓展]种子成熟与萌发时有机物的变化(1)种子成熟时有机物的变化：种子成熟时，小分子有机物转化为大分子物质，以便于储存，主要营养物质变化如下：①可溶性糖类→不溶性糖类(如淀粉)。②非蛋白质氮→蛋白质。③糖类→脂肪。(2)种子萌发时有机物的变化：种子萌发时，储存的大分子有机物在酶的作用下水解为小分子物质，作为幼胚生长的营养物质。①淀粉麦芽糖葡萄糖。②蛋白质氨基酸。③脂肪甘油＋脂肪酸。1．学习小组选用苏丹Ⅲ染液，使用显微镜检测和观察花生子叶中的脂肪，下列相关叙述错误的是(　　)A．原理：脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色B．步骤：切取子叶薄片→苏丹Ⅲ染液染色→洗去浮色→制片→观察C．现象：花生子叶细胞中有被染成橘黄色的颗粒D．结论：脂肪是花生子叶细胞中含量最多的化合物解析：选D　花生子叶细胞中含有脂肪和水等成分，通过本实验无法得出“脂肪是花生子叶细胞中含量最多的化合物”的结论。2．在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验中，对实验材料的选择，下列叙述错误的是(　　)A．可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水来检测葡萄糖和尿液中的蛋白质B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪检测的理想材料C．食用花生油最好选用苏丹Ⅳ染液来检测，而一般不选用苏丹Ⅲ染液来检测D．甘蔗茎的薄壁组织都含有较多糖且近于白色，因此可以用于还原糖的检测解析：选D　斐林试剂与双缩脲试剂的物质组成相同，只是CuSO4溶液的浓度不同，因此斐林试剂甲液和乙液可用蒸馏水配制成双缩脲试剂；花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪检测的理想材料；苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，苏丹Ⅳ染液可将脂肪染成红色，而食用花生油的颜色接近橘黄色，因此最好用苏丹Ⅳ染液检测食用花生油；甘蔗茎的薄壁组织含有较多的蔗糖，但蔗糖属于非还原糖，不能用于可溶性还原糖的检测。3．某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图)，下列叙述正确的是(　　)A．在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好B．在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解C．用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质，只是添加试剂的顺序不同D．由于斐林试剂不稳定，在使用斐林试剂时要先加0.1 g/mL的NaOH溶液，后加入0.05 g/mL的CuSO4溶液解析：选A　苹果果肉的颜色比植物叶片浅，所以在实验材料选择方面，用苹果比用植物叶片的效果要好；在制备生物组织样液时，加入石英砂的主要目的是使研磨充分；斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的浓度不同；在使用斐林试剂时应将等量NaOH和CuSO4溶液混匀后加入组织样液。4．下图为检测蛋白质的流程图，其中甲、乙、丙、丁的含义分别是(　　)A．黄豆浆、双缩脲、1 mL、4滴B．花生种子研磨液、双缩脲、4滴、1 mLC．黄豆浆、双缩脲、4滴、1 mLD．花生种子研磨液、斐林试剂、1 mL、4滴解析：选A　检测蛋白质既可以用蛋清稀释液，也可以用黄豆浆滤液；检测蛋白质所用的试剂是双缩脲试剂，先加A液1 mL，摇匀后再加B液4滴。5．实验人员利用特殊颜色反应对某未知样品的成分进行鉴定，所用试剂和实验结果(实验操作正确规范)如下表所示。根据实验结果推测，该样品是(　　)试剂双缩脲试剂斐林试剂苏丹Ⅲ染液结果紫色蓝色棕红色A．葡萄糖溶液　　　　　 B．油水混合物C．可溶性淀粉溶液 D．鸡蛋清稀释液解析：选D　根据表格分析，用斐林试剂检测，没有出现砖红色，而是表现为蓝色(硫酸铜的颜色)，说明样品的成分中没有还原糖(如葡萄糖)；用苏丹Ⅲ染液检测，没有出现橘黄色，说明该样品不是油水混合物；表格中没有检测可溶性淀粉的试剂，不能说明该样品中是否含有可溶性淀粉；用双缩脲试剂检测出现了紫色，说明样品的成分中含有蛋白质，因此该样品可能是鸡蛋清稀释液。6．香蕉果实在成熟过程中，淀粉会不断转化为还原糖，使香蕉逐渐变甜。甲和乙试管中分别加入2 mL成熟到第2天的香蕉果肉的提取液，丙和丁试管中分别加入2 mL成熟到第4天的香蕉果肉的提取液。然后在乙和丁试管中分别滴加适量斐林试剂，并水浴加热；甲和丙试管中分别滴加适量碘液。预期观察到的实验现象是(　　)A．甲和乙试管内溶液都呈蓝色B．丙和丁试管内溶液都呈砖红色C．甲试管内溶液蓝色比丙试管深D．乙试管内溶液砖红色比丁试管深解析：选C　香蕉果实在成熟过程中，淀粉逐渐转化为还原糖，故成熟到第2天的香蕉内淀粉含量高于第4天，而还原糖含量低于第4天。甲和丙试管中分别滴加适量碘液后，两试管内溶液都呈蓝色，但是由于甲试管中淀粉含量高于丙试管，故甲试管内溶液蓝色更深；乙和丁试管中分别滴加适量斐林试剂，并水浴加热后，两试管内溶液都呈砖红色，由于丁试管中还原糖含量高于乙试管，故丁试管内溶液砖红色更深。7．下列四项是对有关混合液在适宜条件下发生反应后现象的描述，其中正确的是(　　)选项有关物质所用试剂颜色反应A淀粉与足量淀粉酶混合液碘液蓝色B蛋白质与足量蛋白酶混合液双缩脲试剂紫色C蔗糖与足量淀粉酶混合液斐林试剂砖红色D脂肪与足量脂肪酶混合液苏丹Ⅳ染液红色 解析：选B　淀粉酶能将淀粉分解，因此混合液遇碘液后不变蓝色；由于蛋白酶的化学本质为蛋白质，因此混合液可与双缩脲试剂反应呈现紫色；淀粉酶不能分解蔗糖，而蔗糖不是还原糖，因此混合液遇斐林试剂后无颜色反应；脂肪酶将脂肪分解，因此混合液遇苏丹Ⅳ染液后无颜色反应。8．如图表示油菜种子在成熟过程中种子有机物相对含量的变化趋势，下列相关叙述错误的是(　　)A．第36天种子内含量最高的有机物可用苏丹Ⅲ染液检测B．细胞代谢利用大量糖类，导致淀粉含量降低C．糖类不断转化为脂肪，导致脂肪含量增加D．糖类不能转化为蛋白质，导致含氮物质含量不变解析：选D　据图分析可知，第36天种子内含量最高的有机物是脂肪，脂肪可用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液检测；淀粉属于糖类，细胞代谢需要糖类物质，所以细胞代谢利用大量糖类，导致淀粉含量降低；随着油菜开花天数的增加，可溶性糖和淀粉的含量都逐渐减少，前者在第36天已经降至很低水平，后者在第36天几乎为零，而脂肪的含量却一直在增加，据此可判断，在种子发育过程中脂肪由可溶性糖和淀粉转化而来；糖类可以转化为蛋白质。9.韭菜是人们喜爱的一种蔬菜，如图是同学们画出的韭菜细胞中部分元素及其构成化合物关系图(①②③④表示不同化学元素组成的化合物)。据图及所学知识回答下列问题：(1)若①和②都是生物大分子，则①的合成场所是______，已知②的基本单位是葡萄糖，则②可能是_______________。(2)若③是生命活动的直接能源物质，则它的合成与______(吸能、放能)反应相联系。若④存在于叶肉细胞，则其功能是__________________。(3)为检测韭菜根细胞中贮存的营养物质，同学们将根切成薄片进行实验。甲同学将薄片放在载玻片上，滴加少许苏丹Ⅳ染液染色3min后又滴加1～2滴体积分数为50%酒精______，在显微镜下观察到细胞质中有红色脂肪滴；乙同学将韭菜根切成的薄片放在载玻片上，滴加少许新配制的斐林试剂，将载玻片在酒精灯上加热，直接观察颜色变化。乙同学的目的是检测根细胞中是否存在__________，可通过____________________________来判断细胞中是否存在该物质及含量的多少。解析：(1)①是由C、H、O、N四种元素组成的生物大分子，则①最可能是蛋白质，其合成场所是核糖体，②是由C、H、O组成的，且其基本单位是葡萄糖，因此②可能是淀粉和纤维素。(2)若③是生命活动的直接能源物质，且由C、H、O、N、P组成，则③是ATP，其合成需要能量，与放能反应相联系。④是由C、H、O、N、Mg组成的，若④存在于叶肉细胞，则其可能是叶绿素，其功能是吸收(传递和转换)光能。 (3)在脂肪的检测实验中，需要用体积分数为50%酒精洗去浮色，然后可在显微镜下观察到细胞质中有红色脂肪滴，用斐林试剂的目的是检测韭菜根细胞中是否存在还原糖，可通过是否出现砖红色及颜色的深浅来判断细胞中是否存在该物质及含量的多少。答案：(1)核糖体　淀粉和纤维素　(2)放能　吸收(传递和转换)光能　(3)洗去浮色　还原糖　是否出现砖红色及颜色的深浅10．下图1、图2表示小麦开花数天后测定种子中几种物质的变化，请据图分析并回答下列问题：(1)构成小麦植株的细胞中含量最多的化合物是______，种子成熟后期，含水量________，结合水/自由水的比例________(填“上升”或“下降”)，进而改变干物质的量，干重的变化主要与________元素密切相关。(2)小麦成熟过程中糖类物质之间可以发生转化，______含量增多，用__________试剂检测还原糖的量，还原糖的多少可通过________________________来判断。(3)红薯和土豆都富含淀粉，但红薯吃起来比土豆甜。某兴趣小组猜测土豆中可能不含________酶，所以淀粉不能被分解成甜度比较高的还原糖。为验证这一说法，他们进行了相关实验，请帮助其完成以下实验。实验原理：①淀粉能被淀粉酶分解为还原糖；②_____________________________________________________________________。备选材料与用具：去掉淀粉与还原糖的红薯提取液，去掉淀粉的土豆提取液；双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液，斐林试剂甲液，斐林试剂乙液，苏丹Ⅲ染液，质量分数为3%的淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液等。实验步骤：(请补充完整)第一步第二步向A、B两支试管中分别加入等量的________________，水浴加热至60 ℃，保温5 min第三步将__________________________________注入C试管混合均匀后，向A、B试管中各加入2 mL，然后____________________________。 实验结果预测：该实验最可能的结果是____________________________________。解析：(1)活细胞中含量最多的化合物是水。在种子成熟后期，细胞代谢减慢，含水量下降，结合水/自由水的比例上升。积累有机物增多，干重增加跟碳元素关系最大。(2)小麦成熟过程中糖类物质之间主要发生单糖转化为多糖(淀粉)，因为淀粉不是还原糖，可以用斐林试剂检测还原糖的含量来检测它们之间的转化。(3)该实验中还原糖的鉴定原理：①淀粉能被淀粉酶分解为还原糖；②还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。由还原糖的鉴定的步骤可得该实验步骤：第一步：将A、B试管的提取液在60 ℃条件下保温备用；第二步：需加淀粉溶液；第三步：加斐林试剂，其作用条件为50～65 ℃水浴保温2 min。实验现象：有还原糖的试管出现砖红色沉淀，无还原糖的试管为蓝色(斐林试剂的颜色)。答案：(1)水　下降　上升　碳　(2)淀粉　斐林　砖红色沉淀的多少(或砖红色颜色的深浅)(3)淀粉　②还原糖与斐林试剂反应能生成砖红色沉淀第二步：质量分数为3%的淀粉溶液第三步：等量(或等体积)的斐林试剂甲液和斐林试剂乙液　50～65 ℃恒温水浴2 min实验结果预测：A试管内液体为蓝色，B试管内出现砖红色沉淀