2019_2020学年高中生物第2章第2节第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教案苏教版

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
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
1．1953年，沃森和克里克发现了DNA 分子双螺旋结构。

其特点是： (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
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
①还原性糖＋斐林试剂――→隔水加热
砖红色 ②脂肪＋苏丹Ⅲ染色液―→橘黄色 ③蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色 ④淀粉＋碘液―→蓝色
【链接】还原性糖与非还原性糖的区分
还原性糖有葡萄糖、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3～4 h)，将子叶削成薄片 ↓
制片⎩⎪⎨⎪⎧①取片：取最理想的薄片（厚薄均匀）
②染色：在薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染色液 （染色2～3 min ）③去浮色：用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色④制片：制成临时装片
↓
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(说明有脂肪存在)
(4)鉴定蛋白质
1．DNA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。

( )
3．DNA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。

5．√
6．×提示：蔗糖是非还原性糖，不与斐林试剂发生反应，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
⎭⎪⎬⎪⎫
（1）磷酸含有H 、O 、P 三种元素。

（2）五碳糖含有C 、H 、O 三种元素。

（3）腺嘌呤等含氮碱基含有C 、H 、 N 等元素。

核酸的组成元素由
C 、H 、O 、
N 、P 五种 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。

3．DNA 分子的结构 (1)结构示意图
(2)图形解读
(1)细胞生物⎩⎪⎨⎪⎧真核生物：遗传物质是DNA
原核生物：遗传物质是DNA
(2)非细胞生物⎩
⎪⎨⎪⎧大多数病毒：遗传物质是DNA
极少数病毒：遗传物质是RNA
特别提醒：不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况
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 、C
B ．若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b
B [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 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a
B．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③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T
B[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
①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。

②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，鉴定蛋白质时一般不选择肝脏等。

(2)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
①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。

②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
①斐林试剂与双缩脲试剂比较
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”“三个提醒”。

①一个唯一：唯一需要加热的实验。

②三个提醒。

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”。

①一个唯一：唯一需要显微镜的实验。

②三个提醒。

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.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)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、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中加入运动前的尿液2 mL，B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：
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)①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
[课堂小结]
1．下列关于核酸的叙述错误的是( )
A．RNA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
C．RNA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RNA
A[RNA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( )
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①代表磷酸，②代表五碳糖，③代表含氮碱基。

请据图回答：
(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磷酸和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)
[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)
1．DNA中含有胸腺嘧啶，RNA中含有尿嘧啶。

2．DNA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
7．B 8.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)4 A、T、G、C。