2.实验流程归纳
(1)选材→制备组织样液→显色反应。
(2)脂肪的检测还可利用显微镜观察法,实验流程为:取材→切片→制片→观察。 3.实验材料的选择
(1)可溶性还原糖的鉴定实验中,最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织(或器官),而且组织的颜色较浅,易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。
(2)脂肪的鉴定实验中,实验材料最好选富含脂肪的生物组织,若利用显微镜观察,则最好选择花生种子。如果是新鲜花生种子,可不必浸泡,浸泡效果反而不好;如果是干种子,需浸泡3 h~4 h最适宜切片(浸泡时间短,不容易切片;浸泡时间过长,组织太软,切下的薄片不易成形)。
(3)蛋白质的鉴定实验,最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆,且浸泡1 d~2 d,适于研磨,动物材料常用鸡卵清蛋白。 4.实验操作中的注意事项
(1)在鉴定可溶性还原糖的实验中,加热试管中的溶液时,应该用试管夹夹住试管上部,放入盛50℃~65℃温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部;斐林试剂不稳定易变性,应现用现配。
(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作对比,增强实验的说服力。
(3)在蛋白质的鉴定实验中,如果用蛋清稀释液作为实验材料,一定要稀释到一定程度,否则,与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上,使反应不彻底,试管也不易洗刷干净。 5.斐林试剂与双缩脲试剂比较 成分 斐林试剂 甲液 乙液 双缩脲试剂 A液 B液 0.1 g/mL 0.05g/mL CuSO40.1g/mLNaO0.01 g/mlCuSO4溶NaOH溶液 溶液 H溶液 液 蛋白质 鉴定物质 可溶性还原糖 添加顺序 甲乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1 mL,摇匀,再加入B液4滴,摇匀 反应条件 水浴50℃~65℃加热 反应现象 样液变砖红色 不需加热,摇匀即可 样液变紫色 特别提醒:斐林试剂与双缩脲试剂可以从以下几个方面比较
(1)浓度不同。斐林试剂中CuSO4溶液浓度为0.05 g/mL,双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.0l g/mL。
(2)原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液;双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2+
(3)使用方法不同。斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液混合后再使用;双缩脲试剂是先加入Na0H溶液,再滴加CuS04溶液。 【自主探究2】下列关于实验鉴定还原糖、脂肪和蛋白质操作的叙述中,正确的是 ( ) A.鉴定还原糖的斐林试剂甲液与乙液,可直接用于蛋白质的鉴定
B.鉴定脂肪的存在,可用显微镜观察是否有被染成橘黄色或红色的颗粒 C.鉴定可溶性还原糖时,先加入斐林试剂甲液摇匀后,再加入乙液
D.鉴定蛋白质时,双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后再加入含样液的试管中
[答案与解析]选B。斐林试剂的甲液、乙液要混合后使用,而双缩脲试剂则先用A液,摇匀后再加B液,不能混合,而且所用CuSO4溶液浓度不同;脂肪的鉴定用苏丹Ⅲ染液(染成橘
黄色)或苏丹Ⅳ染液(染成红色),需要用显微镜观察组织细胞内是否有显色颗粒。 要点三:细胞中的无机物 1.细胞中的水
(1)水的含量:在构成细胞的各种化合物中,水的含量最多,一般为85%~90%。
①不同的生物体内水的含量差别很大。例如,生物体的含水量一般为60%~95%,而生活在海洋中的水母的身体里水的含量约为97%。
②同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同。幼儿时期>成年时期;幼嫩部分>老熟部分。
③同一生物不同器官水的含量也不同,如心肌含水79%,血液含水82%。 (2)水存在的形式及比较
特别提醒:水的含量与代谢的关系
①一般情况下,代谢活跃时,生物体含水量在70%以上。含水量降低,生命活动不活跃或进入休眠。
②当自由水比例增加时,生物体代谢活跃,生长迅速,如干种子内所含的主要是结合水,干种子只有吸足水分获得大量自由水,才能进行旺盛的生命活动。
③当自由水向结合水转化较多时,代谢强度就会下降,抗寒、抗热、抗旱的性能提高。旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力,其生理原因之一就是结合水含量较高。 2.细胞中的元机盐
(1)存在形式:主要是以离子形式存在。 (2)生理功能
①是细胞的结构成分,有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分,如Mg2+是叶绿素分子必需的成分;Fe2+是血红蛋白的主要成分;PO43-是生物膜的主要成分磷脂的组成成分,也是ATP、[H]的主要组成成分。
②参与并维持生物体的代谢活动,如哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+,如果血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐。
③维持生物体内的平衡:体内平衡使细胞能有稳定的结构和功能,是生物能维持正常的代谢和生理活动的必要条件。
a.渗透压的平衡:Na+、Cl-对细胞外液渗透压起重要作用,K+则对细胞内液渗透压起决定作用。
b.酸碱平衡(即pH平衡):pH调节着细胞的一切生命活动,它的改变影响细胞内发生的一切反应,其平衡的维持就依赖于某些无机盐离子的调节,如人血浆中HCO3-、 HPO43-等
的调节。
【自主探究3】在患急性肠炎时,要及时注射生理盐水;不慎受伤后要用0.9%的盐水清洁伤口;在高温作业时,要喝淡盐水。以下各项中属于以上三种做法的主要原因依次是( ) ①消毒 ②维持水分代谢平衡 ③维持无机盐代谢的平衡 ④降温 ⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用
A.①②④ B.③②⑤ C.②⑤③ D②③④
[答案与解析]选C。肠炎病人肠道吸收功能下降,不及时补充水分会造成脱水,所以给肠炎病人注射生理盐水的目的是维持水分代谢平衡。受外伤利用0.9%生理盐水清洗伤口是因为0.9%的生理盐水是细胞的等渗溶液,且具有清洁作用,维持细胞的正常形态。高温作业要喝淡盐水是为了补充因高温出汗过多而丢失的盐分。
【精典考题例析】
类型一 构成细胞的化学元素和化合物 【例1】下列关于组成细胞的化合物的叙述,正确的是 ( ) A.在任何生活细胞中数量最多的化学元素都是氧
B.在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是:蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸 C.在活细胞中的各种化合物与食物中的各种成分相同
D.在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同,含量有所差别
【思路解析】在活细胞中,数量最多的化学元素是氢,相对质量最多的化学元素是氧;在活细胞中各种化合物含量从多到少的顺序是:水、蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸;在不同的细胞中各种化合物的种类基本相同,都是水、蛋白质、脂质、无机盐、糖类、核酸等,但他们的含量有所差别. 【答案】D
[拓展链接](1)细胞主要由20多种化学元素组成,这些化学元素组成各种化合物,这些化合物有机结合成为细胞后,才能表现出其生命活动。
(2)活细胞中含量最多的化合物是水,含量最多的有机物是蛋白质,蛋白质占细胞干重的50%以上,细胞中最重要的成分是蛋白质和核酸。
(3)生物体和细胞不是元素和化合物的简单堆积,细胞内元素的比例与无机环境中相差很大,生命系统内有严整有序的结构,细胞是生命系统最基本的结构层次。 类型二 细胞中糖类、脂肪和蛋白质的检测 例2:(2008山东理综1).从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色;若加入斐林或班氏试剂并加热,出现砖红色。该成分是 ( ) A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白
【思路解析】蛋白质遇双缩脲试剂出现紫色反应,用以鉴定蛋白质的存在;斐林试剂能与还原糖作用生成砖红色沉淀,用以鉴定还原糖的存在。从上述反应现象可以判断出,该物质是由蛋白质和糖类构成的,应该是细胞膜上的糖蛋白。 【答案】C
[拓展链接] 双缩脲试剂是由质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.01g/mL的CuSO4组成的,而从以上比例可看出碱是过量的,双缩脲(H2NOC—NH—CONH2)在碱性条件下与二价铜离子结合成了紫色的络合物,因为肽健与双缩脲结构相似,所以蛋白质的鉴定实际上是因为肽健(—CO—NH—)与二价铜离子在碱性条件下结合成了紫色的络合物。 类型三 无机物在生物体内的存在形式和作用 例3.下列关于生物体内水的叙述,不正确的是 ( )
A.不同生物的含水量不同
B.同种生物相同年龄的生物个体含水量大体相同 C.同一个体的不同器官含水量可能不同 D.同一器官的不同组织含水量基本相同
【思路解析】生物体的含水量随生物的不同有很大差异,一般水生生物大于陆生生物,故A选项是正确的;幼年生物的含水量多于成(老)年生物,同种生物相同年龄的生物个体含水量及代谢情况大体相同,但也有一定的个体差异,故B选项正确;不同的器官是由不同的组织构成的,结缔组织一般含水量较多,其它组织较少,故C选项正确,D选项错误。 【答案】D
[互动探究]幼小植物体内自由水/结合水比值不断增大时.植物体内的新陈代谢活跃,生长迅速;自由水/结合水比值不断减小时,植物体内的新陈代谢减弱,生长缓慢。下面有关解释正确的是 ( )
①结合水是构成植物细胞结构的一部分 ②结合水参与某些代谢反应 ③自由水是各种代谢活动的介质 ④自由水参与某些代谢反应 A.①② B.②③ C.③④ D.①④
提示:C 结合水是细胞结构的重要组成成分,而不仅仅是植物细胞结构成分,所以①、②两种说法是错的;题干中描述的现象,间接说明了自由水含量与代谢的关系。自由水的功能有:细胞内良好溶剂,代谢反应的介质,参与代谢反应,运输物质等,这几项都与新陈代谢有关。
【速效提升训练】
一、选择题
1.(2008·广东理科基础,42)双缩脲试剂可以鉴定蛋白质,是由于蛋白质有 ( ) A.肽键 B.氨基酸 C.羧基 D.氨基
1.A 白质的鉴定实际上是因为肽健(—CO—NH—)与二价铜离子在碱性条件下结合成了紫色的络合物,因为肽健与双缩脲结构相似。
2.(2007·江苏生物,19)若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验,发现蛋白液与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管壁上。下列关于这一现象形成原因的描述中正确的是 ( ) A.鸡蛋蛋白液稀释不够,搅拌不匀 B.只添加了双缩脲试剂A,未添加双缩脲试剂B C.鸡蛋蛋白液不是合适的实验材料 D.蛋白液与双缩脲试剂的反应时间不够长
2.A 用双缩脲试剂与蛋白质会发生紫色反应,蛋白质具有一定的粘性,未经稀释或稀释不够的的蛋白质过于黏稠,容易粘在试管壁上。 3.(原创)为了验证土壤中的微生物可以分解淀粉,取两只烧杯(甲和乙),都放入等量的淀粉溶液20ml,甲中加入30ml制备好的土壤浸出液,乙放入等量的蒸馏水,在适宜的温度下放置7天。然后从甲组取出等量的溶液放入A1、A2试管,从乙组也取出等量的溶液放入试管B1、B2,在A1、B1中加入碘液,在A2和B2中加入斐林试剂并加热。下列对该实验结果的预测,正确的是
A.A1和B1都会有蓝色出现,而且颜色深度一致 B.A2有砖红色出现,B2无砖红色出现 C.A2和B2都有砖红色出现 D.以上结果都不正确
3.B 因为该实验属于验证实验,目的是验证土壤中的微生物可以分解淀粉,所以单一变量就是甲、乙两组是否放入土壤浸出液。由于甲组有还原糖生成,所以在A2中有转红色沉淀
生成,而B2中没有转红色沉淀生成。 4.下列有关叙述正确的是 ( )
A.组成生物体和组成无机自然界的化学元素中,碳元素的含量最多 B.人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大 C.组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到 D.不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似
4. C 本题考查组成生物体的化学元素的相关知识。组成各种生物体的化学元素的种类大致相同,但在不同的生物体内,各种化学元素的含量相差很大,组成生物体和组成无机自然界的化学元素中含量最多的是氧。 5.(2009·山西省实验中学高三教学质量检测)一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化
学元素含量(占细胞干重的质量分数%)如下表,下列有关叙述正确的是( )
元素 植物 动物 C 43.57 55.99 H 6.24 7.46 O 44.43 14.62 N 1.46 9.33 P 0.20 3.11 Ca 0.23 4.67 S 0.17 0.78 A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成份 B.这两种生物体内所含化学元素的种类差异很大
C.N、S含量说明动物组织含蛋白质较多,若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐
D.经测定该植物中某有机物含C、H、O、N、S,此化合物可能携带氨基酸进入核糖体 5.解析:本题主要考查蛋白质的元素组成及其作用。生物干重中C含量最高,湿重O元素含量最高,故A项正确;表格中可以看出,两种生物所含的化学元素的种类差别一样,含量不同,故B项错误;组成该化合物的元素来来,含有C、H、O、N以及金属元素,因此可以判断该物质为蛋白质,动物血钙低会发生肌肉抽搐,故C项错误;携带氨基酸进入核糖体的化合物为tRNA,故D项错误。 答案:A
6.人的红细胞必须生活在含有0.9%的氯化钠溶液中,若将红细胞置于浓盐水中,红细胞则会失水皱缩,从而丧失输送氧气的功能。这些事实说明 ( ) A.无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用 B.无机盐对维持细胞的形态和功能有重要作用 C.无机盐离子容易进出细胞 D.水分子容易进出细胞
6.B 人体红细胞生活在血浆中,血浆的渗透压相当于0.9%的氯化钠溶液,所以红细胞在0.9%的氯化钠溶液中能维持红细胞正常形态和功能。 7.缺铁性贫血的人需要补充含铁的无机盐,原因是 ( )
A.Fe2+是维持生命活动的重要物质 B.Fe2+是血红蛋白的重要组成成分 C.Fe2+对维持细胞的渗透压有重要作用 D.Fe2+是构成骨骼的重要物质
7.B Fe2+是血红蛋白的主要成分。血红蛋白有运输O2的功能,缺Fe2+会导致患缺铁性贫血症。
8.某人在运动过程中突然发生全身抽搐。医生除必须对症下药外,还需注射一定量的 ( ) A.生理盐水 B.葡萄糖溶液 C.葡萄糖酸钙溶液 D.淀粉和蔗糖
8. C 该题考查无机盐的作用。无机盐对于维持生命活动有重要作用,动物血液中钙的含量太低,就会引起抽搐,因此需注射一定量的钙盐。 9.生物体无水就不能存活的根本原因是 ( )
A.水在细胞内以两种形式存在 B.水在不同生物体中含量各不相同 C.细胞内各种化学反应都是在水中进行的 D.大部分水在细胞内可以自由流动