实验02 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（讲义）生物人教版2019必修1

实验02检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2017年版2020年修订新课标 课标解读 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，掌握检测相关物质的实验原理、方法和操作注意事项 重点先知： 1.实验原理 2.结果分析 1.实验原理 (1)还原糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖等)＋斐林试剂砖红色沉淀。 (2)脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。 (3)蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。 2．实验材料的选择 (1)所选材料应富含被检测的有机物，易出现明显的实验现象。 (2)材料本身应为白色或近于白色，不干扰实验结果。 3．三类有机物的检测在操作步骤上的差异 (1)唯一需要加热的——还原糖的检测，若不加热，则无砖红色沉淀出现。 (2)唯一需要显微镜的——花生子叶切片脂肪的检测。 (3)混合后加入的——斐林试剂；分别加入的——双缩脲试剂。 4．易错警示 (1)易忽略斐林试剂本身的颜色 非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂水浴加热后的现象不是无色，而是蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 (2)误认为脂肪的检测必须使用显微镜 若要观察被染色的脂肪颗粒，则必须使用显微镜，但若只观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜，可以在制备的组织样液中加入苏丹Ⅲ染液，观察溶液的颜色变化。 【实验目的】 尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、脂肪或蛋白质 【材料用具】 1.实验材料：梨匀浆、葡萄匀浆、花生种子、豆浆、鲜肝提取液、鸡蛋清稀释液等 2.仪器：刀片、试管、载玻片、显微镜等 3.试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/mL的NaOH溶液，乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液）、苏丹Ⅲ染液、双缩脲试剂（A液：0.1g/mL的NaOH溶液，B液：0.01g/mL的CuSO4溶液）、蒸馏水 【方法步骤】 1．实验材料、仪器和实际的选择 每小组从教师提供的实验材料中选择一两种，预测其中含有哪些有机化合物，再选择所需要的仪器和试剂 2．记录实验结果 设计记录表格，记录预测结果，然后按照实验步骤进行检测，用“+”或“-”记录实测结果 3.检测的方法步骤 (1)还原糖的检测和观察 ①向试管内注入2mL待测组织样液。 ②向试管内注入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)。 ③将试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。 ④观察试管中出现的颜色变化。 (2)脂肪的检测和观察 制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。 取材：取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。 切片：用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。 制片：从培养皿中选取最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；在花生子叶薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min;用吸水纸吸去染液，再滴加1~2滴体积分数为50%的酒精溶液，洗去浮色；用吸水纸吸去花生子叶周围的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。 观察：在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移到视野中央，将物像调节清晰；换高倍镜观察，视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见。 (3)蛋白质的检测和观察 ①向试管内注入待测组织样液2mL。 ②向试管内注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀。 ③向试管内注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀。 ④观察组织样液颜色的变化。 【注意事项】 (1)蛋白质检测时，双缩脲试剂的加入顺序：先加A液，再加B液，且B液不能过量。目的是先制造碱性环境。若先加B液或B液过量，会生成Cu(OH)2，干扰颜色反应。 (2)在蛋白质检测实验中，需要将鸡蛋清稀释到一定程度，否则与双缩脲试剂发生反应后，会粘在试管的内壁上，反应不彻底，试管也不易刷洗。 【典例】斐林试剂和双缩脲试剂的异同。 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分相同 NaOH(甲液)和CuSO4(乙液) NaOH(A液)和CuSO4(B液) 浓度不同 0.1 g/mL的NaOH溶液、0.05 g/mL的CuSO4溶液 0.1 g/mL的NaOH溶液、0.01 g/mL的CuSO4溶液 原理不同 新配制的Cu(OH)2与加入的还原糖在水浴加热条件下反应，Cu(OH)2被还原生成砖红色的Cu2O沉淀 蛋白质在碱性溶液中可以与Cu2＋发生双缩脲反应，生成紫色络合物 用法不同 甲液和乙液等量混匀后立即使用 先加A液1 mL，摇匀；再加B液4滴，摇匀 使用条件 50～65 ℃温水浴加热 不需要加热，摇匀即可 颜色反应 蓝色→棕色→砖红色(沉淀) 浅蓝色→紫色 1．许多生物组织中都含有丰富的糖类、脂质、蛋白质等有机物，是人类生活的物质来源和能量来源。下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的叙述，正确的是（　　） A．常用番茄、苹果等的组织样液作为鉴定植物组织内还原糖的实验材料 B．还原糖鉴定实验中，应先向苹果匀浆中加入斐林试剂甲液，摇匀后再加入斐林试剂乙液，然后再用50—65℃的水浴加热，观察是否出现砖红色沉淀 C．脂肪鉴定实验中，在花生子叶切片上滴加苏丹Ⅲ染液染色后，需用清水洗去浮色 D．蛋白质鉴定实验中，应先加入质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液为反应提供碱性环境 【答案】D 【详解】A、番茄组织样液呈红色，会影响还原糖鉴定实验中的砖红色沉淀的观察，因此不能作为检测植物组织内还原糖的实验材料，A错误； B、还原糖鉴定实验中，甲液和乙液需同时等量混合成斐林试剂（现配现用），向苹果匀浆中加入斐林试剂，然后再用50—65℃的水浴加热，观察是否出现砖红色沉淀，B错误； C、脂肪检测中用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，C错误； D、蛋白质检测时，先加入0.1g/mL 的NaOH溶液为反应提供碱性环境，再滴加0.01g/mL的CuSO4溶液。蛋白质与硫酸铜溶液在碱性环境中反应能显出紫色，D正确。 · 高考真题感知练 1．某同学使用双缩脲试剂检测豆浆中的蛋白质。下列做法错误的是（    ） A．用蒸馏水稀释豆浆作样液 B．在常温下检测 C．用未加试剂的样液作对照 D．剩余豆浆不饮用 【答案】C 【详解】A、未经稀释的豆浆样液过于粘稠，易附着试管壁导致反应不均匀或清洗困难，影响显色观察和结果判定，故反应前需用蒸馏水稀释豆浆作样液，A正确； B、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应在常温下进行，B正确； C、本实验能够前后自身对照，无需用未加试剂的样液作对照，C错误； D、实验所用豆浆一般未经煮沸，故剩余豆浆不建议饮用，D正确。 2．在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后的溶液蓝色变浅，测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是（　　） 样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564 葡萄糖含量（mg/mL） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 A．斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀 B．吸光值与样本的葡萄糖含量有关，与斐林试剂的用量无关 C．若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量大于0.4mg/mL D．在一定范围内葡萄糖含量越高，反应液去除沉淀后蓝色越浅 【答案】D 【详解】A、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，会产生砖红色沉淀，A错误； B、吸光值与溶液的浓度有关，故与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的用量有关，B错误； C、由表格内容可知，葡萄糖含量越高，吸光值越小，若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量小于0.4mg/mL，即葡萄糖含量在0.3mg/mL～0.4mg/mL，C错误； D、在一定范围内葡萄糖含量越高，生成的砖红色沉淀（氧化亚铜）越多，反应液去除沉淀后的溶液中游离的Cu2+越少，则蓝色越浅，D正确。 3．为了解某种饮料的营养成分，对其做出三种规范的鉴定操作，得到相应现象如表。由此判断该饮料样液中至少含有（    ） 鉴定标本 鉴定用试剂 现象 1 双缩脲试剂 蓝色 2 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 3 班氏试剂 砖红色 A．还原性糖、蛋白质、脂肪 B．蛋白质和还原性糖 C．还原性糖和脂肪 D．蛋白质和脂肪 【答案】C 【详解】双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，加入双缩脲试剂后出现蓝色，说明其中不含蛋白质；苏丹Ⅲ染液可与脂肪反应呈橘黄色，因此其中含有脂肪；班氏试剂是斐林试剂的改良试剂，用于检验还原糖，出现砖红色沉淀，因此其中含有还原糖。综上所述，C正确，ABD错误。 · 名校模拟提升练 1．探究性实验甘蔗汁一般不作为还原糖的检测材料，推测原因有两种:一是甘蔗中不含有还原糖，二是甘蔗中有其他反应会产生深色物质不利于实验结果的观察。某实验小组为探究其原因，以稀释40倍的新鲜甘蔗汁为材料，得到实验结果如表（DNS试剂能与多种还原糖反应，煮沸条件下显棕红色，1-7号试管中使用的葡萄糖溶液浓度均为1mg/mL）。据表分析，下列叙述正确的是（　　） 试管号 1 2 3 4 5 6 7 8 葡萄糖溶液/mL 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 甘蔗汁1mL 蒸馏水/mL 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 1 DNS试剂 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 操作 沸水浴5分钟，冷却后加入蒸馏水稀释至25mL 吸光度 0 0.034 0.146 0.210 0.286 0.383 0.529 0.384 注:溶液颜色越深，吸光度越大。 A．检测还原糖实验中一般不选用甘蔗汁的原因是甘蔗中只含有蔗糖没有还原糖 B．实验中加入的DNS试剂和蒸馏水的量是无关变量，如果改变不会影响检测数据 C．甘蔗不适合作为还原糖检测材料的原因更可能是甘蔗中有其他反应会产生深色物质不利于实验结果的观察 D．计算可得实验中使用的甘蔗汁中葡萄糖浓度约为40mg/mL 【答案】C 【详解】AC、通过对比8号试管与其他试管的吸光度，发现甘蔗汁中可以检测到还原糖，说明甘蔗不适合作为检测还原糖材料的原因更可能是甘蔗中有其他反应会产生深色物质不利于实验结果的观察，A错误，C正确； B、实验中无关变量的改变会影响实验结果，所以无关变量要保持相同且适宜，B错误； D、8号试管的吸光度与6号试管的基本相同，但甘蔗汁中不一定只有葡萄糖一种还原糖，故无法计算甘蔗汁中葡萄糖浓度，D错误。 2．某兴趣小组对四种材料匀浆进行还原糖的检测，观察现象如表所示。下列叙述错误的是（    ） 材料匀浆（2ml） 与斐林试剂（1ml）混合后现象 水浴加热后现象 西红柿 深蓝色 红黄色 西瓜 黄色 红黄色 橘子 黄绿色 橙红色 韭菜 灰绿色 黄绿色 A．该实验的自变量为材料种类，属于相互对照实验 B．韭菜组处理前后颜色变化不明显，说明韭菜不含还原糖 C．西瓜组未出现预期实验现象可能因为材料未经脱色处理 D．斐林试剂甲液和乙液经适当处理后可用于蛋白质的检测 【答案】B 【详解】A、本实验的目的是鉴定四种材料中是否含有还原糖，因此该实验的自变量为材料种类，属于相互对照实验，A正确； B、由于韭菜本身为灰绿色，该颜色会掩盖还原糖反应后的颜色，影响实验现象的观察，因此虽然韭菜组处理前后颜色变化不明显，但不能说明韭菜不含还原糖，B错误； C、由于西瓜本身是红色的，还原糖鉴定的颜色为红黄色，因此西瓜组未出现预期实验现象可能因为材料未经脱色处理，C正确； D、斐林试剂和双缩脲试剂均包括氢氧化钠和硫酸铜溶液，两种试剂仅在浓度上存在差异，因此斐林试剂甲液和乙液经适当处理后可用于蛋白质的检测，D正确。 3．甜玉米籽粒在发育过程中，有机物的种类和含量会发生变化。用试剂对甜玉米籽粒的有机物进行检测时，下列叙述错误的是（　　） A．嫩甜玉米籽粒匀浆加入斐林试剂摇匀后不能出现砖红色沉淀 B．嫩甜玉米籽粒匀浆加入双缩脲试剂，依据产生蓝色检测蛋白质 C．成熟甜玉米籽粒切开后滴加碘液，出现蓝色说明籽粒含有淀粉 D．成熟甜玉米籽粒切成薄片并用苏丹Ⅲ染色，橘黄色颗粒不明显 【答案】B 【详解】A、还原糖可用斐林试剂进行检测，需要在水浴条件下反应才出现砖红色沉淀，A正确； B、蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。嫩甜玉米籽粒匀浆加入双缩脲试剂，依据产生紫色检测蛋白质，B错误； C、淀粉遇碘液变蓝色，成熟甜玉米籽粒切开后滴加碘液，出现蓝色说明籽粒含有淀粉，C正确； D、成熟甜玉米籽粒含脂肪很少，主要成分是淀粉，所以切成薄片并用苏丹Ⅲ染色，橘黄色颗粒不明显，D正确。 4．下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的分析，错误的是（    ） A．斐林试剂与苹果匀浆水浴加热生成砖红色沉淀，说明苹果匀浆中含有还原糖 B．含糖量较高的生物材料，用斐林试剂检测后不一定呈现明显的砖红色 C．检测花生子叶中的脂肪时，直接用高倍镜就可以观察到清晰的脂肪颗粒 D．高温处理后变性的蛋白质也可以与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 【答案】C 【详解】A、还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，因此斐林试剂与苹果匀浆水浴加热生成砖红色沉淀，说明苹果匀浆中含有还原糖，A正确； B、斐林试剂用于检测还原糖，含糖量较高的生物材料若所含的糖为非还原糖，则用斐林试剂检测后不会呈现砖红色，B正确； C、检测花生子叶中的脂肪时，需在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，并将其移至视野中央，将物像调节清晰，再换高倍镜观察，可观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒，C错误； D、蛋白质经高温变性后空间结构被破坏，但肽键不发生改变，仍能与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，D正确。 5．香蕉果实成熟过程中会逐渐变甜，如果取成熟到第2d和第4d的等量香蕉果肉，分别加等量的蒸馏水制成提取液，然后如图操作，在a、c试管中各加5mL第2d的提取液，在b、d试管中各加5mL第4d的提取液。在a、b试管中各加入等量碘液，在c、d试管中加入等量的本尼迪特试剂（作用类似于斐林试剂），水浴加热，观察比较颜色，结果是（　　） A．a、b试管呈蓝色，且a比b颜色浅；c、d试管呈红黄色，且c比d颜色浅 B．a、b试管呈蓝色，且a比b颜色深；c、d试管呈红黄色，且c比d颜色浅 C．a、b试管呈蓝色，且a比b颜色浅；c、d试管呈红黄色，且c比d颜色深 D．a、b试管呈蓝色，且a比b颜色深；c、d试管呈红黄色，且c比d颜色深 【答案】B 【详解】AB、香蕉果实成熟过程中，淀粉经代谢转化为有甜味的可溶性还原性糖。随着时间的延长，淀粉的含量逐渐降低，而还原性糖的含量逐渐升高，因此香蕉逐渐变甜。所以试管a、c中含淀粉的量多，还原性糖含量少；试管b、d中淀粉含量少，还原性糖含量多。a、b呈蓝色，a颜色较深；c、d呈红黄色，d颜色较深，A错误，B正确； CD、试管a、b试管中含淀粉，a中的量多，b中的量少a、b呈蓝色，a颜色较深；d试管中含有还原性糖，但c中含量少，但d中含量多d呈红黄色，d颜色较深，C错误，D错误。 6．植物的种子中储存足够量的有机物是其萌发的必要条件。下列叙述错误的是（　　） A．玉米种子中含有丰富的糖类，向其组织样液中加入碘液可变蓝 B．发芽的大麦粒中含有丰富的麦芽糖，可与斐林试剂在水浴条件下反应生成砖红色沉淀 C．观察花生种子中的脂肪颗粒时，用苏丹Ⅲ染色后还需用体积分数为95%的酒精洗去浮色 D．向大豆种子的组织样液中依次加入双缩脲试剂的A液和B液，溶液颜色会变成紫色 【答案】C 【详解】A、玉米种子中含有丰富的糖类，主要是淀粉，向其组织样液中加入碘液可变蓝，A正确； B、麦芽糖是还原糖，可与斐林试剂在水浴条件下反应生成砖红色沉淀，B正确； C、观察花生种子中的脂肪颗粒时，用苏丹Ⅲ染色后还需用体积分数为50%的酒精洗去浮色，C错误； D、向大豆种子的组织样液中含有蛋白质，加入双缩脲试剂的A液和B液，溶液颜色会变成紫色，D正确。 7．下列关于食品安全问题的相关探究实验，正确的是（    ） 选项 探究主题 实验试剂 预期实验结果 结论 A 某“色拉油”是否含有油脂 苏丹Ⅲ染液 被检测液体出现红色 含有油脂，且可能含有固醇 B 某“早餐奶”是否含有蛋白质 双缩脲试剂 被检测液体出现砖红色 一定含有蛋白质 C 某“奶片”是否添加淀粉 碘液 被检测液体出现蓝色 含有淀粉，不含有蛋白质 D 某“无糖”无色饮料中是否含有葡萄糖 斐林试剂 被检测液体出现砖红色 含有还原糖，但不一定是葡萄糖 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，说明含有脂肪，A错误； B、双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色，B错误； C、被检测液体出现蓝色，只能证明含有淀粉，不能证明没有蛋白质，C错误； D、斐林试剂与还原糖反应，经加热可以产生砖红色沉淀，所以砖红色出现只能证明还原糖的存在，而不能证明一定是葡萄糖，D正确。 8．检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，下列说法错误的是（　　） A．梨匀浆与斐林试剂混合，水浴加热至50-65℃将出现砖红色沉淀 B．向鸡蛋清稀释液中加入双缩脲试剂，摇匀后样液呈现紫色 C．斐林试剂与双缩脲试剂都由NaOH和CuSO4组成，且使用方法也相同 D．花生子叶临时切片用苏丹Ⅲ染液染色，在显微镜下观察到橘黄色颗粒 【答案】C 【详解】A、斐林试剂可用于检测还原糖，两者在水浴加热的条件下可产生砖红色沉淀，由于梨匀浆中含有还原糖，故与斐林试剂混合，水浴加热至50-65℃将出现砖红色沉淀，A正确； B、鸡蛋清稀释液中富含蛋白质，向其中加入双缩脲试剂，摇匀后样液呈现紫色，B正确； C、斐林试剂与双缩脲试剂都由NaOH和CuSO4组成，但两者CuSO4浓度不同，其中斐林试剂乙液为0.05g/mLCuSO4溶液，双缩脲试剂B液为0.01g/mLCuSO4溶液；两者的使用方法也不一样：斐林试剂是甲、乙液混合后再使用，双缩脲试剂则是先向待鉴定材料加入A液摇匀后，再加入试剂B液，C错误； D、苏丹Ⅲ染液可用于检测脂肪，花生子叶临时切片中富含脂肪，用苏丹Ⅲ染液染色，在显微镜下观察到橘黄色颗粒，D正确。 9．采摘后的香蕉果实在自然成熟过程中，淀粉、葡萄糖的含量变化如下图所示。将不同成熟阶段的果实去皮并研磨成匀浆后检测，下列叙述正确的是（    ） A．将第10 d的果实匀浆与碘液混合后会出现蓝色反应 B．将第25 d的果实匀浆与双缩脲试剂混合后不会出现紫色反应 C．若要鉴定第15 d的果实活细胞中是否含有脂肪，不需要用显微镜观察 D．将第15 d的果实匀浆与斐林试剂混合后不需水浴加热即可出现砖红色沉淀 【答案】A 【详解】A、第10d的果实匀浆淀粉含量较高，与碘液混合后会出现蓝色反应，A正确； B、第25d的果实匀浆存在蛋白质(如酶)，与双缩脲试剂混合后会出现紫色反应，B错误； C、若要鉴定第15d的果实活细胞中是否含有脂肪，需要制作临时装片，则需要用显微镜观察，C错误； D、第15d的果实匀浆含还原糖，与斐林试剂混合后水浴加热才会出现砖红色沉淀，D错误。 10．炸薯条是常见的快餐食品。研究发现，若马铃薯块茎中的还原糖含量过高，会在油炸过程中产生有害物质。研究人员用不同的方法制备马铃薯提取液，结果如下表所示。下列叙述正确的是（    ） 方法 提取液颜色 提取液澄清度 还原糖浸出程度 甲 浅红褐色 不澄清 不充分 乙 深红褐色 澄清 充分 丙 浅黄色 澄清 充分 A．本实验的自变量是马铃薯提取液的制备方法 B．马铃薯提取液中的还原糖包括淀粉、蔗糖和葡萄糖 C．方法乙所得的马铃薯提取液最适合用于检测还原糖 D．向提取液中加入斐林试剂后即可测定出还原糖含量 【答案】A 【详解】A、据题图分析，本实验是研究人员用不同的方法制备马铃薯提取液获得的结果，因此自变量是马铃薯提取液的制备方法，A正确； B、还原糖包括葡萄糖、麦芽糖、果糖等，淀粉、蔗糖不是还原糖，B错误； C、三种马铃薯提取液制备方法中，方法丙得到的提取液颜色为浅黄色、澄清，颜色干扰小，且还原糖浸出充分，是最适合检测还原糖的方法，C错误； D、向提取液中加入斐林试剂后需要水浴加热才能出现颜色反应，测定出还原糖含量，D错误。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$