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高中三年级生物

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    下列有关实验原理、实验操作方法及结果的叙述,正确的是
    [     ]

    A.脂肪鉴定时,可观察到细胞中被苏丹Ⅳ染液染成橘黄色的圆形小颗粒
    B.提取色素时,取新鲜的菠菜叶,加少许SiO2和丙酮,研磨液呈黄绿色,这是由于菠菜叶用量太少
    C.探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验中,加入斐林试剂并水浴加热后出现砖红色沉淀,说明淀粉已被水解
    D.DNA的粗提取和鉴定实验中,先后两次向烧杯中加入蒸馏水的作用分别是使血红细胞破裂、增大DNA的溶解度
    本题信息:2011年江西省模拟题生物单选题难度一般 来源:姚瑶
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本试题 “下列有关实验原理、实验操作方法及结果的叙述,正确的是[ ]A.脂肪鉴定时,可观察到细胞中被苏丹Ⅳ染液染成橘黄色的圆形小颗粒B.提取色素时,取新鲜的菠菜叶...” 主要考查您对

实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

实验:绿叶中色素的提取和分离

DNA的粗提取与鉴定

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  • 实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
  • 实验:绿叶中色素的提取和分离
  • DNA的粗提取与鉴定

生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测方法:

1、检测原理:
生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。
(1)糖类

(2)脂肪


(3)蛋白质


2、检测步骤
(1)还原糖的检测与观察:


(2)脂肪的检测:
方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二:


(3)蛋白质的检测:
 

(4)淀粉的检测与观察:



斐林试剂与双缩脲试剂的比较:

斐林试剂 双缩脲试剂
鉴定成分 还原糖 蛋白质
鉴定原理 还原糖中的醛基(-CHO)在加热条件下能将Cu(OH)2中的Cu2+还原成Cu+,从而生成砖红色的Cu.0沉淀 双缩脲(H2NOC-NH-CONH2)在碱性溶液中能与Cuz+结合生成紫色络合物,蛋白质分子中含有与双缩脲结构相似的肽键
试剂浓度 甲液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液;乙液:质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液 A液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液;B液:质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液
使用方法 甲液、乙液混合均匀后,再加入样液 先加A液造成碱性环境,再滴加B液
使用条件 加热 不加热
实验现象 浅蓝色一棕色—砖红色 紫色


知识点拨:

(1)在还原糖的鉴定实验中,最理想的实验材料是含还原糖量较高的生物组织(或器官),而且组织颜色较浅,或近于白色的苹果、梨等材料。另外,由于甘蔗、甜菜中含有的蔗糖是非还原糖,不宜选用。
(2)在脂肪的鉴定实验中,实验材料最好选择富含脂肪的种子。
(3)在蛋白质的鉴定实验中,最好选用富含蛋白质的生物组织,植物材料常用的是大豆,动物材料常用的是稀释的鸡蛋清。

注意事项

还原糖的检测和观察:
①还原糖有葡萄糖,果糖,麦芽糖;
②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中,现配现用;
③必须用水浴加热

脂肪的鉴定:
 ①切片要薄,如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰,有的地方模糊。
②酒精的作用是:洗去浮色
③需使用显微镜观察
④使用不同的染色剂染色时间不同

蛋白质的鉴定:
①先加A液1ml,再加B液4滴
②鉴定前,留出一部分组织样液,以便对比


绿叶中色素的提取和分离:

1.原理
(1)各种色素能溶解在有机溶剂(无水乙醇等)中形成溶液,使色素从生物组织中脱离出来。
(2)各种色素都能溶解在层析液中,但在层析液中的溶解度不同。溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,因而不同色素可以在滤纸上通过扩散分开,各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。
2.实验过程
 
观察结果:滤纸条上色素带有四条,由上到下分别是胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b,
如图


实验要点及注意事项:

1、实验中几种化学药品的作用
①加入少量SiO2,可破坏细胞结构,使研磨更充分,便于色素完全释放。
②加入少量CaCO3,,可以中和细胞内的有机酸,防止有机酸夺取叶绿素中的镁离子使叶绿素破坏,从而起到保护色素的作用。但SiO2.和CaCO3的加入量要少,否则滤液杂质多、混浊、颜色浅,实验效果差。 2、实验成功的关键
①叶片要新鲜,颜色要深绿,保证色素的含量。
②研磨要迅速充分。叶绿素不稳定,易被破坏,时间过长或研磨不充分都会导致色素的量太少而使实验失败。
③滤液细线不仅要求细、直、均匀,而且要求含有较多的色素(可以重复画二至三次)。
④滤液细线不能触及层析液,否则色素溶解到层析液中,将得不到清晰的色素带。
3、注意事项
①制备滤纸条时,要剪去两角,这样可以减小边缘效应,使色素在滤纸上扩散均匀,便于观察实验结果。 ②收集滤液后,要及时用棉塞将试管口塞紧,防止滤液挥发。

4、滤纸条上的滤液细线,不能触及层析液的原因:滤纸条上的滤液细线如触及层析液,滤纸上的叶绿体色素就会溶解在层析液中,实验就会失败。
5、提取和分离叶绿体色素的关键:
(1)提取叶绿体色素的关键是:①叶片要新鲜、浓绿;②研磨要迅速、充分;③滤液收集后,要及时用棉塞将试管口塞紧,以免滤液挥发。
(2)分离叶绿体色素的关键是:①是滤液细线要细且直,而且要重复划几次;②是层析液不能没及滤液线。
6、收集到的色素滤液绿色过浅,可能原因如下:
①未加二氧化硅,研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶,滤液中色素(叶绿素)太少,绿色过浅。
③一次加入大量的95%的乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量95%的乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少导致色素分子被破坏。
7、如果滤纸条色素带重叠,原因可能是滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
知识拓展:

实验创新:本实验中的长条滤纸可以改为圆形滤纸,在滤纸的中央滴一滴滤液,然后用一根浸有层析液的棉线的一端垂直接触滤液的中必位置,会得到近似同心的四个色素环,由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。
例  以“叶绿体中色素的提取和分离”实验中,下列描述正确的是(  )
A.将5g新鲜完整的菠菜叶,放入研钵中,加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后,迅速研磨
B.用毛细吸管吸取少量滤液;沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复画2~3次
C.把画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散
D.色素分子是有机物,不溶于水,所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素
答案D
DNA的粗提取与鉴定:

一、实验原理
提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。对于DNA的粗提取而言,就是要利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。
1、DNA的溶解性
(1)DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同(0.14mol/L溶解度最低),利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。
 
(2)DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理,可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性
蛋白酶能水解蛋白质,但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60—80℃的高温,而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜,但对DNA没有影响。
3、DNA的鉴定
在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
二、实验设计
1、实验材料的选取
凡是含有DNA的生物材料都可以考虑,但是使用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大。
2、破碎细胞,获取含DNA的滤液 
动物细胞的破碎比较容易,以鸡血细胞为例,在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞,需要先用洗涤剂溶解细胞膜。例如,提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集研磨液。
3、去除滤液中的杂质 
方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质,不分解DNA;方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。
方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开;方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离。
4、DNA的析出与鉴定
(1)将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液,静置2~3min,溶液中会出现白色丝状物,这就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起丝状物,并用滤纸吸取上面的水分。
(2)取两支20ml的试管,各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5ml,将丝状物放入其中一支试管中,用玻璃棒搅拌,使丝状物溶解。然后,向两支试管中各加入4ml的二苯胺试剂。混合均匀后,将试管置于沸水中加热5min,待试管冷却后,比较两支试管溶液颜色的变化,看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。

实验步骤——以洋葱为实验材料:

1、称取30克已切碎的洋葱,放入研钵中,加入少量石英砂助研,倒入10mL 2mol/L的氯化钠溶液,充分研磨。
洋葱含有挥发性刺激物,有效减少刺激,才能使实验顺利进行。上课前,教师可先将洋葱放入冰箱冷冻一会儿,使其凉透但又不能结冰;或将洋葱切成几大块,放入清水泡一会儿,让其挥发性刺激物溶于水,可以减轻刺激。然后将洋葱切碎备用。研磨的目的主要是使洋葱细胞破裂,使DNA溶于2mol/L的氯化钠溶液,没必要将洋葱研成粥糊状,后者既浪费时间又影响实验效果。研磨时,切忌使用搅拌器(榨汁机)。使用搅拌器虽可以提高研磨效率,但搅拌器将洋葱切成极细小的颗粒,无法通过过滤将洋葱颗粒剔除。只能将酒精直接倒入滤液中,许多洋葱小颗粒因为轻会漂浮起来,DNA藏在其中,无法分辨。学生看不到白色纤维状粘稠物的DNA。
2、研磨后,用漏斗和纱布将汁液过滤到小烧杯中,得到滤液。
3、向滤液中加入95%的酒精溶液20mL,沿烧杯壁缓缓倒入,不要震动或搅拌。
此时,烧杯中的液体分为上、下两层,下层较浑浊,上层澄清,很快上层溶液中就会有白色纤维状粘稠物析出,用玻璃棒可将其轻轻卷起。这就是记录生命遗传信息的重要物质——DNA。DNA析出的过程中,切忌震动和搅拌(不震动易于分层,我们就能很容易观察到上清液中的丝状物;搅拌会使非常柔软的DNA断裂成小段,不易取出)。如果用玻璃棒DNA不易卷起,可改用表面打毛的牙签,DNA提取物就缠绕在牙签上了。
4、鉴定:取两支试管,编为1、2号,各加入2mol/L的氯化钠溶液2mL,向1号试管中加入一些白色纤维状物,振荡使其溶解,然后向两支试管中各加入2mL二苯胺试剂,沸水浴加热5分钟。
DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度比较:

2mol/LNaCl溶液 0.14mol/LNaCI溶液 溶解规律
DNA 溶解 析出
蛋白质 部分发生盐析沉淀 溶解 NaCl溶液从2mol/L降低过程中,溶解度逐渐增大

知识点拨:

1、为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?
蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂,再加上搅拌的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂),从而释放出DNA。
2、加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么?
洗涤剂是一些离子去污剂,能溶解细胞膜,有利于DNA的释放;食盐的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶3、如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样的影响?
研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全,提取的DNA量变少,影响实验结果,导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。
4、为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?
用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此,通过反复溶解与析出DNA,就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
5、以血液为实验材料时,每100ml血液中需要加入3g柠檬酸钠防止血液凝固。
6、加入洗涤剂后,动作要轻缓、柔和,否则容易产生大量的泡沫,不利于后续步骤地操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时,动作要轻缓,以免DNA分子的断裂,导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
7、二苯胺试剂要现配现用,否则会影响鉴定的效果。
8、DNA的溶解度与NaCl溶液浓度的关系:
当NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时,随浓度的升高,DNA的溶解度降低;当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时,随浓度升高,DNA的溶解度升高。
9、盛放鸡血细胞液的容器,最好是塑料容器。
鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,由于细胞内DNA的含量本来就比较少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取到的DNA就会更少。因此,实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管,这样可以减少提取过程的DNA的损失。
10、本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料,原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。可选用鸡血细胞作材料。
11、实验中两次使用蒸馏水,第一次的目的是使成熟的鸡血细胞涨破释放出DNA,第二次日的是稀释 NaCl溶液,使DNA从溶液中析出。

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