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文档简介
1、第4课核酸、糖类和脂质 考点一核酸的结构和功能 【核心知识突破】1.核酸的结构层次及种类:2.核酸的功能与分布:3.核酸和蛋白质的比较:项目核酸蛋白质DNARNA元素_C、H、O、N等组成单位名称脱氧核苷酸_氨基酸种类4种4种_C、H、O、N、P核糖核苷酸20种项目核酸蛋白质DNARNA形成场所主要在_中核糖体检测试剂吡罗红甲基绿染色剂(DNA_,RNA_)_(紫色)分子结构一般为_结构一般为单链结构氨基酸_蛋白质细胞核绿色红色双缩脲试剂规则的双螺旋多肽项目核酸蛋白质DNARNA结构多样性的决定因素核苷酸的数量及排列顺序氨基酸的_及蛋白质的空间结构种类、数量、排列顺序4.DNA多样性、蛋白质多
2、样性和生物多样性的关系:(1)同种生物不同细胞中DNA一般相同,而mRNA则一般不同,蛋白质种类和含量也不同,这是基因选择性表达的结果。(2)核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性,因而可以从分子水平上,通过分析核酸与蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系的远近。【微点警示】关于核酸的两个易混点(1)脱氧核糖脱氧核苷酸脱氧核糖核酸:脱氧核糖是一种五碳糖,脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本组成单位,而脱氧核糖核酸是生物大分子。(2)核糖核糖核苷酸核糖核酸:核糖是一种五碳糖,核糖核苷酸是核糖核酸的基本组成单位,而核糖核酸是生物大分子。【秒判正误】1.DNA和RNA的碱基组成相同,五碳糖不同。( )分析
3、:RNA中不含有碱基T,DNA中不含有碱基U。2.核酸是生物体储存遗传信息的物质。( )分析:核酸是生物体内携带遗传信息的物质,在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中起重要作用。3.只有细胞内的核酸是携带遗传信息的物质。( )分析:没有细胞结构的病毒的核酸也是携带遗传信息的物质,病毒的遗传物质是DNA或RNA。4.分子大小相同,碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。( )分析:遗传信息决定于碱基的排列顺序。【命题案例研析】【典例】 (2015全国卷改编)下列叙述错误的是()A.核酸与磷脂中所含元素的种类相同B.RNA可以是非细胞生物的遗传物质C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D
4、.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上【审答技巧】(1)从组成分析:需将细胞中有机物的元素组成归类,明确哪些有机物是由相同元素组成的。(2)从功能分析:核酸存在于生物体中,不同的生物体含有的核酸不同;细胞生物与非细胞生物的区别要明确。【解析】选D。核酸的组成元素是C、H、O、N、P,磷脂的组成元素与核酸相同;非细胞生物的病毒可分为 DNA病毒和RNA病毒,前者的遗传物质是DNA,后者的遗传物质是RNA;T2噬菌体属于DNA病毒,只含有一种核酸DNA,DNA的基本构成单位是脱氧核糖核苷酸;细菌是原核生物,只有核糖体一种细胞器,控制细菌性状的基因位于拟核的DNA和细胞质中的质粒DNA上。
5、【核心素养新命题】(1)生命观念结构与功能观DNA是大多数生物的遗传物质,与RNA相比,差异之处在于:_。DNA一般是双链结构,含有脱氧核糖和胸腺嘧啶(2)科学思维模型与建模如图表示染色体和核糖体的部分成分,试分析:图中a、b分别表示_、_。图中甲、乙、丙分别表示的物质是_、_、_。烟草花叶病毒和T2噬菌体的组成物质分别类似于图中的_(填“A和B”或“B和A”)。核苷酸氨基酸DNARNA蛋白质B和A【考点题组诊断】角度一核酸的结构与功能1.(2018保定模拟)下列关于DNA和RNA的结构与功能的说法,错误的是()A.单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以依据碱基比率和种类区分B.双链DNA分子
6、中碱基G、C相对含量越高,其结构稳定性相对越大C.含有DNA的生物,遗传物质是DNA不是RNAD.含有RNA的生物,遗传物质是RNA不是DNA【解析】选D。确定碱基类型可以判断出是DNA序列,还是RNA序列,DNA中有T,而RNA中没有;RNA中有U,而DNA中没有;如果碱基A=T、G=C或是A=U、G=C,一般是双链,如果不相等,说明是单链,A正确。双链DNA分子中由于G和C配对有三个氢键,A和T配对有两个氢键,所以DNA分子中碱基G、C相对含量越高,其结构稳定性相对越大,B正确。含有DNA的生物,遗传物质是DNA不是RNA,C正确。含有RNA的生物,遗传物质也可能是DNA,如大部分生物是D
7、NA和RNA共存的,只要有DNA存在,DNA就是遗传物质,D错误。【方法技巧】“三看”法快速确定DNA、RNA2.(教材素材新命题必修1 P28图2-9改编)如图为某核苷酸链的示意图,下列相关叙述中正确的是()A.图示化合物的元素组成只有C、H、O、NB.图示为DNA一条链的部分片段C.图中的T、C、G可参与合成6种核苷酸D.图示化合物只能在细胞核中找到【解析】选B。核苷酸链的组成元素有C、H、O、N、P,A错误;题图中含有碱基T,为DNA一条链的部分片段,B正确;T、C、G可参与合成5种核苷酸,C错误;DNA主要分布在细胞核中,此外在细胞质中也有少量DNA,D错误。【知识总结】碱基种类与核苷
8、酸种类的关系(1)在只有DNA或RNA的生物中:(2)同时含有DNA和RNA的生物:角度二核酸和蛋白质的关系3.(2019大同模拟)蛋白质和核酸是细胞内重要的大分子物质,下列关于真核细胞中蛋白质和核酸的叙述正确的是()A.二者主要在细胞核内合成,都能通过核孔出入细胞核B.二者都是线粒体、内质网和染色体重要的组成成分C.合成蛋白质需要核酸参与,合成核酸不需要蛋白质参与D.蛋白质中的氮元素主要存在于肽键中,核酸中的氮元素存在于碱基中【解析】选D。蛋白质在核糖体上合成,A错误;内质网的成分为磷脂和蛋白质,没有核酸,B错误;合成核酸需要酶参与,该类酶的成分为蛋白质,C错误;核酸中氮元素存在于碱基中,蛋
9、白质中的氮元素主要存在于肽键中,D正确。【加固训练】1.(2018天津模拟)如图是DNA和RNA的结构示意图,有关说法正确的是()A.甲型H1N1流感病毒有5种碱基和8种核苷酸B.主要存在于硝化细菌拟核中的核酸由5种碱基构成C.病毒中也有上述两种核酸D.DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖,而没有核糖【解析】选D。甲型H1N1流感病毒为RNA病毒,含有A、G、C、U 4种碱基和4种核苷酸,A错误;主要存在于硝化细菌拟核中的核酸为DNA,含有A、G、C、T 4种碱基,B错误;病毒只有一种核酸,DNA或RNA,C错误;DNA中含有的五碳糖为脱氧核糖,不是核糖,D正确。2.(2018廊坊模拟)如图为
10、人体内两种重要化合物A和B的化学组成关系,相关叙述正确的是()A.a的种类约有20种,因R基的不同而不同,b的种类有8种B.线粒体和植物细胞的叶绿体中有大量B物质C.人的遗传物质是BD.A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同,B则不同【解析】选C。染色体的主要成分是DNA和蛋白质,DNA中含C、H、O、N、P,蛋白质中含C、H、O、N,所以B是DNA,A是蛋白质,a是氨基酸,b是脱氧核苷酸。组成蛋白质的氨基酸约有20种,组成DNA的脱氧核苷酸有4种,A错误;线粒体和植物细胞的叶绿体中有少量的DNA,B错误;人的遗传物质是DNA,C正确;人体不同细胞中DNA是相同的,但由于细胞的分化,不同细胞中蛋白
11、质种类不完全相同,D错误。考点二细胞中的糖类和脂质 【核心知识突破】1.细胞中的糖类:(1)分类:注明:果糖主要存在于植物细胞中,半乳糖和乳糖主要存在于动物细胞中。(2)糖类的相互关系:2.脂质的种类和功能:3.糖类和脂质的比较:比较项目糖类脂质区别元素组成_(N、P)种类单糖、二糖、多糖脂肪、磷脂、固醇合成部位淀粉:_糖原:主要是肝脏、肌肉主要是_C、H、OC、H、O叶绿体内质网比较项目糖类脂质区别生理作用主要的_构成细胞结构,如细胞壁核酸的组成成分,如核糖、脱氧核糖生物体的_,如脂肪构成_及细胞器膜的重要成分,如磷脂促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,如性激素联系糖类 脂肪能源物
12、质储能物质细胞膜4.【教材易漏知识】必修1 P30“知识链接”体外燃烧1 g葡萄糖可释放_ kJ的能量,在体内葡萄糖中的能量是经一系列化学反应_(填“快速释放”或“逐步释放”)出来的。16逐步释放【微点警示】糖类和脂质的三个易错点(1)多糖的单体都是葡萄糖,但二糖并不都是由葡萄糖组成的,如蔗糖是由葡萄糖和果糖组成的。(2)脂质中并不是只有磷脂才构成生物膜,胆固醇也是构成动物细胞膜的成分。(3)等质量的脂肪和糖类相比,脂肪中H的比例高,故脂肪氧化分解释放的能量多,需要O2多,产生H2O多。 【秒判正误】1.哺乳动物细胞可以合成蔗糖,也可以合成乳糖。( )分析:乳糖存在于动物细胞中,蔗糖存在于植物
13、细胞中。2.发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖。( )分析:1分子麦芽糖是由2分子葡萄糖构成的。3.甜菜里的蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖。( )分析:甜菜里含有的糖主要是蔗糖,而蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖形成的。4.所有的糖类都能用斐林试剂检测。( )分析:糖类分为还原糖和非还原糖,只有还原糖能与斐林试剂在水浴加热条件下反应呈现砖红色。5.细胞中的糖类都可以为细胞的生命活动提供能量。( )分析:细胞中不能提供能量的糖类有纤维素、核糖、脱氧核糖。【命题案例研析】【典例】 (2018江苏高考)下列关于糖类的叙述,正确的是()A.单糖可以被进一步水解为更简单的化合物B.构成淀粉、糖原和纤维
14、素的单体均为果糖C.细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关D.糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物【审答技巧】 解答本题需要从两个方面分析:(1)糖类的结构层次:细胞中糖类的存在形式,以及糖类之间相互关系的分析。(2)糖类的功能:五碳糖、六碳糖以及糖链在细胞膜中的功能的分析。【解析】选D。单糖是构成多糖的单体,不能被进一步水解,A项错误;构成淀粉、糖原和纤维素的单体都是葡萄糖,而不是果糖,B项错误;细胞膜的功能之一是信息交流,由细胞膜上的糖蛋白完成,糖蛋白由蛋白质和糖链组成,细胞识别与蛋白质及糖链都有关系,C项错误;大多数植物体内含有大量的糖类,如淀粉、纤维素等,是植物干重中含量最多的化
15、合物,D项正确。【高考长句应答特训】淀粉、纤维素、糖原都是由葡萄糖聚合形成的生物大分子,它们之间的区别在于_。葡萄糖的连接方式不同以及形成的空间结构不同【考点题组诊断】角度一糖类、脂质的种类和功能1.(2018江苏高考)脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是世纪金榜导学号()A.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用B.蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血C.摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险D.胆固醇既是细胞膜的重要组分,又参与血液中脂质的运输【解题指南】解答本题的关键:(1)明确细胞中脂肪、胆固醇等脂质的生理作用。(2)知道酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类化学反应。【解析
16、】选B。人体内的脂肪有储存能量、保温及缓冲作用,A项正确;蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜上的磷脂而使细胞膜破裂,B项错误;反式脂肪酸是一类对健康不利的不饱和脂肪酸,过多摄入反式脂肪酸可使血液中胆固醇增高,从而增加发生心血管疾病的风险,C项正确;胆固醇既是细胞膜的重要组分,也参与血液中脂质的运输,D项正确。2.(金榜原创预测)下列有关糖类与脂质的叙述,正确的是()A.病毒中含有的糖类,细胞中不存在B.细胞膜中含有的糖链可用斐林试剂检测C.脂肪、固醇与糖类的组成元素相同D.胆固醇是所有生物体细胞膜的重要组成成分【解析】选C。病毒中含有核酸,核酸中含有核糖或脱氧核糖,这两种五碳糖在细胞中均存在,A错误
17、;细胞膜中含有的糖链不具有还原性,不能使用斐林试剂检测,B错误;脂肪、固醇和糖类的组成元素均是C、H、O,C正确;胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,而非所有生物体细胞膜的组成成分,D错误。角度二细胞内的化合物的综合考查3.(2018济南模拟)在生物体内,某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示,其中a、b、c代表小分子,甲、乙、丙是生物大分子。据图分析下列说法不正确的是世纪金榜导学号()A.人体中,小分子b的种类有4种B.导致生物多种多样的根本原因是甲具有多样性C.遵循碱基互补配对原则的过程只是图中的D.图中甲和丙是组成染色体的主要成分【解析】选C。据元素组成及各物质之间的关系分析可知,a、
18、b、c分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,甲、乙、丙分别是DNA、mRNA、蛋白质。分别表示DNA复制、转录、翻译过程。人体中,小分子b(核糖核苷酸)的种类有4种;导致生物多种多样的根本原因是DNA具有多样性;图中的过程都遵循碱基互补配对原则;染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA。 【方法技巧】解决物质推断题的方法(1)通过关系图记忆有机物的元素组成:(2)通过比较记忆特殊有机物的元素组成:物质名称特征元素共有元素ATPPC、H、O、N叶绿素Mg血红蛋白Fe甲状腺激素I(3)通过比较结构组成判断其结构的元素组成。先分析该结构的组成成分,再判断其元素组成。如:细胞膜蛋白质+糖类+磷脂C、H、O
19、、N、P(、S)染色体蛋白质+DNAC、H、O、N、P(、S)核糖体蛋白质+RNAC、H、O、N、P(、S)病毒蛋白质+核酸C、H、O、N、P(、S)4.(2019成都模拟)下列关于葡萄糖和脂肪的叙述,错误的是()A.脂肪中氧的含量远远低于葡萄糖B.都能够为细胞合成ATP提供能量C.都能进入线粒体中参与有氧呼吸D.两者在人体细胞内可以相互转化【解析】选C。相同质量的脂肪与糖类相比,脂肪中氧的含量远远低于葡萄糖,而C、H的比例要高于葡萄糖,A正确;葡萄糖和脂肪都是能源物质,因此都能够为细胞合成ATP提供能量,B正确;葡萄糖不能进入线粒体,C错误;两者在人体细胞内可以相互转化,即血糖(血浆中的葡萄
20、糖)可以转化为脂肪,脂肪也能转化为血糖,D正确。【加固训练】1.(2018长沙模拟)下列概念除哪项外,均可用如图来表示()A.表示固醇,分别表示脂质、磷脂、性激素B.表示核糖核苷酸,分别表示含氮碱基、核糖、磷酸C.表示糖类,分别表示单糖、二糖、多糖D.表示双层膜的细胞结构,分别表示线粒体、叶绿体、细胞核【解析】选A。脂质包括脂肪、磷脂和固醇,固醇包括胆固醇、性激素和维生素D;核糖核苷酸由含氮碱基、核糖、磷酸组成;糖类包括单糖、二糖、多糖;细胞中含有双层膜的结构有线粒体、叶绿体、细胞核。2.(2018邯郸模拟)如图为不同化学元素组成的化合物示意图,以下说法不正确的是()A.若为某种具有催化作用的
21、化合物,则的初步水解产物为多肽,彻底水解产物为氨基酸B.若大量积累于人和动物皮下和内脏器官周围,则为脂肪C.若为构成细胞膜基本骨架的分子,则为磷脂D.若在低血糖时直接分解以补充血糖,则可能是肌糖原和肝糖原【解析】选D。由示意图中的元素组成特点可以判断可能是蛋白质,可能是糖类或脂肪,可能是核酸、磷脂等。根据A项中的“催化作用”可以确定是蛋白质,氨基酸是构成蛋白质的基本单位,氨基酸通过脱水缩合形成多肽,多肽折叠后形成蛋白质,A项正确;通过B项的叙述可以确定是生物体内的储能物质脂肪,B项正确;磷脂是构成细胞膜基本骨架的分子,磷脂含有的化学元素有C、H、O、N、P等,C项正确;在低血糖时,肝糖原可以分
22、解来补充血糖,但肌糖原不能直接分解以补充血糖,即可能是肝糖原,但不会是肌糖原,D项错误。考点三观察 DNA、 RNA 在细胞中的分布 【核心知识突破】1.实验原理:(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同:(2)盐酸:改变_的通透性 加速染色剂进入细胞,使染色质中的_分离 有利于DNA与染色剂结合。细胞膜DNA与蛋白质2.实验步骤:3.实验材料的选择:(1)不能用哺乳动物成熟红细胞做观察DNA与RNA的分布的实验,原因是_。(2)选用紫色洋葱鳞片叶内表皮作实验材料的原因是_。哺乳动物成熟红细胞中没有细胞核紫色洋葱鳞片叶内表皮接近无色,而外表皮细胞的液泡中含色素,会干扰实验结果的观察4.
23、相关试剂的作用:试剂作用质量分数为0.9%的NaCl溶液保持_的正常形态质量分数为8%的盐酸改变细胞膜的通透性;使染色质中的_分离蒸馏水配制染色剂;冲洗载玻片口腔上皮细胞DNA与蛋白质【秒判正误】1.在观察细胞中DNA的分布时,可单独使用甲基绿染液进行染色,可观察到的绿色部位即为DNA的分布区域。( )分析:单独使用甲基绿会使整个细胞都变成绿色,不能区分DNA的分布区域。2.在制作口腔上皮细胞临时装片的过程中,应先在载玻片上滴一滴蒸馏水。( )分析:在制作口腔上皮细胞临时装片时应在载玻片上滴一滴生理盐水,以维持口腔上皮细胞的正常形态。3.水解后用缓水流冲洗载玻片,目的之一是洗去多余的盐酸。(
24、)分析:水解后,标本上带有多余的盐酸,会影响后面的染色,故需洗去多余的盐酸。4.在细胞中DNA分布于细胞核,RNA分布于细胞质。( )分析:细胞中DNA分布于细胞核、线粒体和叶绿体中,而RNA在细胞核和细胞质中都有分布。5.实验操作中烘干的目的是固定细胞,并防止细胞被破坏。( )分析:细胞死亡后,细胞内的溶酶体会破裂释放水解酶,从而破坏细胞结构,烘干可以使蛋白质快速变性,从而避免对细胞的破坏。 【命题案例研析】【典例】 (2019郑州模拟)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中,下列说法正确的是()A.染色时先用甲基绿染液,再用吡罗红染液B.用8%的盐酸目的之一是使DNA与蛋白质分离,使
25、DNA水解C.酒精灯烘干载玻片,可迅速杀死细胞,防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏D.用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的染色体和呈红色的RNA分子【审答技巧】(1)实验原理:从试剂的使用方法、作用机理进行分析。(2)实验步骤、现象:实验操作每一环节的意图要明确,实验结果与结论要对应分析。【解析】选C。在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中,染色时用甲基绿、吡罗红混合染色剂,A错误;用质量分数为8%的盐酸目的之一是使DNA与蛋白质分离,但不能使DNA水解,B错误;酒精灯烘干载玻片,可迅速杀死细胞,防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏,C正确;用高倍镜可以比较清楚地看到呈绿色的细胞核和呈红色的
26、细胞质,D错误。【考点题组诊断】1.(2019合肥模拟)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中,正确的操作顺序以及将口腔上皮细胞置于8%的盐酸溶液中水解的主要目的是()染色水解冲洗涂片取口腔上皮细胞制片观察A.,使细胞中的DNA水解成脱氧核苷酸B.,使细胞中物质全部水解C.,利用盐酸改变细胞壁的通透性,加速染色剂进入细胞D.,使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合【解析】选D。该实验的完整步骤是:取口腔上皮细胞制片水解冲洗涂片染色观察。其中用盐酸水解口腔上皮细胞的目的有两个:改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞;使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合
27、。综上所述,D选项正确。2.(2018长沙模拟)如图表示观察DNA和RNA在细胞中的分布实验的基本实验步骤,对该基本步骤的叙述错误的是世纪金榜导学号()A.表示制片,首先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液B.表示水解,需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的装片C.表示用缓水流冲洗,以免影响染色D.表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色【解析】选D。制片时滴加生理盐水的目的是维持口腔上皮细胞的正常形态;解离前需烘干装片,固定细胞并防止细胞中溶酶体内的酶破坏核酸;缓水流冲洗的主要目的是洗去多余的盐酸,防止影响后面的染色;染色时用甲基绿和吡罗红混合染色剂对标本进行染色,不是对标
28、本先后染色。【易错提醒】DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布,只是量不同,故强调“主要”,而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。答案速填:1细胞核2脱氧核苷酸3细胞质4核糖核苷酸5C、H、O6二糖7能源8C、H、O第4课生物技术在其他方面的应用考点一DNA的粗提取与鉴定 【核心知识突破】1.基本原理:(1)DNA的粗提取。原理:利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在_方面的差异,提取DNA,去除其他成分。理化性质DNA与蛋白质在物理、化学性质方面的差异:比较项目DNA蛋白质溶解性2 mol/LNaCl溶液中 溶解析出0.14 mol/LNaCl溶液中_酒精溶液中_溶解析出溶解析出比较项目DN
29、A蛋白质耐受性蛋白酶无影响_高温_以上变性不能忍受_的高温水解806080(2)DNA的鉴定:DNA+_ _色。二苯胺蓝2.主要步骤及注意事项:【微点警示】DNA的粗提取与鉴定的“两个”提醒(1)提取DNA不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料,因为哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,提取不到DNA。(2)进行DNA粗提取与鉴定实验时,为了防止DNA分子断裂,应该加入洗涤剂和食盐后进行轻缓、充分地搅拌和研磨。【秒判正误】1.DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水。( )分析:DNA 在2 mol/L NaCl溶液和蒸馏水中,溶解度都较大,在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小。
30、2.关于高中生物学实验的基本原理,提取DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异。( )分析:DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低,使DNA析出;DNA不溶于酒精,而细胞中某些蛋白质溶于酒精,从而得到含杂质较少的DNA。3.洗涤剂能溶解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度。( )分析:洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜,去除脂质和蛋白质,但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度。4.将丝状物溶解在2 mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂即呈蓝色。( )分析:用二苯胺试剂鉴定DNA,需在沸水浴条件下进行。【命题案例研析】【典例】(2019郑州模拟)如图表示以鸡血为实验材料进
31、行DNA的粗提取与鉴定的操作程序,请分析回答问题。(1)步骤一中,向鸡血细胞液中加入_并搅拌,可使鸡血细胞破裂。(2)步骤二:过滤后收集含有DNA的_。(3)步骤三、四的操作原理是_,步骤四通过向溶液中加入_调节NaCl溶液物质的量浓度为_mol/L时,DNA将会析出,过滤去除溶液中的杂质。(4)步骤七:向步骤六过滤后的_中,加入等体积的冷却的_,静置23 min,溶液中会出现_色丝状物,这就是粗提取的DNA。(5)步骤八:DNA遇_试剂,沸水浴5 min,冷却后,溶液呈_色。【审答技巧】(1)审题关键:理解DNA粗提取的基本思路:除去其中的杂质,其原理是根据溶解性、对酶的耐受性和温度对DNA
32、和蛋白质的影响等。注意题干中关键信息前后联系:通过向溶液中加入蒸馏水调节NaCl溶液物质的量浓度;NaCl溶液中物质的量浓度达到0.14 mol/L,DNA的溶解度最低。(2)满分答题:记住教材浓度数据:设问(3)第三空是物质的量浓度为“0.14 mol/L”,设问(4)第二空是体积分数为“95%”的酒精。搞清不同物质颜色:设问(4)第三空是“白”色丝状物,设问(5)第二空是溶液呈“蓝”色。【解析】(1)步骤一加入蒸馏水的目的是使红细胞涨破,释放出核物质。(2)步骤二收集含有核物质的滤液。(3)由于DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同。所以通过控制NaCl溶液的浓度可以分别溶解DNA和
33、析出DNA,并且对DNA进行提纯;步骤四加入蒸馏水的目的是逐渐稀释NaCl溶液,使其物质的量浓度达到0.14 mol/L,这时DNA在NaCl溶液中溶解度最低,可以析出DNA。(4)DNA不溶于酒精,某些蛋白质可以溶于酒精,这样可以进一步提纯DNA。(5)鉴定DNA的方法是用二苯胺试剂,在沸水中加热条件下,如果变蓝色,证明是DNA。答案:(1)蒸馏水(2)滤液(3)DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质蒸馏水0.14(4)滤液体积分数为95%的酒精白(5)二苯胺蓝【方法规律】去除滤液中杂质的三种方案项目原理方法方案一DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度
34、不同在滤液中加入NaCl,使NaCl溶液物质的量浓度为2 mol/L,过滤除去不溶的杂质;再调节NaCl溶液物质的量浓度为0.14 mol/L,析出DNA,过滤除去溶液中的杂质,再用物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA项目原理方法方案二DNA对酶的耐受性直接在滤液中加入嫩肉粉,反应1015 min,嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质方案三DNA对高温的耐受性将滤液放在6075 的恒温水浴箱中保温1015 min,注意严格控制温度范围,使蛋白质沉淀而DNA分子还未变性,可将DNA与蛋白质分离【考点题组诊断】角度一DNA的粗提取1.(2018南昌模拟)如图为“DNA的粗提取与鉴定”
35、实验的相关操作。分析回答:世纪金榜导学号(1)图中实验材料A可以是_等,研磨前加入的B应该是_。(2)通过上述所示步骤得到滤液C后,再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是_,再过滤得到滤液D,向滤液D中加入蒸馏水的目的是_。(3)在“DNA的粗提取与鉴定”实验中,将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的4种溶液中,经搅拌后过滤,获得如表所示的4种滤液,含DNA最少的是滤液_。1B液中搅拌、研磨后过滤滤液E22 mol/L的NaCl溶液搅拌后过滤滤液F30.14 mol/L的NaCl溶液中搅拌后过滤滤液G4冷却的95%的酒精溶液中搅拌后过滤滤液H【解题指南】解答本题的关键
36、是:(1)明确DNA与蛋白质在NaCl溶液中的溶解性差异: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(0.14 mol/L时,DNA溶解度最低)。(2)理解DNA和蛋白质在酒精溶液中的溶解性差异:DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精溶液。【解析】(1)用洋葱、菜花等破碎细胞时,加入一定量的洗涤剂和食盐,洗涤剂可以溶解细胞膜,有利于DNA的释放,食盐的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶解。(2)在含有DNA的滤液中,加入2 mol/L的NaCl溶液,可以使DNA溶解而杂质析出;在滤液D中加入蒸馏水,当NaCl溶液浓度为0.14 mol/L时,DNA溶解度最小
37、而析出,除去可溶性杂质。(3)在滤液E中,只是除去了部分杂质,则含DNA较多;在滤液F中,除去了较多的蛋白质等,则含DNA最多;在滤液G中,因DNA析出,则含DNA较少;在滤液H中,因DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精溶液,则含DNA最少。答案:(1)洋葱(菜花)洗涤剂和食盐(2)使DNA溶解使DNA(溶解度下降而沉淀)析出,除去可溶性杂质(3)H角度二DNA的鉴定 2.(2019武汉模拟)“DNA的粗提取与鉴定”实验中,A、B、C、D、E五个小组除表中所列处理方法不同外,其他操作步骤均相同且正确,但实验结果却不同。分析回答:组别实验材料提取核物质时加入的溶液去除杂质时加入的溶液DNA鉴定时
38、加入的试剂A鸡血蒸馏水体积分数为95%的酒精(25 )二苯胺B菜花蒸馏水体积分数为95%的酒精(冷却)双缩脲组别实验材料提取核物质时加入的溶液去除杂质时加入的溶液DNA鉴定时加入的试剂C人血浆蒸馏水体积分数为95%的酒精(冷却)二苯胺D人血细胞2 mol/L的氯化钠0.14 mol/L的氯化钠双缩脲组别实验材料提取核物质时加入的溶液去除杂质时加入的溶液DNA鉴定时加入的试剂E鸡血蒸馏水体积分数为95%的酒精(冷却)二苯胺(1)实验材料选择错误的组别是_,其原因是_。(2)实验步骤(不包括实验材料)均正确,但得不到DNA的组别是_。(3)沸水浴中试管颜色变蓝的组别是_;蓝色较淡的是_,其原因是_
39、。(4)B组实验不成功的最主要原因是_。【解析】(1)人的血浆中没有细胞结构,人成熟的红细胞没有细胞核,在这些材料中不能得到DNA或得到的DNA很少。(2)血细胞中有少量的白细胞,其中有DNA,所以只有C组人血浆中没有DNA。(3)冷却的酒精溶液中DNA的溶解度最低,而A组中为25 的酒精溶液。(4)菜花细胞外有细胞壁起保护作用,在蒸馏水中不会破裂,所以不能得到DNA。答案:(1)C、D人的血浆中没有细胞结构,人成熟的红细胞中没有细胞核,选用这些材料得不到DNA或得到的DNA很少(2)C(3)A、EA冷却的酒精溶液中DNA的溶解度最低,而该组使用的是25 的酒精溶液(4)菜花细胞在蒸馏水中不能
40、被破坏,得不到DNA(应采用研磨的方法)考点二植物有效成分的提取 【核心知识突破】1.植物芳香油的提取:(1)植物芳香油的来源和性质。天然香料的来源:_。特点:具有很强的_性。动物和植物挥发成分:主要包括_及其衍生物。玫瑰精油的性质:化学性质_,_溶于水,易溶于_。橘皮精油:主要成分是_,_,具有诱人的橘香味。萜类化合物稳定难有机溶剂柠檬烯无色透明(2)植物芳香油的提取方法:提取方法水蒸气蒸馏法压榨法萃取法适用范围_强,_性强含量大,易榨取在不同的溶剂中_差异较大挥发性热稳定溶解度提取方法水蒸气蒸馏法压榨法萃取法优点可以提取含量较少的芳香油保证提取物的性质不变保证提取物的性质不变应用实例玫瑰精
41、油等橘皮精油等茉莉精油等(3)玫瑰精油的提取。(4)橘皮精油的提取。2.胡萝卜素的提取与鉴定:(1)胡萝卜素的性质。物理性质:胡萝卜素是_结晶。化学性质:比较稳定,不溶于水,微溶于乙醇,易溶于_等有机溶剂。橘黄色石油醚(2)胡萝卜素的提取。(3)胡萝卜素的鉴定。方法:_法。原理:不同色素在层析液中的_不同,随层析液在滤纸上的_不同,通过比较提取样品和_层析的结果,可以判断提取样品的纯度。纸层析溶解度扩散速度标准样品实验步骤:结果分析(如图): a为_,b为其他色素。 -胡萝卜素3.【教材易漏知识】选修1 P78“萃取剂的选择讨论题”:(1)乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗?为什么?提示:胡萝
42、卜素可溶于乙醇和丙酮,但它们是水溶性有机溶剂,因萃取中能与水混溶而影响萃取效果,所以不用它们作萃取剂。(2)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中,哪种最适宜用来提取胡萝卜素?提示:在这五种有机溶剂中,石油醚的沸点最高,在加热萃取时不易挥发,所以石油醚最适宜用作萃取剂。【微点警示】植物有效成分提取的“五点”提醒(1)水蒸气蒸馏过程中可用明火加热,萃取过程应该避免明火加热,采取水浴加热,这是因为有机溶剂都是易燃物,直接用明火加热容易引起燃烧、爆炸。(2)在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰精油的过程中油水混合物中要加入氯化钠的目的是增大盐的密度,有利于玫瑰精油与水的分层。加入无水Na2SO4
43、的目的是吸收精油中残留的水分。(3)蒸馏时若温度太高,时间太短,产品品质较差,若提高产品品质,可适当延长蒸馏时间。(4)橘皮压榨前,可在石灰水中浸泡10 h以上,既防止压榨时滑脱,提高出油率,又不会在过滤时堵塞筛眼。(5)萃取时一般来说原料颗粒小,萃取温度高,时间长,需提取的物质就能够充分溶解,萃取效果就好。【秒判正误】1.胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是-胡萝卜素。( )分析:胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是-胡萝卜素。2.某微生物产生的油脂不易挥发,可选用水蒸气蒸馏法从菌体中提取。( )分析:油脂不易挥发,则应采用萃取法提取。3.蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解,再把水蒸发掉,剩余
44、的就是芳香油。( )分析:蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来,再用分液漏斗使油水分离。4.为了充分蒸馏玫瑰油,应该在较低温度下延长蒸馏时间。( )分析:蒸馏温度太高、时间太短,玫瑰油的品质就比较差,如果要提高品质,就需要在较低温度下延长蒸馏时间。【命题案例研析】【典例】(2017全国卷)绿色植物甲含有物质W,该物质为无色针状晶体,易溶于极性有机溶剂,难溶于水,且受热、受潮易分解。其提取流程为:植物甲粉碎加溶剂振荡收集提取液活性炭处理过滤去除活性炭蒸馏(含回收溶剂)重结晶成品。回答下列问题:(1)在提取物质W时,最好应选用的一种原料是_(填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”)的植物甲,不
45、宜选用其他两种的原因是_。(2)提取物质W时,振荡的作用是_。(3)活性炭具有很强的吸附能力,在提取过程中,用活性炭处理提取液的目的是_。(4)现有丙酮(沸点56 )、乙醇(沸点约78 )两种溶剂,在提取物质W时,应选用丙酮作为提取剂,理由是_。(5)该实验操作过程中应注意的事项是_(答出两点即可)。【审答技巧】(1)审题关键:题干中关键信息不要忽略:由“丙酮(沸点56 )、乙醇(沸点约78 )”“受热、受潮易分解”可知,丙酮的沸点低于乙醇,所以选用丙酮作为提取剂蒸馏时所需的温度较低,可减少物质W受热分解。由“活性炭具有很强的吸附能力”可知,活性炭可去除绿色植物甲溶解在提取液中的色素。根据题干
46、信息和常识推出注意事项:由物质W受热易分解推出应注意控制温度;由已学知识“丙酮易挥发、易燃,对人体有害”推出要注意通风、防火。(2)满分答题:分析原因要体现出因果关系:设问(1)第二空在回答原因时,若直接答“新鲜的植物甲含水量高”不能得满分,分析原因时一定要分析透彻,体现出因果关系才能得满分。回答问题时要全面完整:设问(5)回答题目要求“答出两点即可”,若只答一点“控制温度”或“通风、防火”不能得满分,回答问题时一定要根据题目要求全面完整答题。【解析】(1)在高温条件下,植物甲中的物质W容易分解而被破坏;新鲜的植物甲含水量高,极性有机溶剂会被水稀释,影响物质W的提取效果。所以最好应该选用的一种
47、原料是晾干的植物甲。(2)提取物质W时,振荡可以加快该物质在有机溶剂中的溶解。(3)活性炭具有很强的吸附能力,在提取过程中,用活性炭处理提取液,可以除去提取液中的色素。(4)与乙醇相比较,丙酮的沸点较低,蒸馏时物质W分解较少,因此在提取物质W时,应选用丙酮作提取剂。(5)该实验要在温度较低的情况下操作,因为物质W受热、受潮时,容易分解;还要注意通风、防火;粉碎时颗粒尽量小一些,以加快在有机溶剂中的溶解速率等。答案:(1)晾干高温烘干过程中,植物甲中的物质W易被破坏;新鲜的植物甲含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被水稀释,进而降低对物质W的提取效果(2)使原料和溶剂充分混匀(3)去除提取液中的色
48、素(4)丙酮沸点低于乙醇,蒸馏时物质W分解较少(5)在温度较低的情况下操作,通风、防火【高考长句应答特训】(1)若提取物耐高温,则选择沸点_(填“高”或“低”)的有机溶剂,理由是_。(2)若提取物不耐高温,则选择沸点_(填“高”或“低”)的有机溶剂,理由是_。高在较高温度条件下增加提取物的溶解度低在较低温度下挥发掉有机溶剂,不会破坏提取物【方法规律】植物芳香油提取方法的选择原则植物芳香油提取方法的选择主要根据植物原料的性质确定:(1)挥发性强、热稳定性高的芳香油可以用水蒸气蒸馏法提取。(2)植物芳香油含量高,且不宜采用蒸馏法的材料一般采用压榨法提取。(3)易溶于有机溶剂的植物芳香油可以采用萃取
49、法提取。【考点题组诊断】角度一植物芳香油的提取1.(教材素材新命题选修1 P78旁栏内容拓展)辣椒红素是从成熟的红尖椒中提取的。作为一种天然着色剂,可应用于各类食品的着色。请回答下列问题:世纪金榜导学号(1)辣椒红素可采用萃取法提取,说明辣椒红素具有_的特性,萃取过程中应采用_以防止有机溶剂燃烧、爆炸。(2)取等量的辣椒粉与不同萃取剂按12的比例在萃取装置中不同温度下萃取1 h,然后利用分光法测定提取液的吸光值(已知色素提取液的吸光值与色素含量呈正相关),结果如表。试剂/g温度/四氯化碳石油醚乙醚丙酮300.2360.2540.2120.100400.2380.2600.1980.101500
50、.2430.2680.1900.118600.2440.2730.1690.122由表可知,提取辣椒红素最理想的萃取剂是_,原因是_。总体上,四氯化碳、石油醚、乙醚和丙酮提取辣椒红素的产率随温度的增加而_,但由于乙醚_,故随温度升高反而产率越低。在此实验基础上,为进一步提高辣椒红素的产率,可以通过改变_(至少写两项)来进行探究。【解析】(1)萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡,使芳香油溶解在有机溶剂中的方法,辣椒红素可采用萃取法提取,说明辣椒红素具有易溶于有机溶剂的特性,萃取过程中应采用水浴加热,以防止有机溶剂燃烧、爆炸。(2)由表格数据分析可知,相同温度下,用石油醚作萃取剂时提取液
51、的吸光值最大,说明提取到的辣椒红色素最多,因此石油醚是提取辣椒红素最理想的萃取剂。由表格数据分析可知,随温度的增加,四氯化碳、石油醚、丙酮作萃取剂时提取液的吸光值都在增大,说明提取到的辣椒红素的量随温度升高而增加,但乙醚由于沸点低,易挥发,随温度升高产率反而越低。萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,同时还受到原料颗粒的大小、萃取的温度和时间、原料与萃取剂的比例等影响。答案:(1)易溶于有机溶剂水浴加热(2)石油醚用石油醚作萃取剂时提取液的吸光值最大,说明提取到的辣椒红素最多增加沸点低,易挥发辣椒粉与萃取剂的比例、萃取时间、萃取剂的量、萃取温度等角度二胡萝卜素的提取与鉴定 2.(2015全
52、国卷)回答与胡萝卜素有关的问题:(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是 _(填“-胡萝卜素”“-胡萝卜素”或“-胡萝卜素”),该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子_,后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症,该疾病称为_。胡萝卜素是_(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。(2)工业生产上,用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时,_(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的_作为胡萝卜素的萃取剂,不选用另外一种的理由是_。【解题指南】(1)题干关键信息:“弱光下视物不清”“萃取剂”。(2)关键知识:胡萝卜素不溶于水;一分子-胡萝卜素可被氧化成两分子维生素A
53、;含水量影响胡萝卜素的萃取效果。【解析】本题考查胡萝卜素的提取。(1)根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为、三类,-胡萝卜素是其中最主要的组成成分。一分子-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子维生素A。胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病,如夜盲症等。胡萝卜素的化学性质比较稳定,不溶于水,是非挥发性物质。(2)萃取的效果受到含水量、温度等条件的影响,要保证好的萃取效果,需要将岩藻进行粉碎和干燥。(3)萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇为水溶性有机溶剂,乙酸乙酯为水不溶性有机溶剂,故选乙酸乙酯。答案:(1)-胡萝卜素维生素A夜盲症非挥发性(2)需要(3)乙酸乙酯萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇为水溶性有机溶剂3.(金榜原创预测)请回答下列有关提取胡萝卜素的问题:(1)工业生产上,除了可以从植物中提取天然-胡萝卜素外,还可以从养殖的岩藻中获得,或者利用_生产。(2)根据胡萝卜素_的特点,常用萃取法提取胡萝卜素。用于萃取胡萝卜素的萃取剂应该具有的特点是_。(3)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中,应严格将温度和时间控制在一定范围,原因是_。在胡萝卜素的萃取过程中,宜采用_加热的方法。(4)胡萝卜素提取装置的设计中,在加热瓶口安装回流冷凝装置的目的是_。在胡萝卜素的提取过程中,萃取液浓缩前需进行过滤,其目的
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