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细胞内有机物的检测与鉴定
易错归因
对还原糖、脂肪和蛋白质等有机物的鉴定原理和现象有混淆。
典型易错题
例1（2022·全国·高三专题练习）Ⅰ.根据以下实验内容回答问题：
①生物组织中还原糖的检测；②检测花生子叶细胞内的脂肪颗粒；③生物组织中蛋白质的检测；④生物组织中淀粉的检测。
（1）在上述实验过程中，必须借助显微镜才能完成的是____________（填序号）；必须经水浴加热的是____________（填序号）。
（2）请选择在实验①中所用的药品和方法：_____________（填序号）。
①0.1 g/mL NaOH ②0.1 g/mL NaCl ③0.01 g/mL CuSO4 ④0.05 g/mL CuSO4
⑤分别使用 ⑥混合后再使用
（3）实验②使用体积分数为50%的酒精，作用是______________。
Ⅱ.甘薯和马铃薯都富含淀粉，但甘薯吃起来比马铃薯甜。为探究其原因，某兴趣小组以甘薯块根和马铃薯块茎为材料，测定其还原糖的含量，结果表明马铃薯不含还原糖，甘薯含有还原糖。有观点认为：马铃薯不含还原糖是因其不含淀粉酶；而甘薯含有淀粉酶，淀粉酶可以将淀粉水解成还原糖，所以甘薯含还原糖。为验证该观点是否正确，设计如下实验，请填空：
（1）实验原理：______________。
①淀粉酶水解淀粉产生还原糖 ②淀粉酶的化学本质是蛋白质，与双缩脲试剂反应生成紫色。 ③还原糖与斐林试剂反应，生成砖红色沉淀。
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
备选材料与用具：甘薯提取液（已去淀粉和还原糖），马铃薯提取液（已去淀粉），斐林试剂，双缩脲试剂，质量分数为3%的淀粉溶液等。
（2）实验步骤：
第一步：取A、B两支试管，在A管中加入甘薯提取液，B管中加入等量的马铃薯提取液。
第二步：A、B两支试管中各加入等量淀粉溶液。
第三步：A、B两支试管中再各加入____________________。
第四步：A、B两支试管____________________，观察颜色变化。
（3）实验结果：________________________________________。结果表明该观点正确。
【答案】Ⅰ.（1） ② ① （2） ①④⑥ （3） 洗去浮色
Ⅱ.（1）B （2）等量斐林试剂 50~65℃水浴加热
（3）A试管出现砖红色，B试管不变色
【解析】Ⅰ.（1）在脂肪、还原糖、淀粉和蛋白质鉴定的实验中，只有脂肪鉴定的实验需要借助显微镜观察，即题中②，在还原糖的鉴定过程需要进行水浴加热，即①的过程。
（2）鉴定还原糖用斐林试剂，斐林试剂是①0.1 g/mL NaOH和④0.05 g/mL CuSO4试剂组成，使用时需要⑥混合后再使用。
（3）检测花生子叶细胞中脂肪颗粒的实验中，用50%的酒精的作用是洗去浮色。
Ⅱ.（1）本实验为了验证铃薯不含还原糖是因其不含淀粉酶；而甘薯含有淀粉酶，淀粉酶可以将淀粉水解成还原糖，所以甘薯含还原糖这个观点是否正确，则实验原理是①淀粉酶水解淀粉产生还原糖，③还原糖与斐林试剂反应，生成砖红色沉淀。
（2）第三步：根据实验的前第一、二步，第三步需要检测A、B试管中是否有还原糖的存在，因此A、B试管中加入等量的斐林试剂。第四步：斐林试剂的使用需要50~65℃水浴加热，观察颜色变化。
（3）若该观点正确，则会出现A试管出现砖红色，B试管不变色的现象。
解题技巧
1．斐林试剂是由甲液（质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液）和乙液（质量浓度为0.05 g/mL硫酸铜溶液）组成，用于鉴定还原糖（如葡萄糖、麦芽糖和果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中，且需50~65℃水浴加热。
2．双缩脲试剂由A液（质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液）和B液（质量浓度为0.01 g/mL硫酸铜溶液）组成，用于鉴定蛋白质，使用时要先加A液后再加入B液。蛋白质和多肽均可以用双缩脲试剂进行检测，产生紫色反应，而氨基酸不能产生紫色反应。
3．脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。
4．淀粉可以用碘液检测产生蓝色，淀粉水解产生的麦芽糖、葡萄糖属于还原糖。
同类题练习
1．（2022·山东·临沭第一中学模拟预测）在还原糖、脂肪和蛋白质的检测实验中，选择合适的实验材料和实验方法等对实验成败起关键性作用。下列叙述正确的是（ ）
A．甘蔗汁富含糖类且近于白色，可作为检测还原糖的实验材料
B．花生子叶切片经苏丹Ⅲ染液染色后，需用清水冲洗以去除浮色
C．使用双缩脲试剂检测经高温处理过的淀粉酶时仍会出现紫色反应
D．NaOH溶液为斐林试剂与葡萄糖的显色反应创造碱性条件
2.（2022·河北·武安市第一中学模拟预测）下图表示油菜种子成熟过程中各种有机物的变化情况。下列有关分析，错误的是（ ）
A．可溶性糖和淀粉转化成脂肪后，氧的含量将减少
B．第40天，种子脂肪含量较高可用苏丹Ⅲ染液进行检测
C．可推测，在油菜种子萌发过程中脂肪能转化成可溶性糖
D．将成熟油菜种子磨成匀浆并加入双缩脲试剂不会出现紫色反应
3.（2022·广东·模拟预测）对蛋清溶液做如下两种方式的处理：
蛋清溶液有蛋白质析出蛋白质溶解，得到溶液甲
蛋清溶液有蛋白质析出蛋白块溶解，得到溶液乙
下列有关分析错误的是（ ）
A．经①②过程处理，蛋白质的空间结构及肽键没有遭到破坏
B．经③④过程处理，分别破坏了蛋白质的空间结构及肽键
C．经处理后乙溶液中的肽链数目增多，甲溶液中不变
D．向甲乙两溶液中加入双缩脲试剂，甲变紫乙不变紫
4.（2021·江苏扬州·高三阶段练习）某农场技术员对作物种子发育过程中有机物积累及转化进行动态监测。关于检测方法及出现结果的叙述，错误的是（ ）
A．嫩大豆种子切片→苏丹Ⅲ染液染色→显微镜观察细胞内被染成橘黄色的脂肪颗粒
B．嫩小麦籽粒加水研磨→离心取上清液→加碘液→观察被染成深蓝色的淀粉
C．嫩花生种子加水研磨→加双缩脲试剂→依据紫色反应检测蛋白质
D．嫩甜玉米籽粒加水研磨→离心取上清液→加斐林试剂并水浴加热→观察砖红色沉淀检测还原糖
5．（2021·广东·模拟预测）某同学用豆浆和梨匀浆进行还原糖和蛋白质的检测，所有操作均正确无误，实验结果如下：
豆浆 梨匀浆
添加试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 斐林试剂 双缩脲试剂
实验现象 蓝紫色 紫色 砖红色沉淀 淡蓝色
下列说法错误的是（ ）
A．豆浆中还原糖含量过少，用斐林试剂难以检测到
B．梨匀浆中蛋白质含量过少，用双缩脲试剂难以检测到
C．梨匀浆中的化合物与双缩脲试剂反应生成淡蓝色物质
D．实验结果表明豆浆适宜用做蛋白质检测的生物材料
6．（2021·广东潮州·二模）小明对油条中的营养成分进行了鉴定，鉴定方法与现象如表所示。结果显示该油条中（　　）
鉴定项目 鉴定试剂（方法） 观察到现象
蛋白质 双缩脲试剂 蓝色
淀粉 碘液 蓝色
脂肪 苏丹III 橘黄色油滴
①含有蛋白质 ②含淀粉 ③含脂肪
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
7．（2022·全国·高三专题练习）用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得大豆、花生、小麦三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是（　　）
试剂种类 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂
甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋
乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋
丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋
A．甲是小麦种子，淀粉和碘液反应成蓝色
B．乙是花生种子，苏丹Ⅲ和蛋白质反应成紫色
C．丙是大豆种子，双缩脲试剂中CuSO4浓度为0.01 g/mL
D．这三种试剂的使用均不需要水浴加热
8．（2021·广东·梅州市梅江区嘉应中学一模）根据生物组织中的有机物与某些化学试剂相互作用能产生颜色反应的原理，可以鉴定生物组织中某些有机物的存在。
（1）填写下表中的空格。
需鉴定的有机物 用于鉴定的试剂 反应产生的颜色
还原糖 ①_____________ ⑤砖红色沉淀
蛋白质 ②_____________ ⑥紫色
淀粉 ③碘液 ⑦蓝紫色
脂肪 ④苏丹III ⑧_____________
（2）有几位同学选取大豆种子作为实验材料来检测子叶中的脂肪与蛋白质，下列图1和图2分别为相应步骤的实验操作示意图。请据图回答：
图1玻片上的子叶切片已经用苏丹III染液染色3 min，接着滴加1~2滴的试剂甲为__________，其作用是洗去浮色。图2中试剂乙是____________。（选择“0.05 g/mL的CuSO4溶液”还是“0.01 g/mL的CuSO4溶液”）
9．（2021·广东省·高三阶段练习）某校生物兴趣小组的同学想进行如下两个实验：
实验1：探究尿液中是否含葡萄糖； 实验2：证明血液中存在葡萄糖。
现提供：新取尿液样品、加有柠檬酸的鸡血、清水、试管、离心机、三脚架、大烧杯、火柴、酒精灯、石棉网等。回答下列问题：
（1）在实验过程中，上述两个实验均需要增加的一种试剂是：________，实验原理是______________________________________________________________________。
（2）写出实验2的实验步骤：
Ⅰ________________________________________________________________________；
Ⅱ_______________________________________________________________________；
Ⅲ_______________________________________________________________________。
（3）实验2的过程比实验1复杂，其原因____________________________________
_______________________________________________________________________。
10．（2021·广东省·高三阶段练习）为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具：玉米籽粒；斐林试剂，双缩脲试剂，碘液，缓冲液，淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。请回答下列问题：
（1）为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加______，进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结论是____________________________。
（2）为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，设计了如下实验：在1～4号试管中分别加入相应的提取液和溶液（如图所示），40℃温育30 min后，分别加入斐林试剂并60℃水浴加热，观察试管内颜色变化。
请继续以下分析：
①设置试管1作为对照，其主要目的是______________。
②试管2中应加入的X是______的提取液。
③预测试管3中的颜色变化是______。若试管4未出现预期结果（其他试管中结果符合预期），则最可能的原因是___________________。
同类题练习参考答案
1．C 【解析】甘蔗汁富含蔗糖，但蔗糖不是还原糖，因此不可用于还原糖的鉴定，A错误；检测花生种子中的油脂时，子叶切片经苏丹Ⅲ染色后，需用酒精洗去浮色，B错误；淀粉酶的化学本质是蛋白质，经高温处理后没有破坏肽键，使用双缩脲试剂检测经高温处理过的淀粉酶时仍会出现紫色反应，C正确；斐林试剂检测还原糖是A液和B液混合后在使用，不是创造碱性条件，D错误。故选C。
2．D 【解析】题图分析，在油菜种子成熟过程中，随着时间推移，可溶性糖、淀粉的含量逐渐降低，脂肪含量逐渐升高，含氮化合物的含量基本不变，因此可以推出脂肪是由糖类（或可溶性糖和淀粉）转化而来的。脂肪中碳氢比例高，所以可溶性糖和淀粉转化成脂肪后，氧的含量将减少，A正确；第40天，种子中脂肪含量较高，可用苏丹Ⅲ染液对种子脂肪进行检测，含量的变化可用橘黄色出现的深浅表示，B正确；在种子成熟过程中，可溶性糖和淀粉可转化成脂肪，所以可推测，在油菜种子萌发过程中脂肪能转化成可溶性糖，C正确；成熟油菜种子中含有少量蛋白质，所以将成熟油菜种子磨成匀浆并加入双缩脲试剂会出现紫色反应，D错误。故选D。
3．D 【解析】蛋白质盐析：少量的盐（如硫酸铵、硫酸钠等）能促进蛋白质的溶解，但如向蛋白质溶液中加入浓的盐溶液可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用叫做盐析，析出的蛋白质再继续加水时，仍能溶解，并不影响原来蛋白质的性质，盐析属于物理变化。蛋白质变性：蛋白质受热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属（如铅、铜、汞等）盐、一些有机物（甲醛、酒精、苯甲酸）等作用时会凝结，这种凝结是不可逆的，即凝结后不能在水中重新溶解，这种变化叫做变性。蛋白质与双缩脲试剂反应成紫色是因为蛋白质中含有肽键。①②过程分别属于蛋白质的盐析和溶解，是物理变化，不会破坏蛋白质的空间结构及肽键，A正确; ③过程中经高温处理使蛋白质的空间结构被破坏而变性，但不破坏肽键，④过程蛋白质经蛋白酶水解为多肽和某些氨基酸，破坏了肽键，B正确; ① ②过程都是物理变化，对肽链数目不会有影响，因此经处理后甲溶液中的肽链数目不变，④过程加入了蛋白酶，蛋白酶是蛋白质，里面含有肽链，因此经处理后乙溶液中的肽链数目增多，C正确; 甲、乙两种溶液中均有肽键存在（乙中含蛋白酶，蛋白酶是蛋白质，含有肽键），向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂，甲溶液变紫色，乙溶液也会变紫色，D错误。故选D。
4．B 【解析】淀粉难溶于水，嫩小麦籽粒研磨离心后的上清液中几乎不含淀粉，加碘液后，不呈深蓝色，B错误。
5．C【解析】根据表中结果分析可知，斐林试剂检测豆浆时，结果是蓝紫色，这是斐林试剂的颜色，说明豆浆中还原糖含量过少，用斐林试剂难以检测到，A正确；双缩脲试剂检测梨匀浆时，结果是淡蓝色，这是双缩脲试剂的颜色，说明梨匀浆中蛋白质含量过少，用双缩脲试剂难以检测到，B正确；双缩脲试剂是用来检测蛋白质，如果有蛋白质将会出现紫色，双缩脲试剂中的CuSO4是蓝色，所以不是梨匀浆中的化合物与双缩脲试剂反应生成淡蓝色物质，C错误；分析表中结果可知，双缩脲试剂与豆浆反应后产生紫色，说明豆浆中含有蛋白质，豆浆适宜用做蛋白质检测的生物材料，D正确。故选C。
6．B【解析】油条与双缩脲试剂反应没有变为紫色，说明油条中没有蛋白质，①错误；油条与碘液反应产生紫色现象，说明含有油条中含有淀粉，②正确；油条与苏丹III反应产生橘黄色油滴，说明油条中含有脂肪，③正确。故选B。
7．B 【解析】碘液用于检测淀粉，其颜色反应为蓝色，甲种子中，用碘液进行染色时，颜色反应最深，说明甲种子中主要含淀粉，甲是小麦种子，A正确；乙种子中，用苏丹Ⅲ染液进行染色时，颜色反应最深，说明乙种子中主要含脂肪，乙是花生种子，脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，双缩脲试剂用于检测蛋白质，其颜色反应为紫色，B错误；丙种子中，用双缩脲试剂进行染色时，颜色反应最深，说明丙种子中主要含蛋白质，丙是大豆种子，双缩脲试剂中CuSO4浓度为0.01 g/mL，C正确；这三种试剂使用均不需要水浴加热，只有用斐林试剂鉴定还原性糖时，需要水浴加热，D正确。故选B。
8.（1）斐林试剂 双缩脲试剂 橘黄色
（2）体积分数为50%的酒精 0.01 g/mL的CuSO4溶液
【解析】（1）还原糖用斐林试剂鉴定产生砖红色沉淀；蛋白质用双缩脲试剂呈紫色；脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色；
（2）脂肪鉴定实验中需要滴加1～2滴的50%酒精（乙醇），其作用是洗去浮色；图 2 中是鉴定蛋白质，双缩脲试剂使用时，先加氢氧化钠溶液，然后再滴加3～4滴硫酸铜溶液，即图中试剂乙的名称是0.01 g/ml的CuSO4溶液 。
9．（1）斐林试剂 葡萄糖是可溶性还原糖，在加热条件下与斐林试剂反应能生成砖红色沉淀
（2）取一定量的加有柠檬酸钠的鸡血置于试管中； 用离心机进行离心，获得上清液； 取上清液，加入斐林试剂后在水浴中加热，观察实验现象
（3）血液呈红色，若直接用斐林试剂检测葡萄糖，产生的现象与血液颜色一致，不易观察，必须要经过离心分离过程。尿液的颜色不会干扰显色反应
【解析】斐林试剂是由甲液（质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液）和乙液（质量浓度为0.05 g/mL硫酸铜溶液）组成，用于鉴定还原糖，使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中，且需水浴加热。
（1）葡萄糖属于还原糖，加斐林试剂水浴加热会生成砖红色沉淀，因此可用于斐林试剂检测，因此上述实验均需要增加一种试剂，该试剂就是斐林试剂。
（2）证明血液中存在葡萄糖的实验步骤：Ⅰ．取加有柠檬酸钠（防止血液凝固）的鸡血5 mL，置于试管中；Ⅱ．用离心机离心，取其上清液；Ⅲ．取2 mL的上清液，加入斐林试剂，水浴加热检测。
（3）实验（2）中血液呈红色，若直接用斐林试剂检测葡萄糖，则产生的颜色反应与血液颜色相近，影响实验观察；而实验（1）中尿液的颜色不会干扰显色反应的观察，因此实验（2）比实验（1）复杂。
10．（1）碘液 玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少
（2）排除用于实验的淀粉溶液中含有还原性糖 发芽前玉米 蓝色→砖红色 淀粉酶已失活
【解析】（1）淀粉可以用碘液检测产生蓝色。胚乳呈现蓝色块状，说明胚乳含有大量的淀粉，而随着发芽时间的延长，蓝色块状变小，说明玉米发芽的过程中胚乳的淀粉逐渐减少了。
（2）①该实验的目的是验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶的作用，在淀粉酶的作用下淀粉水解产生了还原糖，还原糖用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀。1号试管加的是缓冲液和淀粉，作为对照试验，其可以排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖。
②根据单一变量原则，1号试管加的是缓冲液作为对照，3号、4号实验组分别加了发芽玉米提取液、淀粉酶溶液，则2号试管加的X溶液应该是发芽前玉米提取液。
③3号试管发芽玉米提取液中含有淀粉酶，催化淀粉水解产生了还原糖，因此其颜色由蓝色变成了砖红色。4号试管中加了淀粉酶溶液，4号试管中的颜色从蓝色变成砖红色，说明淀粉酶催化淀粉水解产生了还原糖。因此设置试管4的目的是证明发芽玉米提取液中含有淀粉酶。若4号试管的颜色没有从蓝色变成砖红色，可能是因为淀粉酶已失活，不能催化淀粉水解。
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