郭衛(wèi)華
人教版高中生物必修1的“生物組織中還原糖、蛋白質(zhì)的鑒定”實驗對“斐林試劑”和“雙縮脲試劑”的使用作了要求:① 斐林試劑鑒定還原糖時,必須將甲液和乙液混合均勻后使用,切勿分別加入生物組織樣液中進行檢測。② 雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時,先向蛋白稀釋液中加入A液(1 mL),均勻,再加入B液3~4滴。針對平時學(xué)生實驗時反映出的很多問題,筆者進行了探索,旨在探究劑的使用條件,改進實驗,確保實驗順利完成。
1 實驗?zāi)康?/p>
嘗試探究斐林試劑、雙縮脲試劑的使用條件,進一步將本實驗完善,為日后教學(xué)工作的改進奠定基礎(chǔ)。
2 實驗原理
可溶性還原糖(如葡萄糖、果糖、麥芽糖)與斐林試劑發(fā)生作用,可生成磚紅色的Cu2O沉淀。
葡萄糖+Cu(OH)2葡萄糖酸+Cu2O↓(磚紅色)+H2O;
蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑→紫色。
蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用,產(chǎn)生紫色反應(yīng)。蛋白質(zhì)分子中含有很多肽鍵,在堿性NaOH溶液中能與雙縮脲試劑中的Cu2+作用,產(chǎn)生紫色反應(yīng)。
3 材料、試劑、器具
實驗材料:新鮮去皮的梨汁、生豆?jié){、熟豆?jié){。
實驗試劑:斐林試劑(甲液:質(zhì)量濃度0.1g/mL NaOH溶液;乙液:質(zhì)量濃度0.05 g/mL CuSO4溶液)、雙縮脲試劑(A液:質(zhì)量濃度0.1 g/mL NaOH溶液;B液:質(zhì)量濃度0.01 g/mL CuSO4溶液)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%的鹽酸、蒸餾水等。
器具:試管、試管架、試管夾、燒杯、量筒、滴管、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、打火機等。
4 方法步驟及現(xiàn)象(表1、表2)
5 對實驗現(xiàn)象的分析
由表1的1、2號試管現(xiàn)象可看出,斐林試劑的使用順序?qū)嶒灲Y(jié)果有一定影響,但都能出現(xiàn)磚紅色沉淀,可能是待測液中的有機酸會中和一些NaOH,使產(chǎn)生的Cu(OH)2不足,所以2號試管磚紅色沉淀會少些。1、3號試管現(xiàn)象說明斐林試劑實為新制的Cu(OH)2懸濁液,不需提供酸性環(huán)境,加入鹽酸會將新的Cu(OH)2分解,致使還原糖無法和斐林試劑反應(yīng),所以無磚紅色沉淀。從1、4號試管現(xiàn)象可知,加熱方式不同對實驗結(jié)果有一定影響,水浴加熱比直接用酒精燈加熱更理想,受熱更均勻,也更安全。1、5號試管說明只加乙液實驗無法進行,即還原糖不能單純的與Cu2+發(fā)生反應(yīng)并生成磚紅色沉淀。
由表2的1、2號試管可知,雙縮脲試劑使用順序?qū)嶒灲Y(jié)果有一定影響。1、3號試管說明加入的雙縮脲試劑B液(CuSO4)不能過量,否則藍色的Cu2+會遮蓋產(chǎn)生的紫色或致使試管底部余有Cu2+。由1、4號試管可看出,在堿性溶液中,蛋白質(zhì)才能與雙縮脲試劑中Cu2+反應(yīng),形成紫色絡(luò)合物,也就是說蒸餾水不能代替NaOH溶液。1、5號試管可看出,豆?jié){經(jīng)煮沸仍可發(fā)生雙縮脲反應(yīng),也進一步說明了雙縮脲試劑是和肽鍵反應(yīng),即使蛋白質(zhì)變性了,空間結(jié)構(gòu)破壞但肽鍵未破壞,也能和雙縮脲試劑出現(xiàn)顏色反應(yīng)。
此次實驗發(fā)現(xiàn)斐林試劑和雙縮脲試劑的使用中,試劑使用順序?qū)嶒灲Y(jié)果會有一定影響但不大,而試劑的量(如雙縮脲試劑B液)對實驗結(jié)果的影響較大。此外實驗的水浴的溫度、處理時間、溶液酸堿性條件、加熱方式等都有可能影響實驗結(jié)果,所以實驗過程中要控制好無關(guān)變量。
6 實驗設(shè)計及說明
本實驗設(shè)計立足于高中生物實驗“檢測生物組織中的還原糖、蛋白質(zhì)”基礎(chǔ)之上,但又加以改進和創(chuàng)新:① 從斐林試劑的使用順序、條件要求(酸堿性)、加熱方式等方面進行設(shè)計,通過實驗讓學(xué)生能更好的理解相關(guān)的理論知識。② 針對雙縮脲試劑的使用條件及蛋白質(zhì)檢測中易出現(xiàn)的問題進行設(shè)計,通過變性和未變性蛋白質(zhì)對照,進一步說明雙縮脲反應(yīng)的本質(zhì)為“雙縮脲試劑和肽鍵反應(yīng)”,也提示雙縮脲試劑不能做為鑒定蛋白質(zhì)變性的試劑。
誠然此實驗時如果選材能更廣些(用葡萄糖等)、重復(fù)性再多些(如讓好多班都做)、實驗方案(如試管多設(shè)置)等,或許得出的結(jié)論更有說服力。
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