王健

[摘? ?要]以“生物組織中的還原糖檢測(cè)”實(shí)驗(yàn)為例，圍繞斐林試劑的主要成分、作用原理及其使用方法等展開(kāi)討論，旨在幫助學(xué)生更好地完成還原糖檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞]斐林試劑;還原糖;檢測(cè)

[中圖分類(lèi)號(hào)]? ? G633.91? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2019）05-0096-01

人教版高中生物必修1第一章的“生物組織中的還原糖檢測(cè)”實(shí)驗(yàn)，主要是利用斐林試劑來(lái)檢測(cè)生物組織中的還原糖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果中產(chǎn)生磚紅色沉淀證明有還原糖產(chǎn)生。本實(shí)驗(yàn)要能取得成功，需充分了解斐林試劑的相關(guān)內(nèi)容。對(duì)此，筆者有以下幾點(diǎn)思考。

一、斐林試劑是含有Cu2+的堿性溶液

人教版高中生物必修1第18頁(yè)中提到，斐林試劑是由質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液和質(zhì)量濃度為0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合配制而成。等量混合均勻是否意味著剛好完全反應(yīng)？由反應(yīng)式2NaOH+CuS04=Na2S04+Cu（OH）2↓計(jì)算可知，當(dāng)完全反應(yīng)時(shí)， CuS04與NaOH的質(zhì)量比應(yīng)該是2∶1，實(shí)際上CuS04與NaOH的質(zhì)量比為1∶2，NaOH過(guò)量3倍，故推測(cè)斐林試劑是堿性溶液[1]。又因?yàn)殪沉衷噭┑谋举|(zhì)是新配制的Cu（OH）2懸濁液，Cu（OH）2是弱電解質(zhì)，在水溶液中存在著如下沉淀溶解平衡：Cu（OH）2（s）?Cu2+（aq）+ 2OH-（aq），故推測(cè)斐林試劑中含有Cu2+?！办沉衷噭┦呛蠧u2+的堿性溶液”這一說(shuō)法在不少文獻(xiàn)中出現(xiàn)，如人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》的教師教學(xué)用書(shū)第31頁(yè)提到：“班氏試劑是斐林試劑的改良（也是含有Cu2+的堿性溶液），能使具有自由醛基或酮基的糖類(lèi)氧化。”王鏡巖《生物化學(xué)（第三版）》上冊(cè)第16頁(yè)也提到：“在堿性溶液中，Cu2+是一種弱氧化劑，能將醛糖的醛基氧化成羧基?！?/p>

二、斐林試劑中NaOH溶液的作用

還原糖是指含有自由醛基（如葡萄糖）或酮基（如果糖）的單糖和某些二糖（如乳糖、麥芽糖）。在堿性溶液中醛基、酮基即變成非常活潑的烯二醇，具有還原性，能還原金屬離子，如Cu2+、Ag+、Hg+、Bi3+等離子，同時(shí)糖本身被氧化成糖酸及其他產(chǎn)物。糖類(lèi)在堿性溶液中的還原作用常被用來(lái)作為還原糖的定性及定量依據(jù)，常用的試劑為含Cu2+堿性溶液[2]。

實(shí)驗(yàn)證明，單獨(dú)將CuSO4溶液與葡萄糖溶液混合并水浴加熱，顏色不變，只有加入過(guò)量的NaOH溶液才能出現(xiàn)磚紅色沉淀，所以說(shuō)斐林試劑中NaOH溶液的作用主要是使糖起烯醇化變化，成為強(qiáng)還原劑，同時(shí)使CuS04變?yōu)镃u（OH）2。

三、斐林試劑的配制方法

有文獻(xiàn)指出，斐林試劑甲液和乙液在實(shí)驗(yàn)中的加入順序并沒(méi)有嚴(yán)格要求[3]，可以先加甲液后加乙液，也可以先加乙液再加甲液，甲液和乙液先混合后加入也行，原因是無(wú)論如何添加甲液和乙液，都能生成新制的含Cu（OH）2的堿性溶液，在水浴加熱的條件下都會(huì)與還原糖發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生磚紅色沉淀。如果選擇斐林試劑甲液和乙液先混合后加入的方法，則最好是現(xiàn)配現(xiàn)用，因?yàn)樾轮频腃u（OH）2是絮狀沉淀，大多以膠體形式存在，這種形式顯然有利于增大Cu（OH）2與還原糖分子的接觸面積，這是影響化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)鍵因素之一。而久置的Cu（OH）2懸濁液，其中的Cu（OH）2已沉積到試管底部，不易分散，與還原糖分子之間的接觸和碰撞概率極大地降低，因而氧化性很低，甚至不能使還原性糖氧化。

四、用斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí)需要水浴加熱

有實(shí)驗(yàn)證明，在不加熱的條件（如室溫24℃）下，斐林試劑與還原糖也能發(fā)生反應(yīng)生成磚紅色沉淀（Cu2O），只是完成顯色反應(yīng)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，約需50 min后才能出現(xiàn)磚紅色。但當(dāng)選擇60 ℃水浴加熱時(shí)，大約2 min即可看到磚紅色的沉淀，說(shuō)明加熱能提高反應(yīng)的速率，使學(xué)生能夠在較短時(shí)間內(nèi)看到明顯的顏色變化過(guò)程：藍(lán)色→棕色→磚紅色[4]。用斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí)也不宜使用高溫水浴，因?yàn)闇囟冗^(guò)高會(huì)造成顯色反應(yīng)過(guò)快，不利于觀察，同時(shí)也不利于人身安全。因此，斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí)宜選擇50 ℃～65 ℃水浴加熱。

綜上所述，斐林試劑的主要成分是含有Cu（OH）2和Cu2+的堿性溶液。斐林試劑的配制最好是現(xiàn)配現(xiàn)用，用斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí)需要水浴加熱，水浴溫度的選擇應(yīng)適宜，過(guò)高和過(guò)低都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的效果。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 張一，高華山，王守民.斐林試劑是含有Cu2+的堿性溶液?jiǎn)幔簩?duì)2017年高考理綜全國(guó)卷Ⅰ第2題的討論[J].中學(xué)生物教學(xué)，2017（17）：69-71.

[2]? 鄭集，陳鈞輝.普通生物化學(xué)[M].4版.北京：高等教育出版社，2007.

[3]? 李華，許八生.對(duì)斐林試劑和雙縮脲試劑應(yīng)用的探究[J].生物學(xué)通報(bào)，2005（7）：47-48.

[4]? 徐樹(shù)文，張玉明.用斐林試劑檢測(cè)還原糖時(shí)為什么選擇60℃水浴加熱[J].生物學(xué)教學(xué)，2017（4）：33-34.

（責(zé)任編輯 黃春香）