探究斐林試劑和雙縮脲試劑的使用條件

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(shí)驗(yàn)對(duì)“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(shí)，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(jìn)行檢測(cè)。② 雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時(shí)，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(duì)平時(shí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)反映出的很多問(wèn)題，筆者進(jìn)行了探索，旨在探究劑的使用條件，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)順利完成。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

嘗試探究斐林試劑、雙縮脲試劑的使用條件，進(jìn)一步將本實(shí)驗(yàn)完善，為日后教學(xué)工作的改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

2 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料：新鮮去皮的梨汁、生豆?jié){、熟豆?jié){。

實(shí)驗(yàn)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(jī)等。

4 方法步驟及現(xiàn)象（表1、表2）

5 對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析

由表1的1、2號(hào)試管現(xiàn)象可看出，斐林試劑的使用順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果有一定影響，但都能出現(xiàn)磚紅色沉淀，可能是待測(cè)液中的有機(jī)酸會(huì)中和一些NaOH，使產(chǎn)生的Cu（OH）2不足，所以2號(hào)試管磚紅色沉淀會(huì)少些。1、3號(hào)試管現(xiàn)象說(shuō)明斐林試劑實(shí)為新制的Cu（OH）2懸濁液，不需提供酸性環(huán)境，加入鹽酸會(huì)將新的Cu（OH）2分解，致使還原糖無(wú)法和斐林試劑反應(yīng)，所以無(wú)磚紅色沉淀。從1、4號(hào)試管現(xiàn)象可知，加熱方式不同對(duì)實(shí)驗(yàn)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(hào)試管說(shuō)明只加乙液實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)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(hào)試管可知，雙縮脲試劑使用順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果有一定影響。1、3號(hào)試管說(shuō)明加入的雙縮脲試劑B液（CuSO4）不能過(guò)量，否則藍(lán)色的Cu2+會(huì)遮蓋產(chǎn)生的紫色或致使試管底部余有Cu2+。由1、4號(hào)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(shuō)蒸餾水不能代替NaOH溶液。1、5號(hào)試管可看出，豆?jié){經(jīng)煮沸仍可發(fā)生雙縮脲反應(yīng)，也進(jìn)一步說(shuō)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(shí)驗(yàn)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)?shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有一定影響但不大，而試劑的量（如雙縮脲試劑B液）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響較大。此外實(shí)驗(yàn)的水浴的溫度、處理時(shí)間、溶液酸堿性條件、加熱方式等都有可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要控制好無(wú)關(guān)變量。

6 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及說(shuō)明

本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)立足于高中生物實(shí)驗(yàn)“檢測(cè)生物組織中的還原糖、蛋白質(zhì)”基礎(chǔ)之上，但又加以改進(jìn)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(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生能更好的理解相關(guān)的理論知識(shí)。② 針對(duì)雙縮脲試劑的使用條件及蛋白質(zhì)檢測(cè)中易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)變性和未變性蛋白質(zhì)對(duì)照，進(jìn)一步說(shuō)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(chéng)然此實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)驗(yàn)方案（如試管多設(shè)置）等，或許得出的結(jié)論更有說(shuō)服力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王鏡巖等.生物化學(xué)·上冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2002，22：163.

[2] 劉紅偉.斐林試劑和雙縮脲試劑能否混用的剖析[J].生物學(xué)教學(xué)，2004（29）：44-45.

[3] 趙玉柱.斐林試劑和雙縮脲試劑的比較[J].生物學(xué)通報(bào)，2011（46）：15-16.