“檢測(cè)生物組織中的糖類和蛋白質(zhì)”教學(xué)研討*

夏 天 （浙江省余姚市第四中學(xué) 浙江余姚 315400）

“檢測(cè)生物組織中的糖類和蛋白質(zhì)”是高中生物學(xué)必修1（浙江科學(xué)技術(shù)出版社）第1章第3節(jié)“有機(jī)化合物及生物大分子”中的活動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)意在讓學(xué)生掌握淀粉、還原糖和蛋白質(zhì)的鑒定方法及顏色反應(yīng)，了解不同生物組織中有機(jī)物含量的差異?！皩?duì)照”是一種重要的實(shí)驗(yàn)思想，在后續(xù)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中廣泛應(yīng)用了對(duì)照法，因此，在本實(shí)驗(yàn)中引入對(duì)照實(shí)驗(yàn)，可讓學(xué)生初步了解“對(duì)照”思想。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程

1.1 教師演示指示劑檢測(cè)蛋白質(zhì)溶液、淀粉溶液和葡萄糖溶液 在演示之前，教師先介紹各指示劑：雙縮脲試劑用于檢測(cè)蛋白質(zhì)，碘-碘化鉀溶液用于檢測(cè)淀粉，本尼迪特試劑用于檢測(cè)還原糖（例如葡萄糖、果糖）。在演示指示劑的顯色反應(yīng)時(shí)，即引入對(duì)照實(shí)驗(yàn)，均以等量蒸餾水作為空白對(duì)照（圖1B、D和F，本文附圖見封四）。此對(duì)照意在消除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響［1］。

1）用雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)溶液：取 2 mL蛋白質(zhì)溶液加入A試管，取2 mL蒸餾水加入B試管，向2支試管分別加入2 mL雙縮脲試劑A，振蕩試管，使樣本與雙縮脲試劑A混合均勻，再分別加入5滴雙縮脲試劑B?？捎^察到A試管呈紫色，而B試管呈現(xiàn)雙縮脲試劑B的藍(lán)色。由此可知，雙縮脲試劑遇蛋白質(zhì)呈紫色。

2）用碘-碘化鉀溶液檢測(cè)淀粉溶液：取2 mL淀粉溶液加入C試管，取2 mL蒸餾水加入D試管，向2支試管分別加入1滴碘-碘化鉀溶液。可觀察到C試管呈藍(lán)色，而D試管呈碘-碘化鉀溶液稀釋后的淺黃色。由此可知，碘-碘化鉀溶液遇淀粉（直鏈淀粉）呈藍(lán)色。

3）用本尼迪特試劑檢測(cè)葡萄糖溶液：取2 mL葡萄糖溶液加入E試管，取2 mL蒸餾水加入F試管，向2支試管分別加入2 mL本尼迪特試劑，振蕩試管，使樣本與本尼迪特試劑混合均勻，將試管置于熱水浴中加熱3 min?？捎^察到E試管呈紅黃色，而F試管呈本尼迪特試劑的藍(lán)色。由此可知，本尼迪特試劑和還原糖（葡萄糖）經(jīng)熱水浴呈紅黃色。

1.2 樣品制備和所含物質(zhì)預(yù)測(cè) 教師提供若干生物材料，例如稀釋的蛋清液、馬鈴薯勻漿和白梨汁。在樣品的制備過程中，適當(dāng)調(diào)整教材介紹的方法，例如，使用榨汁機(jī)制備勻漿，而非研缽研磨；馬鈴薯勻漿不經(jīng)過濾處理；白梨汁經(jīng)過濾處理。馬鈴薯淀粉溶解度低，馬鈴薯勻漿經(jīng)靜置后很快即可觀察到白色的淀粉沉淀，若進(jìn)行過濾會(huì)除去大量淀粉，使濾液無法用于淀粉的檢測(cè)。

在對(duì)這些樣品進(jìn)行檢測(cè)之前，先讓學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)預(yù)測(cè)這些樣品中所含的物質(zhì)。此處，引入“＋”和“－”表示物質(zhì)的有無。“＋”表示陽性，即存在該物質(zhì)；“－”表示陰性，即不存在該物質(zhì)。教師可聯(lián)系醫(yī)院的檢驗(yàn)報(bào)告單介紹這一知識(shí)。學(xué)生2人一組討論并闡述預(yù)測(cè)結(jié)果，如表1所示。根據(jù)生活常識(shí)，蛋清中含有大量蛋白質(zhì)；在本實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生已知很多酶是蛋白質(zhì)，且細(xì)胞膜上的載體也是蛋白質(zhì)，則容易推斷馬鈴薯勻漿和白梨汁中也含有蛋白質(zhì)。而淀粉是植物體內(nèi)重要的貯能物質(zhì)，動(dòng)物不含淀粉，學(xué)生易推斷蛋清中不含淀粉，馬鈴薯勻漿和白梨汁中含淀粉。根據(jù)“葡萄糖是細(xì)胞內(nèi)主要的單糖，是最重要的能源物質(zhì)”，學(xué)生推斷稀釋的蛋清液、馬鈴薯勻漿和白梨汁均含有還原糖（葡萄糖）。

表1 生物組織中蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖的預(yù)測(cè)

1.3 實(shí)驗(yàn)檢測(cè) 學(xué)生2人一組檢測(cè)稀釋的蛋清液、馬鈴薯勻漿和白梨汁中所含物質(zhì)（圖2）。檢測(cè)方法如前文所述。馬鈴薯勻漿和白梨汁在制備過程中很快會(huì)被氧化，呈褐色，但不足以影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此仍可用于檢測(cè)。在取馬鈴薯勻漿時(shí)，由于上層液體含淀粉較少，應(yīng)從沉淀位置吸取2mL樣品，或吸取樣品前先混勻，或靜置后棄去上層液體，淀粉沉淀會(huì)吸附于燒杯底部，加蒸餾水加熱制成淀粉溶液（液溶膠）。馬鈴薯勻漿是渾濁的；白梨汁經(jīng)過過濾，盡管呈褐色，但是澄清的。

1）用雙縮脲試劑檢測(cè)稀釋的蛋清液（圖2A）、馬鈴薯勻漿（圖2B）和白梨汁（圖2C）。其中，稀釋的蛋清液遇雙縮脲試劑呈紫色，表明稀釋的蛋清液含蛋白質(zhì)。而馬鈴薯勻漿和白梨汁未呈紫色，而呈現(xiàn)樣品與雙縮脲試劑的混合顏色，則表明馬鈴薯勻漿和白梨汁不含蛋白質(zhì)，或蛋白質(zhì)含量過少，不足以被雙縮脲試劑檢測(cè)到。

2）用碘－碘化鉀溶液檢測(cè)稀釋的蛋清液（圖2D）、馬鈴薯勻漿（圖 2E）和白梨汁（圖 2F）。 滴入碘－碘化鉀溶液后，馬鈴薯勻漿呈藍(lán)色，靜置后還可觀察到藍(lán)色的沉淀，表明馬鈴薯勻漿含淀粉。而稀釋的蛋清液和白梨汁無明顯變化，則表明這兩者不含淀粉，或白梨汁淀粉含量過少，不足以被碘－碘化鉀溶液檢測(cè)到。

3）用本尼迪特試劑檢測(cè)稀釋蛋清液（圖2G）、馬鈴薯勻漿（圖2H）和白梨汁（圖2I）。熱水浴后，稀釋的蛋清液仍呈本尼迪特試劑的藍(lán)色，但其中蛋白質(zhì)由于熱變性呈白色固態(tài)，浮于液體上部，這表明稀釋的蛋清液不含還原糖，或還原糖含量過少，不足以被本尼迪特試劑檢測(cè)到。馬鈴薯勻漿由藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)樽攸S色，這表明馬鈴薯勻漿含還原糖，但含量不高。羅益群［2］的實(shí)驗(yàn)也表明馬鈴薯中含還原糖，可作為檢測(cè)還原糖的材料。而白梨汁由藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t黃色，表明白梨汁含還原糖，且含量較高。

1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 教師組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、討論，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。與預(yù)測(cè)（表1）相比，實(shí)測(cè)結(jié)果存在差異：預(yù)測(cè)稀釋的蛋清液含還原糖，預(yù)測(cè)馬鈴薯勻漿含蛋白質(zhì)，預(yù)測(cè)白梨汁含蛋白質(zhì)和淀粉，但實(shí)際都無法檢測(cè)到。這很有可能由于這些物質(zhì)含量過少而使檢測(cè)結(jié)果呈陰性。其中，白梨汁過濾后是否除去了淀粉？教師可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)未過濾的白梨汁進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，碘－碘化鉀溶液依然檢測(cè)不到未過濾的白梨汁含淀粉。

表2 生物組織中蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖的檢測(cè)

2 結(jié)語

本實(shí)驗(yàn)先由教師介紹各指示劑及顏色反應(yīng)，再由學(xué)生用這些指示劑檢測(cè)生物樣品，并進(jìn)行分析、討論，鍛煉了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力。在教師演示用各指示劑檢測(cè)蛋白質(zhì)溶液、淀粉溶液和葡萄糖溶液時(shí)，即引入了對(duì)照實(shí)驗(yàn)（空白對(duì)照），使學(xué)生初步了解對(duì)照的作用。實(shí)際上，用指示劑檢測(cè)蛋白質(zhì)溶液、淀粉溶液和葡萄糖溶液，對(duì)于后續(xù)生物組織中蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖的檢測(cè)，起到了陽性對(duì)照的作用。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生會(huì)遇到各種問題，例如，馬鈴薯勻漿和白梨汁很容易被氧化呈褐色，這促使他們考慮樣品的顏色對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)產(chǎn)生影響；實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)和實(shí)測(cè)結(jié)果的差異，會(huì)促使學(xué)生思考無預(yù)期的顏色反應(yīng)是否意味著不含要檢測(cè)的物質(zhì)？從而聯(lián)想到檢測(cè)方法的精度問題?！霸谧鲋袑W(xué)”，不僅能達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，還可充分鍛煉學(xué)生的思維能力。此外，學(xué)生還可對(duì)感興趣的材料進(jìn)行檢測(cè)。

［1]汪古遜.實(shí)驗(yàn)的基本理論.中學(xué)生物教學(xué)，1999(5)：1.

［2]羅益群.用薯類作檢測(cè)生物組織中糖類和淀粉的材料.生物學(xué) 通 報(bào)，2009，44(8)：30.