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探究斐林试剂和双缩脲试剂的使用条件

[日期:2016-01-30] 来源:中学生物学 2016年1期  作者:郭卫华 [字体: ]

  人教版高中生物必修1的“生物组织中还原糖、蛋白质的鉴定”实验对“斐林试剂”和“双缩脲试剂”的使用作了要求:① 斐林试剂鉴定还原糖时,必须将甲液和乙液混合均匀后使用,切勿分别加入生物组织样液中进行检测。② 双缩脲试剂鉴定蛋白质时,先向蛋白稀释液中加入A液(1 mL),均匀,再加入B液3~4滴。针对平时学生实验时反映出的很多问题,笔者进行了探索,旨在探究剂的使用条件,改进实验,确保实验顺利完成。

  1 实验目的

   尝试探究斐林试剂、双缩脲试剂的使用条件,进一步将本实验完善,为日后教学工作的改进奠定基础。

  2 实验原理

   可溶性还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)与斐林试剂发生作用,可生成砖红色的Cu2O沉淀。

   葡萄糖+Cu(OH)2葡萄糖酸+Cu2O↓(砖红色)+H2O;

   蛋白质+双缩脲试剂→紫色。

   蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。蛋白质分子中含有很多肽键,在碱性NaOH溶液中能与双缩脲试剂中的Cu2+作用,产生紫色反应。

  3 材料、试剂、器具

   实验材料:新鲜去皮的梨汁、生豆浆、熟豆浆。

   实验试剂:斐林试剂(甲液:质量浓度0.1g/mL NaOH溶液;乙液:质量浓度0.05 g/mL CuSO4溶液)、双缩脲试剂(A液:质量浓度0.1 g/mL NaOH溶液;B液:质量浓度0.01 g/mL CuSO4溶液)、质量分数8%的盐酸、蒸馏水等。

   器具:试管、试管架、试管夹、烧杯、量筒、滴管、酒精灯、三脚架、石棉网、打火机等。

  4 方法步骤及现象(表1、表2)

  5 对实验现象的分析

   由表1的1、2号试管现象可看出,斐林试剂的使用顺序对实验结果有一定影响,但都能出现砖红色沉淀,可能是待测液中的有机酸会中和一些NaOH,使产生的Cu(OH)2不足,所以2号试管砖红色沉淀会少些。1、3号试管现象说明斐林试剂实为新制的Cu(OH)2悬浊液,不需提供酸性环境,加入盐酸会将新的Cu(OH)2分解,致使还原糖无法和斐林试剂反应,所以无砖红色沉淀。从1、4号试管现象可知,加热方式不同对实验结果有一定影响,水浴加热比直接用酒精灯加热更理想,受热更均匀,也更安全。1、5号试管说明只加乙液实验无法进行,即还原糖不能单纯的与Cu2+发生反应并生成砖红色沉淀。

   由表2的1、2号试管可知,双缩脲试剂使用顺序对实验结果有一定影响。1、3号试管说明加入的双缩脲试剂B液(CuSO4)不能过量,否则蓝色的Cu2+会遮盖产生的紫色或致使试管底部余有Cu2+。由1、4号试管可看出,在碱性溶液中,蛋白质才能与双缩脲试剂中Cu2+反应,形成紫色络合物,也就是说蒸馏水不能代替NaOH溶液。1、5号试管可看出,豆浆经煮沸仍可发生双缩脲反应,也进一步说明了双缩脲试剂是和肽键反应,即使蛋白质变性了,空间结构破坏但肽键未破坏,也能和双缩脲试剂出现颜色反应。

   此次实验发现斐林试剂和双缩脲试剂的使用中,试剂使用顺序对实验结果会有一定影响但不大,而试剂的量(如双缩脲试剂B液)对实验结果的影响较大。此外实验的水浴的温度、处理时间、溶液酸碱性条件、加热方式等都有可能影响实验结果,所以实验过程中要控制好无关变量。

  6 实验设计及说明

   本实验设计立足于高中生物实验“检测生物组织中的还原糖、蛋白质”基础之上,但又加以改进和创新:① 从斐林试剂的使用顺序、条件要求(酸碱性)、加热方式等方面进行设计,通过实验让学生能更好的理解相关的理论知识。② 针对双缩脲试剂的使用条件及蛋白质检测中易出现的问题进行设计,通过变性和未变性蛋白质对照,进一步说明双缩脲反应的本质为“双缩脲试剂和肽键反应”,也提示双缩脲试剂不能做为鉴定蛋白质变性的试剂。

   诚然此实验时如果选材能更广些(用葡萄糖等)、重复性再多些(如让好多班都做)、实验方案(如试管多设置)等,或许得出的结论更有说服力。

  参考文献:

  [1] 王镜岩等.生物化学·上册[M].北京:高等教育出版社,2002,22:163.

  [2] 刘红伟.斐林试剂和双缩脲试剂能否混用的剖析[J].生物学教学,2004(29):44-45.

  [3] 赵玉柱.斐林试剂和双缩脲试剂的比较[J].生物学通报,2011(46):15-16. 

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