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      “檢測(cè)生物組織中的糖類和蛋白質(zhì)”教學(xué)研討*

      2017-06-20 10:01:16浙江省余姚市第四中學(xué)浙江余姚315400
      生物學(xué)通報(bào) 2017年7期
      關(guān)鍵詞:梨汁勻漿蛋清

      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.

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