“检测生物组织中的糖类和蛋白质”教学研讨*

夏 天 （浙江省余姚市第四中学 浙江余姚 315400）

“检测生物组织中的糖类和蛋白质”是高中生物学必修1（浙江科学技术出版社）第1章第3节“有机化合物及生物大分子”中的活动。本实验意在让学生掌握淀粉、还原糖和蛋白质的鉴定方法及颜色反应，了解不同生物组织中有机物含量的差异。“对照”是一种重要的实验思想，在后续的生物学实验中广泛应用了对照法，因此，在本实验中引入对照实验，可让学生初步了解“对照”思想。

1 实验教学过程

1.1 教师演示指示剂检测蛋白质溶液、淀粉溶液和葡萄糖溶液 在演示之前，教师先介绍各指示剂：双缩脲试剂用于检测蛋白质，碘-碘化钾溶液用于检测淀粉，本尼迪特试剂用于检测还原糖（例如葡萄糖、果糖）。在演示指示剂的显色反应时，即引入对照实验，均以等量蒸馏水作为空白对照（图1B、D和F，本文附图见封四）。此对照意在消除无关变量对实验结果的影响［1］。

1）用双缩脲试剂检测蛋白质溶液：取 2 mL蛋白质溶液加入A试管，取2 mL蒸馏水加入B试管，向2支试管分别加入2 mL双缩脲试剂A，振荡试管，使样本与双缩脲试剂A混合均匀，再分别加入5滴双缩脲试剂B。可观察到A试管呈紫色，而B试管呈现双缩脲试剂B的蓝色。由此可知，双缩脲试剂遇蛋白质呈紫色。

2）用碘-碘化钾溶液检测淀粉溶液：取2 mL淀粉溶液加入C试管，取2 mL蒸馏水加入D试管，向2支试管分别加入1滴碘-碘化钾溶液。可观察到C试管呈蓝色，而D试管呈碘-碘化钾溶液稀释后的浅黄色。由此可知，碘-碘化钾溶液遇淀粉（直链淀粉）呈蓝色。

3）用本尼迪特试剂检测葡萄糖溶液：取2 mL葡萄糖溶液加入E试管，取2 mL蒸馏水加入F试管，向2支试管分别加入2 mL本尼迪特试剂，振荡试管，使样本与本尼迪特试剂混合均匀，将试管置于热水浴中加热3 min。可观察到E试管呈红黄色，而F试管呈本尼迪特试剂的蓝色。由此可知，本尼迪特试剂和还原糖（葡萄糖）经热水浴呈红黄色。

1.2 样品制备和所含物质预测 教师提供若干生物材料，例如稀释的蛋清液、马铃薯匀浆和白梨汁。在样品的制备过程中，适当调整教材介绍的方法，例如，使用榨汁机制备匀浆，而非研钵研磨；马铃薯匀浆不经过滤处理；白梨汁经过滤处理。马铃薯淀粉溶解度低，马铃薯匀浆经静置后很快即可观察到白色的淀粉沉淀，若进行过滤会除去大量淀粉，使滤液无法用于淀粉的检测。

在对这些样品进行检测之前，先让学生根据已有知识预测这些样品中所含的物质。此处，引入“＋”和“－”表示物质的有无。“＋”表示阳性，即存在该物质；“－”表示阴性，即不存在该物质。教师可联系医院的检验报告单介绍这一知识。学生2人一组讨论并阐述预测结果，如表1所示。根据生活常识，蛋清中含有大量蛋白质；在本实验之前，学生已知很多酶是蛋白质，且细胞膜上的载体也是蛋白质，则容易推断马铃薯匀浆和白梨汁中也含有蛋白质。而淀粉是植物体内重要的贮能物质，动物不含淀粉，学生易推断蛋清中不含淀粉，马铃薯匀浆和白梨汁中含淀粉。根据“葡萄糖是细胞内主要的单糖，是最重要的能源物质”，学生推断稀释的蛋清液、马铃薯匀浆和白梨汁均含有还原糖（葡萄糖）。

表1 生物组织中蛋白质、淀粉和还原糖的预测

1.3 实验检测 学生2人一组检测稀释的蛋清液、马铃薯匀浆和白梨汁中所含物质（图2）。检测方法如前文所述。马铃薯匀浆和白梨汁在制备过程中很快会被氧化，呈褐色，但不足以影响实验结果，因此仍可用于检测。在取马铃薯匀浆时，由于上层液体含淀粉较少，应从沉淀位置吸取2mL样品，或吸取样品前先混匀，或静置后弃去上层液体，淀粉沉淀会吸附于烧杯底部，加蒸馏水加热制成淀粉溶液（液溶胶）。马铃薯匀浆是浑浊的；白梨汁经过过滤，尽管呈褐色，但是澄清的。

1）用双缩脲试剂检测稀释的蛋清液（图2A）、马铃薯匀浆（图2B）和白梨汁（图2C）。其中，稀释的蛋清液遇双缩脲试剂呈紫色，表明稀释的蛋清液含蛋白质。而马铃薯匀浆和白梨汁未呈紫色，而呈现样品与双缩脲试剂的混合颜色，则表明马铃薯匀浆和白梨汁不含蛋白质，或蛋白质含量过少，不足以被双缩脲试剂检测到。

2）用碘－碘化钾溶液检测稀释的蛋清液（图2D）、马铃薯匀浆（图 2E）和白梨汁（图 2F）。 滴入碘－碘化钾溶液后，马铃薯匀浆呈蓝色，静置后还可观察到蓝色的沉淀，表明马铃薯匀浆含淀粉。而稀释的蛋清液和白梨汁无明显变化，则表明这两者不含淀粉，或白梨汁淀粉含量过少，不足以被碘－碘化钾溶液检测到。

3）用本尼迪特试剂检测稀释蛋清液（图2G）、马铃薯匀浆（图2H）和白梨汁（图2I）。热水浴后，稀释的蛋清液仍呈本尼迪特试剂的蓝色，但其中蛋白质由于热变性呈白色固态，浮于液体上部，这表明稀释的蛋清液不含还原糖，或还原糖含量过少，不足以被本尼迪特试剂检测到。马铃薯匀浆由蓝色转变为棕黄色，这表明马铃薯匀浆含还原糖，但含量不高。罗益群［2］的实验也表明马铃薯中含还原糖，可作为检测还原糖的材料。而白梨汁由蓝色转变为红黄色，表明白梨汁含还原糖，且含量较高。

1.4 实验结果分析 教师组织学生对实验结果进行分析、讨论，实验结果如表2所示。与预测（表1）相比，实测结果存在差异：预测稀释的蛋清液含还原糖，预测马铃薯匀浆含蛋白质，预测白梨汁含蛋白质和淀粉，但实际都无法检测到。这很有可能由于这些物质含量过少而使检测结果呈阴性。其中，白梨汁过滤后是否除去了淀粉？教师可引导学生对未过滤的白梨汁进行检测，结果表明，碘－碘化钾溶液依然检测不到未过滤的白梨汁含淀粉。

表2 生物组织中蛋白质、淀粉和还原糖的检测

2 结语

本实验先由教师介绍各指示剂及颜色反应，再由学生用这些指示剂检测生物样品，并进行分析、讨论，锻炼了学生运用知识的能力。在教师演示用各指示剂检测蛋白质溶液、淀粉溶液和葡萄糖溶液时，即引入了对照实验（空白对照），使学生初步了解对照的作用。实际上，用指示剂检测蛋白质溶液、淀粉溶液和葡萄糖溶液，对于后续生物组织中蛋白质、淀粉和还原糖的检测，起到了阳性对照的作用。在实验过程中，学生会遇到各种问题，例如，马铃薯匀浆和白梨汁很容易被氧化呈褐色，这促使他们考虑样品的颜色对实验结果是否会产生影响；实验预测和实测结果的差异，会促使学生思考无预期的颜色反应是否意味着不含要检测的物质？从而联想到检测方法的精度问题。“在做中学”，不仅能达成教学目标，还可充分锻炼学生的思维能力。此外，学生还可对感兴趣的材料进行检测。

［1]汪古逊.实验的基本理论.中学生物教学，1999(5)：1.

［2]罗益群.用薯类作检测生物组织中糖类和淀粉的材料.生物学 通 报，2009，44(8)：30.