【实验】 生物组织中还原糖、脂肪、蛋白 质的鉴定

一、教学目的

  初步掌握鉴定生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质 的基本方法。

二、实验原理  

还原糖的鉴定原理：生物组织中普遍存在的还原糖种类较多，常见的有葡萄糖、果糖、麦芽糖。它们的分子内都含有还原性基团（游离醛基或游离酮基），因此叫做还原糖。蔗糖的分子内没有游离的半缩醛羟基，因此叫做非还原性糖，不具有还原性。本实验中，用斐林试剂只能检验生物组织中还原糖存在与否，而不能鉴定非还原性糖。

   斐林试剂由质量浓度为0.1 g／mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为 0.05　g／mL的硫酸铜溶液配制而成，二者混合后，立即生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与加入的葡萄糖在加热的条件下，能够生成砖红色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身则氧化成葡萄糖酸。其反应式如下：

   CH2 OH—(CHOH)4—CHO＋2Cu(OH)2→CH2OH—(CHOH)4—COOH＋Cu2 O↓＋2H2O[来源:Zxxk.Com]

   用斐林试剂鉴定还原糖时，溶液的颜色变化过程为：浅蓝色棕色砖红色( 沉淀) 。[来源:Z&xx&k.Com][来源:学+科+网Z+X+X+K]

  蛋白质的鉴定原理：鉴定生物组织中是否含有蛋白质时，常用双缩脲法，使用的是双缩脲试剂。双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1 g／mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.01 g／mL的硫酸 铜溶液。在碱性溶液(NaOH)中，双缩脲(H2NOC—NH—CONH2)能与Cu2+作用，形成紫色或紫红色的络合物，这个反应叫做双缩脲反应。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，因此，蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。

   脂肪鉴定的原理：做鉴定脂肪的实验，教师可根据本地区的情况选用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液。苏丹Ⅲ染液遇脂肪的颜色反应为橘黄色，苏丹Ⅳ染液遇脂肪的颜色反应为红色。因苏丹Ⅳ染液与脂肪的亲和力比较强，所以，染色的时间应比较短，一般为1 min左右。

三、教学反思

   教材中本实验安排为验证性实验，有条件的学校可以改为探索性实验，安排在讲课之前，或与讲课同步进行。

   本实验难度并不大，但内容较多，实验时间较长，因此，必须作周密安排，才能按时完成。实验中应注意以下几点。

   1.增设教师演示实验。上课之前，教师应该准备好做演示实验所需的实验材料、用具、仪器和试剂等。同时，逐项完成还原糖、脂肪、蛋白质3类有机物的鉴定实验。在实验课上，将3个实验的正确结果分别展示在讲台上，并作扼要的介绍，以便使学生将自己的实验结果与教师的演示实验作比较。

   2.实验中学生应分工合作。在“还原糖的鉴定”实验中，当每组两个学生中的一个制备生物组织样液时，另一个学生可以用酒精灯将水煮开，以便缩短实验的等待时间。在“脂肪的鉴定”实验中，一个学生制作临时装片时，另一个学生则可以调试显微镜。另外，在完成前两个实验时，一个学生洗刷试管、清洗玻片和整理显微镜，另一个学生则可以进行后一个实验的操作。

   3.关于鉴定还原糖的实验，在加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，并放入盛开水的大烧杯中加热。注意试管底部不要 接触烧杯底部，同时试管口不要朝向实验者，以免试管内溶液沸腾时冲出试管，造成烫伤。如果试管内溶液过于沸腾，可以上提试管夹，使 试管底部离开大烧杯中 的开水。

   4.做鉴定还原糖和蛋白质的实验时，在鉴定之前，可以留出一部分样液，以便与鉴定后的样液的颜色变 化作对比，这样可以增强说服力。

   5.斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后方可使用，切勿将甲液和乙液分别加入组织样液中。

   6.实验材料可以选择多样化，除了教材中常用的几种如苹果、土豆、豆浆等，还可以让学生自行准备材料，进行探究性实验的设计。 

 四、材料的选择

   用于鉴定还原糖的实验材料准备植物组织是常用的实验材料，但必须加以选择。在双子叶植物中，光合作用的主要产物葡萄糖形成后 ，合成为淀粉，暂时储藏在叶子内，因此最好不用双子叶植物的叶子作实验材料。有些单子叶植物，如韭菜、鸢尾，并不将光合作用的初始产物转变为淀粉，因此叶内含有大量的可溶性单糖，但是，由于叶片中叶绿素的颜色较深，对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用，导致实验现象不明显，因此，也不宜用单子叶植物的叶子作实验材料。

    本实验最理想的实验材料是还原糖含量较高的植物组织(或器官)，而且组织的颜色较浅或近于白色的，如苹果和梨的果实。经试验比较，颜色反应的明显程度依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜。

    用于鉴定脂肪的实验材料 准 备实验材料最好选择富含脂肪的种子， 如花 生种子(取其子叶)。供实验用的花生种子，必须提前浸泡3～4 h。浸泡时间短了，不容易切成片；浸泡时间 过长，则组织太软，切下的薄片不易成形。

   用于鉴定蛋白质的实验材料准备 实验材料最好选用富含蛋白质的生物组织(或器官)，植物材料常用的是大豆种子，动物材料常用的是鸡蛋(卵白)。如用大豆种子，必须提前浸泡1～2 d，这样容易研磨成浆。有条件的学校，可以直接采用现成的大豆磨成的豆浆，豆浆可以购买，也可用小型的研磨机制取。利用豆浆作实验材料，可以节约实验时间。]如果用稀释的卵白作实验材料，效果会更好。

 五、试剂的配制

斐林试剂的配制

甲液质量浓度为0.1 g／mL的氢氧化钠溶液

乙液质量浓度为0.05 g／mL的硫酸铜溶液

使用时临时配制，将4～5滴乙液滴入2 mL甲液中，配完后立即使用。 

苏丹Ⅲ溶液的配制 称取0.1 g苏丹Ⅲ干粉，溶 于100 mL体积分数为95%的酒精中 ，待全部溶解后再使用。

苏丹Ⅳ溶液的配制 称取0.1 g苏丹Ⅳ干粉，溶于50 mL丙酮中，再加入体积分 数为70%的 酒精50 mL，充分混合后即可使用。

双缩脲试剂的配制 取10 g氢氧化钠放入容量瓶（或有刻度的烧杯）中，加水至100 mL，待充分溶解后倒入试剂瓶中，配成质量浓度为0.1 g／mL的 氢氧化钠溶液，瓶口塞上胶塞，贴上标签，写上试剂A。

取1 g硫酸铜放 入容量瓶（或有刻度的烧杯）中，加水至100 mL，待充分溶解后倒入试剂瓶中，配成质量浓度为0.01 g／mL的硫酸铜溶液(蓝色)。瓶口塞上胶塞，贴上标签，写上试剂B。

六、补充

  在化学上果糖不属于还原糖。