用籽瓜汁鑒定生物組織中有還原糖

■宋萍

1 籽瓜簡介

籽瓜屬于被子植物亞門，雙子葉植物綱葫蘆目葫蘆科。籽瓜是一個(gè)頗具地方特色的瓜種，是甘肅的一大特產(chǎn)。瓜形與西瓜相似，稍圓，但比普通的西瓜小，平均重量2～3公斤，表面光滑，色淺綠，套有深綠色條紋；瓜肉黃白，清甜，含籽量多，籽大。籽瓜是一種潤肺、暖胃的保健食品，《本草綱目》記載：“籽瓜性味甘。”《本草求真》記載：“籽瓜肉汁可潤肺，解心脾胃熱，止消渴，消除潰腫。”現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，籽瓜富含果酸、核黃酸、尼可酸等18種氨基酸、維生素及多種微量元素，具有利尿、潤肺、健脾的功效，具備低脂、低糖、低熱的特性，對糖尿病、肥胖癥也有輔助治療作用。目前，籽瓜的利用主要以收取瓜籽為目的，利用率僅為5%左右，其瓤、皮均未被利用。籽瓜生命力極強(qiáng)，年產(chǎn)量也高，它的營養(yǎng)價(jià)值和保健功能正在被業(yè)內(nèi)人士挖掘傳頌。

甘肅籽瓜生產(chǎn)于蘭州郊區(qū)皋蘭、永登及其周圍的靖遠(yuǎn)、會寧、景泰、紅古、臨夏、民勤、古浪、武威、永登等地。籽瓜瓜子被稱為“大板瓜子”，是甘肅著名的特產(chǎn)，以其片大、皮薄、板平、肉厚、烏黑發(fā)亮、味香、品質(zhì)優(yōu)異等特點(diǎn)著稱，是我國傳統(tǒng)的出口商品之一。

2 選籽瓜作為實(shí)驗(yàn)材料的原因

“生物組織中還原糖的鑒定”實(shí)驗(yàn)是高中生物學(xué)中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)。筆者在輔導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)教師準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料梨和蘋果不足，而且制作的梨和蘋果的組織樣液已經(jīng)變成了深褐色，想要繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)幾乎是不可能的。有一天，筆者恰好和同辦公室的一位同事買了幾個(gè)籽瓜存放在辦公室中，于是筆者借花獻(xiàn)佛，將籽瓜切成小塊分發(fā)給學(xué)生，用籽瓜代替梨和蘋果做實(shí)驗(yàn)材料。學(xué)生感到很困惑，明明教材上說：“做還原糖鑒定實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選擇含糖量較高、顏色為白色或近于白色的植物組織，以蘋果、梨為最好。”最后，實(shí)驗(yàn)效果很好，學(xué)生也懂得了生物組織中有還原糖，而且學(xué)生制作的籽瓜汁在實(shí)驗(yàn)室中連續(xù)放了幾天，顏色都未發(fā)生改變。

其實(shí)做生物組織中有還原糖的鑒定時(shí)，各種版本的教材和參考資料介紹一般都用梨或蘋果做實(shí)驗(yàn)材料，效果很好。但是梨或蘋果中含有較多的酚類化合物，如多元酚類、兒茶酚等，將它們榨成汁暴露在空氣中時(shí)，酚類化合物很容易被氧化形成醌類化合物，許多醌類化合物聚合就會使顏色變成褐色，影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察。經(jīng)過發(fā)現(xiàn)，籽瓜汁放在空氣中不易變色，可能是因?yàn)樽压现胁缓宇惢衔锘蚍宇惢衔锏牧亢苌伲赃x擇籽瓜汁作為實(shí)驗(yàn)材料不但放置時(shí)間長，而且具有同樣的效果。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 實(shí)驗(yàn)原理

某些化學(xué)試劑能使生物組織中的有關(guān)有機(jī)化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。糖中的可溶性還原糖（葡萄糖、果糖、麥芽糖）與斐林試劑發(fā)生作用，可生成磚紅色沉淀。還原糖是分子結(jié)構(gòu)中含有還原性基團(tuán)（游離醛基-CHO或游離酮基）的糖。斐林試劑實(shí)際是含弱Cu+的堿性溶液，能使具有自由醛基或酮基的糖氧化。Cu+被還原成磚紅色的Cu2O沉淀。反應(yīng)式為：

CH2OH-(CHOH)-CHO+2Cu(OH)2→CH2-OH-(CHOH)2+Cu2O↓+H2O

因此，可以根據(jù)與斐林試劑產(chǎn)生的顏色反應(yīng)，鑒定生物組織中糖的存在。

3.2 實(shí)驗(yàn)意圖

本實(shí)驗(yàn)是高中生物課程的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，從此以后形態(tài)解剖方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容減少，而生物化學(xué)方面的內(nèi)容增加。實(shí)驗(yàn)的操作技能是以后生物化學(xué)方面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。

通過本實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生懂得選材的要求和就地取材的好處；學(xué)會置備生物組織樣液，并按規(guī)范化要求操作；進(jìn)一步鍛煉學(xué)生觀察能力，明確觀察對象，正確說出鑒定過程中樣液的顏色變化，并能用準(zhǔn)確的語言解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，作出結(jié)論。

3.3 實(shí)驗(yàn)過程

1）準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料。每班準(zhǔn)備2～3斤的籽瓜一個(gè)或兩個(gè)。

2）處理實(shí)驗(yàn)材料。對于實(shí)驗(yàn)材料的處理有兩種方法：第一種是教師將籽瓜切破去籽，用紗布過濾大量汁液到大燒杯中備用，再加一定量的清水稀釋，并將稀釋液分配給每組；另一種是教師將籽瓜切成小塊分發(fā)給每組，讓學(xué)生自己去皮去籽，用紗布過濾籽瓜汁液到小燒杯中備用。

3）具體實(shí)驗(yàn)步驟。第一步，取制備的籽瓜組織稀釋樣液2 ml于一支干凈的試管中，將該試管標(biāo)為1號，觀察溶液顏色并記錄；第二步，取斐林試劑2 ml加入1號試管中，搖勻，觀察溶液顏色并記錄；第三步，將1號試管放入水浴中加熱，仔細(xì)觀察溶液顏色的變化并記錄。

3.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果

籽瓜組織樣液顏色為無色或淡黃色，當(dāng)加入斐林試劑時(shí)變?yōu)榈{(lán)色，其實(shí)這是斐林試劑本身的顏色。當(dāng)在水浴中加熱時(shí)，溶液顏色由藍(lán)色變成褐色，再由褐色變成磚紅色，即可證明生物組織中有還原糖，實(shí)驗(yàn)成功。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)，可以證明籽瓜中含有可溶性還原糖,由此可進(jìn)一步確定其他生物組織中也含有可溶性還原糖。

5 實(shí)驗(yàn)檢測

通過以下幾道思考題，可以拓展學(xué)生的視野，以便于將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐中，加強(qiáng)理論聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)思想。

1）還有什么辦法可以鑒定生物組織中還原性糖的存在嗎？

提示：還原性糖+班氏試劑→磚紅色沉淀

還原性糖+銀氨溶液→銀鏡反應(yīng)

2）如果懷疑某人的尿液中含有葡萄糖，如何設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)加以證明呢？

提示：還原性糖+斐林試劑→磚紅色沉淀

還原性糖+班氏試劑→磚紅色沉淀

還原性糖+銀氨溶液→銀鏡反應(yīng)

3）據(jù)藥理研究，一種茅草的根內(nèi)含有降血糖的因子及多種有益于健康的成分。要將它開發(fā)成一種保健飲料，需要檢測該茅草根中是否含有還原性糖和淀粉，請?jiān)O(shè)計(jì)出檢測的具體方法和步驟。提示：淀粉遇碘變藍(lán)色；還原性糖遇斐林試劑在加熱的條件下生成磚紅色沉淀。

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