“檢測生物組織中的還原糖”實驗改進與拓展

蘇曉芬 李韶山

（1廣東省梅州市曾憲梓中學 廣東梅州 514021 2華南師范大學生命科學學院 廣東廣州 510631）

人教版高中生物學必修1第2章生物組織中的還原糖鑒定實驗中，利用斐林試劑鑒定生物組織（如教材介紹用蘋果、梨等材料）中的還原糖，實驗結果中產生磚紅色沉淀則證明有還原糖。在實驗過程中，通常需要教師提前榨汁以節省學生課堂研磨時間，但又出現蘋果及梨汁存放時間稍長就氧化成褐色，影響實驗結果的問題，學生現場研磨費時較長并且實驗還是局限于教材框架，僅僅讓學生學會用斐林試劑鑒定生物組織中的還原糖，但其在生活中的其他應用卻沒有進行發散拓展，解決生活實際問題。

通過對梅州本地盛產的蜜柚及沙田柚的利用，可以解決實驗準備過程繁瑣而果汁又變色的問題；并且額外進行探究實驗：比較九分熟（搶摘）柚子與成熟柚子中的還原糖，以此不僅可通過拓展實驗強化實驗技能，學生又可親自動手證明搶摘柚子的不合理性，解決生活實際問題。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 斐林試劑甲液（質量濃度為0.1 g/mL NaOH溶液）,斐林試劑乙液（質量濃度為0.05 g/mL CuSO4溶液）,葡萄糖,柚子：采用了平遠大柘、梅江區泮坑、梅縣松源3個不同地方的柚子——九分熟柚子（約成熟前15 d采摘，室溫放置）和成熟柚子（與九分熟柚子采自同一棵樹）。

實驗器材：水果刀、研缽、紗布、試管、石棉網、三腳架、燒杯、量筒、酒精燈。

1.2 預實驗：探究不同濃度還原糖的鑒定結果

1）取 4 支試管，編號 A、B、C、D；

2）分別加入2 mL清水（空白對照）及濃度為0.001 g/mL、0.01 g/mL、0.1 g/mL 的 2 mL 葡萄糖溶液；

3）并在4支試管中依次加入1 mL的斐林試劑（質量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液和質量濃度為0.05 g/mL CuSO4溶液等量混合配制）；

4）沸水浴加熱2 min，觀察記錄4支試管顏色變化及變化時間；

5）重復實驗3次。

1.3 比較柚汁、蘋果汁、梨汁的存放時間

1）在室溫（約 25℃）條件下，將柚子、蘋果、梨各稱取100 g果肉，分別放入榨汁機；

2）加入 100 mL清水，榨汁 30 s，倒入 3個同種規格的玻璃容器內；

3）觀測其顏色變化；4）重復實驗3次。

1.4 快速制備柚子汁液方法 剝開柚子，將柚肉小塊摘取到紗布，用紗布包裹柚肉直接用力擠壓或用研缽擠壓，快速得到柚汁。學生可以動手完成，不用教師提前制備果汁。

1.5 比較九分熟（搶摘）柚子與成熟柚子中的還原糖

表1

取6支試管，編號為①~⑥，按照表1順序分別添加試劑，振蕩搖勻后，同時放入燒杯中沸水浴加熱2 min。觀察記錄6支試管顏色變化及顏色變化時間。將采摘自不同地方的柚子均按以上實驗操作過程進行重復實驗。

2 實驗結果與討論

2.1 預實驗：探究不同濃度還原糖的鑒定結果不同濃度還原糖的實驗結果為:A試管不變色，B試管產生棕色沉淀，C、D試管產生磚紅色沉淀，且D試管較C試管先出現顏色變化。可得出：還原糖濃度越高，產生磚紅色沉淀所需的時間越短。

斐林試劑檢測還原糖的原理是：NaOH溶液和 CuSO4溶液混合生成 Cu（OH）2，Cu（OH）2與還原糖在加熱的條件下，能夠生成磚紅色的Cu2O沉淀。在化學反應中，反應物的物質的量濃度越大，反應速率越快。因此在此實驗中，還原糖濃度越高，產生磚紅色沉淀所需時間越短。同時B試管中的還原糖濃度低，相對的Cu2+多，產生的黑色CuO與磚紅色Cu2O混合而使溶液呈現棕色。

2.2 比較柚汁、蘋果汁、梨汁的存放時間 比較柚汁、蘋果汁、梨汁的存放時間的實驗結果為：梨汁約4min由白色變成褐色，蘋果汁約6 min由白色變成褐色，柚汁3 d仍不變色（由于實驗過程中柚汁已發出臭味，停止觀測）。此結果表明柚汁相對于蘋果、梨不容易發生褐變，柚汁可以長時間維持白色，利于還原糖檢測實驗的操作。

蘋果、梨汁會變成褐色的原因有2種，一種是非酶褐變，另一種是酶促褐變，即多酚類物質和酚氧化酶（PPO），多酚類物質在多酚氧化酶（PPO）的催化下進行羥基化作用,生成三羥基化合物。鄰酚具有較強的氧化能力,可將三羥化合物氧化成羥基醌，羥基醌非常容易聚合生成黑色素物質［1］。在文獻有提到，抗壞血酸及調低pH可以起到抑制褐變的效果［2-3］。

經查找資料，柚子中也有酚氧化酶（PPO）和多酚類物質，且其多酚類物質含量比蘋果還多［4］，而柚汁仍然可以長時間不變色的原因可能是柚汁的抗壞血酸的含量比較高或者是pH比較低引起的，有待進一步實驗驗證。

2.3 比較九分熟（搶摘）柚子與成熟柚子中的還原糖 比較九分熟（搶摘）柚子與成熟柚子中的還原糖的實驗結果為：采自不同地方的柚子的結果表現一致。①、③、⑥試管顏色無變化，②、④、⑤均出現磚紅色沉淀，④試管最先出現磚紅色沉淀，其次是②試管，最后是⑤試管。

實驗結果表明九分熟柚子提前采摘放置于室溫下貯藏，其還原糖含量仍低于成熟柚子。在胡位榮［5］一文中提到，柚子采收時含糖量高的果實,貯藏中糖分也高，收獲時糖分低的果實不能通過貯藏較大幅度提高糖度。而且在該文中也使用了室溫儲藏5個月的柚子進行實驗，表明柚子在室溫條件下是可以長時間存放的，且在采后2個月左右時含糖量達到高峰,所以對于柚子來說，無需考慮靠提早采摘以解決因為遠程、長時間運輸而出現品質問題［5］。

3 結論

學生可以自己動手制備柚汁且方法簡便，并且柚汁具有存放時間長也不存在變色的優勢，從而保證了實驗的操作及實驗現象的觀測。九分熟柚子還原糖含量低于成熟柚子，因此不提倡農民進行搶摘，為提早上市而降低柚子的品質。

這個實驗的改進及拓展，符合現在倡導的STSE教育理念。不僅可以讓學生學會用斐林試劑鑒定生物組織中的還原糖，還將所學原理進行拓展，結合本地資源柚子及柚子生產過程中的生物學問題，進行探究實驗，解決生活疑問，還培養了學生的社會責任感，學會關注涉及生物學的社會議題，參與討論并作出理性解釋；還能培養學生主動向他人宣傳科學采摘柚子，保證梅州金柚的品質，攜手保護梅州金柚品牌。