科学前沿 组装细胞教学设计与反思

【实验2】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

活动目标

1．举例说出一些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。

2．尝试用化学试剂检测几种生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的存在。

背景资料

1．相关知识

细胞中的糖类有单糖、二糖和多糖。细胞中的单糖既作为能源又是合成与糖类有关的化合物的原料。重要的单糖有五碳糖（戊糖）和六碳糖（己糖），其中最主要的五碳糖为核糖，最重要的六碳糖为葡萄糖。葡萄糖不仅是能量代谢中的重要单糖，而且是构成多糖的主要单体。多糖在细胞结构成分中占有重要的地位。细胞中的多糖基本上可以分为两类：一类是营养储备多糖；另一类是结构多糖。作为营养储备的多糖主要有两种，在植物细胞中为淀粉，在动物细胞中为糖原。在真核细胞中结构多糖主要有纤维素和几丁质。

动植物脂肪的化学本质是酰基甘油，其中主要是三酰甘油，常温下呈液态的酰基甘油称油（oil），呈固态的称脂（fat）。植物性酰基甘油多为油（可可脂例外），动物性酰基甘油多为脂（鱼油例外）。纯的三酰甘油是无色、无臭、无味的稠性液体或蜡状固体。天然油脂的颜色来自溶于其中的色素物质（如类胡萝卜素）；气味一般是由非油脂成分引起的。三酰甘油的密度均小于1 g/cm3。三酰甘油不溶于水，略溶于低级醇，易溶于乙醚、氯仿、苯和石油醚等非极性有机溶剂。

在生命活动中，蛋白质是一类极为重要的大分子，各种生命活动都与蛋白质有关。蛋白质不仅是细胞的主要结构成分，而且承担着重要的生理功能。生物催化剂──酶主要是蛋白质，因此，细胞的代谢活动离不开蛋白质。

在不同种类生物的组织或同种生物不同器官的组织中，糖类、脂肪和蛋白质的含量会有所不同。

2．实验原理

某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。糖类中的还原糖（如葡萄糖、果糖），与斐林试剂发生作用，可以生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染液染成红色）。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，可以产生紫色反应。淀粉遇碘变蓝色。因此，可以根据与某些化学试剂所产生的颜色反应，检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。

操作指南

1．材料

苹果或梨匀浆，马铃薯匀浆，花生种子（实验前浸泡3～4 h）及其匀浆，鸡蛋清（稀释10倍后使用），鲜肝提取液，质量分数为1%的葡萄糖溶液，食用油，豆浆，质量分数为1%的淀粉溶液。

2．用具

双面刀片，毛笔，培养皿，载玻片，盖玻片，显微镜，吸水纸，滴管，试管，试管架，试管夹，大、小烧杯，小量筒，三脚架，石棉网，火柴。

3．试剂

（1）斐林试剂甲液：质量浓度为0．1 g/mL的NaOH溶液。乙液：质量浓度为0．05 g/mL的CuSO4溶液。

（2）苏丹Ⅲ染液称取0．1 g苏丹Ⅲ干粉，溶于100 mL体积分数为95%的酒精溶液中，待全部溶解后使用。

苏丹Ⅳ染液称取0．1 g苏丹Ⅳ干粉，溶于50 mL丙酮中，再加入体积分数为70%的酒精溶液50 mL，充分混合后即可使用。

（3）双缩脲试剂A液：质量浓度为0．1 g/mL的NaOH溶液（10 g NaOH加水至100 mL）。B液：质量浓度为0．01 g/mL的CuSO4溶液（1 g CuSO4加水至100 mL）。

（4）此外还有碘液，体积分数为50%的酒精溶液，蒸馏水。

4．操作要点

（1）观察并记录各种试剂与相关物质反应产生的实验现象，具体操作参见步骤（3）～（7）。

化合物

2 mL葡萄糖溶液

2 mL食用油

2 mL豆浆

2 mL淀粉溶液

化学试剂

1 mL斐林试剂，加热

3滴苏丹Ⅲ染液

1 mL双缩脲试剂A液，摇匀；

4滴双缩脲试剂B液，摇匀

2滴碘液

实验现象

（2）分组预测并用化学试剂实测各种生物组织中可能含有的物质种类，具体操作参见步骤（3）～（7）。

（3）还原糖的检测和观察

①向试管内注入2 mL待测组织样液。

②向试管内注入1 mL斐林试剂（甲乙液等量混合均匀后再注入）。

③将试管放入盛有50～65 °C温水的大烧杯中加热约2 min。

④观察实验现象。如果待测组织样液中还原糖含量较高，可见溶液的变化为：浅蓝色→绿色→棕黄色→砖红色沉淀。

（4）脂肪的检测和观察（一）

向待测组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，观察不同生物组织样液被染色的情况。

（5）脂肪的检测和观察（二）

制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。

①取材取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。

②切片用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。

③制片

选材：从培养皿中选取最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央。

染色：在花生子叶薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min（如果用苏丹Ⅳ染液，染色1 min）。

清洗：用吸水纸吸去染液，再滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液，洗去浮色。

盖片：用吸水纸吸去薄片周围的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。

④观察在低倍镜下寻找花生子叶薄片的最薄处，移到视野中央，将影像调节清楚后换高倍镜观察。在视野中可以清晰地看到被染成橘黄色的脂肪颗粒。

（6）蛋白质的检测和观察

①向试管内注入待测组织样液2 mL。

②向试管内注入双缩脲试剂A液1 mL,摇匀；再注入双缩脲试剂B液4滴,摇匀。

③观察实验现象。如果待测组织样液中蛋白质含量较高，可以观察到待测组织样液变成紫色。

（7）淀粉的检测和观察

①向试管内注入2 mL待测组织样液。

②向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。

5．需要注意的几个问题

（1）实验前安排学生做好预习，了解相关背景知识和实验原理。

（2）课上教师利用演示实验讲解实验原理后，学生要将实验材料、用具和试剂按所检测的物质的不同分别摆放成几组。学生在给实验材料、用具和试剂分组的过程中能加深对实验原理的理解，进一步明确实验的方法步骤，以利于在后续的操作过程中快速、准确地完成实验操作。

分析讨论

1．如何选取用于鉴定生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的实验材料？

2．用斐林试剂能够鉴定生物组织中存在什么物质？将会看到怎样的实验现象？

3．在你选择的实验材料中，含有较多的蛋白质的是哪种生物组织？判断的依据是什么？

4．在显微镜下观察用苏丹Ⅲ染液染色后的芝麻种子细胞，将会观察到什么现象？

评价建议

分

值

操作步骤

还原糖的检测

脂肪的检测

蛋白质的检测

淀粉的检测

实验记录

实验《检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质》成绩

规范的操作方法

正确选择鉴定还原糖的试剂，操作规范，实验效果明显

正确选择鉴定脂肪的试剂，操作规范，实验效果明显

按正确顺序加入鉴定蛋白质的试剂，操作规范，颜色反应明显

正确选择鉴定淀粉的试剂，操作规范，颜色反应明显

真实、详细地记录实验现象

得分

2分

2分

2分

2分

2分