蘇曉芬 李韶山

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

人教版高中生物學(xué)必修1第2章生物組織中的還原糖鑒定實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果中產(chǎn)生磚紅色沉淀則證明有還原糖。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通常需要教師提前榨汁以節(jié)省學(xué)生課堂研磨時(shí)間，但又出現(xiàn)蘋果及梨汁存放時(shí)間稍長(zhǎng)就氧化成褐色，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的問(wèn)題，學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)研磨費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)并且實(shí)驗(yàn)還是局限于教材框架，僅僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)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(yīng)用卻沒(méi)有進(jìn)行發(fā)散拓展，解決生活實(shí)際問(wèn)題。

通過(guò)對(duì)梅州本地盛產(chǎn)的蜜柚及沙田柚的利用，可以解決實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過(guò)程繁瑣而果汁又變色的問(wèn)題；并且額外進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)：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(guò)拓展實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)生又可親自動(dòng)手證明搶摘柚子的不合理性，解決生活實(shí)際問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 斐林試劑甲液（質(zhì)量濃度為0.1 g/mL NaOH溶液）,斐林試劑乙液（質(zhì)量濃度為0.05 g/mL CuSO4溶液）,葡萄糖,柚子：采用了平遠(yuǎn)大柘、梅江區(qū)泮坑、梅縣松源3個(gè)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(shù)）。

實(shí)驗(yàn)器材：水果刀、研缽、紗布、試管、石棉網(wǎng)、三腳架、燒杯、量筒、酒精燈。

1.2 預(yù)實(shí)驗(yàn)：探究不同濃度還原糖的鑒定結(jié)果

1）取 4 支試管，編號(hào) A、B、C、D；

2）分別加入2 mL清水（空白對(duì)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(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液和質(zhì)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(shí)間；

5）重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次。

1.3 比較柚汁、蘋果汁、梨汁的存放時(shí)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(jī)；

2）加入 100 mL清水，榨汁 30 s，倒入 3個(gè)同種規(guī)格的玻璃容器內(nèi)；

3）觀測(cè)其顏色變化；4）重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次。

1.4 快速制備柚子汁液方法 剝開(kāi)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(xué)生可以動(dòng)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(hào)為①~⑥，按照表1順序分別添加試劑，振蕩搖勻后，同時(shí)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(shí)間。將采摘自不同地方的柚子均按以上實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 預(yù)實(shí)驗(yàn)：探究不同濃度還原糖的鑒定結(jié)果不同濃度還原糖的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:A試管不變色，B試管產(chǎn)生棕色沉淀，C、D試管產(chǎn)生磚紅色沉淀，且D試管較C試管先出現(xiàn)顏色變化?？傻贸觯哼€原糖濃度越高，產(chǎn)生磚紅色沉淀所需的時(shí)間越短。

斐林試劑檢測(cè)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(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的物質(zhì)的量濃度越大，反應(yīng)速率越快。因此在此實(shí)驗(yàn)中，還原糖濃度越高，產(chǎn)生磚紅色沉淀所需時(shí)間越短。同時(shí)B試管中的還原糖濃度低，相對(duì)的Cu2+多，產(chǎn)生的黑色CuO與磚紅色Cu2O混合而使溶液呈現(xiàn)棕色。

2.2 比較柚汁、蘋果汁、梨汁的存放時(shí)間 比較柚汁、蘋果汁、梨汁的存放時(shí)間的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中柚汁已發(fā)出臭味，停止觀測(cè)）。此結(jié)果表明柚汁相對(duì)于蘋果、梨不容易發(fā)生褐變，柚汁可以長(zhǎng)時(shí)間維持白色，利于還原糖檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的操作。

蘋果、梨汁會(huì)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(zhì)和酚氧化酶（PPO），多酚類物質(zhì)在多酚氧化酶（PPO）的催化下進(jìn)行羥基化作用,生成三羥基化合物。鄰酚具有較強(qiáng)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(zhì)［1］。在文獻(xiàn)有提到，抗壞血酸及調(diào)低pH可以起到抑制褐變的效果［2-3］。

經(jīng)查找資料，柚子中也有酚氧化酶（PPO）和多酚類物質(zhì)，且其多酚類物質(zhì)含量比蘋果還多［4］，而柚汁仍然可以長(zhǎng)時(shí)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(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果為：采自不同地方的柚子的結(jié)果表現(xiàn)一致。①、③、⑥試管顏色無(wú)變化，②、④、⑤均出現(xiàn)磚紅色沉淀，④試管最先出現(xiàn)磚紅色沉淀，其次是②試管，最后是⑤試管。

實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)含糖量高的果實(shí),貯藏中糖分也高，收獲時(shí)糖分低的果實(shí)不能通過(guò)貯藏較大幅度提高糖度。而且在該文中也使用了室溫儲(chǔ)藏5個(gè)月的柚子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，表明柚子在室溫條件下是可以長(zhǎng)時(shí)間存放的，且在采后2個(gè)月左右時(shí)含糖量達(dá)到高峰,所以對(duì)于柚子來(lái)說(shuō)，無(wú)需考慮靠提早采摘以解決因?yàn)檫h(yuǎn)程、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸而出現(xiàn)品質(zhì)問(wèn)題［5］。

3 結(jié)論

學(xué)生可以自己動(dòng)手制備柚汁且方法簡(jiǎn)便，并且柚汁具有存放時(shí)間長(zhǎng)也不存在變色的優(yōu)勢(shì)，從而保證了實(shí)驗(yàn)的操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀測(cè)。九分熟柚子還原糖含量低于成熟柚子，因此不提倡農(nóng)民進(jìn)行搶摘，為提早上市而降低柚子的品質(zhì)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)及拓展，符合現(xiàn)在倡導(dǎo)的STSE教育理念。不僅可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)用斐林試劑鑒定生物組織中的還原糖，還將所學(xué)原理進(jìn)行拓展，結(jié)合本地資源柚子及柚子生產(chǎn)過(guò)程中的生物學(xué)問(wèn)題，進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，解決生活疑問(wèn)，還培養(yǎng)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，學(xué)會(huì)關(guān)注涉及生物學(xué)的社會(huì)議題，參與討論并作出理性解釋；還能培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)向他人宣傳科學(xué)采摘柚子，保證梅州金柚的品質(zhì)，攜手保護(hù)梅州金柚品牌。