王健

[摘? ?要]以“生物組織中的還原糖檢測”實驗為例，圍繞斐林試劑的主要成分、作用原理及其使用方法等展開討論，旨在幫助學(xué)生更好地完成還原糖檢測的實驗。

[關(guān)鍵詞]斐林試劑;還原糖;檢測

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）05-0096-01

人教版高中生物必修1第一章的“生物組織中的還原糖檢測”實驗，主要是利用斐林試劑來檢測生物組織中的還原糖，實驗結(jié)果中產(chǎn)生磚紅色沉淀證明有還原糖產(chǎn)生。本實驗要能取得成功，需充分了解斐林試劑的相關(guān)內(nèi)容。對此，筆者有以下幾點思考。

一、斐林試劑是含有Cu2+的堿性溶液

人教版高中生物必修1第18頁中提到，斐林試劑是由質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液和質(zhì)量濃度為0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合配制而成。等量混合均勻是否意味著剛好完全反應(yīng)？由反應(yīng)式2NaOH+CuS04=Na2S04+Cu（OH）2↓計算可知，當(dāng)完全反應(yīng)時， CuS04與NaOH的質(zhì)量比應(yīng)該是2∶1，實際上CuS04與NaOH的質(zhì)量比為1∶2，NaOH過量3倍，故推測斐林試劑是堿性溶液[1]。又因為斐林試劑的本質(zhì)是新配制的Cu（OH）2懸濁液，Cu（OH）2是弱電解質(zhì)，在水溶液中存在著如下沉淀溶解平衡：Cu（OH）2（s）?Cu2+（aq）+ 2OH-（aq），故推測斐林試劑中含有Cu2+?！办沉衷噭┦呛蠧u2+的堿性溶液”這一說法在不少文獻(xiàn)中出現(xiàn)，如人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》的教師教學(xué)用書第31頁提到：“班氏試劑是斐林試劑的改良（也是含有Cu2+的堿性溶液），能使具有自由醛基或酮基的糖類氧化。”王鏡巖《生物化學(xué)（第三版）》上冊第16頁也提到：“在堿性溶液中，Cu2+是一種弱氧化劑，能將醛糖的醛基氧化成羧基?！?/p>

二、斐林試劑中NaOH溶液的作用

還原糖是指含有自由醛基（如葡萄糖）或酮基（如果糖）的單糖和某些二糖（如乳糖、麥芽糖）。在堿性溶液中醛基、酮基即變成非?；顫姷南┒?，具有還原性，能還原金屬離子，如Cu2+、Ag+、Hg+、Bi3+等離子，同時糖本身被氧化成糖酸及其他產(chǎn)物。糖類在堿性溶液中的還原作用常被用來作為還原糖的定性及定量依據(jù)，常用的試劑為含Cu2+堿性溶液[2]。

實驗證明，單獨將CuSO4溶液與葡萄糖溶液混合并水浴加熱，顏色不變，只有加入過量的NaOH溶液才能出現(xiàn)磚紅色沉淀，所以說斐林試劑中NaOH溶液的作用主要是使糖起烯醇化變化，成為強還原劑，同時使CuS04變?yōu)镃u（OH）2。

三、斐林試劑的配制方法

有文獻(xiàn)指出，斐林試劑甲液和乙液在實驗中的加入順序并沒有嚴(yán)格要求[3]，可以先加甲液后加乙液，也可以先加乙液再加甲液，甲液和乙液先混合后加入也行，原因是無論如何添加甲液和乙液，都能生成新制的含Cu（OH）2的堿性溶液，在水浴加熱的條件下都會與還原糖發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生磚紅色沉淀。如果選擇斐林試劑甲液和乙液先混合后加入的方法，則最好是現(xiàn)配現(xiàn)用，因為新制的Cu（OH）2是絮狀沉淀，大多以膠體形式存在，這種形式顯然有利于增大Cu（OH）2與還原糖分子的接觸面積，這是影響化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)鍵因素之一。而久置的Cu（OH）2懸濁液，其中的Cu（OH）2已沉積到試管底部，不易分散，與還原糖分子之間的接觸和碰撞概率極大地降低，因而氧化性很低，甚至不能使還原性糖氧化。

四、用斐林試劑檢測還原糖時需要水浴加熱

有實驗證明，在不加熱的條件（如室溫24℃）下，斐林試劑與還原糖也能發(fā)生反應(yīng)生成磚紅色沉淀（Cu2O），只是完成顯色反應(yīng)的時間過長，約需50 min后才能出現(xiàn)磚紅色。但當(dāng)選擇60 ℃水浴加熱時，大約2 min即可看到磚紅色的沉淀，說明加熱能提高反應(yīng)的速率，使學(xué)生能夠在較短時間內(nèi)看到明顯的顏色變化過程：藍(lán)色→棕色→磚紅色[4]。用斐林試劑檢測還原糖時也不宜使用高溫水浴，因為溫度過高會造成顯色反應(yīng)過快，不利于觀察，同時也不利于人身安全。因此，斐林試劑檢測還原糖時宜選擇50 ℃～65 ℃水浴加熱。

綜上所述，斐林試劑的主要成分是含有Cu（OH）2和Cu2+的堿性溶液。斐林試劑的配制最好是現(xiàn)配現(xiàn)用，用斐林試劑檢測還原糖時需要水浴加熱，水浴溫度的選擇應(yīng)適宜，過高和過低都會影響實驗的效果。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 張一，高華山，王守民.斐林試劑是含有Cu2+的堿性溶液嗎：對2017年高考理綜全國卷Ⅰ第2題的討論[J].中學(xué)生物教學(xué)，2017（17）：69-71.

[2]? 鄭集，陳鈞輝.普通生物化學(xué)[M].4版.北京：高等教育出版社，2007.

[3]? 李華，許八生.對斐林試劑和雙縮脲試劑應(yīng)用的探究[J].生物學(xué)通報，2005（7）：47-48.

[4]? 徐樹文，張玉明.用斐林試劑檢測還原糖時為什么選擇60℃水浴加熱[J].生物學(xué)教學(xué)，2017（4）：33-34.

（責(zé)任編輯 黃春香）