李會(huì)娜 崔海娣

摘 要：以雙甘肽、縮二脲和蛋白質(zhì)為實(shí)驗(yàn)材料對(duì)雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)的原理進(jìn)行探究，同時(shí)區(qū)分雙縮脲和雙縮脲試劑。

關(guān)鍵詞：雙縮脲試劑 蛋白質(zhì) 實(shí)驗(yàn)原理

一、選題分析

（一）教材分析

《檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)》是人教版教材生物必修一第2章的內(nèi)容，也是高中生物的第一個(gè)生物化學(xué)類實(shí)驗(yàn)，所以該實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生探究技能，養(yǎng)成良好科學(xué)探究素質(zhì)的重要實(shí)驗(yàn)。

（二）學(xué)情分析

授課對(duì)象為高一年級(jí)學(xué)生，初中已經(jīng)掌握了基本的實(shí)驗(yàn)技能，但針對(duì)高中更深層次的探究，其能力和技能還有待進(jìn)一步提高。在本實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生已經(jīng)進(jìn)行了細(xì)胞中化合物的學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注同一種物質(zhì)在鑒定中存在著顏色深淺的明顯差異，學(xué)生據(jù)此推測(cè)所檢測(cè)材料中被鑒定物質(zhì)的含量不同。

（三）目標(biāo)分析

1.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察和比較分析，能用運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀解釋雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)的原理并意識(shí)到失活的蛋白質(zhì)破壞了空間結(jié)構(gòu)，所以失去原有的活性。（生命觀念）

2.能夠根據(jù)必修一的課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，建立科學(xué)的探究意識(shí)，掌握生化實(shí)驗(yàn)中定量分析的基本方法。（科學(xué)探究）

3.能夠分析生物組織中蛋白質(zhì)的大致含量，對(duì)日常均衡健康的飲食營(yíng)養(yǎng)提出有價(jià)值的建議。（社會(huì)責(zé)任）

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

（一）使用器材

雙縮脲試劑、雞蛋清、奶粉、雙甘肽、縮二脲、試管、試管架、燒杯、量筒、滴管、酒精燈、鐵絲網(wǎng)、三腳架等。

（二）實(shí)驗(yàn)原理

在堿性溶液（NaOH）中，雙縮脲（H2NOC—NH—CONH2）能與Cu2+作用，形成紫色或紫紅色的絡(luò)合物，這個(gè)反應(yīng)叫作雙縮脲反應(yīng)。由于蛋白質(zhì)分子中含有很多與雙縮脲結(jié)構(gòu)相似的肽鍵，因此，蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應(yīng)，雙縮脲反應(yīng)主要涉及肽鍵，受蛋白質(zhì)特異性影響較小，且和蛋白質(zhì)分子中所含肽鍵數(shù)目有一定的關(guān)系，肽鍵數(shù)目越多，顏色越深，因此，通過(guò)雙縮脲試劑反應(yīng)可以對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行定量分析。

（三）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)要點(diǎn)

通過(guò)比較雞蛋清、煮熟的雞蛋清、縮二脲、雙甘肽、不同濃度的奶粉和不同稀釋梯度的蛋清液進(jìn)行的雙縮脲試劑反應(yīng)，幫助學(xué)生深入理解雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)的原理并對(duì)雙縮脲和雙縮脲試劑進(jìn)行區(qū)分。

（四）實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容

為盡可能保證各管所加入試劑反應(yīng)的時(shí)間一致，把實(shí)驗(yàn)分三組來(lái)做：第一組，比較雙甘肽、縮二脲、蛋清以及煮熟的蛋清、奶粉之間的顏色差異；第二組，配置不同濃度梯度的奶粉；第三組，比較相同稀釋倍數(shù)下的奶粉溶液和蛋清溶液。通過(guò)觀察分析各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，第一組結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)除雙甘肽沒(méi)有出現(xiàn)紫色反應(yīng)，其他幾個(gè)試管均出現(xiàn)了紫色反應(yīng)，但顏色深淺存在差異。驗(yàn)證了雙縮脲試劑能夠與縮二脲、有活性和滅活的蛋白質(zhì)樣液均可發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生紫色結(jié)果，而與雙甘肽沒(méi)有產(chǎn)生紫色反應(yīng)。同樣稀釋倍數(shù)的煮熟與未煮熟的蛋清液結(jié)果無(wú)明顯差異，煮沸失活的蛋白質(zhì)雖然空間結(jié)構(gòu)被破壞，肽鍵并沒(méi)有斷裂。進(jìn)一步證實(shí)雙縮脲試劑檢測(cè)的原理本質(zhì)上與蛋白質(zhì)無(wú)關(guān)，而準(zhǔn)確說(shuō)更是檢測(cè)肽鍵的有無(wú)，且能夠發(fā)生雙縮脲反應(yīng)的化合物應(yīng)該是含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的肽鍵。第二組結(jié)果，比較不同濃度梯度的奶粉，可以看出隨著奶粉稀釋度的增大，顏色逐漸變淺，從而推知雙縮脲試劑可以對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行定量測(cè)定。當(dāng)然，我們可以看到由于奶粉溶解后本身是乳白色非透明，所以濃度越大的奶粉顯色結(jié)果不太明顯。第三組結(jié)果，不同稀釋梯度的奶粉溶液以及不同稀釋梯度的蛋清溶液均隨著稀釋倍數(shù)增大逐漸出現(xiàn)明顯的顏色遞減的梯度變化。同時(shí)，可以看到相同的稀釋倍數(shù)下的奶粉和蛋清液的結(jié)果比較差異還是很大的，說(shuō)明不同的物質(zhì)其含有的蛋白質(zhì)含量存在差異。

三、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

（一）讓學(xué)生深刻理解雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)的原理

每一種蛋白質(zhì)都有特定的生物學(xué)功能，主要由其特定的結(jié)構(gòu)所決定，煮沸后的蛋白質(zhì)破壞了空間結(jié)構(gòu)，所以永久失去原有的活性。但失活的蛋白質(zhì)肽鍵沒(méi)有受到影響，依然可以和雙縮脲試劑反應(yīng)生成紫色。通過(guò)比較有活性和煮沸失活的蛋白質(zhì)的反應(yīng)結(jié)果，可以讓學(xué)生深刻理解雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)的原理，是因?yàn)殂~離子與肽鍵反應(yīng)而非與蛋白質(zhì)本身反應(yīng)。

（二）讓學(xué)生了解凱氏定氮法與雙縮脲試劑對(duì)蛋白質(zhì)定量分析的不同

凱氏定氮法是測(cè)定奶粉中蛋白質(zhì)含量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，但操作繁瑣耗時(shí)，且蛋白質(zhì)含量是通過(guò)測(cè)定N的含量推算出來(lái)的。有人利用凱氏定氮法的缺陷，向奶粉中添加尿素、硫酸銨、三聚氰胺等含氮化合物造成蛋白質(zhì)含量虛高，導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題奶粉。為了彌補(bǔ)上述方法的不足，可以采用雙縮脲試劑直接對(duì)蛋白質(zhì)定量分析。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)與雙縮脲試劑顏色反應(yīng)強(qiáng)度在一定濃度范圍內(nèi)與蛋白質(zhì)含量成正比，經(jīng)與同樣處理的蛋白標(biāo)準(zhǔn)液比較，即可求得蛋白質(zhì)含量。當(dāng)然，要想精確定量還需借助紫外分光光度計(jì)的比色法分析其濃度，在紫外可見(jiàn)光譜中的波長(zhǎng)為540nm。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)特色

通過(guò)比較相同稀釋倍數(shù)的奶粉和蛋清的雙縮脲反應(yīng)，從而培養(yǎng)并影響學(xué)生的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值觀，體現(xiàn)了應(yīng)用技術(shù)解決生活實(shí)際問(wèn)題的目的。從本次實(shí)驗(yàn)的奶粉結(jié)果可以使學(xué)生意識(shí)到本節(jié)課學(xué)習(xí)的定量檢測(cè)對(duì)于開(kāi)展科學(xué)研究、解決生活中的問(wèn)題具有重要意義。將學(xué)習(xí)內(nèi)容與生活實(shí)際密切結(jié)合，使學(xué)生深切體會(huì)到技術(shù)的價(jià)值；引導(dǎo)學(xué)生擔(dān)負(fù)社會(huì)責(zé)任，關(guān)注科學(xué)進(jìn)步的重要性。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

李會(huì)娜（1980.11—），女，籍貫：河北省安國(guó)市，博士，中學(xué)一級(jí)教師，河北正定中學(xué)，研究方向：高考改革下的生物教學(xué)方向。