检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验改进及拓展

摘要：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验是高中生物的重要实验之一。教材将其设置为验证性实验有其道理，但不利于学生对生物实验探究式学习方式的形成。教师以问题为导向对实验进行拓展，让学生领会探究式学习的真谛，培养学生探究生物实验的兴趣，提高学生的动手操作能力，在实验中探究，在探究中提升。探究式学习激发了学生对生物学科的学习兴趣，在探究实验过程中，培养学生的团结协作精神及严谨认真的科学素养，以在获取知识的同时，促进学生思维的提升。

关键词：生物实验；探究式学习；蛋白质

G633.91

检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质是高中生物教材中的一个经典实验，是高中生物中验证性实验的典型代表。本次实验目的旨在掌握构成细胞的主要有机物的基础上，帮助学生尝试用化学试剂检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。通过探究性学习的开展，培养学生利用所学知识分析问题和解决问题的能力，有助于激发学生探究生物实验的热情和创新的思维，培养学生对生物学科的学习兴趣。

对于实验材料的优化选择，将学生分成两人一个小组，每个小组提供两种实验材料。实验过程中，为了节约时间，让每个小组的两个学生分别用其中一种材料做实验，然后小组内成员互相交流，分享自己的实验结果，以下表格为提供的实验材料及两种材料优劣的比较。

通过小组内成员的合作交流以及小组间的热烈讨论，综合材料制取的方便快捷及实验过程的简便考虑，以及本着节约实验材料的原则，我们建议检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验的最优材料为：葡萄，花生浆，蛋清，马铃薯。问题应该是整个教学过程的主线，教学活动自始至终均应围绕着问题展开。下面我们就以如何用双缩脲试剂鉴定某些劣质奶粉是否含有蛋白质为例来看如何引导学生进行探究式学习。

如何用双缩脲试剂鉴定某些劣质奶粉是否含有蛋白质？

一、可以直接量取适量奶粉用蒸馏水溶解后来进行检测吗？

学生通过实验观察到直接量取适量奶粉用蒸馏水溶解之后和双缩脲试剂有颜色反应，但是有絮状沉淀影响观察效果。要想从观察到的实验现象得出结论，学生就要进一步深入了解蛋白质和双缩脲试剂反应的原理。他们通过积极查阅资料得知双缩脲在碱性环境中能与Cu2+结合生成紫红色化合物，故此反应称为双缩脲反应。蛋白质分子中有肽键，其结构与双缩脲相似，也能发生此反应。但是含有一个肽键和一个―CS―NH2，―CH2―NH2，―CRH―NH2，―CH2―NH2―CHNH2，―CH2OH―CHOHCH2NH2等基团的物质也有此反应，所以奶粉中其他成分会对实验结果有一定的影响，故而要先对奶粉进行纯化。

二、奶粉中的主要蛋白质是酪蛋白，怎样把酪蛋白提取纯化？

学生经过热烈讨论，最终设计了两个方案：（1）根据分子大小进行分离―透析法。透析是将待分离的混合物（奶粉用蒸馏水溶解）放入半透膜制成的透析袋中，再浸入透析液进行分离。此方法可以将酪蛋白等蛋白质大分子与以无机盐为主的小分子分开。（2）根据等电点溶解度最低的原理―等电点沉淀法。每种蛋白质都有自己的等电点，酪蛋白是一些含磷蛋白质的混合物，等电点为4.7。将奶粉用蒸馏水溶解，然后将其PH调至4.7时，酪蛋白就沉淀出来。利用脂类溶于有机溶剂的原理，用乙醇洗涤沉淀物，除去脂类杂质后便可得到纯的酪蛋白。学生分成两个小组同时实施这两个方案，经过比较结果显而易见，等电点沉淀法操作更简单省时，且纯化效果更好。

三、颜色反应的深浅和蛋白质含量有关吗？

将纯化得到的酪蛋白和双缩脲试剂发生反应，能够发生颜色反应就证明奶粉中含有蛋白质。学生互相交流分享实验结果发现颜色反应的深浅有差异。教师可以启发学生思考其中的原因，颜色反应的深浅是不是和蛋白质含量多少有关呢？实验结果证实了颜色的深浅确实和蛋白质含量多少有关，颜色越浅，蛋白质含量越少；颜色越深，蛋白质含量越多；当蛋白质含量越高时，颜色为紫蓝色。

四、怎样检测蛋白质的含量？

蛋白质和双缩脲试剂的颜色反应只是一个定性实验，如何对蛋白质含量进行定量呢？要测未知浓度样品的蛋白质含量，肯定要有已知浓度的蛋白质样品作对照。如何进行测定呢？要用分光光度计来测蛋白质的吸光度值。因为蛋白质和双缩脲试剂反应生成的紫色络合物最大吸收波长位于540nm处，先用空白管在分光光度计波长540nm处调零，然后读取各样品吸光度值。0～5为标准曲线管，测得吸光度后，以蛋白质浓度为横坐标，其相对应的吸光度为纵坐标就可以绘制出标准曲线。根据未知样品在540nm处的吸光度值，在标准曲线上就可以求得所测样品蛋白质浓度。在实验时要确保所测样品在适宜的浓度内才可以得到较准确的数据。

根据标准样品（牛血清白蛋白）测得的540nm处的吸光度值绘制标准曲线。

在实验中让学生自主设计实验方案，整个实验过程都独立操作，同时也为学生构建了开放的学习环境，提供了多渠道获取知识、并将学到的知识综合应用于实践的机会，学生探究实验的兴趣和能力有了实质性的提高。

探究式学习是让学生通过主动的探索、发现和体验，学会对信息的收集、分析和判断，从中培养学生发现问题、提出问题、解决问题能力的一种学习方式。这种学习方式强调学生的亲身经历，能让学生积极体验和感受，做到在实践中去发现和探究问题，是实现有意义学习的一种重要的学习方式。由于学生人多，思维不受限制，教学过程的意外生成也有很多，这就要求教师平时须不断收集信息、积累知识，要沉下去多研究和实践，树立终身学习的观念。相信通过我们的努力，未来的实验教学会更加适应新课标，更加有利于现在学生综合素质的培养。探究式学习激发了学生对生物学科的学习兴趣，在探究实验过程中，培养学生的团结协作精神及严谨认真的科学素养，以在获取知识的同时，促进学生思维的提升，培养学生的创新意识及批判性思维的能力，有利于学生的终身发展。

作者简介：

潘真真，1984年，女，汉族，河南，硕士，生物验教师。