用籽瓜汁鉴定生物组织中有还原糖

1 籽瓜简介

籽瓜属于被子植物亚门，双子叶植物纲葫芦目葫芦科。籽瓜是一个颇具地方特色的瓜种，是甘肃的一大特产。瓜形与西瓜相似，稍圆，但比普通的西瓜小，平均重量2～3公斤，表面光滑，色浅绿，套有深绿色条纹；瓜肉黄白，清甜，含籽量多，籽大。籽瓜是一种润肺、暖胃的保健食品，《本草纲目》记载：“籽瓜性味甘。”《本草求真》记载：“籽瓜肉汁可润肺，解心脾胃热，止消渴，消除溃肿。”现代医学证明，籽瓜富含果酸、核黄酸、尼可酸等18种氨基酸、维生素及多种微量元素，具有利尿、润肺、健脾的功效，具备低脂、低糖、低热的特性，对糖尿病、肥胖症也有辅助治疗作用。目前，籽瓜的利用主要以收取瓜籽为目的，利用率仅为5%左右，其瓤、皮均未被利用。籽瓜生命力极强，年产量也高，它的营养价值和保健功能正在被业内人士挖掘传颂。

甘肃籽瓜生产于兰州郊区皋兰、永登及其周围的靖远、会宁、景泰、红古、临夏、民勤、古浪、武威、永登等地。籽瓜瓜子被称为“大板瓜子”，是甘肃著名的特产，以其片大、皮薄、板平、肉厚、乌黑发亮、味香、品质优异等特点著称，是我国传统的出口商品之一。

2 选籽瓜作为实验材料的原因

“生物组织中还原糖的鉴定”实验是高中生物学中的一个重要实验。笔者在辅导学生进行实验的过程中发现，实验教师准备的实验材料梨和苹果不足，而且制作的梨和苹果的组织样液已经变成了深褐色，想要继续进行实验几乎是不可能的。有一天，笔者恰好和同办公室的一位同事买了几个籽瓜存放在办公室中，于是笔者借花献佛，将籽瓜切成小块分发给学生，用籽瓜代替梨和苹果做实验材料。学生感到很困惑，明明教材上说：“做还原糖鉴定实验，应选择含糖量较高、颜色为白色或近于白色的植物组织，以苹果、梨为最好。”最后，实验效果很好，学生也懂得了生物组织中有还原糖，而且学生制作的籽瓜汁在实验室中连续放了几天，颜色都未发生改变。

其实做生物组织中有还原糖的鉴定时，各种版本的教材和参考资料介绍一般都用梨或苹果做实验材料，效果很好。但是梨或苹果中含有较多的酚类化合物，如多元酚类、儿茶酚等，将它们榨成汁暴露在空气中时，酚类化合物很容易被氧化形成醌类化合物，许多醌类化合物聚合就会使颜色变成褐色，影响实验现象的观察。经过发现，籽瓜汁放在空气中不易变色，可能是因为籽瓜中不含酚类化合物或酚类化合物的量很少，所以选择籽瓜汁作为实验材料不但放置时间长，而且具有同样的效果。

3 实验设计

3.1 实验原理

某些化学试剂能使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。糖中的可溶性还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）与斐林试剂发生作用，可生成砖红色沉淀。还原糖是分子结构中含有还原性基团（游离醛基-CHO或游离酮基）的糖。斐林试剂实际是含弱Cu+的碱性溶液，能使具有自由醛基或酮基的糖氧化。Cu+被还原成砖红色的Cu2O沉淀。反应式为：

CH2OH-（CHOH）-CHO+2Cu（OH）2CH2-OH-（CHOH）2+Cu2O+H2O

因此，可以根据与斐林试剂产生的颜色反应，鉴定生物组织中糖的存在。

3.2 实验意图

本实验是高中生物课程的第一个实验，从此以后形态解剖方面的实验内容减少，而生物化学方面的内容增加。实验的操作技能是以后生物化学方面实验的基础。

通过本实验，使学生懂得选材的要求和就地取材的好处；学会置备生物组织样液，并按规范化要求操作；进一步锻炼学生观察能力，明确观察对象，正确说出鉴定过程中样液的颜色变化，并能用准确的语言解释实验现象，作出结论。

3.3 实验过程

1）准备实验材料。每班准备2～3斤的籽瓜一个或两个。

2）处理实验材料。对于实验材料的处理有两种方法：第一种是教师将籽瓜切破去籽，用纱布过滤大量汁液到大烧杯中备用，再加一定量的清水稀释，并将稀释液分配给每组；另一种是教师将籽瓜切成小块分发给每组，让学生自己去皮去籽，用纱布过滤籽瓜汁液到小烧杯中备用。

3）具体实验步骤。第一步，取制备的籽瓜组织稀释样液2 ml于一支干净的试管中，将该试管标为1号，观察溶液颜色并记录；第二步，取斐林试剂2 ml加入1号试管中，摇匀，观察溶液颜色并记录；第三步，将1号试管放入水浴中加热，仔细观察溶液颜色的变化并记录。

3.4 实验现象和实验结果

籽瓜组织样液颜色为无色或淡黄色，当加入斐林试剂时变为淡蓝色，其实这是斐林试剂本身的颜色。当在水浴中加热时，溶液颜色由蓝色变成褐色，再由褐色变成砖红色，即可证明生物组织中有还原糖，实验成功。

4 实验结论

根据本实验，可以证明籽瓜中含有可溶性还原糖，由此可进一步确定其他生物组织中也含有可溶性还原糖。

5 实验检测

通过以下几道思考题，可以拓展学生的视野，以便于将所学知识应用于实践中，加强理论联系的实验思想。

1）还有什么办法可以鉴定生物组织中还原性糖的存在吗？

提示：还原性糖+班氏试剂砖红色沉淀

还原性糖+银氨溶液银镜反应

2）如果怀疑某人的尿液中含有葡萄糖，如何设计一个实验加以证明呢？

提示：还原性糖+斐林试剂砖红色沉淀

还原性糖+班氏试剂砖红色沉淀

还原性糖+银氨溶液银镜反应

3）据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分。要将它开发成一种保健饮料，需要检测该茅草根中是否含有还原性糖和淀粉，请设计出检测的具体方法和步骤。提示：淀粉遇碘变蓝色；还原性糖遇斐林试剂在加热的条件下生成砖红色沉淀。

参考文献

[1]顾福康.生物学教学[M].上海：上海市报刊发行局，2003.

[2]刘恩山，等.中学生物教学论[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3]周美珍.中学生物教学法[M].北京：高等教育出版社，1992.

[4]汪忠.生物新课程教学论[M].北京：高等教育出版社，2003.

[5]汪忠，刘恩山.生物课程标准解读[M].北京：高等教育出版社，2002.

（作者单位：甘肃省白银市平川区白银第九中学）