基于课本实验的碘液滴加顺序观点的实验论证

作者简介：金舒婷（1983.10-），女，汉族，浙江杭州人，杭州市萧山区第五高级中学一级教师，本科学历，研究方向：生物科学。

（杭州市萧山区第五高级中学浙江杭州311200）

摘要：通过对“淀粉酶性质实验”中碘液应先加还是后加的两种观点的实验论证，实验结果表明：淀粉与碘的显色复合物，在高温下不稳定，故显色反应不宜在较高温度下进行。若实验过程中先加碘液，发现褪色过程较久，且不彻底，故在实验设计时选取碘液后加为宜。

关键词：淀粉；淀粉酶；碘液；滴加顺序；显色反应

一、研究背景

在淀粉酶的性质实验中对碘液滴加的先后问题，存在两种截然相反的观点：一种支持碘液应后加，认为先加会使溶液褪色缓慢甚至不能褪色，而后加对实验结果没有影响；另一种支持碘液先加，认为先加能观察到反应前后颜色的变化情况，可以增强实验的对比效果。本文针对这两种相互矛盾的说法，进行了探索。

二、研究方法与过程

2.1 实验方案的得出

2.1.1碘液滴加先后顺序的两种观点的对比

一般实验过程：将一定量可溶性淀粉加入试管，调至实验所需的温度和pH值，加入淀粉酶，保温5～10分钟，加入碘液观察现象。（此实验需要设对照组，上述条件中用“蒸馏水”代替“淀粉酶”，其他操作相同。）

两种观点的对比：第一，碘液后加一方的观点：a.碘单质的氧化性使淀粉酶活性被抑制，而碘单质被还原为碘离子，溶液呈现为无色。b.淀粉-碘的显色复合物加热下显色现象会消失；碘在加热条件下易升华。故不但碘液应后加，而且要等溶液冷却以后再加。第二，碘液先加一方观点：先将碘液加到淀粉溶液中，再加入淀粉酶，观察到蓝色迅速褪去。先加碘液不仅可行，而且效果更好，优点是实现自身对照，节省材料，现象明显。

2.1.2分析：

前一观点中提出显色复合物在加热时会消失，这与化学里面学到的可逆热色性相符。故在后一实验中颜色消失的原因可能会有三种：a.加热；b.淀粉酶的作用；c.前两者的共同作用。需要设计实验来判定是哪种原因引起的。

2.2 实验设计

2.2.1 实验目的：

在研究淀粉遇碘液显色的实验中，探究碘液滴加的先加与后加，对显色反应的影响。

2.2.2 实验材料和用具：

碘液、可溶性淀粉、玻璃棒、一次性纸杯、纯净水、试管、试管架、烧杯、胶头滴管、恒温水浴锅、药匙、试管夹

2.2.3 实验步骤：

a.取3支试管，编号为A、B、C，各注入2mL淀粉溶液。

b.在A试管里面滴入2滴碘液，充分混匀。然后在A、B试管中加入2mL唾液淀粉酶，C试管中加入2mL水，充分摇匀。

c.将试管放在37℃的恒温水浴中反应5min

d.同时取出三根试管，往B、C两根试管里面滴加2滴碘液

e.观察并记录3根试管的实验现象

2.2.4可能观察到的现象：

A试管中，开始时溶液呈蓝色，水浴加热过程中色逐渐消失，试管冷却后

①溶液不再出现蓝色（蓝色消失原因：酶的作用）

②溶液又出现蓝色（蓝色消失原因：可逆热色性）

B试管中，水浴加热之后加入碘液

③溶液不变蓝④溶液变蓝

（说明：用B试管的是否呈蓝色来检验所用的酶和淀粉是否充分反应）

C试管中，水浴加热之后加入碘液，溶液变蓝

三、实验操作及结果分析

3.1 实验过程记录

在实验设计的基础上，对实验做了适当的调整，记录如下：

试管淀粉2mL碘液2d水浴5min酶2mL水浴5min碘液2d水浴5min实验现象记录

B√H2O√√颜色无变化

C√H2OH2O√变蓝

A√√√H2O15min后蓝色才褪去，但不彻底

A2√√H2OH2O变蓝

A3√√H2OH2O在酒精灯上直接加热，蓝色褪去，再加碘，仍变蓝

3.2 实验结果分析

3.2.1 关于A2、A3试管的补做实验

在A试管没有象预期的那样看到蓝色消失的现象的情况下，增加了A2试管的处理。又因为A2试管没有变化，故又临时追加了将A2试管直接放在酒精灯上加热的操作，发现蓝色褪去，且表现出碘液原本的颜色，表明淀粉遇碘所形成的络合物具有热不稳定性，而且溶液颜色为碘液原本的颜色，可以排除因高温下碘液的挥发而使蓝色褪去的假设，实验结果与“可逆热色性”相符合。

A3是在 A2基础上对褪色溶液再加碘，仍变蓝，证明在蓝色褪去的过程中，淀粉本身的结构没有发生变化。若要验证“可逆热色性”，需要观察加热后的试管冷却下来之后的颜色变化。

3.2.2 关于A试管的现象

A试管先加碘液然后加酶，结果蓝色褪去缓慢的现象说明络合物形成之后，酶对葡萄糖基之间的化学键的作用效果减弱。这个可能是因为如前面资料里所说，酶被氧化引起的，也可能是淀粉跟碘形成络合物之后变得更加稳定，相关化学键不易被打开，或者又其他什么原因，需进行更深层次的研究才能解释。

现象描述中“蓝色褪去，但不彻底”的说法中，为避免因为反应时间不够长，导致颜色未能全部褪去，故水浴加热1h后仍继续观察，虽有变浅但仍未彻底褪色。

3.3 结论：

本组实验表明，淀粉遇碘所形成的蓝色络合物，在相对较高的温度下具有不稳定性，为避免上述现象对实验结果的影响，不宜让显色反应在较高温度下进行。

若实验过程中先加碘液，观察蓝色褪去，发现其褪色过程较久，且不彻底，故在实验设计时选取碘液后加的方案为宜。

参考文献：

[1]曾波.2001.淀粉遇碘真的变蓝了吗.生物学教学.26（6）：42

[2]田久沛，孔德新.2005.淀粉酶的性质实验中碘液的滴加顺序问题.生物学教学.30（10）：47

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[4]张小林，戴兴德.2006.淀粉显色稳定性实验研究.化学教育.（11）：54

[5]张克纯.1983.在“唾液淀粉酶对淀粉消化作用”实验中的值得讨论的几个问题.生物学通报.（5）：33

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