一個生物老師的化學思考——鑑定還原糖的斐林試劑為什麼要現配現用呢?

2021-02-21 弓弦學帶工作坊

        慶安高級中學的生物教師馬麗園老師,在生物教學中一直有一個疑問:「鑑定還原糖的斐林試劑為什麼要現配現用呢?」,她和化學老師探討過後,用實證的方式對這個問題進行了驗證。這種實事求是的探究精神,值得我們學習,同時她在此過程最後也發現了新的問題,在此向大家討教。以下是她的實證過程資料:

     

     人教版高中生物必修一有一個實驗,《檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質》,其中關於還原糖的鑑定,主要內容我們一起看一下:

實驗原理:

(1)生物組織中普遍存在的可溶性還原糖種類較多,常見的有葡萄糖、果糖、麥芽糖,分子內都含有游離的具有還原性的半縮醛羥基,因此叫做還原性糖;

(2)用斐林試劑只能檢驗生物組織中可溶性的還原糖的存在與否。斐林試劑由質量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液和質量濃度為0.05g/mL的硫酸銅溶液配製而成,二者混合後,立即生成淡藍色的Cu(OH)2沉澱。Cu(OH)2與加入的葡萄糖在加熱的條件下,能夠生成磚紅色的Cu2O沉澱。

(3)用斐林試劑鑑定可溶性還原糖時,溶液的顏色變化過程為:淺藍色—棕色—磚紅色(沉澱)。

實驗過程:

 試驗中,老師都會對學生強調一個問題:斐林試劑很不穩定,故應將組成斐林試劑的甲液(0.1g/mL的NaOH溶液)和乙液(0.05g/mL的CuSO4溶液)分別配製、儲存,使用時,再臨時配製,將1mL乙液滴入1mL甲液中,配完後立即使用。

      查閱了相關資料,配置好的Cu(OH)2懸濁液放置一段時間後,會形成沉澱,影響實驗效果,其次是Cu(OH)2放置久了會發生分解反應,形成部分黑色CuO,也會影響實驗結果。究竟放z置多久會影響實驗結果呢?我做了如下實驗:

一、首先將以此配置好的斐林試劑分裝至8個試管中,擬定放置時間:


   

二、按制定的時間實驗

    結果如下

三、實驗結果

      在0—30min的之間,斐林試劑中Cu(OH)2由懸濁液狀態向沉澱發展,但是30min後,斐林試劑開始大量出現CuO黑色沉澱,直至150min後,試管充滿的黑色沉澱物。

      在還原糖與放置不同時間的斐林試劑反應時,觀察到用現配的斐林試劑實驗會出現均勻的磚紅色沉澱,用放置時間越長的斐林試劑,顏色越偏向於棕紅色,而且沉澱越來越少,越來約稀薄。

       分析原因:新配置的Cu(OH)2溶液呈懸濁液,與還原糖反應最充分,磚紅色的Cu2O生成也最多,均勻飽滿的分布在溶液中。放置後的Cu(OH)2溶液,一方面會發生沉澱,影響與還原糖的接觸面,另一方面Cu(OH)2自身發生分解反應,生成CuO黑色沉澱。這兩個原因都會影響磚紅色沉澱生成的量和分布,導致反應後的溶液中存在有少量的Cu2O沉澱,藍色Cu(OH)2沉澱,以及CuO黑色沉澱,它們混合在一起,就出現了圖片中的30-150min時的實驗現象。

     這樣,我們就明白了,為什麼課本中跟我們提到的,斐林試劑要現配現用,配好後立即使用了。

     但是,實驗中產生了意外的結果,放置180min之後的斐林試劑沉澱變得細碎,與還原糖反應後,黑色沉澱減少,溶液變得比較澄清,呈現棕紅色。試管裡到底發生了什麼反應呢?向化學界的大咖們求解。

相關焦點

  • 【教學參考】斐林試劑、還原糖、非還原糖
    斐林試劑和班氏(Benedict)試劑都是常用的檢測還原糖的試劑,它們與還原糖發生反應會產生磚紅色的沉澱,臨床上常用於檢測糖尿病患者尿液中的葡萄糖。相應地,不能還原斐林試劑或託倫試劑的糖是非還原糖。二糖中的蔗糖是非還原糖,多糖如澱粉、纖維素等屬於非還原糖。多糖通過水解可以生成還原性的單糖。單糖的半縮醛羥基能與另一化合物或基團發生縮合形成糖苷。
  • 斐林試劑、還原糖、非還原糖
    醛基容易被各種強或弱的氧化劑氧化成羧基,因此有游離醛基的醛糖,都具有還原性,是還原糖,如葡萄糖、半乳糖等。許多酮糖也是還原糖,因為它在鹼性溶液中可以異構化為醛糖。斐林試劑和班氏(Benedict)試劑都是常用的檢測還原糖的試劑,它們與還原糖發生反應會產生磚紅色的沉澱,臨床上常用於檢測糖尿病患者尿液中的葡萄糖。
  • 本尼迪特試劑(班氏試劑)和斐林試劑的比較
    教材研究:以前只知道生物教材中提到的本尼迪特試劑和化學教材提到的斐林試劑不同,但了解不夠,所以,學生在填寫混淆時也不知道能不能給分,現整理兩者的區別。一、本尼迪克特(Benedict)試劑本尼迪克特(Benedict)試劑是一種絡合復鹽,即硫酸銅、碳酸鈉和檸檬酸鈉組成的混合液,又叫班氏試劑。1、本尼迪特試劑配製:配製方法為將4.3g研細的硫酸銅溶於25mL熱水中,待冷卻後用水稀釋到40mL。
  • 斐林試劑與雙縮脲試劑的使用有何不同(第5題)
    知識點:糖類、蛋白質、脂肪鑑定1.實驗原理還原糖(葡萄糖、果糖、麥芽糖)可與斐林試劑反應生成磚紅色沉澱;脂肪可蘇丹III染成橘黃色(或被蘇丹IV染成紅色);蛋白質與雙縮脲試劑產生紫色反應;澱粉(多糖)遇碘變藍色2.實驗過程
  • 複習必背——高中生物實驗大全(1)
    (2)實驗中,在加相應試劑之前為何要留出部分組織樣液?提示 作為對照,以便與鑑定後的樣液顏色作對比,增強實驗的說服力。(3)鑑定還原糖時使用的斐林試劑為何要現配現用?提示 因為斐林試劑很不穩定,容易產生藍色的Cu(OH)2沉澱,所以應將甲液和乙液分別保存,使用時現配現用。(4)蔗糖溶液中加入斐林試劑後呈現什麼顏色?
  • 2013高考生物複習:實驗顏色反應總結
    1斐林試劑檢測可溶性還原糖  原理:還原糖+斐林試劑→磚紅色沉澱  注意:斐林試劑的甲液和乙液要等量混合均勻後方可使用,而且是現用現配,條件需要水浴加熱。  應用:檢驗和檢測某糖是否為還原糖;不同生物組織中含糖量高低的測定;在醫學上進行疾病的診斷,如糖尿病、腎炎。  2蘇丹Ⅲ、蘇丹Ⅳ檢測脂肪  原理:蘇丹Ⅲ+脂肪→橘黃色;蘇丹Ⅳ+脂肪→紅色  注意:脂肪的鑑定需要用顯微鏡觀察。  應用:檢測食品中營養成分是否含有脂肪。
  • 2015高中生物實驗重難點詮釋
    :生物組織中的糖類有還原糖和非還原糖兩類。實驗前要將花生種子浸泡3~4h,有利於切成薄片,但浸泡時間也不宜過長,否則組織太軟,切下的薄片不易成形。  (3)蛋白質的鑑定:適宜材料有豆漿、雞蛋清。若用雞蛋清,必須按要求稀釋,否則影響實驗效果,而且實驗後易粘住試管壁不易洗刷  2、試劑的選用及注意事項:  (1)可溶性還原糖鑑定過程中,因斐林試劑很不穩定,故應將組成試劑的兩種溶液分別配製,使用是再加以混合,即現配現用。
  • 檢測還原糖
    還原糖是指具有還原性的糖類,分子中含有游離的醛基或酮基,主要包括核糖、脫氧核糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麥芽糖等,但蔗糖、多糖都不屬於還原糖。斐林試劑(人教版)是將0.1g/ml的NaOH溶液和0.05g/ml的CuSO4溶液等體積混合後得到的含Cu2+絡合物的溶液,在加熱條件下被還原後得到磚紅色Cu2O。(浙科版用到的本尼迪特試劑是斐林試劑的改良版,它由硫酸銅、檸檬酸鈉和無水碳酸鈉配置而成,可以存放備用。)材料:梨勻漿、葡萄勻漿、白蘿蔔勻漿、葡萄糖溶液(建議用淺色汁液的果蔬)
  • 史上最全生物實驗匯總
    實驗二:物質鑑定 還原糖+ 斐林試劑磚紅色沉澱 脂 肪 + 蘇丹III橘黃色 脂 肪 + 蘇丹IV紅色 蛋白質 + 雙縮脲試劑紫色反應 (2)試劑:斐林試劑(甲液:0.1g/mL的NaOH溶液,乙液:0.05g/mL的CuSO4溶液),現配現用。
  • 2017高考必考的生物實驗匯總|強力收藏帖!
    實驗二、物質鑑定還原糖+ 斐林試劑磚紅色沉澱脂 肪 + 蘇丹III橘黃色脂 肪 + 蘇丹IV紅色蛋白質 + 雙縮脲試劑紫色反應1、還原糖的檢測(1)材料的選取:還原糖含量高,白色或近於白色,如蘋果,梨,白蘿蔔。
  • 高中生物常用30個知識點匯總 有這一篇就夠了
    更多 高中生物知識點總結 請點擊查看。10.細胞膜具一定的流動性這一結構特點,具選擇透過性這一功能特性還原糖:指分子結構中含有還原性基團(游離醛基或α-碳原子上連有羥基的酮基)的糖,如葡萄糖、果糖、麥芽糖。與斐林試劑或班氏試劑共熱時產生磚紅色Cu2O沉澱。非還原糖:如蔗糖內沒有游離的具有還原性的基團,因此叫作非還原糖。12..
  • 高中生物實驗歸納,非常詳細非常全面!(附電子版)
    (2)實驗中,在加相應試劑之前為何要留出部分組織樣液?提示 作為對照,以便與鑑定後的樣液顏色作對比,增強實驗的說服力。(3)鑑定還原糖時使用的斐林試劑為何要現配現用?提示 因為斐林試劑很不穩定,容易產生藍色的Cu(OH)2沉澱,所以應將甲液和乙液分別保存,使用時現配現用。(4)蔗糖溶液中加入斐林試劑後呈現什麼顏色?
  • 還原糖與非還原糖的區別
    在高中必修一的學習中,總有學生詢問還原糖有哪些和為什麼有還原性,現說明一下:還原糖是指能還原斐林(Fehling)試劑、託倫(Tollen
  • 高中生物必背知識點:細胞中的元素和化合物
    、O、N、P、S含量最高的四種元素:C、H、O、N基本元素:C(乾重下含量最高) 質量分數最大的元素:O(鮮重下含量最高) 3.組成細胞的化合物 無機化合物,水(鮮重含量最高的化合物),無機鹽,糖類,有機化合物,脂質,蛋白質(乾重中含量最高的化合物),核酸 4.檢測生物組織中糖類
  • 高考生物重要的知識點匯總
    4.還原糖與非還原糖  還原糖:指分子結構中含有還原性基團(游離醛基或α-碳原子上連有羥基的酮基)的糖,如葡萄糖、果糖、麥芽糖。與斐林試劑或班氏試劑共熱時產生磚紅色Cu2O沉澱。  非還原糖:如蔗糖內沒有游離的具有還原性的基團,因此叫作非還原糖。
  • 2020中考生物輔導:生物學中常用的試劑
    1、 斐林試劑: 成分:0.1g/ml NaOH(甲液)和0.05g/ml CuSO4(乙液)。用法:將斐林試劑甲液和乙液等體積混合,再將混合後的斐林試劑倒入待測液,水浴加熱或直接加熱,如待測液中存在還原糖,則呈磚紅色。     2、 班氏糖定性試劑: 為藍色溶液。和葡萄糖混合後沸水浴 會出現磚紅色沉澱。用於尿糖的測定。
  • 2018年自考中藥化學複習筆記三_備考指導自考_自考報名_中國教育在線
    第三章 糖和苷類化合物·苷鍵具有什麼性質,常用哪些方法裂解?苷類的酸催化水解與哪些因素有關?水解難易有什麼規律?答:苷鍵是苷類分子特有的化學鍵,具有縮醛性質,易被化學或生物方法裂解。
  • 提分攻略 | 生物·元素與化合物的相關注意
    (1)生物體內大量元素重要,微量元素也很重要。大量元素、微量元素是根據生物體中元素的含量劃分的。無論是大量元素還是微量元素,都是生物體必需的元素,對於維持生物體的生命活動都起著非常重要的作用。(2)細胞內含量最多的元素是O而不是C,細胞乾重中,含量最多的元素是C。(1)不同種類的生物、同一生物的不同器官及不同生長發育時期,細胞的含水量不同。