摘要:2017年理综全国卷I 生物卷(2)一直以来有很多人对这一题争执不下,笔者查阅相关资料,有了一些思考与体悟。
关键词:斐林试剂;碱性;教辅材料;跨学科教学
原题:
下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是(B)
A.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色
D.斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色
一、试题分析
2017年理综全国卷I生物卷(2)一直饱受争议在于D选项。是否斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液。参照许多的教辅材料,斐林试剂和双缩脲试剂最实质的区别是反应原理的不同。斐林试剂的反应实质是新配制的Cu(OH)2溶液,因此要现用现配,防止氧化,生成氧化铜。双缩脲试剂反应实质是碱性条件下的Cu2+反应。蛋白质中的肽键与Cu2+形成紫色络合物。许多学生认为,只有双缩脲试剂是含有Cu2+的碱性溶液。因此,许多学生在看到这道题时,在B、D选项摇摆不定。那么到底斐林试剂反应的原理是什么?
二、试题讨论
查阅相关文献发现,斐林试剂是1949年德国化学家斐林发现的,并由此命名。它是由含量为0.1g/mL的NaoH溶液和的含量为0.05 g/mL的CuSO4溶液,还有含量为0.2g/mL酒石酸钠配制而成的,其本质是铜离子和酒石酸形成的配合物——酒石酸合铜。也就是我们书中所认为的新制Cu(OH)2溶液。
斐林试剂是二价铜离子的酒石酸钾钠配合物,可以被脂肪醛或还原性糖还原为氧化亚铜。斐林试剂为深蓝色溶液,在与脂肪醛或还原性糖共热时,蓝色消失,析出红色的氧化亚铜沉淀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在氧化亚铜析出过程中,反应液的颜色可能经过由蓝色→绿色→黄色→红色沉淀的逐渐变化,反应较快时,直接观察到红色沉淀[1]。但我们日常实验,观察的实际是蓝色→棕色→红色沉淀。能使氧化剂还原的糖称作还原糖。所有的醛糖都是还原糖;许多酮糖也是还原糖,例如苹果,梨等,其中的果糖,能在碱性溶液中异构化为醛糖。在碱性溶液中还原糖能将金属离子(铜 、铋、汞、银)还原,糖本身被氧化成酸类化合物。斐林试剂中的酒石酸钠可以作为螯合剂,与Cu2+络合以防止形成Cu(oH)2,使Cu2+沉淀[2]。在教材中,组成斐林试剂的NaoH浓度为0.1g/mL,CuSO4溶液浓度为0.05 g/mL,NaoH浓度大于CuSO4溶液浓度,按等体积混合会明显过量NaoH,因此,斐林试剂的确是Cu2+的碱性溶液。其实在在化学选修教材中,关于斐林试剂的使用说得较明确:“是在碱性条件下”发生的作用只是生物教材中采用了“等量混合均匀”使用,给我们的感觉就是刚好反应完成。但是其实斐林试剂的确是Cu2+的碱性溶液。因此D选项没有问题。教辅书上说的是有错误的,有些教辅资料过分强调检测蛋白质时创造碱性条件的重要性,而忽视斐林试剂也是碱性条件,给学生带来了误导,让学生误以为D是错误选项。
三、启示
在日常的教学中,许多老师和学生过分的依赖教辅材料,而没有真正去探索其中的道理与真题,甚至是教师用书、教辅材料是如何讲解,教师上课就如何给学生授课。教师不明白,更讲不明白,学生更是不能知道其中的道理。现如今,很多教师只是单纯的给学生授课,甚至连教材中,这样基础的实验,都不带着学生做,只是一味的给学生讲过程,讲原理。例如,本文所探讨的这一实验,是高一学生的第一堂生物实验课,更应该让学生参与其中。随着新课标的落地,要培养学生科学思考、科学探究的能力,更是应该把这样经典的实验,让学生亲身去体验。
在教学中,教师仍要注意跨学科的应用。像是这个实验,就是化学与生物的相交于结合。因此教师不仅要具备一定生物方面的知识,也要具备一定的化学知识。生物学与化学是两门密不可分的学科,二者虽各自有成熟的学科体系,但在知识与方法方面二者均有密切的关联。如今越来越多人开始去探讨STEM教学,这就是一种跨学科教学方式。教育的目的不是为了培养技能型人才,而是培养全面发展的人,使学生能学习更多门类的知识,融汇贯通,培养思维。因此,教师教学过程中,应注意不同学科相结合,真正助力于提高学生科学思考、探究的能力。
参考文献
[1]徐国财. 有机化学[M] 北京:科学出版社,2008.06.
[2]王镜岩,朱胜庚,徐长法.《生物化学》[M]北京:高等教育出版社2002年第三版.上册,16
作者简介:陈璐(1995.10-),女,辽宁丹东人,满族,研究生在读,学科教学(生物)专业。
论文作者:陈璐
论文发表刊物:《知识-力量》2019年7月中
论文发表时间:2019/4/22
标签:试剂论文; 溶液论文; 碱性论文; 学生论文; 生物论文; 氧化亚铜论文; 教师论文; 《知识-力量》2019年7月中论文;