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文件名称:不同教材中有关生物化学知识表述的差异性分析.docx
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更新时间:2025-05-30
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不同教材中有关生物化学知识表述的差异性分析

(安徽省六安市第一中学安徽六安237000)

教材是学生学习最重要的依据,可是相同的知识点在不同的教材中却有着不同的描述,有时候会让学生一头雾水、无所适从。现行的人教版《生物学》与《化学》教材中有关生物化学知识的论述存在诸多差异,给教师备课带来许多困惑。两学科在生物化学原理上表述不一或侧重点不同的现象,也给学生的学习带来困扰。相同知识在两版教材中描述的差异主要存在以下几点。

斐林试剂的配制质量浓度为:0.1g/mLNaOH与质量浓度为0.01g/mLCuSO4等量混匀后取少量备用。

斐林试剂的使用:取少量试剂与待测液混匀,50~65℃水浴加热2min。作用对象为还原糖。

对斐林试剂的作用原理,教材中未加说明。

新制的Cu(OH)2的配制:2mL质量分数为10%的NaOH溶液与4~6滴质量分数为2%的CuSO4溶液混匀,振荡。

新制的Cu(OH)2的使用:在上述试管中加入少量待测液混匀,直接在酒精灯上加热至沸腾。作用对象为醛类。

斐林试剂的本质为酒石酸络铜离子,而高中阶段以氢氧化铜作为其等效成分。之所以生物学与化学教材的表述不同,或许是因为对于低级醛(如化学教材中提到的乙醛)必须加强热才能使得弱氧化剂氢氧化铜转化为氧化亚铜砖红色沉淀,高级多羟基醛(如葡萄糖)对反应条件的要求较温和,而对氢氧化钠量的要求较高(事实上,传统意义上的斐林试剂正如化学教材所述,生物教材中的配法无从考证)。

除了斐林试剂外,在《生物化学原理》中介绍了更为先进且灵活的检测办法,如Molisch反应(运用α-萘酚/乙醇),Seliwanoff反应(运用盐酸/间二苯酚),Benedict反应(运用氢氧化钠,无水碳酸钠,柠檬酸钠),成脎反应,等等。

氨基酸的结构通式如图1所示。

图1氨基酸的结构通式示意图

成肽反应:脱水缩合。

命名:俗名。

氨基酸的通式为R—CH(NH2)—COOH,指出中心碳原子为手性碳原子,并指出自然界中构成蛋白质的氨基酸大多都是α-氨基酸(均为L-型氨基酸),属于取代羧酸。

物理性质:无色晶体,熔点较高,难溶于乙醇或乙醚,一般能溶于水,都能溶解在强酸或强碱溶液中。

成肽反应:酰基取代氢原子(胺基取代羧羟基)的取代反应。

命名:系统命名法。

生物化学研究的范畴是物质的生理意义,对于其理化性质没有详述;有机化学研究的层面是分子、原子及其在反应中的变化,故在物质分子描述上更为准确。值得注意的是,部分氨基酸属于亚氨基酸,不能用通式表示,如脯氨酸。

蛋白质的功能:运输,催化,调节,免疫,组成结构等。

蛋白质的多样性:氨基酸数目、种类及排列顺序多样,肽链盘曲折叠的方式不同,使蛋白质分子种类繁多。

检验蛋白质:双缩脲试剂(适用条件为含两个及以上肽键,课本中未加描述)。

蛋白质变性:蛋白质在某些理化因素下特定的空间构象被破坏。从而导致其理化性质的改变与生物活性丧失的现象。

多级结构的概念:详见教材。

水解,盐析,变性:蛋白质在酸或碱或酶的条件下水解成小分子肽,最终形成各种氨基酸的过程称为水解;蛋白质在浓的盐溶液中溶解度降低而析出的现象称为盐析;变性的概念同上。

变性因子:物理因子有加热、加压、搅拌、振荡、紫外线、超声波等;化学因子有强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。

对于蛋白质的检验,两套教材都未能做到普适且灵活。最为灵活的检验办法是茚三酮反应,还有诸如醋酸铅法、考马斯亮蓝法、福林-酚试剂法、米伦反应、坂口反应、乙醛酸反应等,都比双缩脲法与黄蛋白反应可靠、灵活且普适。

特别地,某些肽水解时,组成它的部分氨基酸会发生化学变化,故蛋白质彻底水解的终产物并不一定是氨基酸。

纸层析法的步骤:详见教材。

实验现象:定性滤纸上分离出4条色素带,分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。

色谱法的步骤:详见教材。

实验构成:玻璃棉(或脱脂棉),沙,碳酸钙(吸附剂),溶剂(石油醚),分液漏斗,锥形瓶,色谱柱等。

实验现象:分为3条色素带,分别是叶绿素、叶黄素、胡萝卜素。

实验活动:用粉笔与菠菜叶做相关课外实验。

在装置的简洁性与结论的精确性上,生物学教材提供的纸层析方案更优,而对于色谱法的分类(纸上色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、液相色谱法、柱色谱法),化学教材则更为准确。对于两种叶绿素的异同,两本教材都没有详述。在颜色上,叶绿素b为黄绿色,叶绿素a为蓝绿色;化学构成上,叶绿素a为C55H72O5N4Mg,叶绿素b为C55H70O6N4Mg,由分子结构可推断出叶绿素b更易溶于极性溶剂;吸收光谱上,二者都主要吸收红光和蓝紫光,但红区和蓝紫区最大吸收峰不同;二者的存在也有区别,叶绿素a存在于所有绿色植物种,叶绿素b只存在于高等植物和绿藻、管藻、眼虫藻等,二者的比值可用于区分阴生植物和阳生植物。

同位素标