对双缩脲反应的探究Word文档格式.docx

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对双缩脲反应的探究实验

[摘要]高中生物必修一中涉及蛋白质鉴定的双缩脲反应，但未对双缩脲和双缩脲试剂的相关性质进行具体阐述，本次实验旨在探究双缩脲试剂的性质以及蛋白质与双缩脲试剂反应的影响因素，通过我们的实验发现双缩脲试剂添加顺序与蛋白质溶液的浓度有关；

双缩脲反应中水浴加热有黑色干扰现象；

赖氨酸不会与双缩脲试剂发生颜色反应；

本尼迪特试剂不会与蛋白质发生颜色反应。

[关键词]双缩脲、双缩脲试剂、双缩脲反应

一、双缩脲试剂与双缩脲反应的本质

双缩脲反应是在碱性溶液（NaOH）中，双缩脲（H2NOC－NH－CONH2）能与铜离子（Cu2+）作用，形成紫红色络合物的现象。

1.机理

由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构（

）相似的肽键（-CO-NH-），因此也能在碱性溶液中与铜离子（双缩脲试剂）发生双缩脲反应，且在一定范围内其颜色深浅与蛋白质的含量呈正相关。

2．双缩脲试剂

双缩脲试剂A液的成分是质量分数为0.1g/mL的氢氧化钠（NaOH）水溶液；

双缩脲试剂B液的成分是质量分数为0.01g/mL的硫酸铜（CuSO4）水溶液。

3．双缩脲反应的操作

步骤1：

取适量的待测液（一般为2mL）置于试管中；

步骤2：

向试管中加入等体积的双缩脲试剂A液，混匀；

步骤3：

向试管中再滴加4～5滴入等双缩脲试剂B液，摇匀，观察试管中溶液的颜色。

二、部分材料的准备

1制备赖氨酸溶液：

10g赖氨酸粉末+90mL水→10%赖氨酸溶液

2制备鸡蛋清稀释液：

蛋清10mL+90mL水→10倍蛋清稀释液5mL蛋清+95mL水→20倍蛋清稀释液

100倍蛋清稀释液200倍蛋清稀释液

三、双缩脲试剂A液与B液添加顺序倒置试验

1．实验目的：

探索双缩脲试剂A液与双缩脲试剂B液添加顺序倒置是否会引起双缩脲反应

2．实验步骤：

①取六支2mL20倍稀释蛋清分别装入编号为1、2、3、4、5、6的试管中，将其设为第一组；

②往1、2、3号试管（左1、2、3）先加入2mL0.1g/mLNaOH溶液、摇匀，再加入5滴0.01g/mLCuSO4溶液再摇匀；

③往4、5、6号试管（右1、2、3）先加入5滴0.01g/mlCuSO4溶液、先摇匀，再加入2ml0.1g/mlNaOH溶液再摇匀。

实验结果：

肉眼观察并未发现色差。

同时发现液面上方泡沫较多，经分析是因为蛋清浓度过高，于是又做了200倍蛋清稀释液的实验。

④再取六只2mL200倍蛋清稀释液分别装入编号为1、2、3、4、5、6，将其设为第二组。

往1、2、3号试管（左1、2、3）中先加入2mL0.1g/mlNaOH溶液，混匀后再加入5滴0.01g/mLCuSO4溶液摇匀；

往4、5、6号试管（右1、2、3）加入5滴CuSO4溶液，再加入2mL0.1g/mlNaOH溶液摇匀。

实验现象：

第二组实验肉眼观察发现有色差，标准顺序紫色深一些，颠倒顺序要浅一些。

为了定量描述色差，我们进一步用光电比色仪进行了补充实验。

实验步骤：

1）取各个试管中的溶液2ml

2）取2ml蒸馏水放入比色杯

3）按照从前到后依次为

第一组：

蒸馏水，1号试管2ml待测液，4号试管2ml待测液的顺序放入仪器

第二组：

蒸馏水，2号试管2ml待测液，5号试管2ml待测液的顺序放入仪器

第三组：

蒸馏水，3号试管2ml待测液，6号试管2ml待测液的顺序放入仪器

4）将分光光度计的波长设置为550nm

蒸馏水

1，2，3号试管

4，5，6号试管

第一组

0.161

0.127

第二组

0.151

0.126

第三组

0.155

0.134

平均值

0.156

0.129

实验结论：

当蛋清浓度较高时，双缩脲试剂的A液和B液倒置添加对实验结果影响不明显；

当蛋清溶液浓度较低时，双缩脲试剂的A液和B液倒置添加对实验结果有较为明显的影响。

因此在不了解蛋白液浓度的情况下，我们应该先添加双缩脲试剂的A液，混匀后再滴加双缩脲试剂B液，摇匀。

四、探究加热对双缩脲反应的影响

1、实验目的：

探究温度对双缩脲反应的影响

2、实验方案：

1取200倍蛋清稀释液装入编号为1，2，3，4，5，6，7，8，9的九支试管，依次加入2mL0.1g/mlNaOH和5滴CuSO4溶液并摇匀。

2取4、5、6号试管放入90摄氏度水浴锅中静置2min

3取7、8、9号试管放入90摄氏度水浴锅中静置12min

4取20倍蛋清稀释液装入编号为10，11，12，13，14，15，16，17，18的九支试管，依次依次加入2mL0.1g/mlNaOH和5滴CuSO4溶液并摇匀。

5取13、14、15号试管放入90摄氏度水浴锅中静置2min

6取16、17、18号试管放入90摄氏度水浴锅中静置12min

7取10倍蛋清稀释液装入编号为19、20、21、22、23、24的六支试管，依次依次加入2mL0.1g/mlNaOH和5滴CuSO4溶液并摇匀。

8取21、22号试管放入90摄氏度水浴锅中静置2min

9取23、24号试管放入90摄氏度水浴锅中静置4min

3、实验现象：

123456

200倍蛋清稀释液的实验结果

现象特征：

肉眼观察加热与否两者的显色几乎无差异。

我们又进一步作了定量分析：

用光电比色仪进行比色：

常温

2min

12min

200倍蛋清稀释液

0.115

0.145

0.137

0.114

0.128

0.117

0.133

0.130

0.132

可见，加热与否要小数点后第二或第三位才有差异，与无法用肉眼区别相一致。

101112131415161718

20倍蛋清稀释液的实验结果

经加热后发现两者的色差，并经过滤后发现滤纸上有少量黑色沉淀。

为了更好地证明是否与蛋清稀释液的浓度有关，我们又增加了10倍蛋清稀释液的实验组：

192021222324

10倍蛋清稀释液的实验结果

10倍蛋清溶液在加热条件下的双缩脲反应中有明显变黑的现象。

经过滤后发现大量黑色沉淀物在滤纸上，但滤液仍为紫色。

左上为2min实验组过滤产物；

右上为4min实验组过滤产物

4、实验结论：

加热对浓度稀的蛋清溶液进行双缩脲反应影响不明显，但对溶液浓度较高的蛋清溶液影响较为显著，出现的黑色（初步分析是Cu（OH）2受热分解产生的CuO沉淀）会干扰观察和推断。

五、氨基酸能与双缩脲试剂发生颜色反应吗？

1、实验目的：

探究双缩脲试剂与氨基酸溶液能发生反应？

2、实验原理：

赖氨酸结构简式为：

H2NCH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH，无肽键结构。

3、实验步骤：

①取六支试管分别编号为1、2、3、4、5、6；

②在1、2、3号试管内装入10倍蛋清溶液2mL，再依次加入2mL0.1g/mlNaOH和5滴CuSO4溶液并摇匀。

③在4、5、6号试管内装入10倍赖氨酸溶液2ml，再依次加入2mL0.1g/mlNaOH和5滴CuSO4溶液并摇匀。

2、实验结果：

装赖氨酸溶液的试管中呈蓝色，盛有鸡蛋清稀释液的试管中呈紫色。

123456

5、实验结论：

赖氨酸不会与双缩脲试剂发生颜色反应。

六、本尼迪特试剂能与蛋白质发生颜色反应吗？

探究本尼迪特试剂与蛋白质是否有显色反应

2、问题的缘由：

本尼迪特试剂是由硫酸铜、柠檬酸钠和无水碳酸钠按一定比例配置成的蓝色溶液，与还原性糖反应的原理是柠檬酸钠和碳酸钠均为强碱弱酸盐，在水中它们均可水解产生OH-，当水与柠檬酸钠-碳酸钠溶液和CuSO4溶液混合时，Cu2+和OH-结合，生成Cu（OH）2，Cu（OH）2与葡萄糖中的醛基在加热条件下反应生成红黄色的Cu2O沉淀。

因此本尼迪特试剂本质上也是碱性环境下有Cu（OH）2，它会蛋白质溶液发生颜色反应吗？

3、实验步骤：

取六支试管分别编号为1、2、3、4、5、6，在1、2、3号试管内装入10倍蛋清溶液2mL，再依次加入2mL本尼迪特试剂摇匀。

在456号试管内装入10倍蛋清溶液2mL，再依次加入2mL0.1g/mlNaOH和5滴CuSO4溶液并摇匀。

4、实验结果：

添加本尼迪特试剂的试管中呈蓝色，加双缩脲试剂的试管中呈紫色。

本尼迪特试剂不会使蛋白质溶液发生颜色反应。

注：

本次实验探究中得到了宁波大学海洋学院周岐存老师的帮助和指导，为我们提供了赖氨酸试剂，并交流了研究报告的撰写思路，特向周老师表示感谢。

感谢您的阅读，祝您生活愉快。