能“颜”善“辨” 察“颜”观“色”

摘 要：高中生物学的实验中常通过某些特定的颜色反应来确定细胞中某些化学成分或结构的存在，为便于教师和学生能获得颜色反应的系统知识，并进行比较记忆，现对中学生物课堂教学中的各种常规颜色反应进行类比归纳，并阐述各种颜色反应依据的原理。

关键字：高中生物； 实验教学； 颜色反应

中图分类号：G633．91 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2010）12-009-001

颜色反应是高中生物学教学中常用来鉴定一些化合物或者生物结构的重要方法，也是目前的各种考试包括高考命题的常考知识点，在高中生物的多本教材（必修和选修）中，有不少的实验过程都涉及颜色反应，把他们总结起来进行对比学习，对教学过程特别是复习过程会起到事半功倍的效果，现归纳高中教材中的颜色反应及部分原理，供大家参考。

一、可溶性还原糖的鉴定

1．斐林试剂与可溶性还原糖的反应

高中生物《必修1》中对可溶性还原糖的鉴定用的是斐林试剂，斐林试剂是由质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液和质量分数为0.05 g/mL的硫酸铜溶液配制而成，两种液体分别储存，使用时现配现用等体积混合，两者混合后很快生成浅蓝色的Cu(OH)2沉淀，Cu(OH)2和还原性糖（如葡萄糖、麦芽糖和果糖）的具有还原性的游离醛基相遇，在加热的情况下发生反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀，溶液颜色的变化情况依次为浅蓝色—棕色—砖红色。

2．班氏试剂对可溶性还原糖的鉴定

在高中生物教材《必修3》中有一个糖尿病患者的尿液检测的演示实验，用的是糖定性试剂——班氏试剂，它和斐林试剂相比，其配方和反应原理都有不同，虽然都是通过Cu(OH)2与葡萄糖的醛基反应产生砖红色沉淀，因此两者的反应现象是一样的，但是班氏试剂比斐林试剂的保存时间要长得多。

二、双缩脲试剂与蛋白质的反应

本实验也是《必修1》鉴定生物组织中有机化合物的过程，双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液和质量分数为0.01g/mL的硫酸铜溶液配制而成，在碱性溶液氢氧化钠溶液中，双缩脲中含有和蛋白质共有的肽健，而肽健与铜离子发生反应，生成紫色或者紫红色的络合物，凡是化合物中含有肽健的物质都有此反应，因此利用这一反应原理可以鉴定生物组织中蛋白质的存在，双缩脲试剂和斐林试剂的物质组成基本相同，但两种物质的使用是不同的，在实验原理和实验操作上有着本质的区别，在应用时一定要注意。

三、苏丹染液与脂肪的反应

苏丹染液对脂肪的染色是吸附显色，染液是由苏丹干粉溶于酒精或丙酮中，充分混合配制而成，由于苏丹染液有扩散作用，进入脂滴中，使脂滴着上颜色。苏丹Ⅲ染液把脂肪颗粒染成橘黄色，而苏丹Ⅳ染液则把脂肪颗粒染成红色，但在实验中切记制片滴加的水，一定是蒸馏水，因为自来水中含有钙离子、镁离子等易与染液发生交换吸附，使颜色褪去而观察不到现象。

四、淀粉与碘的反应

这是初中生物教材中提到的实验，在高中教材中常用于酶的特性检测实验。淀粉是无定形的白色粉末，能溶解在热水中，遇到碘液后能形成碘-淀粉复合物，呈现蓝色或者蓝黑色；这一反应的实质是直链淀粉的螺旋状圆粒，刚好能容纳碘钻入并吸附成包含物，通过碘基与淀粉的作用而显出特定的深蓝色，因此在实验中常用该实验的现象来检测淀粉的存在。

五、DNA与二苯胺、甲基绿-派洛宁的反应

在沸水浴的实验条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺常作为鉴定DNA的试剂。二苯胺溶液是二苯胺溶解在冰醋酸中，再加入浓硫酸配制而成，此溶液是临时配制使用，主要是因为DNA中嘌呤核苷酸上的脱氧核糖在酸性条件下的生成物与二苯胺加热条件下生成蓝色物质，酸性下的嘌呤碱基与脱氧核糖间的糖苷健断裂，生产嘌呤碱、脱氧核糖和脱氧核糖核苷酸，而2—脱氧核糖在酸性环境中加热脱水生成了酮基戊糖，与二苯胺试剂反应生成蓝色物质。由于DNA和RNA在化学组成和分子结构中存在一定的差异，在教材中用甲基绿-派洛宁来定性鉴定细胞中DNA和RNA的分布，甲基绿-派洛宁为碱性染料（教材中有其配备原料和方法），当与DNA和RNA结合后会呈现不同的颜色，当甲基绿-派洛宁作为混合染料时，甲基绿与DNA选择性结合呈现绿色或蓝色；派洛宁与RNA选择性结合显示红色，与派洛宁效果一样的还有吡咯红，也可以使RNA显示红色。通过实验，学生可以发现细胞核呈现蓝色或绿色，而细胞质部位呈现红色，从而说明DNA主要分布在细胞核，而RNA主要分布在细胞质。

六、酒精与重络酸钾的反应

在对酵母菌兼性厌氧型生物的呼吸作用探索以及发酵工程中，常常会检验酒精的存在，一般是用重络酸钾溶液来进行检验，重络酸钾溶液是由重络酸钾与浓硫酸慢慢混合而成，在酸性条件下，橙色的重络酸钾溶液与酒精发生反应变成灰绿色。此反应需在强酸条件下进行，而且在配制时，重络酸钾溶液有毒，与浓硫酸混合时易发生爆炸，应注意安全。

七、线粒体与健那绿和铁苏木精的反应

观察细胞中线粒体的数目和位置也常常用到颜色反应，例如活细胞中的线粒体可被健那绿染成蓝绿色，同时也可以被铁苏木精染成蓝色。

八、用于染色体（质）的染色反应

染色体是由DNA和蛋白质组成，容易被碱性染料染成深色，便于观察。在植物细胞的有丝分裂中就经常用到，同时可以用来染色染色体的试剂还有龙胆紫溶液、醋酸洋红染液和改良苯酚品红溶液等。

九、亚硝酸盐与重氮反应

在盐酸的酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯硫酸发生重氮反应后，再与N-1-奈基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，将显色反应后的样品与已知浓度的标准溶液进行目测比较，可以大致估算出亚硝酸盐的浓度。

通过以上颜色反应的总结，学生能从各种复杂的颜色反应中进行“察颜观色”，做到真正的能“颜”善“辨”，从而达到简单快速的判断效果，进而帮助学生对部分实验内容进行梳理、归纳,以提升学生的实验运用能力。同时也可以利用生物组织内某些化合物特有的颜色对化合物进行分离和提纯。