淀粉遇碘都变蓝吗

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碘遇淀粉变兰色

碘遇淀粉变兰色

碘遇到淀粉会出现颜色变化

摘要:碘遇到不同类型的淀粉会有不同的颜色变化,是因为碘和淀粉生成的络合物吸收了光中不同波长的可见光。依淀粉中含支链淀粉的多少,颜色变化由无色、橙色、淡红、紫色到蓝色。小麦粉含直链淀粉较多,但也含有部分支链淀粉,遇到碘变为紫色,糯米粉含支链淀粉较多,遇到碘变为淡粉色。

护士拿过碘酒的手再拿白纸,纸上为何留下蓝色的指纹,我们的手擦过碘酒棉球后再去抓馒头,为何馒头的皮会变成紫色,通过查阅文献得知:碘和淀粉反应会有颜色变化。为此,我做了一个试验对这种说法进行了验证。

1 材料与方法

1.1 材料

小麦粉和糯米粉:超市购买;

蒸馏水、10%碘溶液、500毫升三角烧瓶、天平、玻璃棒、250毫升量筒和胶头滴管:江苏省农业科学院兽医研究所提供;

照相机:自备。

1.2 方法

1.2.1小麦粉和糯米粉溶液的配制使用天平分别称取小麦粉1克和糯米粉1克,分别放入两个干净的500毫升三角烧瓶中,用量桶量取蒸馏水三份,每份200毫升,分别加入装有1克小麦粉的三角烧瓶、1克糯米粉的三角烧瓶和一个空的三角烧瓶中,用玻璃棒搅拌,使小麦粉、糯米粉溶解,作好标记(小麦粉溶液、糯米粉溶液和蒸馏水),进行拍照。

1.2.2 加入碘溶液观察溶液颜色变化用胶头滴管吸取碘溶液,分别加到装有小麦粉溶液、糯米粉溶液和蒸馏水的三角烧瓶中,每瓶滴加两滴,震荡后观察溶液颜色变化,作好标记(小麦粉溶液+碘、糯米粉溶液+碘、蒸馏水+碘),进行拍照。

2 结果

小麦粉溶液、糯米粉溶液均为白色乳浊液,蒸馏水为无色,加入碘溶液后,小麦粉溶液+碘的三角烧瓶中溶液变为紫色,糯米粉溶液+碘的三角烧瓶中溶液变为淡粉色,蒸馏水+碘的三角烧瓶中溶液变成有一点淡淡的黄色,是碘溶液本身的颜色。几种溶液加入碘溶液前后的颜色见下图。

淀粉遇碘不一定变蓝_张前进

淀粉遇碘不一定变蓝_张前进

2014年第49卷第1期生物学通报53

淀粉遇碘(I2)呈蓝色这一特性,早已被人们所熟知,并因其反应灵敏而被广泛用于检测淀粉或碘的存在。淀粉遇碘一定都会呈现蓝色吗?在中学生物学实验中,遇到了一些有趣的实验现象:1)实验室中配制的淀粉溶液加入碘液后并不一定出现蓝色,有时会出现蓝紫色、紫色、紫红色,甚至是赭色等。2)如果对显蓝色的淀粉-碘混合液进行加热,蓝色会褪去,而待冷却后,蓝色又会重新出现。3)如果向显蓝色的淀粉-碘混合液中滴加氢氧化钠,蓝色也会消失。

上述实验事实表明淀粉遇碘不一定都会呈现蓝色,那么产生上述颜色偏差的原因是什么呢?对此,查阅了《生物化学》、《无机化学》等大学教材以及相关学术论文,设计并实施了“探究影响淀粉和碘显色反应的因素”的实验,从淀粉和碘显色反应的原理、影响淀粉和碘显色反应的因素以及对中学生物学实验教学的启示3个方面探究了“淀粉遇碘不一定变蓝”的显色原理、影响条件及其实际意义。

1淀粉和碘显色反应的原理

1.1淀粉的组成和结构淀粉是一种植物多糖,由几百到几千个葡萄糖单体脱水缩合形成。通常由直链淀粉和支链淀粉2部分组成,二者在淀粉中所占的比例随植物的种类而异,并且在结构与理化性质上也有一定区别。直链淀粉可溶于热水,分子量比支链淀粉小,由300~400个D-葡萄糖分子以α-1,4-糖苷键相连而成,卷曲成螺旋形,每个螺旋有6个葡萄糖基。支链淀粉不溶于冷水,与热水作用形成浆糊,分子量比直链淀粉大,由1300个或更多的D-葡萄糖分子缩合而成,有支链结构;主链是由α-1,4-糖苷键连接所形成的长链,而每个分支则是由α-1,6-糖苷键连接所形成的短链,大约相隔20个葡萄糖单位有1个分支,每个分支链的长度平均为24~30个葡萄糖基[1]。1.2显色原理直链淀粉遇碘呈现蓝色,而支链淀粉遇碘呈现紫红色,二者显色不同的主要原因是生成的淀粉-碘包合物不同。直链淀粉是由D-葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接的直链分子,卷曲成螺旋形,碘分子嵌入淀粉螺旋体的轴心部位,借助范德华力形成淀粉-碘包合物。在淀粉中,每个碘分子跟1个螺旋中的6个葡萄糖基结合。淀粉与碘生成的包合物的颜色与淀粉糖苷链的长度有关。当链长小于6个葡萄糖基时,不能形成一个螺旋圈,因而不能呈色。当平均长度为20个葡萄糖基时呈红色,大于30个葡萄糖基时呈蓝色。支链淀粉的相对分子质量虽然较大,但支链淀粉的分支短链的长度只有20~30个葡萄糖基,碘分子进入长短不一的螺旋卷曲管内呈现出不同颜色,支链淀粉遇碘呈紫红色正是蓝、红混合色。而直链淀粉的链长超过30个葡萄糖基,所以与碘作用呈现蓝色[2]。

碘酒和淀粉现象

碘酒和淀粉现象

碘酒和淀粉相遇后,会出现一种特殊的现象:淀粉会变成蓝色。这是因为碘酒中的碘分子与淀粉分子发生了反应,导致淀粉的颜色发生了变化。这种反应在化学上被称为“碘-淀粉反应”,是一种常用的化学检测方法,可以用于检测食物中是否含有淀粉。

除了碘酒,其他含有碘的物质,如碘水、碘片等,也能与淀粉发生类似的反应,使淀粉变成蓝色。这种反应不仅可以在实验室中进行,也可以在日常生活中观察到。例如,在烹饪中,我们可以使用碘酒来检测食物中是否含有淀粉,从而判断食物是否煮熟或者是否含有足够的营养成分。

值得注意的是,碘-淀粉反应是一种可逆反应,也就是说,当反应条件改变时,淀粉会重新变回原来的颜色。例如,如果将已经变成蓝色的淀粉加热,蓝色会逐渐消失,最终变回原来的白色。这是因为加热会使淀粉分子和碘分子之间的化学键断裂,从而使反应逆转。

碘遇淀粉变蓝的原理

碘遇淀粉变蓝的原理

碘遇淀粉变蓝的原理

碘遇淀粉变蓝的原理是由于碘分子进入淀粉螺旋圈内,形成淀粉碘络合物的原因。当链长小于6个葡萄糖基时,则不会呈色,当链长平均长度为20个葡萄糖基时,则会呈红色,当大于60个葡萄糖基时,则呈蓝色。

碘遇淀粉变蓝的原理是淀粉与碘反应的本质是生成了一种包合物,从而使得颜色变蓝了。淀粉是一种植物多糖,是由几百到几千个葡萄糖单体脱水缩合而成。它通常由直链淀粉和支链淀粉这两个部分组成。直链淀粉可溶于热水,分子量比支链淀粉小,支链淀粉不溶于冷水,与热水作用会形成浆糊,分子量比直链淀粉大。

淀粉遇碘变色的小实验原理

淀粉遇碘变色的小实验原理

淀粉遇碘变色的小实验原理

淀粉遇碘变色的小实验原理是利用了碘与淀粉分子间的物理作用。淀粉分子是由葡萄糖分子缩合而成的多糖分子,它的分子结构中存在着一些螺旋状的链。当碘离子加入淀粉溶液中时,碘离子会与淀粉分子中的螺旋链产生物理作用,形成一种复合物,这种复合物呈现出蓝黑色。这个过程是可逆的,当碘离子被还原或者被取走时,蓝黑色消失。因此,淀粉遇碘变色的小实验是一种简单、直观的化学反应演示。

淀粉遇碘变蓝的原理

淀粉遇碘变蓝的原理

淀粉遇碘变蓝的原理

淀粉遇碘变蓝的原理是由于碘分子与淀粉分子之间发生了物理吸附。淀粉分子是由大量的葡萄糖分子组成的多糖体,其分子结构中含有许多极性官能团,如羟基(-OH)和醛基(-CHO),这些官能团可以与碘分子形成氢键。碘分子是特殊的分子,由两个碘原子结合而成,具有很强的亲电性。当碘分子接触到淀粉分子时,碘分子中的一个碘原子会与淀粉的极性官能团结合,形成氢键,并通过共价键与淀粉分子发生物理吸附。在这个过程中,碘分子会被淀粉分子束缚住,使得碘分子不能在溶液中自由运动。而由于碘分子是紫蓝色的,所以被束缚的碘分子会导致溶液呈现出蓝色或深蓝色。这种碘分子与淀粉分子的物理吸附是可逆的,在没有碘分子的作用下,溶液会恢复到原来的无色状态。因此,淀粉遇碘变蓝的现象可以用于检测淀粉的存在。

中班科学教案淀粉遇碘变蓝

中班科学教案淀粉遇碘变蓝

中班科学教案淀粉遇碘变蓝科学教育在学前教育中占据着重要的位置,通过科学实践和探索,可以培养幼儿的观察力、思维能力和解决问题的能力。在中班阶段,幼儿已经具备一定的认知能力和思维方式,可以进行一些简单的科学实验。本篇教案将引导幼儿通过观察和操作,了解淀粉与碘溶液反应的现象。通过这个实验,幼儿将学会用科学的思维方式去观察和解释事物的变化。

一、教育目标:

1. 培养幼儿对科学实验的兴趣,提高他们的观察力和思维能力。

2. 通过实验,引导幼儿通过观察和操作得出结论。

3. 了解淀粉与碘溶液反应的现象,培养幼儿的科学常识。

二、教学准备:

1. 扩大的容器

2. 淀粉

3. 碘溶液

4. 水

5. 一些幼儿喜欢的公仔或玩具

三、教学过程:

1. 导入(5分钟):

教师把容器放在桌子上,容器里装有一些淀粉溶液,并告诉幼儿:“今天我们要一起做一个有趣的实验,请大家注意观察和思考哦。”

2. 实验介绍(5分钟):

教师会刻意忽略淀粉溶液的颜色,引导幼儿通过观察和思考来发

现淀粉与碘溶液反应的现象。教师可以用一种趣味的语言介绍实验的

过程,吸引幼儿的注意力。

3. 进行实验(10分钟):

教师向淀粉溶液中滴加碘溶液,并鼓励幼儿观察变化。可以说:“我们现在加了一种特殊的药水进去,你们看看会发生什么?”

幼儿可能会发现淀粉溶液开始变蓝。教师可以引导幼儿描述变化,例如:“变成了一种漂亮的蓝色”、“像是变魔术一样”等。同时,教师也可以引导幼儿思考为什么会发生这样的变化。

4. 结论的引导(10分钟):

教师可以向幼儿提问:“为什么淀粉溶液会变蓝呢?”引导幼儿运

淀粉溶液遇碘变蓝的原理

淀粉溶液遇碘变蓝的原理

淀粉溶液遇碘变蓝是一个熟悉的实验,也是化学实验中的经典实验。它的原理是什么呢?

第一,淀粉是一种多聚糖,主要成分是α-淀粉苷。它是一种非活性物质,在水中不能发生反应,但是它可以吸收和保存大量的水分,从而使淀粉溶液变得浓稠。

第二,碘是一种活性物质,它可以与淀粉苷发生反应。当淀粉溶液中加入碘时,碘会与淀粉苷的羟基发生反应,形成碘酮酸形成碘酮。

第三,碘酮有青色,它是一种有机色素,具有电子共轭结构,可以吸收可见光中的紫外线和蓝色光,反射出绿色光,从而使淀粉溶液变蓝。

第四,碘可以通过氧化还原反应,将淀粉苷中的羟基氧化为碘酮,使淀粉溶液变蓝。

第五,碘是一种活性物质,它可以与淀粉苷发生反应,使淀粉溶液变蓝。它的反应原理是,碘将淀粉苷中的羟基氧化为碘酮,使淀粉溶液变蓝。

淀粉遇碘变蓝--实验报告

淀粉遇碘变蓝--实验报告

淀粉遇碘变蓝--实验报告

一、实验目的:

1.了解淀粉分子的化学结构及其与碘的反应性;

2.掌握利用淀粉分子与碘的反应进行检测的方法并能够分析实验结果。

二、实验原理:

淀粉分子由α-D-葡萄糖分子组成的聚合物,用碘水反应最为常见,当淀粉分子与碘

水反应时,碘分子进入淀粉分子分子结构中的螺旋结构,形成了碘化淀粉分子。碘化淀粉

分子分子中的碘分子导致淀粉分子中形成了蓝色的复合物,所以能够用蓝色检测出淀粉分子。

三、实验仪器与试剂:

仪器:试管、滴管、酒精灯和试管夹;

试剂:淀粉溶液、碘水、纯净水。

四、实验步骤:

1.将试管架放在桌子上,然后用试管夹夹住试管;

2.在试管中加入2ml淀粉溶液;

3.加入1~2滴碘水;

4.用滴管从喷雾瓶中滴入1~2滴纯净水;

5.摇晃试管观察结果。

五、实验结果:

淀粉溶液与碘水混合后,出现了蓝紫色的复合物。

六、实验分析:

七、实验存在问题:

1.一些其他的物质比如糖分子,也会与碘水发生反应,形成褐色。当褐变反应发生时,颜色已经失去了官能的特征,所以不能正常地检测淀粉分子。

2.很小量的淀粉分子也会导致弱的蓝色反应发生,但过量的淀粉分子却会导致溶液变得粘性,使反应变得更加困难。

3.如果反应淀粉溶液时加入过多的碘水,也会导致反应过度,出现浓稠度过大的淀粉膏状团块。

碘遇淀粉一定变蓝色吗

碘遇淀粉一定变蓝色吗

碘遇淀粉一定变蓝色吗

作者:贾同全

来源:《中学化学》2014年第11期

淀粉是多糖类(C6H10O5)n的一种,现行高中课本(鲁科版必修二)中指出:“淀粉跟碘作用呈现蓝色”,高等学校《有机化学实验》教材也指出:“淀粉在百万分之几时仍能给出碘试验的正性结果”。因此,在生化领域的生产和检验中,都广泛地利用淀粉和碘化钾组成的混合液作为氧化还原反应一类滴定的指示剂,或用碘证实淀粉的存在。但在实际操作中,往往会出现淀粉液(包括市售可溶性淀粉)在遇一定量碘时出现颜色后又立即消褪的现象。而且,当再加入较多量的碘时,颜色也不一定显蓝色,有时会出现紫蓝、紫、紫红、赭蓝,甚至是赭色等。这是什么缘故呢?

其一:淀粉从分子结构上可分为直链淀粉和支链淀粉两种。市售的可溶性淀粉一般是在55℃~65℃间将能溶于水的部分提取的。直链淀粉遇碘变蓝,而支链淀粉遇碘变紫至紫红色,这是大家都知道的。但是,55℃~65℃提取的“直链淀粉”只可以说是在此温度下提取能溶于水的那部分淀粉,也就是相对分子质量较小的那部分淀粉,并非真的提取到的淀粉其分子都不含支链,其中有一部分只是所含的支链少些、短些的支链淀粉罢了。

其二:天然淀粉中肯定含有油脂,且不同的植物,其淀粉中油脂的含量有所不同。我们知道,油脂是有碘值的(即能与碘反应褪色),碘溶于油脂中,会使得液体呈现红至橙红色

其三:淀粉分子末端单糖所含有的醛基也可被碘水氧化,使碘水褪色。

针对上述的问题,笔者经过反复的实验探索,发现可以用以下的方法处理淀粉,从而减小变色与课本不符,以及颜色消褪等的实验误差。可用市售的可溶性淀粉(55℃-65℃),最好是在55℃左右提取的可溶性淀粉干燥后,用CCl4在40℃~65℃下浸泡半小时,过滤,并用CCl4多次洗涤,进行脱脂处理。

淀粉遇碘变蓝的原理

淀粉遇碘变蓝的原理

淀粉遇碘变蓝的原理

淀粉遇碘变蓝是一道老生常谈的实验,小时候很多小伙伴都尝试过,他们把淀粉放入实验皿中,然后加入少量碘溶液,发现淀粉溶液发生了颜色变化,变成了浅蓝色。这种情况让小伙伴们又惊又喜,以为发现了一个奇迹。但实际上,这不是什么奇迹,而是有科学道理的。

实际上,淀粉遇碘变蓝的原理就是淀粉结晶体表面上的氰基和碘离子发生化合

作用,形成淀粉衍生物,使淀粉结晶体表面发生颜色变化,变成了浅蓝色。另外,对碘浓度也有一定的要求,若碘浓度过低,淀粉变蓝的程度很小,而若过高,就会影响淀粉变蓝的作用。

在实验过程中,我们可以很好地感受到科学和自然的神奇,淀粉遇碘变蓝的小

实验也成了许多学生期待的课外活动,尤其在一些自然科学活动中,我们还会看到许多有趣的实验和技能。淀粉变蓝也成了许多家庭里最受欢迎、最有趣的实验,无论是孩子们,还是成年人,都会投入其中,共同体验这趣味盎然的一幕。

淀粉遇碘变蓝,不仅让孩子们体会到自然的奥妙,同时也能让我们有一丝科技

的深度和实践感,在体验和了解中学习,拓展知识,从小就能塑造科学素养和实践能力。

淀粉遇碘变蓝的原理及其褪色

淀粉遇碘变蓝的原理及其褪色

淀粉遇碘变蓝的原理及其褪色

淀粉遇碘变蓝是一种经典的以实验反应为基础的发光原理实验,它是由实验室化学家W. Pfeiffer在19世纪末完成的。在这里,我们将详细描述淀粉遇碘变蓝反应所涉及的原理以及变蓝后可能出现的褪色现象。

首先,淀粉是一种由植物细胞壁中含碳的多糖,它具有优异的溶解性能。当淀粉中的极性多糖分子遇到碘(I2)时,由于碘的极性属性,多糖分子会分子外形发生变化,产生新的含碘多糖,这就可以赋予淀粉一种蓝色发光性能,本质上是碘在多糖分子侧链上形成碳-碘键,使淀粉具有蓝色发光的能力。

其次,淀粉遇碘变蓝后可能发生的褪色现象。首先,蓝色的发光可能会随着时间的推移而慢慢衰减,也就是说,发光性能会逐渐变小或者消失,这主要是由于碘的分子在发光的同时会产生一定的热效应,这种热效应有可能使碘分子发生氧化和还原反应,从而导致蓝色发光性能消失。其次,当发光反应遇到明亮的光线时,发生光解反应,可能会导致蓝色发光性能衰减,从而变得褪色。此外,淀粉遇碘变蓝时,还可能受到一些其它的化学反应,如水解和异构化,从而导致蓝色发光性能衰减和褪色。

总之,淀粉遇碘变蓝有其独特的吸引力,不仅是由于它的性质,而且它在遇到碘的反应中产生的蓝色发光性能,也使它受到许多人的关注和研究。这种发光性能可能会随着时间的推移而衰减,甚至褪色,但这依然不能妨碍它的美丽。

淀粉溶液遇碘为什么变蓝

淀粉溶液遇碘为什么变蓝

淀粉溶液遇碘为什么变蓝

淀粉具有遇碘变蓝的特性,这是由淀粉本身的结构特点决定的。淀粉是白色无定形的粉末,由10%~30%的直链淀粉和70%~90%的支链淀粉组成。溶于水的直链淀粉借助分子内的氢键卷曲成螺旋状。如果加入碘液,碘液中的碘分子便嵌入到螺旋结构的空隙处,并且借助范得华力与直链淀粉联系在一起,形成了一种络合物。这种络合物能够比较均匀地吸收除了蓝光以外的其他可见光(波长范围为400~750 nm),从而使淀粉溶液呈现出蓝色来。

2、高中化学老师用书之“淀粉纤维素”的资料部分,答案更复杂,原来淀粉溶液遇碘不只变蓝,而是从无色、淡红、红、棕红、紫色、蓝紫色到蓝色都有可能:

淀粉和碘的显色机理

直链淀粉遇碘呈蓝色,支链淀粉遇碘呈紫红色,糊精遇碘呈蓝紫、紫、橙等颜色。这些显色反应的灵敏度很高,可以用作鉴别淀粉的定量和定性的方法,也可以用它来分析碘的含量。纺织工业上用它来衡量布匹退浆的完全度。

为什么碘遇淀粉或糊精会出现不同的颜色呢?

近年来用先进的分析技术(如X射线、红外光谱等)研究碘跟淀粉生成的蓝色物,证明碘和淀粉的显色除吸附原因外,主要是由于生成包合物的缘故。

什么是包合物呢?直链淀粉是由α-葡萄糖分子缩合而成螺旋状的长长的螺旋体,每个葡萄糖单元都仍有羟基暴露在螺旋外。碘分子跟这些羟基作用,使碘分子嵌入淀粉螺旋体的轴心部位。碘跟淀粉的这种作用叫做包合作用,生成物叫做包合物。

在淀粉跟碘生成的包合物中,每个碘分子跟6个葡萄糖单元配合,淀粉链以直径0.13 pm绕成螺旋状,碘分子处在螺旋的轴心部位。

淀粉跟碘生成的包合物的颜色,跟淀粉的聚合度或相对分子质量有关。在一定的聚合度或相对分子质量范围内,随聚合度或相对分子质量的增加,包合物的颜色的变化由无色、橙色、淡红、紫色到蓝色。例如,直链淀粉的聚合度是200~980或相对分子质量范围是32 000~160 000时,包合物的颜色是蓝色。分支很多的支链淀粉,在支链上的直链平均聚合度20~28,这样形成的包合物是紫色的。糊精的聚合度更低,显棕红色、红色、淡红色等。下表就是淀粉的聚合度和生成碘包合物的颜色。

碘遇到淀粉为什么会变蓝还原

碘遇到淀粉为什么会变蓝还原

碘遇到淀粉为什么会变蓝还原英文回答:

Introduction.

Iodine is a chemical element with the symbol I and atomic number 53. It is a halogen, and is the heaviest stable halogen. Iodine is essential for life, and is used in the thyroid gland to produce thyroid hormones.

Starch is a complex carbohydrate that is made up of glucose units. It is found in many plants, including potatoes, rice, and wheat. Starch is used as a food source by humans and animals.

Reaction between iodine and starch.

When iodine is added to starch, it forms a blue-black complex. This reaction is due to the formation of a charge-transfer complex between the iodine and the starch. In this

complex, the iodine molecule donates electrons to the starch molecule, resulting in the formation of a blue-black color.

淀粉遇碘变蓝的化学方程式

淀粉遇碘变蓝的化学方程式

淀粉遇碘变蓝的化学方程式

淀粉遇碘会发生化学反应,生成蓝色化合物。这个化学反应的方程式为:

(C6H10O5)n + I2 → (C6H10O5) n+1I + HI。其中,淀粉分子式为(C6H10O5)n,n代表淀粉分子中葡萄糖分子的个数。碘分子式为I2,生成的蓝色化合物通常是淀粉碘化物,分子式为(C6H10O5) n+1I。在化学反应中,HI是副产物,分子式为HI。

碘液遇淀粉颜色变化

碘液遇淀粉颜色变化

碘液遇淀粉颜色变化

淀粉有直链淀粉和支链淀粉两种,碘液遇直链淀粉呈蓝色,碘液遇支链淀粉呈紫红色。这并不是是淀粉与碘发生了化学反应,而是淀粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子,通过范德华力,两者形成蓝黑色络合物。

碘液遇淀粉变蓝的原理是碘分子进入淀粉螺旋圈内,形成淀粉碘络合物。淀粉是一种植物多糖,由几千个葡萄糖单体脱水缩合而成。

当淀粉碘络合物链长小于6个葡萄糖基时,则不会呈色,当链长平均长度为20个葡萄糖基时,则会呈红色。当大于60个葡萄糖基时,则呈蓝色。

淀粉能吸附碘,使碘吸收的可见光的波长向短的波长方向移动。直链淀粉可溶于热水,支链淀粉不溶于冷水,与热水反应会形成浆糊。

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淀粉遇碘一定变蓝吗?

河北省沙河市第一中学(054100) 乔进军

典例水稻中非糯稻对糯稻为显性,这对相对性状由一对等位基因控制。现有一批基因型一致的非糯稻种子,不借助任何配种过程,如何设计实验鉴定它们是纯合子还是杂合子?

(1)实验原理:水稻的非糯稻米粒含有可溶性淀粉,糯稻米粒只含不溶性淀粉;水稻花粉粒的内含物也有两种类型:含可溶性淀粉的和只含不溶性淀粉的。遇碘液后前者呈蓝色;后者呈紫红色。。

(2)方法步骤:第一步:播种该非糯稻种子若干粒,培养成水稻植株。

(3)预测结果:。

参考答案:(1)杂合子非糯性水稻经减数分裂形成两种类型的花粉粒:含可溶性淀粉的和只含不溶性淀粉的且数量相等;遇碘液后前者呈蓝色,后者呈紫红色。而纯合子非糯稻植株只产生一种类型的花粉粒,遇碘液后呈蓝色。据此可判定该非糯性水稻的基因型。(2)第二步:花期采集该非糯性水稻的花粉,用碘液染色并制成临时装片;第三步:用显微镜观察花粉粒的显色情况。(3)预测结果:①若视野中的花粉粒全部呈现蓝色,则该非糯性水稻为纯合子;②若视野中出现紫红色花粉粒且数量与蓝色花粉粒相当,则该非糯性水稻为杂合子。

做完该练习学生不禁要问:“淀粉遇碘变蓝”是众所周知的实验现象。为什么这里会出现遇碘液后呈蓝色和呈紫红色两种类型的花粉粒呢?我们平时实验时也常常见到,遇碘后呈现蓝色的淀粉溶液在淀粉酶的作用下,逐渐变紫蓝,再变紫红,进而淡红,最后完全褪色。这又是为什么呢?它与前一种情况有必然联系吗?要弄清这些问题,就需从以下几方面谈起:1 植物体内的淀粉及其类型

淀粉是植物体内营养物质的贮存形式之一,几乎存在于所有绿色植物的大多数组织中,在种子、果实、块根、块茎等具有贮藏功能的器官中常常集中存在。其含量因作物种类不同而差别很大;同种作物的不同品种间也有差异;即使同一品种,也因其生长发育期间所处的土壤、气候等条件的不同而差别明显。常见几种农产品中淀粉含量的参考值为:稻米(种子)75.2%,玉米(种子)68.0%,小麦(种子)68.4%,大麦(种子)63.5%,菜豆(种子)55.6%,豌豆(种子)52.6%,大豆(种子)27.1%,甘薯(块根)16.8%,马铃薯(块茎)16.5%[1]。

通常的植物淀粉产品是一类白色无定形粉末,一般都含有直链淀粉(颗粒质)与支链淀粉(皮质)两种类型的成分。这两种类型淀粉的分子结构不同,理化性质存在一定差别。它们在淀粉产品中所占的比例同样随植物的种类和品种而有较大差异。例如,玉米淀粉中直链淀粉所占的比例为21%~23%,马铃薯淀粉中直链淀粉占19%~22%,小麦淀粉中直链淀粉占24%,粳稻米淀粉中直链淀粉占17%,其余部分均为支链淀粉。然而也有例外的情况,譬如糯米中的淀粉全部为支链淀粉,而有些豆类的淀粉则全是直链淀粉[2]。

2 不同类型淀粉的分子结构[2]

2.1直链淀粉的分子结构

直链淀粉在植物淀粉中的含量一般为10%~30%,能溶于热水而不呈糊状,因而粘度较小。相对分子质量在10,000~50,000之间,相当于60~300个α-葡萄糖残基(存在于淀粉分子内部的葡萄糖分子残留部分)以α-1,4糖苷键连接而成。端基分析结果表明,每个直

链淀粉分子只含有一个还原性端基和一个非还原性端基,

证明它是一条长而无分枝的链,其结构示意图如图1。

2.2支链淀粉的分子结构

支链淀粉在植物淀粉中的含量约为70%~90%,它不溶于水,与热水作用则膨胀呈糊状,相对分子质量约在50,000~1,000,000之间,相当于300~6000个或更多个葡萄糖残基连接而成。研究表明,在支链淀粉的每一直链区段中,葡萄糖残基之间以α-1,4糖苷键相连;在糖苷链内部大约每隔20~30个葡萄糖残基产生一个分支,分支处均以α-1,6糖苷键相连;端基分析结果表明,每24~30个葡萄糖单位含有一个端基,表明支链淀粉的分支短链长度平均为24~30个葡萄糖单位。通过一定的方法可以从支链淀粉的不完全水解产物中离析出α-1,6双糖—异麦芽糖(isomaltose),证明了分支点的结构。支链淀粉的结构示意图如图2。

3 生物体内淀粉水解酶的类型及其作用[2]

淀粉酶(通常指α-淀粉酶和β-淀粉酶)在植物、动

物和微生物体内均有存在,动物体内主要存在于消化液

(如唾液、胰液、肠液等)中,常见的淀粉水解酶类型有:

①α-淀粉酶:是一种淀粉内切酶。以随机方式水

解直链区段中的α-1,4糖苷键,可将淀粉逐步水解为蓝色糊精(由多个葡萄糖残基组成,仍属多糖,遇碘液显紫蓝色)、红色糊精(遇碘液显紫红色)、无色糊精(遇碘液不显色)、麦芽三糖(由三个葡萄糖分子组成)和麦芽糖(由二个葡萄糖分子组成)等产物。但此酶不能作用于α-1,6糖苷键。α-淀粉酶仅在萌发的种子中存在,在pH3.3时就被破坏,因而不耐强酸;但它能耐高温,在温度高达70℃以上的条件下,15min后活性仍稳定。化学试剂商店出售的α-淀粉酶多属此类。但动物消化液中的淀粉酶同为α-淀粉酶,理化性质却不同。例如唾液淀粉酶最适温度为37℃,最适pH 6.8。

②β-淀粉酶:一种直链淀粉端切酶,仅作用于多糖链非还原性端的α-1,4糖苷键,生成麦芽糖。所以用β-淀粉酶作用于直链淀粉时能生成定量的麦芽糖;而作用于支链淀粉或糖元时,则只能生成多分支糊精和麦芽糖,因为此酶同样不能作用于α-1,6糖苷键。β-淀粉酶主要存在于休眠的种子中,萌发的种子中也有。在70℃高温时结构易被破坏,因而不耐高温;但对酸比较稳定,在pH3.3时仍不被破坏。从曲霉中提取的淀粉酶含β-淀粉酶较多。

由于α-淀粉酶和β-淀粉酶都只能水解淀粉的α-1,4糖苷键。所以它们只能将淀粉水解45%~55%,剩下的部分组成了一个淀粉酶不能作用的糊精,称为极限糊精。

③脱支酶(又称R-酶):极限糊精中的α-1,6糖苷键可被脱支酶水解。但该酶只能分解支链淀粉外围的分支,却不能分解支链淀粉内部的分支。当β-淀粉酶与脱支酶共同作用时,

可将支链淀粉完全降解生成麦芽糖及葡萄糖。

此外,在生物体细胞内,还存在着磷酸化酶(葡萄

糖淀粉酶)、转移酶、α-1,6糖苷酶等磷酸化水解酶类。

该类酶的特点是可以用磷酸代替水来降解淀粉,生成1-

磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖则又在磷酸葡萄糖变位酶、

6-磷酸葡萄糖酯酶的催化下生成游离的葡萄糖和磷酸。

各种淀粉水解酶的作用位点示意图如图3。

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