淀粉遇碘都变蓝吗

2021年3月2日发(作者：腹膜炎症状)

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< br>,
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< br>(
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< br>(
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
不同类型淀粉的分子结构
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
［
2
］
［
2
］
。



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
～
1,00 0,000
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
)< br>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
(< br>如唾液、胰液、肠液等
)
中
,
常见的淀粉水解酶类型有：
< br>①
α
-
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
。
< br>②
β
-
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
。