實驗原理
在動物、植物、微生物等許多生物機體內,糖的無氧分解幾乎都按完全相同的過程進行。本實驗以動物肌肉組織中肌糖原的酵解過程為例。肌糖原的酵解作用,即肌糖原在缺氧的條件下,經過一系列的酶促反應,最后轉變成乳酸的過程。肌肉組織中的肌糖原首先磷酸化,經過己糖磷酸酯、丙糖磷酸酯、甘油磷酸酯等一系列中間產物,最后生成乳酸。該過程可綜合成下列反應式:
肌糖原的酵解作用是糖類供給組織能量的一種方式。當機體突然需要大量的能量,而又供氧不足(如劇烈運動時),則糖原的酵解作用可暫時滿足能量消耗的需要。在有氧條件下,組織內糖原的酵解作用受到抑制,而有氧氧化則為糖代謝的主要途徑。
糖原酵解作用的實驗,一般使用肌肉糜或肌肉提取液。在用肌肉糜時,必須在無氧條件下進行;而用肌肉提取液,則可在有氧條件下進行。因為催化酵解作用的酶系統全部存在于肌肉提取液中,而催化呼吸作用(即三羧酸循環和氧化呼吸鏈)的酶系統,則集中在線粒體中。
糖原或淀粉的酵解作用,可由乳酸的生成來觀測。在除去蛋白質與糖以后,乳酸可以與硫酸共熱變成乙醛,后者再與對羥基聯苯反應產生紫羅蘭色物質,根據顏色的顯現而加以鑒定。
該法比較靈敏,每毫升溶液含1-5μg乳酸即給出明顯的顏色反應。若有大量糖類和蛋白質等雜質存在,則嚴重干擾測定,因此實驗中應盡量除凈這些物質。另外,測定時所用的儀器應嚴格地洗干凈。
試劑和器材
一、試劑
對羥基聯苯試劑:稱取對羥基聯苯1.5g,溶于100mL 0.5% NaOH溶液,配成1.5%的溶液。若對羥基聯苯顏色較深,應用丙酮或無水乙醇重結晶。放置時間較長后,會出現針狀結晶,應搖勻后使用。
0.5%糖原溶液(或淀粉溶液);20%三氯乙酸溶液;氫氧化鈣(粉末);濃硫酸;飽和硫酸銅溶液;1/15mol/L磷酸緩沖液(pH7.4)。
二、材料
兔肌肉糜。
三、器材
試管1.5×15cm(×8)及試管架;移液管5mL(×2), 2 mL(×1), 1mL(×2);滴管;量筒10mL(×4);玻璃棒;恒溫水浴;沸水浴。
操作方法
一、制備肌肉糜
將兔殺死后,放血,立即割取背部和腿部肌肉,在低溫條件下用剪刀盡量把肌肉剪碎成肌肉糜。注意,應在臨用前制備。
二、肌肉糜的糖酵解
取4支試管,編號后各加入新鮮肌肉糜0.5g。1,2號管為樣品管,3,4號管為空白管。向3,4號空白管內加入
20%三氯乙酸3mL,用玻璃棒將肌肉糜充分打散,攪勻,以沉淀蛋白質和終止酶的反應。然后分別向4支試管內各加入3mL磷酸緩沖液和1mL
0.5%糖原溶液(或0.5%淀粉溶液)。用玻璃棒充分攪勻,加少許液體石蠟隔絕空氣,并將4支試管同時放入37℃恒溫水浴中保溫。
1.5h后,取出試管,立即向1,2號管內加入20%三氯乙酸3mL,混勻。將各試管內容物分別過濾,棄去沉淀。量取每個樣品的濾液5mL,分別加入到已編號的試管中,然后向每管內加入飽和硫酸銅溶液1mL,混勻,再加入0.5g氫氧化鈣粉末,用玻璃棒充分攪勻后,放置30min,并不時攪動內容物,使糖沉淀完全。將每個樣品分別過濾,棄去沉淀。
三、乳酸的測定
取4支潔凈、干燥的試管,編號,每個試管加入濃硫酸2mL,將試管至于冷水浴中,分別用小滴管取每個樣品的濾液1 滴或2滴,逐滴加入到已冷卻的上述濃硫酸溶液中(注意滴管大小盡可能一致),隨加隨搖動試管,避免試管內的溶液局部過熱。
將試管混合均勻后,放入沸水浴中煮5min,取出后冷卻,再加入對羥基聯苯試劑2滴,勿將對羥基聯苯試劑滴到試管壁上,混勻試管內容物,比較和紀錄各試管溶液的顏色深淺,并加以解釋。
注意事項
(1)對羥基聯苯試劑一定要經過純化,使其呈白色。
(2)在乳酸測定中,試管必須潔凈、干燥,防止污染,影響結果。