植物中纤维素含量的测定

——1——植物中纤维素含量计算式的推导学生：王华俊马韧斌辅导老师：赖正强（湘潭县第五中学湖南湘潭）[摘要]论文以葡萄中纤维素含量的测定为例，运用高中阶段所学知识和实验室现有仪器、药品，探究出测定植物中纤维素含量的新方法——酶处理法，并推导出运用该方法计算植物中纤维素含量的计算通式：（纤维素含量）CBBAA%1001、该项目应用的科学方法、科学原理：1数学推理与证明。2实验时应用控制变量法进行对比实验。3植物细胞具有细胞壁，动物细胞无细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。4纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维素二糖分解成葡萄糖。2.以葡萄为例的研究：2.1葡萄中纤维素含量的测定——酶处理法：操作方法：称取质量为A、B的两份鲜葡萄分别于烧杯中，经高温加热并冷却至室温后，捣成泥。质量为A的一份直接过滤，得到滤渣烘干，称量其质量为A。质量为B的一份中加入足量的纤维素酶溶液，搅拌，足够长的时间后过滤，得到滤渣烘干，称量其质量为B。实验用品：鲜葡萄、物理天平、烧杯、滤纸、漏斗、铁架台（带铁圈）、石棉网、酒精灯、玻璃棒、烘干机、镊子、研钵、蒸发皿、纤维素酶溶液步骤：⑴将鲜葡萄洗净，晾干，去果梗。⑵用物理天平准确称取质量分别为A、B的葡萄一份，置于烧杯中，编号为A、B。⑶将A、B两份葡萄（未破皮）进行高温处理后冷却至室温。⑷用玻璃棒将烧杯中的葡萄充分捣碎，用镊子将果籽取出置于研钵中。⑸将果籽在研钵中充分研磨后，全部转移至原烧杯中，混合均匀。⑹将编号为A的一份直接过滤，得到滤渣并将其烘干，用物理天平秤取其质量。⑺向编号为B的一份中加入足量的纤维素酶溶液搅拌均匀；反应足够长的时间后，过滤，得到滤渣并将其烘干，用物理天平秤取其质量。⑻记录实验数据。（实验多次取平均值）2.2纤维素含量计算式的推导：目标式：（纤维素含量）CBBAA%100证明：（以葡萄为例）令：两份葡萄的质量（去果梗）分别为A、B，两份葡萄经高温加热并冷却；质量为A的葡萄捣成泥后直接过滤得到的滤渣质量为A，质量为B的葡萄捣成泥，后经加纤维素酶溶液处理，过滤得到的滤渣质量为B.∵葡萄中的固体物质含量基本相同。——2——∴若质量为B的葡萄捣成泥后也不经纤维素酶溶液处理，过滤后得到的滤渣质量为B,则有BBAA..1又∵葡萄中含有纤维素固体物质；纤维素酶能将纤维素水解成可溶性物质（葡萄糖）。∴会有BB...2又令：葡萄中纤维素的含量为C.则有：BCBB...3∴综合13两式得：BCABAB.4整理4式，得：BBAAC.53.测定方法与计算式的推广：葡萄仅作为本次研究中的一个具体的对象，是一般中的特别，对此研究所得的方法和结论可以由特别推广到一般；自然界中所有的植物体内都含有纤维素，其具有普遍性，因为纤维素是构成细胞壁的主要成分，葡萄只是其中的一个代表，所以上文中对纤维素含量测定的方法——酶处理法，与纤维素含量测定的计算式，同样适用于其它植物中纤维素含量的测定。4.研究结论：4.1植物中纤维素含量的测定（酶处理法）操作方法：称取质量为A、B的两份样品分别于烧杯中，经高温加热处理（高温使样品中原有的蛋白质变性，以消除其对后几步操作的影响）冷却至室温后，充分研磨。质量为A的一份直接过滤，得到滤渣烘干，称量其质量为A。向质量为B的一份加入足量的纤维素酶溶液，搅拌，足够长的时间后过滤，得到滤渣烘干，称量其质量为B。（实验多次取平均值）4.2（运用酶处理法）纤维素含量的计算式为：（纤维素含量）CBBAA%100注：C为植物中纤维素的含量。BA,为两份样品的原质量。A为不经酶处理的样品过滤所得滤渣的质量。B为经酶处理的样品过滤所得滤渣的质量。参考文献：[1]人民教育出版社课程教材研究所中学数学课程教材研究开发中心编著.普通高中课程标准实验教科书数学选修2-2.2007年1月第2版：70-92.[2]人民教育出版社课程教材研究所生物课程教材研究开发中心编著.普通高中课程标准实验教科书生物选修1生物技术实践.2007年1月第2版：27-30.[3]人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心编著.普通高中课程标准实验教科书化学选修5有机化学基础.2007年2月第2版：86-93.[4]人民教育出版社课程教材研究所生物课程教材研究开发中心编著.普通高中课程标准实验教科书生物必修1分子与细胞.2007年2月第2版：78-87.