食（shí）物中糖及人體內糖代謝方式

一、中科院微型實驗室“科探方舟”

‌徐州一中的“科探方舟”項目是一個以探（tàn）究性科學實驗裝置為支柱，旨在（zài）通過專業探究課程專家的指導，讓學生完整體驗（yàn）選題、研（yán）究、結題（tí）、評價、展示等科研（yán）流程的項目‌‌1。該項目涵蓋（gài）了基礎科學、生命科（kē）學、工程技術、資（zī）源環境、人文科學和未來科學技術等六（liù）大（dà）領域，包含十個不（bú）同方向的課題，幫助學生提升科學素養和科（kē）學精神‌1。

項（xiàng）目背景和目標

“科探方舟”項目（mù）起（qǐ）源（yuán）於徐（xú）州（zhōu）一（yī）中對學生科學探究能力的培養需求。通過該項目，每名學生都可以借助“科探方舟”實（shí）踐和探究自己（jǐ）量身定製的“微型科學實驗室”，全麵深入探索（suǒ）科學的奧秘‌1。項目的目標是讓學生接受科學方法、文獻綜述、課題申報、科學表達及論文撰寫的係統學術訓練，提升他們的科研（yán）能（néng）力和綜合素質‌1。

項（xiàng）目內容和實施方式

“科探方舟”項目通過提供“教具集成包”，每套盒子都包含基於課程配套（tào）的線上課（kè）程和特製教具。學生通過科學導師+線上課（kè）程+動手探究實驗（yàn）的方（fāng）式，進行全麵深入的科學探（tàn）究。課程資（zī）源包括《科學思維》《先備知識講解（jiě）》《課題探究與（yǔ）數據（jù）記錄》等內容，學（xué）生通（tōng）過線上學習平台自主學習待研究的科學（xué）問題相關（guān）的背景知識，並通過觀（guān）看教學視頻和答題鞏固（gù）的方（fāng）式，為正（zhèng）式課題研究做好知識和技能的儲（chǔ）備‌。

二、課題簡介

糖代謝可分為分解代謝和合成代謝兩個方麵,生物體內（nèi）的糖代謝基本過程相類似。糖的分解代謝是指糖（táng）類物質分解成小分子物質的（de）過（guò）程。糖在生物體內經過（guò）一係列的分解反應後,釋放出大量的能量,供機體生命活動（dòng）之用。同時在分解過程中形成的某些中間產物,又可作為合成脂（zhī）類、蛋白質、核酸等生物大分子物（wù）質的原料(作為碳架)。糖的（de）分解代謝可分（fèn）為無氧代謝（xiè）和有氧代（dài）謝。在無氧條件下,糖的分解通常不（bú）完全,此時（shí）釋放的能（néng）量較少,並（bìng）產生各種代謝產物;在有氧條件下,糖可（kě）以被（bèi）完全氧化,最終生成二氧化碳和水,並釋放出大量能量。糖的合成代（dài）謝是指（zhǐ）生物體將某些小分子非糖物質轉化為糖或將單糖合成低聚糖及多糖的（de）過程。這個過程需要（yào）供給（gěi）能量（liàng）。糖（táng）代謝還包括生物體對糖的吸收以及代謝產物的排泄,就微生物而言,這些過程是通過細胞（bāo）膜來（lái）完成的。

三、實驗報告

（一）、實驗目的

1. 探究常（cháng）見食物（wù）中糖的種類（還原糖、非還原糖）及含（hán）量差異。

2. 理解人體（tǐ）內糖代謝的基本過程（消化、吸收、利用與調節）。

3. 通過模擬實驗觀察運動對血糖濃度的影響（xiǎng）。

（二）、實（shí）驗原理

1.糖的檢測

  還原糖（如葡萄糖、果糖）：與斐林試劑（需（xū）沸水（shuǐ）浴）反應生成磚紅色沉澱。  

  非還原（yuán）糖（如蔗糖、澱粉）：需水解為單糖後（hòu）方可檢測。  

2. 血糖（táng）調節：胰島素（sù）（降血糖）與胰高血糖素（升血糖）的動態平衡（héng）。  

3. 能量消耗：運（yùn）動時肌細胞加速分（fèn）解葡（pú）萄糖供能（néng），導致血糖（táng）濃度下降（jiàng）。

（三）、實驗材料與儀器

材料：葡萄糖（táng）溶液、蔗糖溶液、澱粉溶液、蘋果汁、米飯水提液、尿液樣本（模擬糖尿病患者（zhě））、蒸餾水。  

試劑：斐林試劑、班氏試劑（jì）、碘液、稀鹽酸、NaOH溶液。  

儀器：試管、水（shuǐ）浴鍋、血糖儀（或尿（niào）糖試紙）、計時器、一次性采血針（安全型）。  

輔助工具：數據記錄表、坐標紙。

(四)、實（shí）驗步驟

實驗一（yī）：食物中糖的種類檢測

1. 還原糖檢測（以蘋果汁為例）：  

   取2ml蘋（píng）果汁加入試管，加入1ml班氏試劑，沸（fèi）水浴加熱2分鍾，觀察顏色變化。  

  對（duì）照組（zǔ）：用蒸餾水重複上述步驟。  

2. 非還（hái）原糖（táng）檢測（以蔗糖為例）：  

   取2ml蔗糖溶液，加入1ml稀鹽酸煮沸1分鍾，用NaOH中和至中性（xìng）。  

加入斐林試劑，沸水浴（yù）加熱，觀（guān）察是否產生磚（zhuān）紅色沉澱。  

3. 澱粉檢（jiǎn）測：  

   滴（dī）加（jiā）碘液於（yú）米飯水提液，觀察是否變藍。

實（shí）驗二：模擬人體內糖代謝

1. 血糖變化觀測：  

   誌願（yuàn）者（zhě）空腹測量血糖（或（huò）使用模擬數據）。  

   飲用葡萄糖溶液後（hòu），每（měi）1小時測量一次血糖，持續3小時，繪製曲線圖。  

2. 運動（dòng）對血糖的影響（xiǎng）：  

   誌願者靜坐15分鍾後（hòu）測量血糖（táng）。  

進（jìn）行30分鍾運動，立（lì）即測量血糖（táng）並記錄變（biàn）化。

(五)、數據記錄與分（fèn）析

表（biǎo）1：食物中糖（táng）檢測結果

圖1：餐後血糖變化曲線

圖（tú）2：運動（dòng）前後血糖對（duì）比

（六）、實驗結論

1. 水果（如蘋果）含天然還（hái）原糖，蔗糖需水解為單糖後被吸收。  

2. 餐後血糖1小時達峰值，胰島素促進葡萄糖轉化為糖原。  

3. 運動通過消耗血糖提供能量，長期運動（dòng）可改善糖代謝效率。

（七）、拓展思考

1. 為什麽糖尿病患者需避（bì）免高GI（升糖指（zhǐ）數）食物？

糖（táng）尿病人的飲食中如果高GI的食物攝入過多，血糖將很快（kuài）達到高峰，長此以往（wǎng）更容易出現（xiàn）糖尿病的並發症。 權威醫學期刊BMJ雜（zá）誌發表的一項薈萃研究顯示，1617例糖尿病患者（大（dà）部分是（shì） 超（chāo）重或肥胖的2型糖尿病患者），持（chí）續三周及以上低GI飲食後，與對照飲食相比，低GI飲食導致HbA1c下降0.31%，空腹血（xuè）糖降低0.36mmol/L，體（tǐ）重（chóng）降低0.66 kg。 可以說，低GI飲食降低血糖水平的證據（jù）質量很（hěn）高。

2. 若（ruò）實驗中“尿液樣本”檢測出葡萄糖，可能的原因是什麽？  

尿液化驗或者尿液裏出現葡（pú）萄糖（táng），反（fǎn）映的是（shì）機體自身的一種代謝狀況，尤其（qí）是葡萄糖的代謝出了問題，並（bìng）不是反映泌尿係統或者腎髒本身有問題。 尿液（yè）裏麵有葡萄糖，反映的是內分泌（mì）係統，或者說糖的代謝係（xì）統有問題，而（ér）和腎髒和泌（mì）尿係統（tǒng）沒有關（guān）係。

(八)、注意事項

1. 使用沸水浴時（shí）佩戴隔熱手套，避（bì）免燙傷。  

2. 血糖檢測嚴格遵守無菌操（cāo）作，使用（yòng）一次性采血（xuè）針（zhēn）。  

3. 實驗後妥善處理化學廢液。