高中生物:实验中酒精的应用

2023-11-21 18:23 高考生物 评论

高中生物学实验中酒精的应用


一、酒精在“检测生物组织中的脂肪”中的应用

1.浓度:选用体积分数为50%的酒精,作用是洗去浮色。

2.方法:取浸泡过的花生种子,用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片,放入盛有清水的培养皿中。在选出的最薄切片上滴2~3滴苏丹Ⅲ染液,吸去染液后再滴加1~2滴体积分数为50%的酒精溶液,洗去浮色。再吸去多余的酒精后滴加蒸馏水,制成临时装片在显微镜下观察。

3.疑问:为什么要洗去浮色?为什么酒精能够洗去浮色?

解答:这是因为若不除去浮色,就会导致染色过深从而影响观察效果。根据相似相溶的原理,因酒精属于弱极性物质,既可溶解非极性物质,又可溶解极性物质,故酒精能够洗去浮色。

二、酒精在“绿叶中色素的提取和分离”中的应用

1.浓度:选用质量分数大于99%的酒精(无水乙醇)。作用:溶解色素。

2.方法:称取5g绿叶,剪碎,放入研钵中,向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入10 mL无水乙醇,迅速充分研磨,用单层尼龙布进行过滤,收集滤液即可得色素溶液。

3.疑问:为什么要用无水乙醇来提取色素?为什么要迅速研磨?

解答:因为光合色素均难溶于水,易溶于有机溶剂,如酒精、丙酮等。因丙酮有毒,所以常用无水乙醇替代丙酮。如果酒精浓度过低,会导致色素溶解不彻底甚至无法溶解,从而影响提取效果。但是,浓度越高则挥发性越强。所以,要迅速研磨以防止酒精挥发。收集到试管中的滤液实质是以酒精为溶剂的色素溶液,应用棉塞将试管塞紧,同样是为防止酒精的挥发。

三、酒精在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中的应用

1.浓度:选用体积分数为95%的酒精,起解离固定作用。

2.方法:剪取培养好的洋葱根尖2~3 mm,立即放入盛有盐酸( 质量分数15% )和酒精( 体积分数95% )的混合液(1∶1)中,在室温下解离3~5min,使根尖酥软。然后经清水漂洗和甲紫(龙胆紫)或醋酸洋红液染色。最后轻轻按压,制片观察。

3.疑问:解离作用的本质是什么?为什么要将15%的盐酸和95%的酒精1∶1混合使用?

解答:根尖细胞排列紧密,细胞间通过胞间连丝相互连接,只有将细胞彼此分离进而分散,且不能过度改变细胞结构和形态,才有可能在光镜下观察到处于细胞周期不同时期的细胞。所以解离的本质就是通过药液的作用,在不过度破坏细胞形态结构的前提下,破坏细胞彼此之间的连接,使细胞彼此分离。为有利于后续的制片和观察,就要严格控制药液的浓度、比例和解离的时间。如果仅用15%的盐酸解离,虽然能达到使细胞彼此分离的目的,但易使细胞变形,从而不利于观察细胞中染色体的形态和数目。而解离时同时使用高浓度的95%的酒精,可使蛋白质迅速变性,短时间内固定细胞形态。因此,两者1∶1形成的解离液又叫解离固定液。

四、酒精在“低温诱导植物染色体数目变化”中的应用

1.浓度:选用体积分数为95%的酒精。作用是除去卡诺氏液,解离固定。

2.方法:培养洋葱不定根至1 cm左右,再置于4℃的低温环境中诱导36h。剪取根尖用卡诺氏液浸泡0.5~1 h,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。最后,进行解离(用15%的盐酸和95%的酒精1∶1混合)、漂洗、染色、制片和观察。

3.疑问:为什么不用清水而用95%的酒精冲洗?先后两次使用同浓度的酒精,其发挥的作用是否相同?

解答:本实验需要观察经低温诱导后洋葱根尖细胞染色体的变化情况,所以要先用卡诺氏液浸泡以固定细胞形态。卡诺氏液有多种配方,通常使用无水乙醇∶冰醋酸= 3∶1的配方,这样的药液能迅速穿透细胞,固定细胞形态,同时还能增强染色体的嗜碱性以利于染色。一方面,冰醋酸能使细胞膨胀,染色体铺展;另一方面,随细胞内冰醋酸的增加,也会造成细胞破裂,染色体散失的后果。所以,要及时用95%的酒精冲洗以去除冰醋酸。虽然水与冰醋酸能以任意比例混溶,但对细胞形态的固定并不起作用,所以使用酒精而不是水。在实验的解离阶段,使用95%的酒精所起的作用与实验“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中的作用完全相同。由此可知,本实验中两次使用相同浓度酒精的作用是有差异的。

五、酒精在“微生物的实验室培养”和“植物的组织培养”中的应用

1.浓度:选用体积分数为70% 的酒精,起消毒作用。

2.方法:用70%的酒精喷雾对接种室里的空气进行消毒;用70% 的酒精擦试接种室的工作台和器皿以及操作者的双手和衣物进行消毒;用70%的酒精短时(6~7s)浸泡外植体对植物材料进行消毒。

3.疑问:为什么要用70%的酒精而不用其他更高浓度的酒精进行消毒?

解答:酒精消毒是利用酒精能使蛋白质变性从而杀死细胞的特性,但并不是酒精浓度越高越好。因为70%的酒精与其他浓度的酒精相比,不但具有更强的杀菌力和穿透力,而且有湿润作用,可排除掉材料上的空气,有利于其他消毒剂的渗入。正因为其穿透力强,故应严格控制好处理时间。

六、酒精在“DNA 的粗提取与鉴定”中的应用

1.浓度:选用体积分数为95%的冷酒精。作用是溶解蛋白质等物质,析出不溶于酒精的DNA。

2.方法:先破碎细胞,获取含DNA的滤液;再利用DNA在NaCl溶液中的溶解特性除去滤液中的杂质;然后在滤液中加入与滤液体积相等的95%的冷酒精,缓慢搅拌析出丝状的DNA。

3.疑问:为什么要用冷却的而不是常温下的95%的酒精来析出DNA?

解答:无论冷却的还是常温下的95%的酒精,都能溶解滤液中包括蛋白质在内的大部分有机物,但并不溶解DNA,从而可以析出并提取DNA。而预冷的酒精效果则更佳,因为冷酒精不但能抑制核酸水解酶的活性,防止DNA降解,还能降低分子运动,易于使DNA形成沉淀析出。更有利于增加DNA分子的柔韧性,减少断裂,从而大大提高DNA的提取效率。


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