不同濃度的酒精在高中生物實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

張蕓

摘 要 人教版高中生物必修及選修教材中的多個(gè)實(shí)驗(yàn)都使用到酒精。在不同的實(shí)驗(yàn)中，酒精的體積分?jǐn)?shù)不同，作用也不盡相同。現(xiàn)將教材中使用到酒精的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行羅列并分析其在不同實(shí)驗(yàn)中的作用。

關(guān)鍵詞 高中生物實(shí)驗(yàn) 酒精 作用

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 脂肪的鑒定

在必修一“脂肪的鑒定”實(shí)驗(yàn)中，用蘇丹Ⅲ染液對(duì)花生子葉薄片染色后，可用體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液洗去浮色，以便觀察。其原理是：蘇丹Ⅲ在脂肪中的溶解度比在酒精中的溶解度大，因此當(dāng)用含蘇丹Ⅲ的酒精溶液處理含有脂肪的生物組織時(shí)，酒精中的蘇丹Ⅲ進(jìn)入脂肪中，將脂肪染成橘黃色。而浮色則是指未與脂肪接觸的多余的蘇丹Ⅲ染液，由于其可溶于酒精，故可用酒精洗去，且酒精不會(huì)將脂肪中的染料洗掉。

2 綠葉中色素的提取和分離

在必修一“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，可用無水乙醇提取色素。其原理是：葉綠體中的各種色素如葉綠素和類胡蘿卜素等均是有機(jī)物，能溶解在有機(jī)溶劑中，且各色素在無水乙醇中的溶解度較大，再加上酒精無毒，操作起來也較方便。

3 觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化

在必修一“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中，可用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等比例混合成解離液對(duì)洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行解離。其原理是：鹽酸能使分生區(qū)細(xì)胞的細(xì)胞壁軟化，并使細(xì)胞間的中膠層物質(zhì)溶解，從而達(dá)到分離細(xì)胞的目的；而酒精可以固定蛋白質(zhì)，使細(xì)胞的原生質(zhì)凝固，不發(fā)生變化，固定細(xì)胞的分裂相，使其盡可能保持原來的結(jié)構(gòu)以供觀察。而在必修二“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)中，可將低溫誘導(dǎo)后的根尖放入卡諾氏液中浸泡，以固定細(xì)胞的形態(tài)，然后再用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗。其中卡諾氏液常用無水酒精3份、冰醋酸1份或無水乙醇6份、氯仿3份、冰醋酸1份混合而成，且需在使用前臨時(shí)配置。它主要適用于一般植物組織和細(xì)胞的固定，常用于根尖、花藥壓片及子房石蠟切片等，能迅速穿透細(xì)胞，將其固定并維持染色體結(jié)構(gòu)的完整性，同時(shí)還能增強(qiáng)染色體的嗜堿性，以利于后續(xù)染色體的著色。此外經(jīng)卡諾氏液固定后的材料還需要用95%的酒精沖洗主要是為了把冰醋酸沖洗干凈。通過以上分析不難發(fā)現(xiàn)，解離液具有使細(xì)胞分散開和固定細(xì)胞形態(tài)雙重功能，但固定效果不如卡諾氏液，而卡諾氏液雖具有強(qiáng)固定能力但并不具備解離功能。因此經(jīng)卡諾氏液固定后的材料還需經(jīng)解離等一系列處理后才能進(jìn)行觀察。

4 腐乳的制作

在選修一“腐乳的制作”實(shí)驗(yàn)中，鹵湯中酒的含量應(yīng)控制在12%左右。酒精含量過高使腐乳的成熟時(shí)間延長，而酒精含量過低則不能抑制微生物的生長，導(dǎo)致豆腐腐敗。其原理是：在鹵湯中加入一定量的酒精一方面是為了抑制微生物的生長，保證腐乳成熟，另一方面是使腐乳具有獨(dú)特的香味。而過高濃度的酒精會(huì)抑制毛霉等微生物中蛋白酶的活性甚至使其變性，從而降低其分解豆腐中蛋白質(zhì)的速率，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，則雜菌繁殖快，豆腐容易腐敗，且蛋白酶的活性高，蛋白質(zhì)的水解快，腐乳難以成塊。

5 土壤中小動(dòng)物類群豐富度的研究、微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)、植物組織培養(yǎng)、果酒果醋的制作

在必修三“土壤中小動(dòng)物類群豐富度的研究”實(shí)驗(yàn)中，可將采集的小動(dòng)物放入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精溶液中，以防止小動(dòng)物腐爛。在選修一“微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)”實(shí)驗(yàn)中，操作前需要先用肥皂將雙手洗干凈后再用體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精棉球擦拭雙手及超凈工作臺(tái)，然后才能進(jìn)行接種操作。在“植物組織培養(yǎng)”實(shí)驗(yàn)中，也要用75%的酒精對(duì)外植體、操作者雙手及超凈工作臺(tái)等進(jìn)行處理。在“果酒果醋的制作”實(shí)驗(yàn)中，將發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)等實(shí)驗(yàn)用具先用溫水反復(fù)沖洗幾次后，再用體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精溶液擦拭，晾干備用。在這些實(shí)驗(yàn)中70%-75%酒精的主要作用是殺菌消毒。其原理是：該濃度的酒精，能夠順利地滲入到細(xì)菌體內(nèi)，且具有很強(qiáng)的吸水力，能使菌體蛋白質(zhì)脫水、變性、沉淀。菌體蛋白質(zhì)是細(xì)菌的主要成分，一旦被破壞，則細(xì)菌就失去了活力，從而達(dá)到消毒殺菌的目的。但若用體積分?jǐn)?shù)高于75%的酒精，則高濃度的酒精與細(xì)菌接觸時(shí)，會(huì)使菌體表面迅速凝固，形成一層薄膜而阻止酒精繼續(xù)向菌體內(nèi)部滲透，等條件適宜時(shí)，薄膜內(nèi)的細(xì)胞可能會(huì)將薄膜沖破而重新復(fù)活。而體積分?jǐn)?shù)低于75%的酒精，對(duì)細(xì)菌的滲透性較低，不能順利進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)而無法徹底殺死細(xì)菌。因此，消毒時(shí)常用體積分?jǐn)?shù)為70%-75%的酒精，殺菌效果最理想。

6 DNA的粗提取與鑒定

在選修一“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，可將體積分?jǐn)?shù)為95%的冷凍酒精（在5℃以下冷卻24h以上）與濾液等體積混合，以提取出含雜質(zhì)較少的DNA。其原理是：DNA不溶于酒精溶液，尤其在體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精中溶解度最低（預(yù)冷的酒精溶液具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是抑制核酸水解酶的活性，防止DNA降解；二是降低分子運(yùn)動(dòng)，易于形成沉淀析出；三是低溫有助于增加DNA分子柔韌性，減少斷裂），而細(xì)胞中的某些物質(zhì)（如某些蛋白質(zhì)、鹽類、糖類或其他大分子物質(zhì)）可溶于酒精。利用這一原理，可將DNA與蛋白質(zhì)等進(jìn)一步分離，從而得到較純凈的DNA。

簡(jiǎn)單來說，酒精在高中生物實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用廣泛，但在不同實(shí)驗(yàn)中濃度不盡相同，作用也不同。其中12%的酒精作用是調(diào)味與殺菌，50%的酒精作用是洗去浮色，70%-75%的酒精作用是消毒殺菌，95%的酒精作用一是解離，二是使DNA析出，無水酒精則是作為有機(jī)溶劑，使色素溶解其中。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅建義.酒精在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].中學(xué)生物教學(xué)，2015.10：45-46.