IB生物課程實驗—解析酒精的作用

　　作為一門科學與實踐學科組的學科，IB生物課程考試中實驗的考察占了很大一部分分值，其中不少生物實驗中都會涉及到酒精的使用。下面A加未來小編就帶大家一起來總結一下IB生物課程中對于酒精應用的一些常見實驗內容，一起來了解一下吧！
 

 

　　1酒精在“檢測生物組織中的脂肪”中的應用

 

　　1.1濃度：選用體積分數為50%的酒精，作用是洗去浮色。

 

　　1.2方法：取浸泡過的花生種子，用刀片在花生子葉的橫斷面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培養皿中。在選出的最薄切片上滴2～3滴蘇丹Ⅲ染液，吸去染液后再滴加1～2滴體積分數為50%的酒精溶液，洗去浮色。再吸去多余的酒精后滴加蒸餾水，制成臨時裝片在顯微鏡下觀察。

 

　　IB生物學實驗中酒精的應用、釋疑

 

　　1.3質疑和釋疑：為什么要洗去浮色？為什么酒精能夠洗去浮色?這是因為若不除去浮色，就會導致染色過深從而影響觀察效果。根據相似相溶的原理，因酒精屬于弱極性物質，既可溶解非極性物質，又可溶解極性物質，故可用其除去非極性的色素。

 

　　2酒精在“綠葉中色素的提取和分離”中的應用

 

　　2.1濃度：選用質量分數大于99%的酒精(無水酒精)。作用是溶解色素。

 

　　2.2方法：稱取5g綠葉，剪碎，放入研缽中，向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10 mL無水酒精，迅速充分研磨，用單層尼龍布進行過濾，收集濾液即可得色素溶液。

 

　　2.3質疑和釋疑：為什么要用無水酒精來提取色素?為什么要迅速研磨?因為光合色素均難溶于水，易溶于有機溶劑，如酒精、丙酮等。因丙酮有毒，所以常用無水酒精替代丙酮。如果酒精濃度過低，會導致色素溶解不徹底甚至無法溶解，從而影響提取效果。但是，濃度越高則揮發性越強。所以，要迅速研磨以防止酒精揮發。收集到試管中的濾液實質是以酒精為溶劑的色素溶液，應用棉塞將試管塞緊，同樣是為防止酒精的揮發。

 

　　3酒精在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”中的應用

 

　　3.1濃度：選用體積分數為95%的酒精，起(解離)固定作用。

 

　　3.2方法：剪取培養好的洋蔥根尖2～3 mm，立即放入盛有鹽酸(15%)和酒精(95%)的混合液(1∶1)中，在室溫下解離3～5 min，使根尖酥軟。然后經清水漂洗和龍膽紫或醋酸洋紅液染色。最后輕輕按壓，制片觀察。

 

　　3.3質疑和釋疑：解離作用的本質是什么？為什么要將15%的鹽酸和95%的酒精1∶1混合使用？釋疑：根尖細胞排列緊密，細胞間通過胞間連絲相互連接，只有將細胞彼此分離進而分散，且不能過度改變細胞結構和形態，才有可能在光鏡下觀察到處于細胞周期不同時期的細胞。所以解離的本質就是通過藥液的作用，在不過度破壞細胞形態結構的前提下，破壞細胞彼此之間的連接，使細胞彼此分離。為有利于后續的制片和觀察，就要嚴格控制藥液的濃度、比例和解離的時間。如果僅用15%的鹽酸解離，雖然能達到使細胞彼此分離的目的，但易使細胞變形，從而不利于觀察細胞中染色體的形態和數目。而解離時同時使用高濃度的95%的酒精，可使蛋白質迅速變性，短時間內固定細胞形態。因此，兩者1∶1形成的解離液又叫解離固定液。

 

　　4酒精在“低溫誘導植物染色體數目變化”中的應用

 

　　4.1濃度：選用體積分數為95%的酒精。作用是除去卡諾氏液，解離固定。

 

　　4.2方法：培養洋蔥不定根至1 cm左右，再置于4℃的低溫環境中誘導36 h。剪取根尖用卡諾氏液浸泡0．5～1 h，然后用體積分數為95%的酒精沖洗2次。最后，進行解離(用15%的鹽酸和95%的酒精1∶1混合)、漂洗、染色、制片和觀察。

 

　　4.3質疑和釋疑：為什么不用清水而用95%的酒精沖洗?先后兩次使用同濃度的酒精，其發揮的作用是否相同?釋疑：本實驗需要觀察經低溫誘導后洋蔥根尖細胞染色體的變化情況，所以要先用卡諾氏液浸泡以固定細胞形態。卡諾氏液有多種配方，通常使用無水酒精∶冰醋酸=3∶1的配方，這樣的藥液能迅速穿透細胞，固定細胞形態，同時還能增強染色體的嗜堿性以利于染色。一方面，冰醋酸能使細胞膨脹，染色體鋪展；另一方面，隨細胞內冰醋酸的增加，也會造成細胞破裂，染色體散失的后果。所以，要及時用95%的酒精沖洗以去除冰醋酸。雖然水與冰醋酸能以任意比例混溶，但對細胞形態的固定并不起作用，所以使用酒精而不是水。在實驗的解離階段，使用95%的酒精所起的作用與實驗“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”中的作用完全相同。由此可知，本實驗中兩次使用相同濃度酒精的作用是有差異的。

 

　　5酒精在“微生物的實驗室培養”和“植物的組織培養”中的應用

 

　　5.1濃度：選用體積分數為70%的酒精，起消毒作用。

 

　　5.2方法：用70%的酒精噴霧對接種室里的空氣進行消毒；用70%的酒精擦試接種室的工作臺和器皿以及操作者的雙手和衣物進行消毒；用70%的酒精短時(6～7 s)浸泡外植體對植物材料進行消毒。

 

　　5.3質疑和釋疑：為什么要用70%的酒精而不用其他更高濃度的酒精進行消毒?釋疑:酒精消毒是利用酒精能使蛋白質變性從而殺死細胞的特性，但并不是酒精濃度越高越好。因為70%的酒精與其他濃度的酒精相比，不但具有更強的殺菌力和穿透力，而且有濕潤作用，可排除掉材料上的空氣，有利于其他消毒劑的滲入。正因為其穿透力強，故應嚴格控制好處理時間。

 

　　6酒精在“DNA的粗提取與鑒定”中的應用

 

　　6.1濃度：選用體積分數為95%的冷酒精。作用是溶解蛋白質等物質，析出不溶于酒精的DNA。

 

　　6.2方法：先破碎細胞，獲取含DNA的濾液；再利用DNA在NaCl溶液中的溶解特性除去濾液中的雜質；然后在濾液中加入與濾液體積相等的95%的冷酒精，緩慢攪拌析出絲狀的DNA。

 

　　6.3質疑和釋疑：為什么要用冷卻的而不是常溫下的95%的酒精來析出DNA?釋疑:無論冷卻的還是常溫下的95%的酒精，都能溶解濾液中包括蛋白質在內的大部分有機物，但并不溶解DNA，從而可以析出并提取DNA。而預冷的酒精效果則更佳，因為冷酒精不但能抑制核酸水解酶的活性，防止DNA降解，還能降低分子運動，易于使DNA形成沉淀析出。更有利于增加DNA分子的柔韌性，減少斷裂，從而大大提高DNA的提取效率。