鹽酸在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

1、高中生物實(shí)驗(yàn)中酒精和鹽酸的全部作用.酒精的作用1、脫色劑“探究葉綠體在光照下合成淀粉實(shí)驗(yàn)”中，將處理過(guò)的天竺葵葉片放入盛有酒精的小燒杯里隔水加熱,使葉片 褪色（破壞和溶解葉片中所含的色素）.這樣就可在滴加碘液后,避免對(duì)觀察葉片顏色變化的干擾.2、漂洗劑酒精是良好的有機(jī)漂洗劑.“脂肪的鑒定實(shí)驗(yàn)”中,用蘇丹m染液對(duì)脂肪組織進(jìn)行染色后，可用體積分?jǐn)?shù)為50% 的酒精來(lái)沖洗浮色，以免干擾對(duì)細(xì)胞內(nèi)脂肪顆粒的觀察.3、提取劑和層析劑綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)”電可以用純酒精作為提取色素的試劑和層析劑.在“DNA的粗提取與鑒定實(shí) 驗(yàn)”中，采用酒精沉淀法，利用DNA不溶于酒精，而蛋白質(zhì)、脂肪及磷脂等能溶解其中，

2、可以進(jìn)一步提出含雜質(zhì) 較少的DNA絲狀物.4、固定劑在“觀察植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)”中,一般采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精按體積比1： 1混合而成的藥液作為解離試劑.鹽酸能夠使洋蔥細(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.酒精的作用是固定蛋白質(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，以盡可能保 持原來(lái)的結(jié)構(gòu)供觀察.酒精也可與其它試劑混合成復(fù)合固定劑，如“低溫誘導(dǎo)染色體加倍”中的卡諾固定液就 是由無(wú)水酒精3份：冰醋酸1份配制而成，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.土壤中動(dòng)物類群豐富度的調(diào)查3.消毒劑

3、5、消毒劑選一中所有的70%的酒精都是消毒劑.70%75%濃度殺菌作用最強(qiáng)，此濃度的酒精與細(xì)菌的滲 透壓近似，在細(xì)菌表面蛋白未變性前能不斷地向菌體內(nèi)部滲入使細(xì)菌所有蛋白脫水、變性凝固，最終殺死細(xì)菌, 以達(dá)到消毒殺菌的目的.濃度低于70%測(cè)滲透性降低，達(dá)不到滅菌消毒目的.4.燃燒劑酒精燈中的燃料酒精是生物實(shí)驗(yàn)中常用的試劑之一，它在生物實(shí)驗(yàn)中有多種作用，而不同濃度的酒精其作用也有所不同。 現(xiàn)列舉不同濃度的酒精在高中生物實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用如下。1體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精作用洗去浮色。原理蘇丹m是弱酸性染料，易溶于體積分?jǐn)?shù)為50%酒精。應(yīng)用脂肪的鑒定實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中，用蘇丹m對(duì)花生子葉薄片染色后，在薄片上滴1

4、2滴體積分?jǐn)?shù)為 50%的酒精溶液，可以洗去被染玻片標(biāo)本上的蘇丹m染液浮色。2體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精作用 解離； 析出提取含雜質(zhì)較少的DNA。原理 解離原理：用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精1 : 1混合，能使組織中的細(xì)胞 相互分離開來(lái)；析出提取含雜質(zhì)較少的DNA的原理：DNA不溶于酒精，尤其是體積分?jǐn)?shù)為95%的冷凍 酒精，而細(xì)胞中的某些物質(zhì)可以溶解于酒精。應(yīng)用觀察植物細(xì)胞的有絲分裂； DNA的粗提取與鑒定。3體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精作用消毒殺菌。原理 體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精，能夠順利地滲入到細(xì)菌體內(nèi)，吸收細(xì)菌蛋白的水分使其脫水變性凝固而 失去功能，以達(dá)到消毒殺菌的目的。高于體積分

5、數(shù)為75%濃度的酒精與細(xì)菌接觸時(shí)，就可能使得菌體表面 迅速凝固，形成一層薄膜，阻止了酒精繼續(xù)向菌體內(nèi)部滲透，待到適當(dāng)時(shí)機(jī)，薄膜內(nèi)的細(xì)胞可能將薄膜沖 破而重新復(fù)活。在此高濃度下，酒精迅速凝固蛋白質(zhì)的作用往往隨著其濃度升高而增強(qiáng)，因此，其消毒殺 菌的效果也就越差。若酒精的濃度低于75%，也因不能順利地滲入到細(xì)菌體內(nèi)而徹底殺死細(xì)菌。如果使用 體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精，既能使組成細(xì)菌的蛋白質(zhì)凝固，又不能形成薄膜，這樣，酒精可繼續(xù)向內(nèi)部滲透， 從而達(dá)到較好的消毒效果。值得注意的是，體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精溶液的殺菌能力不是絕對(duì)很強(qiáng)，它對(duì)芽 孢就不起作用。應(yīng)用學(xué)習(xí)微生物的培養(yǎng)技術(shù)。在接種開始時(shí)，待用肥皂將雙手

6、洗干凈后，再用體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精棉 球擦拭雙手，然后在進(jìn)行接種操作。4無(wú)水酒精作用提取色素。原理葉綠體中的各種色素均是有機(jī)物，能溶解在有機(jī)溶劑中，各色素在無(wú)水酒精中的溶解度較大，且酒精 無(wú)毒，方便操作。應(yīng)用葉綠體中色素的提取與分離。5工業(yè)酒精（一般是體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精）作用燃燒加熱。原理酒精是富含能量的有機(jī)物，燃燒能產(chǎn)生大量的熱量。應(yīng)用此處包括各類必須加熱的實(shí)驗(yàn)，如生物組織中還原糖的鑒定、比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+的催化效率、 探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用、DNA的粗提取與鑒定、溫度對(duì)酶活性的影響、學(xué)習(xí)微生物培養(yǎng)的基本技 術(shù)、自身固氮菌的分離等實(shí)驗(yàn)。二.鹽酸的作用1、用甲基綠和毗羅紅檢測(cè)

7、“DNA和RNA在細(xì)胞在的分布”中8%鹽酸的作用（1）鹽酸能改變細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑的跨膜運(yùn)輸；（2）鹽酸使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離，便于DNA與染色劑的結(jié)合2、“有絲分裂觀察”和“低溫誘導(dǎo)染色體加倍”中15%鹽酸能夠使洋蔥細(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.3、“酶活性受PH影響實(shí)驗(yàn)”和“生物組織中PH維持穩(wěn)定的機(jī)制”鹽酸用來(lái)變PH值.4、研究通過(guò)激素的調(diào)節(jié)。斯他林和貝利斯的實(shí)驗(yàn)，在鹽酸的作用下，小腸黏膜可能產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì)低溫誘導(dǎo)染色體變化實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)材料:大蒜（2n=16）.之所以選用大蒜而非洋蔥是因?yàn)樵谧鲇^察有絲分裂實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)大蒜的效果比洋

8、蔥 好.實(shí)驗(yàn)步驟1、洋蔥長(zhǎng)出約1cm左右的不定根時(shí)，放入冰箱的低溫室內(nèi)（4C），誘導(dǎo)培養(yǎng)36h.2、剪取誘導(dǎo)處理的根尖約0.1cm,放入卡諾氏液（3份95%酒精與1份冰醋酸混合均勻）中浸泡0.1小時(shí)，以 固定細(xì)胞的形態(tài)，然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次.3、制作裝片：解離一漂洗一染色一制片（過(guò)程同觀察細(xì)胞的有絲分裂的制片方法一樣）4、觀察：用顯微鏡觀察，并尋找發(fā)生了染色體數(shù)目變化的細(xì)胞.（視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體 數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞.）知識(shí)拓展1、固定是借助于物理方法或化學(xué)藥物的作用，迅速滲入組織和細(xì)胞將之殺死，使其形態(tài)結(jié)構(gòu)和內(nèi)含物盡可能 保持生活時(shí)的完整和真實(shí)狀態(tài).2、細(xì)胞

9、中的染色體數(shù)目加倍，可以是增加一倍（變?yōu)?2），也可能是增加四倍（變?yōu)?4）.3、視野中大量細(xì)胞為有絲分裂間期的細(xì)胞其特點(diǎn)為核膜、核仁明顯核質(zhì)呈均勻狀態(tài).移動(dòng)載玻片，先低倍鏡 后高倍鏡，可觀察到有絲分裂各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞尤其是中期的細(xì)胞，染色體的形態(tài)和數(shù)目清晰可見.4、改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色實(shí)驗(yàn)中幾種溶液的作用（1）卡諾氏液：固定細(xì)胞的形態(tài).（2）改良苯酚品紅染液：細(xì)胞核染色便于觀察染色體的行為.（3）15%的鹽酸溶液：解離，使細(xì)胞分離開.（4）95%的酒精溶液：洗去附著在根尖的卡諾氏液，在細(xì)胞的分離程度上起一定的作用.同位素示蹤法在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用同位素示蹤法是利

10、用放射性核素作為示蹤劑對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法，即把放射性同位素 的原子參到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運(yùn)動(dòng)、遷移，再用放射性探測(cè)儀器進(jìn)行追蹤，就可知道放射性原子 通過(guò)什么路徑，運(yùn)動(dòng)到哪里了，是怎樣分布的。同位素示蹤法是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常應(yīng)用的一項(xiàng)重要方法， 它可以研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來(lái)源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì) 的變化、反應(yīng)機(jī)理等。用于示蹤技術(shù)的放射性同位素一般是用于構(gòu)成細(xì)胞化合物的重要元素，如3H、14C、 15N、180、32P、35S、131I等。在高中生物學(xué)教材中有多處涉及到放射性同位素的應(yīng)用，下面筆者對(duì)教材中 的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行歸納如下：1研究蛋

11、白質(zhì)或核酸合成的原料及過(guò)程把具有反射性的原子參到合成蛋白質(zhì)或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，讓它們一起運(yùn)動(dòng)、遷移， 再用放射性探測(cè)儀器進(jìn)行追蹤，就可知道放射性原子通過(guò)什么路徑、運(yùn)動(dòng)到哪里以及分布如何。2研究分泌蛋白的合成和運(yùn)輸用3H標(biāo)記亮氨酸，探究分泌性蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的合成、運(yùn)輸與分泌途徑。在一次性給予放射性標(biāo)記的 氨基酸的前提下，通過(guò)觀察細(xì)胞中放射性物質(zhì)在不同時(shí)間出現(xiàn)的位置，就可以明確地看出細(xì)胞器在分泌蛋 白合成和運(yùn)輸中的作用。例如，通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明分泌蛋白在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成之后，是按照內(nèi) 質(zhì)網(wǎng)一高爾基體一細(xì)胞膜的方向運(yùn)輸?shù)?，從而證明了細(xì)胞內(nèi)的各種生物膜在功能上是緊密聯(lián)系的。3研究細(xì)

12、胞的結(jié)構(gòu)和功能用同位素標(biāo)記氨基酸或核苷酸并引入細(xì)胞內(nèi)，探測(cè)這些放射性標(biāo)記出現(xiàn)在哪些結(jié)構(gòu)中，從而推斷該細(xì) 胞的結(jié)構(gòu)和功能。4探究光合作用中元素的轉(zhuǎn)移利用放射性同位素180、14C、3H作為示蹤原子來(lái)研究光合作用過(guò)程中某些物質(zhì)的變化過(guò)程，從而揭示 光合作用的機(jī)理。例如，美國(guó)的科學(xué)家魯賓和卡門研究光合作用中釋放的氧到底是來(lái)自于水，還是來(lái)自于 二氧化碳。他們用氧的同位素180分別標(biāo)記H20和C02,使它們分別成為H2180和302,然后進(jìn)行兩組光 合作用實(shí)驗(yàn)：第一組向綠色植物提供H2180和C02，第二組向同種綠色植物提供H20和C180 2。在相同條件 下，他們對(duì)兩組光合作用釋放的氧進(jìn)行了分析，結(jié)果

13、表明第一組釋放的氧全部是1802，第二組釋放的氧全 部是02,從而證明了光合作用釋放的氧全部來(lái)自水。另外，卡爾文等用14C標(biāo)記的C02，供小球藻進(jìn)行光合 作用，追蹤檢測(cè)其放射性，探明了 C02中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑。5研究細(xì)胞呼吸過(guò)程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)變途徑利用180作為示蹤原子研究細(xì)胞呼吸過(guò)程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)變途徑，揭示呼吸作用的機(jī)理。例如，用180標(biāo)記 的氧氣（180），生成的水全部有放射性，生成的二氧化碳全部無(wú)放射性，即180H2180。用180標(biāo)記的葡萄 糖（C6H121806），生成的二氧化碳全部有放射性，生成的水全部無(wú)放射性，即。5121806C180 2。例如將一只 實(shí)驗(yàn)小鼠

14、放入含有放射性1802氣體的容器內(nèi)，1802進(jìn)入細(xì)胞后，最先出現(xiàn)的放射性化合物是水。6研究某些礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的吸收、運(yùn)輸過(guò)程研究礦質(zhì)元素的吸收部位時(shí)，常用放射性同位素32P等來(lái)做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)根毛區(qū)是根尖吸收礦質(zhì)離子最活 躍的部位。研究礦質(zhì)離子在莖中的運(yùn)輸部位時(shí)，用不透水的蠟紙將柳樹的韌皮部和木質(zhì)部隔開，并在土壤 中施用含42K的肥料，5小時(shí)后測(cè)定42K在柳莖各部位的分布；有蠟紙隔開的木質(zhì)部含有大量42K，韌皮部幾 乎無(wú)42K，說(shuō)明運(yùn)輸42K的是木質(zhì)部；柳莖在用蠟紙隔開韌皮部和木質(zhì)部的以下區(qū)段以及不插入蠟紙的對(duì)照 實(shí)驗(yàn)中，韌皮部中也有很多42K，說(shuō)明42K可從木質(zhì)部橫向運(yùn)輸?shù)巾g皮部。7研究有絲

15、分裂過(guò)程中染色體的變化規(guī)律在處于連續(xù)分裂的細(xì)胞的分裂期用3H標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸，根據(jù)胸腺嘧啶被利用的情況，可以確 定DNA合成期的起始點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間，以研究有絲分裂過(guò)程中染色體的變化規(guī)律。例如為了驗(yàn)證促進(jìn)有絲分 裂的物質(zhì)對(duì)細(xì)胞分裂的促進(jìn)作用，將小鼠的肝細(xì)胞懸浮液分成等細(xì)胞數(shù)的甲、乙兩組，在甲組的培養(yǎng)液中 加入3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷（3H-TdR）；乙組中加入等劑量的3H-TdR，加入促進(jìn)有絲分裂的物質(zhì)。培 養(yǎng)一段時(shí)間后，分別測(cè)定甲、乙兩組細(xì)胞的總放射性強(qiáng)度。再如，有人為確定DNA合成期的時(shí)間長(zhǎng)度，在 處于連續(xù)分裂的細(xì)胞的分裂期加入用3H標(biāo)記的胸腺嘧啶，根據(jù)胸腺嘧啶被利用情況，可以確定DN

16、A合成 期的起始點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間。8證明DNA是遺傳物質(zhì)在研究蛋白質(zhì)和DNA在遺傳中的作用時(shí)，分別放射性標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA的特征元素，用32P標(biāo)記噬菌 體的DNA，大腸桿菌內(nèi)發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)，用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)，大腸桿菌內(nèi)未發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)；從而 驗(yàn)證噬菌體在侵染細(xì)菌的過(guò)程中，進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的是噬菌體的DNA，而不是噬菌體的蛋白質(zhì)，進(jìn)而證明了 DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。9探究DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)通過(guò)放射性標(biāo)記來(lái)“區(qū)別”親代與子代的DNA，如放射性標(biāo)記15N，因?yàn)榉派湫晕镔|(zhì)15N的原子量和14N 的原子量不同，因此DNA的相對(duì)分子質(zhì)量不同。如果DNA分子的兩條鏈都是15N，則離心時(shí)為重帶；如

17、果 DNA分子的一條鏈?zhǔn)?5N，一條鏈?zhǔn)?4n，則離心時(shí)為中帶；如果DNA分子的兩條鏈都是14N，則離心時(shí)為 輕帶。因此可以根據(jù)重帶、中帶、輕帶DNA出現(xiàn)的比例，判斷DNA復(fù)制是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制。10探究基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯用放射性同位素標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸（RNA的特征堿基為U）、氨基酸，則在基因轉(zhuǎn)錄、翻譯的產(chǎn)物 中就會(huì)含有放射性同位素，還可以用來(lái)確定轉(zhuǎn)錄、翻譯的場(chǎng)所。11基因探針在基因診斷中的應(yīng)用在基因診斷中可利用放射性同位素15N、32P等標(biāo)記的DNA分子做基因探針，將某一致病基因放到含放 射性15N或32P的培養(yǎng)基中進(jìn)行擴(kuò)增，加熱得到被標(biāo)記的致病基因單鏈即基因探針，利用DNA分子雜

18、交原理， 將待測(cè)者的DNA分子加熱處理形成DNA分子單鏈并與基因探針混合，讓其雜交，檢測(cè)是否形成雙鏈，若完 全形成雙鏈，證明該待測(cè)者患有該病，否則不患。該基因診斷的方法可迅速地檢測(cè)出肝炎病毒、腸道病毒 等多種病毒，以及鐮刀型細(xì)胞貧血癥、苯丙酮尿癥、白血病等。根據(jù)雜交帶情況可檢測(cè)生物親緣關(guān)系或轉(zhuǎn) 基因生物是否插入目的基因，應(yīng)用同樣的原理還可檢測(cè)飲用水中病毒的含量。例如我國(guó)科學(xué)工作者利用DNA 分子雜交的原理，利用基因工程研制出“非典”診斷盒，快速診斷“非典”。12在生物誘變育種方面的應(yīng)用誘變育種是利用X射線、Y射線、P射線或中子去輻照農(nóng)作物的種子，植株或者某些器官，使它們產(chǎn) 生的遺傳性發(fā)生改變，

19、產(chǎn)生各種各樣的突變，在較短時(shí)間內(nèi)獲得有利用價(jià)值得突變體，然后從中選擇出對(duì) 人類有用的突變，經(jīng)過(guò)培育而成的新品種。誘變育種常用的放射性同位素有35、32p、45Ca（8射線）65Zn、 60Co（Y射線）等，主要方法有浸泡種子、施入土壤、涂抹幼苗、注入植物組織內(nèi)等。如是典型的Y放射源， 可用于誘變育種。我國(guó)應(yīng)用該方法培育出了許多農(nóng)作物新品種。如棉花高產(chǎn)品種“魯棉1號(hào)”，年種植面積 曾達(dá)到3000多萬(wàn)畝，在我國(guó)自己培育的棉花品種中栽培面積最大。13探究大腦皮層的功能科學(xué)家們常用PET技術(shù)對(duì)大腦皮層的高級(jí)功能進(jìn)行定位。PET技術(shù)是指正電子反射型計(jì)算機(jī)斷層造影成 像技術(shù)，是一種直接對(duì)腦功能造影的技術(shù)，

20、運(yùn)用該技術(shù)，科學(xué)家可以通過(guò)特制的探測(cè)元件測(cè)定大腦不聽區(qū) 域物質(zhì)的消耗情況，進(jìn)而定位大腦皮層的不同功能區(qū)。將葡萄糖的基本元素C、H、0）用超短“壽命”的 放射性同位素標(biāo)記（如F18、C11等），制成放射性示蹤劑，然后把這種示蹤劑注射到受試者的血管中，通 過(guò)特制的探測(cè)元件，就可以獲取示蹤劑在受試者大腦中的三維分布及其隨時(shí)間變化的情況。如讓受試者進(jìn) 行思維、語(yǔ)言、聆聽、書寫等高級(jí)機(jī)能活動(dòng)，皮層中相應(yīng)的中樞將處于高度興奮狀態(tài)，此時(shí)，通過(guò)觀察這 些中樞對(duì)示蹤劑的消耗情況，就可以得出大腦皮層各功能區(qū)的位置和分布。例如讓受試者進(jìn)行書寫時(shí)，大 腦皮層中關(guān)于書寫的中樞將大量消耗葡萄糖，該神經(jīng)中樞的位置就可以通過(guò)探測(cè)進(jìn)行定位。目前該技術(shù)已 廣泛用于多種疾病的診斷與鑒別診斷、病情判斷、療效評(píng)價(jià)、臟器功能研究和新藥開發(fā)等方面。14研究反饋調(diào)節(jié)機(jī)制在生物的反饋調(diào)節(jié)中，某一種物質(zhì)的變化會(huì)引起一系列的調(diào)節(jié)反應(yīng)，也會(huì)引起其他物質(zhì)的相應(yīng)變化。 標(biāo)記某一物質(zhì)，用一定方法處理，通過(guò)檢測(cè)放射性物質(zhì)在某器官中的變化量，研究