盐酸的作用

高中生物实验中酒精和盐酸的全部作用

一.酒精的作用

1、脱色剂

“探究叶绿体在光照下合成淀粉实验”中,将处理过的天竺葵叶片放入盛有酒精的小烧杯里,隔水加热,使叶片

褪色（破坏和溶解叶片中所含的色素）.这样就可在滴加碘液后,避免对观察叶片颜色变化的干扰.

2、漂洗剂

酒精是良好的有机漂洗剂.“脂肪的鉴定实验”中,用苏丹Ⅲ染液对脂肪组织进行染色后,可用体积分数为50%

的酒精来冲洗浮色,以免干扰对细胞内脂肪颗粒的观察.

3、提取剂和层析剂

绿叶中色素的提取和分离实验”中,可以用纯酒精作为提取色素的试剂和层析剂.在“DNA的粗提取与鉴定实

验”中,采用酒精沉淀法,利用DNA不溶于酒精,而蛋白质、脂肪及磷脂等能溶解其中,可以进一步提出含杂质

较少的DNA丝状物.

4、固定剂

在“观察植物细胞有丝分裂实验”中,一般采用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按体积比1：

1混合而成的药液作为解离试剂.盐酸能够使洋葱细胞的细胞壁软化,并使细胞间的中胶层物质溶解,从而达到

分离细胞的目的.酒精的作用是固定蛋白质,使细胞的原生质凝固,不发生变化,固定细胞的分裂相,以尽可能保

持原来的结构供观察.酒精也可与其它试剂混合成复合固定剂,如“低温诱导染色体加倍”中的卡诺固定液就

是由无水酒精3份：冰醋酸1份配制而成,适用于一般植物组织和细胞的固定,常用于根尖、花药压片及子房

石蜡切片等."土壤中动物类群丰富度的调查"3.消毒剂

5.消毒剂选一中所有的70％的酒精都是消毒剂.70％～75％浓度杀菌作用最强,此浓度的酒精与细菌的渗

透压近似,在细菌表面蛋白未变性前能不断地向菌体内部渗入,使细菌所有蛋白脱水、变性凝固,最终杀死细菌,

以达到消毒杀菌的目的.浓度低于70％,则渗透性降低,达不到灭菌消毒目的.

4.燃烧剂酒精灯中的燃料

酒精是生物实验中常用的试剂之一，它在生物实验中有多种作用，而不同浓度的酒精其作用也有所不同。

现列举不同浓度的酒精在高中生物实验中的应用如下。

1体积分数为50%的酒精

作用洗去浮色。

原理苏丹Ⅲ是弱酸性染料，易溶于体积分数为50%酒精。

应用脂肪的鉴定实验。在该实验中，用苏丹Ⅲ对花生子叶薄片染色后，在薄片上滴1～2滴体积分数为

50%的酒精溶液，可以洗去被染玻片标本上的苏丹Ⅲ染液浮色。

2体积分数为95%的酒精

作用①解离；②析出提取含杂质较少的DNA。

原理①解离原理：用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1∶1混合，能使组织中的细胞

相互分离开来；②析出提取含杂质较少的DNA的原理：DNA不溶于酒精，尤其是体积分数为95%的冷冻

酒精，而细胞中的某些物质可以溶解于酒精。

应用①观察植物细胞的有丝分裂；②DNA的粗提取与鉴定。

3体积分数为75%的酒精

作用消毒杀菌。

原理体积分数为75%的酒精，能够顺利地渗入到细菌体内，吸收细菌蛋白的水分,使其脱水变性凝固而

失去功能，以达到消毒杀菌的目的。高于体积分数为75%浓度的酒精与细菌接触时，就可能使得菌体表面

迅速凝固，形成一层薄膜，阻止了酒精继续向菌体内部渗透，待到适当时机，薄膜内的细胞可能将薄膜冲

破而重新复活。在此高浓度下，酒精迅速凝固蛋白质的作用往往随着其浓度升高而增强，因此，其消毒杀

菌的效果也就越差。若酒精的浓度低于75％，也因不能顺利地渗入到细菌体内而彻底杀死细菌。如果使用

体积分数为75％的酒精，既能使组成细菌的蛋白质凝固，又不能形成薄膜，这样，酒精可继续向内部渗透，

从而达到较好的消毒效果。值得注意的是，体积分数为75%的酒精溶液的杀菌能力不是绝对很强，它对芽

孢就不起作用。

应用学习微生物的培养技术。在接种开始时，待用肥皂将双手洗干净后，再用体积分数为75%的酒精棉

球擦拭双手，然后在进行接种操作。

4无水酒精

作用提取色素。

原理叶绿体中的各种色素均是有机物，能溶解在有机溶剂中，各色素在无水酒精中的溶解度较大，且酒精

无毒，方便操作。

应用叶绿体中色素的提取与分离。

5工业酒精（一般是体积分数为95%的酒精）

作用燃烧加热。

原理酒精是富含能量的有机物，燃烧能产生大量的热量。

应用此处包括各类必须加热的实验，如生物组织中还原糖的鉴定、比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率、

探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用、DNA的粗提取与鉴定、温度对酶活性的影响、学习微生物培养的基本技

术、自身固氮菌的分离等实验。

二.盐酸的作用

1、用甲基绿和吡罗红检测“DNA和RNA在细胞在的分布”中8％盐酸的作用

（1）盐酸能改变细胞膜的通透性,加速染色剂的跨膜运输；

（2）盐酸使染色体中的DNA与蛋白质分离,便于DNA与染色剂的结合

2、“有丝分裂观察”和“低温诱导染色体加倍”中15％盐酸能够使洋葱细胞的细胞壁软化,并使细胞间的中

胶层物质溶解,从而达到分离细胞的目的.

3、“酶活性受PH影响实验”和“生物组织中PH维持稳定的机制”盐酸用来变PH值.

4.研究通过激素的调节。斯他林和贝利斯的实验，在盐酸的作用下，小肠黏膜可能产生一种化学物质

低温诱导染色体变化实验过程

实验材料:大蒜（2n=16）.之所以选用大蒜而非洋葱是因为在做观察有丝分裂实验时发现大蒜的效果比洋葱

好.

实验步骤

1、洋葱长出约1cm左右的不定根时,放入冰箱的低温室内（4℃）,诱导培养36h.

2、剪取诱导处理的根尖约0.1cm,放入卡诺氏液（3份95%酒精与1份冰醋酸混合均匀）中浸泡0.1小时,以

固定细胞的形态,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次.

3、制作装片：解离→漂洗→染色→制片（过程同观察细胞的有丝分裂的制片方法一样）

4、观察：用显微镜观察,并寻找发生了染色体数目变化的细胞.（视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体

数目发生改变的细胞.）

知识拓展

1、固定是借助于物理方法或化学药物的作用,迅速渗入组织和细胞将之杀死,使其形态结构和内含物尽可能

保持生活时的完整和真实状态.

2、细胞中的染色体数目加倍,可以是增加一倍（变为32）,也可能是增加四倍（变为64）.

3、视野中大量细胞为有丝分裂间期的细胞,其特点为核膜、核仁明显,核质呈均匀状态.移动载玻片,先低倍镜

后高倍镜,可观察到有丝分裂各个时期的细胞,尤其是中期的细胞,染色体的形态和数目清晰可见.

4、改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色

实验中几种溶液的作用

（1）卡诺氏液：固定细胞的形态.

（2）改良苯酚品红染液：细胞核染色,便于观察染色体的行为.

（3)15%的盐酸溶液：解离,使细胞分离开.

（4)95%的酒精溶液：洗去附着在根尖的卡诺氏液,在细胞的分离程度上起一定的作用.

同位素示踪法在高中生物学实验中的应用

同位素示踪法是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，即把放射性同位素

的原子参到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子

通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的。同位素示踪法是生物学实验中经常应用的一项重要方法，

它可以研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质

的变化、反应机理等。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素，如3H、14C、

15N、18O、32P、35S、131I等。在高中生物学教材中有多处涉及到放射性同位素的应用，下面笔者对教材中

的相关知识进行归纳如下：

1研究蛋白质或核酸合成的原料及过程

把具有反射性的原子参到合成蛋白质或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，让它们一起运动、迁移，

再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径、运动到哪里以及分布如何。

2研究分泌蛋白的合成和运输

用3H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。在一次性给予放射性标记的

氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋

白合成和运输中的作用。例如，通过实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内

质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的，从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的。

3研究细胞的结构和功能

用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细

胞的结构和功能。

4探究光合作用中元素的转移

利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示

光合作用的机理。例如，美国的科学家鲁宾和卡门研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于

二氧化碳。他们用氧的同位素18O分别标记H

2

O和CO

2

，使它们分别成为H

2

18O和C18O

2

，然后进行两组光

合作用实验：第一组向绿色植物提供H

2

18O和CO

2

，第二组向同种绿色植物提供H

2

O和C18O

2

。在相同条件

下，他们对两组光合作用释放的氧进行了分析，结果表明第一组释放的氧全部是18O

2

，第二组释放的氧全

部是O

2

，从而证明了光合作用释放的氧全部来自水。另外，卡尔文等用14C标记的CO

2

，供小球藻进行光合

作用，追踪检测其放射性，探明了CO

2

中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。

5研究细胞呼吸过程中物质的转变途径

利用18O作为示踪原子研究细胞呼吸过程中物质的转变途径，揭示呼吸作用的机理。例如，用18O标记

的氧气（18O），生成的水全部有放射性，生成的二氧化碳全部无放射性，即18O→H

2

18O。用18O标记的葡萄

糖（C

6

H

12

18O

6

），生成的二氧化碳全部有放射性，生成的水全部无放射性，即C

6

H

12

18O

6

→C18O

2

。例如将一只

实验小鼠放入含有放射性18O

2

气体的容器内，18O

2

进入细胞后，最先出现的放射性化合物是水。

6研究某些矿质元素在植物体内的吸收、运输过程

研究矿质元素的吸收部位时，常用放射性同位素32P等来做实验，发现根毛区是根尖吸收矿质离子最活

跃的部位。研究矿质离子在茎中的运输部位时，用不透水的蜡纸将柳树的韧皮部和木质部隔开，并在土壤

中施用含42K的肥料，5小时后测定42K在柳茎各部位的分布；有蜡纸隔开的木质部含有大量42K，韧皮部几

乎无42K，说明运输42K的是木质部；柳茎在用蜡纸隔开韧皮部和木质部的以下区段以及不插入蜡纸的对照

实验中，韧皮部中也有很多42K，说明42K可从木质部横向运输到韧皮部。

7研究有丝分裂过程中染色体的变化规律

在处于连续分裂的细胞的分裂期用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，根据胸腺嘧啶被利用的情况，可以确

定DNA合成期的起始点和持续时间，以研究有丝分裂过程中染色体的变化规律。例如为了验证促进有丝分

裂的物质对细胞分裂的促进作用，将小鼠的肝细胞悬浮液分成等细胞数的甲、乙两组，在甲组的培养液中

加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷（3H-TdR）；乙组中加入等剂量的3H-TdR，加入促进有丝分裂的物质。培

养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射性强度。再如，有人为确定DNA合成期的时间长度，在

处于连续分裂的细胞的分裂期加入用3H标记的胸腺嘧啶，根据胸腺嘧啶被利用情况，可以确定DNA合成

期的起始点和持续时间。

8证明DNA是遗传物质

在研究蛋白质和DNA在遗传中的作用时，分别放射性标记蛋白质和DNA的特征元素，用32P标记噬菌

体的DNA，大肠杆菌内发现放射性物质，用35S标记噬菌体的蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性物质；从而

验证噬菌体在侵染细菌的过程中，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的蛋白质，进而证明了

DNA是噬菌体的遗传物质。

9探究DNA分子半保留复制的特点

通过放射性标记来“区别”亲代与子代的DNA，如放射性标记15N，因为放射性物质15N的原子量和14N

的原子量不同，因此DNA的相对分子质量不同。如果DNA分子的两条链都是15N，则离心时为重带；如果

DNA分子的一条链是15N，一条链是14N，则离心时为中带；如果DNA分子的两条链都是14N，则离心时为

轻带。因此可以根据重带、中带、轻带DNA出现的比例，判断DNA复制是全保留复制还是半保留复制。

10探究基因的转录和翻译

用放射性同位素标记尿嘧啶核糖核苷酸（RNA的特征碱基为U）、氨基酸，则在基因转录、翻译的产物

中就会含有放射性同位素，还可以用来确定转录、翻译的场所。

11基因探针在基因诊断中的应用

在基因诊断中可利用放射性同位素15N、32P等标记的DNA分子做基因探针，将某一致病基因放到含放

射性15N或32P的培养基中进行扩增，加热得到被标记的致病基因单链即基因探针，利用DNA分子杂交原理，

将待测者的DNA分子加热处理形成DNA分子单链并与基因探针混合，让其杂交，检测是否形成双链，若完

全形成双链，证明该待测者患有该病，否则不患。该基因诊断的方法可迅速地检测出肝炎病毒、肠道病毒

等多种病毒，以及镰刀型细胞贫血症、苯丙酮尿症、白血病等。根据杂交带情况可检测生物亲缘关系或转

基因生物是否插入目的基因，应用同样的原理还可检测饮用水中病毒的含量。例如我国科学工作者利用DNA

分子杂交的原理，利用基因工程研制出“非典”诊断盒，快速诊断“非典”。

12在生物诱变育种方面的应用

诱变育种是利用X射线、γ射线、β射线或中子去辐照农作物的种子，植株或者某些器官，使它们产

生的遗传性发生改变，产生各种各样的突变，在较短时间内获得有利用价值得突变体，然后从中选择出对

人类有用的突变，经过培育而成的新品种。诱变育种常用的放射性同位素有35S、32P、45Ca（β射线）65Zn、

60Co（γ射线）等，主要方法有浸泡种子、施入土壤、涂抹幼苗、注入植物组织内等。如是典型的γ放射源，

可用于诱变育种。我国应用该方法培育出了许多农作物新品种。如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积

曾达到3000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大。

13探究大脑皮层的功能

科学家们常用PET技术对大脑皮层的高级功能进行定位。PET技术是指正电子反射型计算机断层造影成

像技术，是一种直接对脑功能造影的技术，运用该技术，科学家可以通过特制的探测元件测定大脑不听区

域物质的消耗情况，进而定位大脑皮层的不同功能区。将葡萄糖的基本元素（C、H、O）用超短“寿命”的

放射性同位素标记（如F18、C11等），制成放射性示踪剂，然后把这种示踪剂注射到受试者的血管中，通

过特制的探测元件，就可以获取示踪剂在受试者大脑中的三维分布及其随时间变化的情况。如让受试者进

行思维、语言、聆听、书写等高级机能活动，皮层中相应的中枢将处于高度兴奋状态，此时，通过观察这

些中枢对示踪剂的消耗情况，就可以得出大脑皮层各功能区的位置和分布。例如让受试者进行书写时，大

脑皮层中关于书写的中枢将大量消耗葡萄糖，该神经中枢的位置就可以通过探测进行定位。目前该技术已

广泛用于多种疾病的诊断与鉴别诊断、病情判断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面。

14研究反馈调节机制

在生物的反馈调节中，某一种物质的变化会引起一系列的调节反应，也会引起其他物质的相应变化。

标记某一物质，用一定方法处理，通过检测放射性物质在某器官中的变化量，研究反馈调节的机制。例如

在研究甲状腺腺体与甲状腺激素、促甲状腺激素的分泌时，一般选用131I进行同位素原子的示踪标记。因

为人体从食物中吸收的碘元素几乎全部集中在甲状腺腺体，用于合成甲状腺激素。

15在免疫调节中的应用

给动物以高剂量的同位素标记的抗原，结果动物不但不发生免疫反应，而且以后对同样的、但不同同位

素标记的抗原也不再发生免疫反应。此时如给其他抗原，动物仍能发生正常免疫反应。这一实验表明，同

位素标记的抗原与带有互补抗体的淋巴细胞结合，这种淋巴细胞全被射线杀死，因此不发生免疫反应。第

二次给正常的同样抗原时，由于带有互补抗体的淋巴细胞已全被杀死，其他种类的淋巴细胞虽对其他抗原

能正常反应，但不能对此种抗原发生反应，即不能转变为与此种抗原互补的淋巴细胞。因此，动物就失去

对此种抗原的免疫能力。由此可见，淋巴细胞的特异性是先天存在的，而不是由抗原的“教导”而产生的。

16研究生长素的极性运输

证明植物生长素的极性运输时，用同位素14C标记茎形态学上端的生长素（吲哚乙酸），可在茎的形态

学下端探测到放射性同位素14C，而标记茎形态学下端的生长素，则在茎的形态学上端探测不到放射性同位

素，说明植物生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端。

17研究物质循环和能量流动等方面的问题

在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从

生物群落到无机环境的循环过程。如果用放射性同位素标记参与物质循环的这些元素，就可以追踪物质的

转移途径。例如用35S标记SO

2

、用14C标记CO

2

追踪硫循环和碳循环中S和C的转移途径。