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探究酒精在高中生物实验中的应用及作用

发表时间：2020/6/28 来源：《教学与研究》2020第6期作者：孟辕丽

[导读] 人教版高中生物教材中多处内容使用了酒精，浓度要求也有差别，作为常见的实验用品,笔者归纳了不同浓度酒精的相关应用及作用,便于大家对酒精知识有更清晰、深刻的认识。

陕西省镇安中学孟辕丽

摘要：人教版高中生物教材中多处内容使用了酒精，浓度要求也有差别，作为常见的实验用品,笔者归纳了不同浓度酒精的相关应用及作用,便于大家对酒精知识有更清晰、深刻的认识。
关键词：实验；酒精；应用
        酒精是常用的实验用品，人教版高中生物教材多个实验涉及了这种试剂，但是不同实验中，酒精的浓度要求和作用一般不同，为了让大家对人教版高中生物教材中酒精的应用及作用有整体、深刻的认识，作者将高中生物有酒精参与的实验进行了收集整理。
        1.体积分数为50%的酒精
        用作漂洗剂：在人教版必修一P18“检测生物组织中的脂肪”实验中，用1～2滴体积分数为50%的酒精。其作用是:洗去浮色(花生子叶表面与苏丹Ⅲ或者苏丹Ⅳ染液反应后形成的颜色)，以免干扰对细胞内脂肪颗粒的观察。原理：苏丹Ⅲ是弱酸性染料，易溶于体积分数为50%酒精。
        2.体积分数为70%的酒精
        用作麻醉剂：在人教版必修三P76“ 土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中，用体积分数为70%的酒精做麻醉剂，便于对小动物进行采集和统计。用作保鲜剂：在人教版教材中涉及的卡诺氏固定液，适用于一般植物组织和细胞的固定,如果实验材料不马上使用,需转入70%酒精中保存。
        3.体积分数为75%的酒精
       主要用于消毒杀菌。 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,能够顺利地渗入到细菌体内，既能吸收细菌蛋白的水分,使其脱水变性凝固而失去功能，又不会在细菌表面形成薄膜，酒精可继续向内部渗透，从而达到较好的消毒杀菌的目的。
        例如微生物的实验室培养：在接种操作过程中，用体积分数为75%的酒精进行操作器具、操作台、皮肤、医疗器械等消毒。用酒精消毒医疗器械一般用浸泡的方法，时间不得少于30分钟；浸泡消毒后应用无菌生理盐水冲洗，以免器械上的残余酒精刺激机体组织。但是酒精只能杀死细菌，不能杀死芽孢和病毒，所以，医疗注射或手术前的皮肤消毒常使用效果更好的碘酒。为了减少碘对皮肤的长期刺激，一般在用碘酒消毒后,用75%的酒精脱去碘。另外，酒精具有一定的刺激性，75%的酒精可用于皮肤消毒，但不可用于黏膜和大创面的消毒。
        4.体积分数为95%的酒精
        主要应用：（1）配制解离液：用质量分数为15%的盐酸和
        体积分数为95%的酒精1∶1混合。例如在人教版必修一P116“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，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。
        在人教版必修二P87“低温诱导植物染色体数目的变化”实验中，同样用到体积分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1:1混合，使组织中的细胞分离开（即解离）。
        (2)配制固定液
        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.作为固定液，卡诺氏固定液(Carnoy's Fluid or carnoys fixative）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。作用:固定植物细胞形态。固定液的重要特性是能迅速穿透细胞，将其固定并维持染色体结构的完整性，还要能够增强染色体的嗜碱性，达到优良染色效果。主要用于观察植物细胞有丝分裂过程中染色体的变化。

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在人教版必修二P87“低温诱导植物染色体数目的变化”实验中，解离液使组织中的细胞分离开,经卡诺氏液固定了形态的细胞需要用体积分数为95%的酒精冲洗，不含冰醋酸为止；染色后仍需用95%酒精冲洗。
        （3）溶解多种有机物
        DNA不溶于酒精，尤其是体积分数为95%的冷冻酒精，可以使DNA发生沉淀，析出提取含杂质较少的DNA。而细胞中的脂肪等某些物质可以溶解于酒精。在选修1 P54“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，主要应用于DNA的粗提取与鉴定。另外，必修3 P68“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”中清洗血细胞计数板，也需要放置在酒精里。
        （4）用作脱色剂
        在人教版必修1 P102德国植物学家萨克斯做的证明“光合作用的产物中有淀粉”实验中，用到酒精脱去天竺葵叶子的绿色；实验证明脱色酒精浓度为95%效果最好。基本方法是：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造成干扰。
        （5）用作燃烧剂
        酒精灯是中学实验中使用非常频繁的实验器材，酒精灯中的燃料一般是体积分数为95%的酒精，用于燃烧加热。包括各类加热实验,如生物组织中还原糖的鉴定（检测试剂一般是斐林试剂，也可用班氏试剂，教材上要求用水浴加热，也可以直接在酒精灯火焰上加热10秒-15秒，并观察颜色变化。如果所用时间太长实验效果不明显。）、P78比较过氧化氢在不同条件下的分解实验、探究温度对酶活性的影响、探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用、DNA的粗提取与鉴定（DNA遇二苯胺沸水浴成蓝色的特性，沸水浴加热5分钟一般使用酒精燃烧加热）、在人教版必修1 P26“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，水解过程需要30℃水浴加热5min。学习微生物培养的基本技术（涂布平板等需要在酒精灯火焰旁进行,防止空气中杂菌污染。）等实验中都涉及酒精的使用。
        5.无水酒精
        在人教版必修1 P97绿叶中色素的提取和分离。叶绿体中的各种色素均是有机物，能溶解在无水乙醇等有机溶剂中,各种色素在无水酒精中的溶解度较大，且酒精无毒，方便操作。 6.酒精稀释后的使用
        （1）物理退热   25%-50%的酒精用于高热病人的物理降温。物理退热高烧患者除药物治疗外,最简易、有效、安全的降温方法就是用25%-50%酒精擦浴的物理降温方法。用酒精擦洗患者皮肤时，不仅可刺激高烧患者的皮肤血管扩张,增加皮肤的散热能力；还由于其具有挥发性,可吸收并带走大量的热量，使体温下降、症状缓解。擦浴用酒精浓度不可过高，否则大面积地使用高浓度的酒精可刺激皮肤，吸收表皮大量的水分。
        （2）预防褥疮长期卧床患者可使用40%-50%的酒精均匀地按摩患者受压部位，以达到促进局部血液循环，防止形成褥疮。
        7.酒精的检测与鉴定
        在人教版必修一P91“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中
        橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，重铬酸钾溶液变成灰绿色。
        结语：
        作为常见的生活、实验用品，酒精在高中生物实验中有广泛的应用，不同浓度的酒精作用也有所不同，可以根据需要选择合适浓度的酒精使用，严谨、灵活的处理实验，达到预期理想效果是最终目的。通常来说，高浓度的酒精可以按照比例配置低浓度的酒精。总之，不同浓度酒精的配制、在实验中合理使用酒精是高中生物必备的基本技能之一。