人教版高中生物必修一實驗疑難點解析

蔡青田

【摘要】在高中生物實驗教學中，常常會遇到一些疑難問題，如在《觀察DNA和RNA在細胞中的分布》實驗中，烘烤玻片后細胞已經死亡，為什么還要用鹽酸水解改變細胞膜的通透性？龍膽紫溶液的PH值小于7，為什么還為堿性染料呢？等問題，本文列舉了人教版高中生物必修一實驗中常見的疑難問題，并做出解答。

【關鍵詞】生物 實驗 疑難點

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）01-0160-01

1.在《觀察DNA和RNA在細胞中的分布》實驗中，烘烤玻片后細胞已經死亡，為什么還要用鹽酸水解改變細胞膜的通透性？

本實驗的實驗步驟為取材—烘干—水解—沖洗—染色—觀察。用酒精燈烘烤裝片的目的是為了迅速殺死細胞，如果細胞死亡得慢，其溶酶體就會釋放溶解酶對DNA和RNA產生破壞作用。在烘烤細胞的過程中細胞已經死亡，死亡細胞的細胞膜不再具有選擇透過性，即細胞膜上的載體蛋白發生了改變，但構成細胞膜上的磷脂分子仍按照一定的結構排列，導致細胞膜保留通透性。使用8% 的鹽酸的目為破壞細胞膜上分子排列結構，增大細胞膜的通透性，使染色劑快速進入細胞。

2.健那綠為什么不能將死細胞中的線粒體染成藍綠色？

線粒體中存在細胞色素氧化酶，健那綠染料在這種酶的作用下保持氧化狀態（即有色狀態）呈藍綠色。如果細胞死亡，線粒體中的細胞色素氧化酶也會失去活性，這樣健那綠就不能被氧化，也就不會發生相應的顏色反應。

3.用菠菜觀察葉綠體為什么取菠菜葉的下表皮，并稍帶些葉肉？

因為表皮細胞沒有葉綠體，只有葉肉細胞才有葉綠體所以要帶少許葉肉細胞；和上表皮相連是柵欄組織（如圖1），柵欄組織細胞整齊致密，葉綠體含量多，相互遮擋，不易制備可供觀察的標本。與下表皮相連的是海綿組織（如圖1），海綿組織中的葉肉細胞排列疏松、比較容易被撕取、且含有葉綠體數目少、個體大、更適合制作觀察葉綠體的裝片。[1]所以，在實驗過程中要取稍帶些葉肉的菠菜葉的下表皮。

4.在《綠葉中色素的提取和分離》實驗中，色素在層析液中層析的原理是溶解度高的擴散快，為什么？

《綠葉中色素的提取和分離》的實驗中采取了是紙層析法，在高中化學（選修5）指出紙層析法的實驗原理是物質在兩相（液—液、固—液等）間的溶解性或吸附能力不同，進而使不同溶質分離開。[2]

《綠葉中色素的提取和分離》實驗過程中要制備濾紙條，濾紙條上的濾紙纖維素羥基具有親水性，可以和水的氫鍵相連，導致水吸附在纖維素的纖維之間形成固定相。相反，濾紙纖維素羥基與有機溶劑（即本實驗中的層析液，如圖2）的親和力差，致有機溶劑在纖維素的纖維之間形成流動相。不同溶質（即本實驗的四種色素）在流動相和固定相中分配系數不同，分配系數大的溶質，在固定相中溶解或吸附能力強，因此，移動慢。如本實驗的四種色素中葉綠素b的分配系數最大，所以，擴散速度最慢，在最下方。接下來再具體說明一下色素分離的過程，當層析液沿濾紙流動經過層析點（即本實驗的濾液細線，如圖2）時，色素離開層析點隨流動相向上移動進入無色素的區域，在移動的過程中，四種色素跟著流動相流動的同時，有一部分色素從流動相中出來吸附在固定相上，即濾紙上。當流動相不斷流動時，分離系數小的色素—胡蘿卜素（如圖2）從固定相上解附出來的時間短，這樣色素就沿著流動相流動的方向移動的快；反之分配系數大的色素—葉綠素b（如圖2）吸附在固定相上的能力強，解附的時間就長，這樣色素就沿著流動相流動的方向移動得慢。四種色素就這樣不斷進行分配，最終由于分配系數的不同，導致移動速率不同，四種色素彼此分開。

5.龍膽紫溶液的PH值小于7，為什么還為堿性染料呢？

作為染料必須具備兩個條件：一是具有顏色；二是要與被染材料間具有親和力。 染料有兩個重要的基團，一個是產生顏色的發色基團，如染料化合物中的硝基（- NO2）、乙烯基等形成了發色基團，另一個是可以使染料發生離子化，促進染料與被染材料間發生作用的助色基團，如與- COOH類似的酸性基團和-N（CH3）2類似的堿性基團，它們就構成了染料的助色基團。其中，助色基團中具有酸性的染料稱為酸性染色劑；相反助色基團中具有堿性基團的染料稱為堿性染色劑。可見，判斷染料的酸堿性的關鍵是要看染色劑助色基團的酸堿性。 所以，龍膽紫染液PH值雖然小于7，但是其助色基團為堿性基團，因此，龍膽紫為堿性染料。

參考文獻：

[1]管明星.高中生物學實驗教學中常見疑難問題解析[J].生物學教學，2014（02）：69-70.

[2]鄭新欣，婁福艷，何耀華.色素分離是溶解度的差異造成的嗎？[J].中學生物教學，2015（05）：70.