人教版高中生物必修一实验疑难点解析

蔡青田

【摘要】在高中生物实验教学中，常常会遇到一些疑难问题，如在《观察DNA和RNA在细胞中的分布》实验中，烘烤玻片后细胞已经死亡，为什么还要用盐酸水解改变细胞膜的通透性？龙胆紫溶液的PH值小于7，为什么还为碱性染料呢？等问题，本文列举了人教版高中生物必修一实验中常见的疑难问题，并做出解答。

【关键词】生物 实验 疑难点

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）01-0160-01

1.在《观察DNA和RNA在细胞中的分布》实验中，烘烤玻片后细胞已经死亡，为什么还要用盐酸水解改变细胞膜的通透性？

本实验的实验步骤为取材—烘干—水解—冲洗—染色—观察。用酒精灯烘烤装片的目的是为了迅速杀死细胞，如果细胞死亡得慢，其溶酶体就会释放溶解酶对DNA和RNA产生破坏作用。在烘烤细胞的过程中细胞已经死亡，死亡细胞的细胞膜不再具有选择透过性，即细胞膜上的载体蛋白发生了改变，但构成细胞膜上的磷脂分子仍按照一定的结构排列，导致细胞膜保留通透性。使用8% 的盐酸的目为破坏细胞膜上分子排列结构，增大细胞膜的通透性，使染色剂快速进入细胞。

2.健那绿为什么不能将死细胞中的线粒体染成蓝绿色？

线粒体中存在细胞色素氧化酶，健那绿染料在这种酶的作用下保持氧化状态（即有色状态）呈蓝绿色。如果细胞死亡，线粒体中的细胞色素氧化酶也会失去活性，这样健那绿就不能被氧化，也就不会发生相应的颜色反应。

3.用菠菜观察叶绿体为什么取菠菜叶的下表皮，并稍带些叶肉？

因为表皮细胞没有叶绿体，只有叶肉细胞才有叶绿体所以要带少许叶肉细胞；和上表皮相连是栅栏组织（如图1），栅栏组织细胞整齐致密，叶绿体含量多，相互遮挡，不易制备可供观察的标本。与下表皮相连的是海绵组织（如图1），海绵组织中的叶肉细胞排列疏松、比较容易被撕取、且含有叶绿体数目少、个体大、更适合制作观察叶绿体的装片。[1]所以，在实验过程中要取稍带些叶肉的菠菜叶的下表皮。

4.在《绿叶中色素的提取和分离》实验中，色素在层析液中层析的原理是溶解度高的扩散快，为什么？

《绿叶中色素的提取和分离》的实验中采取了是纸层析法，在高中化学（选修5）指出纸层析法的实验原理是物质在两相（液—液、固—液等）间的溶解性或吸附能力不同，进而使不同溶质分离开。[2]

《绿叶中色素的提取和分离》实验过程中要制备滤纸条，滤纸条上的滤纸纤维素羟基具有亲水性，可以和水的氢键相连，导致水吸附在纤维素的纤维之间形成固定相。相反，滤纸纤维素羟基与有机溶剂（即本实验中的层析液，如图2）的亲和力差，致有机溶剂在纤维素的纤维之间形成流动相。不同溶质（即本实验的四种色素）在流动相和固定相中分配系数不同，分配系数大的溶质，在固定相中溶解或吸附能力强，因此，移动慢。如本实验的四种色素中叶绿素b的分配系数最大，所以，扩散速度最慢，在最下方。接下来再具体说明一下色素分离的过程，当层析液沿滤纸流动经过层析点（即本实验的滤液细线，如图2）时，色素离开层析点随流动相向上移动进入无色素的区域，在移动的过程中，四种色素跟着流动相流动的同时，有一部分色素从流动相中出来吸附在固定相上，即滤纸上。当流动相不断流动时，分离系数小的色素—胡萝卜素（如图2）从固定相上解附出来的时间短，這样色素就沿着流动相流动的方向移动的快；反之分配系数大的色素—叶绿素b（如图2）吸附在固定相上的能力强，解附的时间就长，这样色素就沿着流动相流动的方向移动得慢。四种色素就这样不断进行分配，最终由于分配系数的不同，导致移动速率不同，四种色素彼此分开。

5.龙胆紫溶液的PH值小于7，为什么还为碱性染料呢？

作为染料必须具备两个条件：一是具有颜色；二是要与被染材料间具有亲和力。 染料有两个重要的基团，一个是产生颜色的发色基团，如染料化合物中的硝基（- NO2）、乙烯基等形成了发色基团，另一个是可以使染料发生离子化，促进染料与被染材料间发生作用的助色基团，如与- COOH类似的酸性基团和-N（CH3）2类似的碱性基团，它们就构成了染料的助色基团。其中，助色基团中具有酸性的染料称为酸性染色剂；相反助色基团中具有碱性基团的染料称为碱性染色剂。可见，判断染料的酸碱性的关键是要看染色剂助色基团的酸碱性。 所以，龙胆紫染液PH值虽然小于7，但是其助色基团为碱性基团，因此，龙胆紫为碱性染料。

参考文献：

[1]管明星.高中生物学实验教学中常见疑难问题解析[J].生物学教学，2014（02）：69-70.

[2]郑新欣，娄福艳，何耀华.色素分离是溶解度的差异造成的吗？[J].中学生物教学，2015（05）：70.