生物实验全揭秘：实验试剂或药品的选择和使用

实验试剂、药品的种类繁多，同一种试剂或药品在不同实验中的浓度和作用不尽相同，我们在学习中必须掌握试剂或药品的组成、浓度和作用，以便选择和使用。

考向1  检测试剂的选择和使用

高中实验中常用的检测试剂（药品）及其作用和检测原理

试剂（药品）	试剂组成、作用及检测原理
斐林试剂	甲液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05 g/mL CuSO4溶液；用于鉴定还原糖，需现配现用和水浴加热；还原糖与斐林试剂反应，生成砖红色沉淀
班氏试剂	班氏试剂由A液（CuSO4溶液)、B液（柠檬酸钠和Na₂CO3溶液）配制而成。作用及检测原理与斐林试剂相似，所不同的是班氏试剂可长期使用
苏丹Ⅲ染液	用于鉴定脂肪，脂肪与苏丹Ⅲ染液相遇会发生特殊的颜色反应，结果呈橘黄色
苏丹Ⅳ染液	用于鉴定脂肪，脂肪与苏丹Ⅳ染液会发生颜色反应，结果呈红色
双缩脲试剂	A液（质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液)+B液（质量浓度为0.01  g/mL的CuSO4溶液）；用于鉴定蛋白质或多肽，蛋白质或多肽与双缩脲试剂发生作用，可以产生紫色反应
碘液	用于鉴定淀粉，淀粉遇碘液变蓝
甲基绿和吡罗红色	在观察细胞中DNA和RNA的分布的实验中，用吡罗红甲基绿混合染色剂染色，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色
健那绿染液	健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色
澄清的石灰水	用于检测CO2；CO2能使澄清的石灰水变混浊
溴麝香草酚蓝水溶液	用于检测CO2；CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
重铬酸钾溶液	用于检测酒精；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色
二苯胺试剂	用来鉴定DNA；在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺试剂会呈蓝色

易错易混

1．有机物的鉴定原理：

①斐林试剂作为氧化剂与还原糖发生氧化还原反应，Cu（OH）₂被还原成Cu₂O，呈砖红色。

②双缩尿试剂能鉴定蛋白质，二者发生反应使溶液呈现紫色。

③苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液都能用来鉴定脂肪，但用苏丹Ⅲ染液时可见橘黄色脂肪颗粒，用苏丹Ⅳ染液时可见红色脂肪颗粒。④二苯胺试剂常用来鉴定DNA，DNA与二苯胺试剂反应呈现蓝色。

2．染色剂本身的颜色：斐林试剂、双缩脲试剂本身呈蓝色，而二苯胺试剂呈无色。

3．外界条件对实验结果的影响：鉴定还原糖或DNA时必须进行水浴加热，鉴定蛋白质时必须先加双缩尿试剂A液（质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液），再加B液（质量浓度为0.01g/mL的CuSO₄溶液)。

例1．观察菠菜叶片叶绿体和人口腔上皮细胞线粒体，应使用的染色剂是

A．无需染色；健那绿                   

B．甲基绿；派洛宁

C．甲基绿；苏丹III染液

D．苏丹III染液；无需染色

【答案】A

【解析】观察叶绿体和线粒体的实验原理：

（1）叶绿体主要分布于绿色植物的叶肉细胞，呈绿色，扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可用高倍显微镜观察其形态和分布。

（2）线粒体普遍存在于动植物细胞中，无色，成短棒状、圆球状、线形或哑铃形等。

（3）健那绿染液能专一性地使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。通过染色，可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。

叶绿体含有光合色素，自身显示为绿色，故高倍显微镜观察新鲜菠菜叶片中的叶绿体无需染色，而线粒体无色，故观察人的口腔上皮细胞的线粒体要用健那绿染液染色。综上所述，A符合题意，BCD不符合题意。故选A。

考向2  酒精和盐酸的选择和使用

1．酒精：可用于消毒、洗去浮色、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液等。

①体积分数为50%的酒精溶液：在脂肪鉴定中，用苏丹Ⅲ染液染色，再用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。

②体积分数为75%的酒精溶液：用于杀菌消毒，体积分数为75%的酒精能渗入细胞内，使蛋白质凝固变性。低于这个浓度，酒精的渗进脱水作用减弱，杀菌力不强；而高于这个浓度，则会使细菌表面蛋白质迅速脱水，凝固成膜，妨碍酒精进入，削弱杀菌能力。

③体积分数为95%的酒精溶液：用于有丝分裂实验中的解离液的配制；冷却的体积分数为95%的酒精可用于提纯DNA；在证明光合作用产生淀粉的实验中，可用于叶片脱色。

④无水乙醇：用于光合色素的提取与分离的实验中提取叶绿体中的色素。

2．盐酸

实验名称	盐酸浓度	盐酸的作用
观察DNA和RNA在细胞中的分布	质量分数为8%的盐酸	能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，利于DNA与染色剂结合
探究pH对H2O2酶活性的影响	质量分数为5%的盐酸	改变酶的pH，提供酸性环境
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂	质量分数为15%的盐酸	使组织中的细胞相互分离开
低温诱导植物染色体数目的变化
生物体维持pH稳定的机制	物质的量浓度为0.1 mol/L的盐酸	模拟细胞代谢产生的酸性物质
促胰液素的发现	稀盐酸	引起胰腺分泌胰液

例2．在观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中，下列分析正确的是

A．实验的操作步骤是制片-水解-冲洗涂片-染色-酒精去浮色-观察

B．用8%的盐酸的目的之一是使DNA与蛋白质分离，使DNA水解

C．该实验的结果反映DNA和RNA在真核细胞中的分布状态

D．染色时先用甲基绿染液染色，再滴加吡罗红

【答案】C

【解析】本题考查的是DNA、RNA在细胞中分布实验的相关知识。“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验步骤：取口腔上皮细胞制片→水解→冲洗涂片→染色→观察，A错误；8%盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合，该实验中的盐酸不能使DNA水解，B错误；甲基绿能将DNA染成绿色，吡罗红能将RNA染成红色。利用甲基绿和吡罗红混合染色剂对细胞进行染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布，C正确；染色时甲基绿和吡罗红要混合使用，D错误。

考向3  几种水的选择和使用

实验中的几种水

（1）蒸馏水：常用于配制溶液。另外，在做观察DNA、RNA在细胞中的分布实验时，要用蒸馏水的缓水流冲洗口腔上皮细胞涂片；在制备细胞膜时，蒸馏水可使哺乳动物成熟的红细胞吸水涨破。

（2）清水：常用于植物细胞临时装片的制作，目的是保持植物细胞的正常形态。在植物细胞的吸水和失水实验中，可用清水使发生质壁分离的植物细胞复原；在观察植物细胞的有丝分裂实验中，可用清水进行漂洗。

（3）生理盐水（质量分数为0.9%的NaCl溶液)：常用于动物细胞临时装片的制作，目的是维持动物细胞的正常形态，而在体验制备细胞膜的方法实验中用于稀释红细胞。

（4）无菌水：常用于植物组织培养、微生物培养与分离等实验。

例3．用洋葱鳞片叶表皮细胞制备“观察质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是

A．将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象

B．在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂

C．用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象

D．当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能

【答案】B

【解析】本题考查的是观察植物细胞质壁分离和复原的相关知识。观察质壁分离和复原实验时，细胞必须是活的，A错误；植物细胞由于有细胞壁的支撑和保护，不会因吸水而破裂，B正确；若处理浓度小于细胞液浓度，则不会出现质壁分离现象，C错误；质壁分离不能复原时，说明细胞已经死亡，死亡的细胞生理功能丧失，D错误。

考向4  其他试剂或药品的选择和使用

1．NaOH溶液

①在鉴定组织中蛋白质的存在时，0.1 g/mL的NaOH溶液作为双缩脲试剂的成分之一，为该实验提供碱性环境。

②在鉴定组织中还原糖的存在时，0.1g/mL的NaOH溶液作为斐林试剂的成分之一。

③在与光合作用有关的实验中，用NaOH溶液吸收装置中的CO₂，以保证装置中没有CO₂存在。

④在探究影响酶活性的条件（pH）时，用质量分数为5%的NaOH溶液来调节pH。

⑤在探究酵母菌细胞呼吸的方式中，用质量分数为10%的NaOH溶液来吸收空气中的CO₂。

碱性染色剂及其他试剂、材料的使用

试剂	实验	作用
碱性染色剂	龙胆紫溶液	观察植物细胞的有丝分裂	能使细胞核内的染色体着色，染色体易被龙胆紫染成深紫色，或被醋酸洋红染成红色
醋酸洋红液
改良苯酚品红染液	低温诱导植物细胞染色体变异	改良苯酚品红染液对染色体的染色效果与醋酸洋红液的染色效果是相同的
卡诺氏液	用于细胞的固定
琼脂	研究植物生长素的相关实验	作为激素的载体，用于激素的转移
探究细胞大小与物质运输的关系	边长不同的琼脂块用来模拟大小不同细胞
植物组织培养	作为培养基的凝固剂

例4．下列关于低温诱导染色体数目加倍实验的叙述，正确的是

A．原理：低温和秋水仙素诱导染色体加倍的原理相同，都是抑制染色体着丝点分裂

B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离

C．染色：碱性染色剂改良苯酚品红染液和醋酸洋红液都可以使染色体着色

D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变，少数细胞染色体数目不变

【答案】C

【解析】原理：低温和秋水仙素诱导染色体加倍的原理相同，都是抑制纺锤体的形成，A错误；解离：盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离，卡诺氏液用于固定细胞的形态，B错误；染色：碱性染色剂，如改良苯酚品红染液和醋酸洋红液都可以使染色体着色，C正确；观察：显微镜下可以看到少数细胞的染色体数目发生改变，大多数细胞染色体数目不变，D错误。

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