羅建義

酒精，學(xué)名乙醇，分子式為C2H5OH，無(wú)色透明、易揮發(fā)，沸點(diǎn)78.5℃，常溫下為液體。酒精在體積分?jǐn)?shù)為70%～75%時(shí)，對(duì)細(xì)菌具有強(qiáng)烈的殺傷作用，是醫(yī)院常用的消毒劑、防腐劑、溶劑等。酒精能與水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。在高中生物實(shí)驗(yàn)中會(huì)多次用到酒精，每次使用的濃度（通常指體積百分比濃度）和作用有所不同。

1 關(guān)注“酒精”有無(wú)，判斷細(xì)胞呼吸方式

酵母菌在有氧條件下，呼吸作用產(chǎn)生H2O和CO2；無(wú)氧條件下，呼吸作用產(chǎn)生酒精和CO2。

人教版生物教材必修一中，“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”是很重要的課堂實(shí)驗(yàn)。酵母菌是兼性厭氧型微生物，在適宜的通氣、溫度和pH等條件下，進(jìn)行有氧呼吸并大量增殖；在無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。教材中通過(guò)鑒定有無(wú)酒精的產(chǎn)生，來(lái)確定細(xì)胞是有氧呼吸還是無(wú)氧呼吸。橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精發(fā)生反應(yīng)變成灰綠色。但在實(shí)際的教學(xué)中，若利用教材描述的方法進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有氧無(wú)氧條件下均會(huì)出現(xiàn)灰綠色。

查閱文獻(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)引起該現(xiàn)象的原因包括：（1） 有氧條件下培養(yǎng)的酵母菌，在代謝中會(huì)產(chǎn)生多種除酒精以為的多種還原性有機(jī)物，這些有機(jī)物同樣會(huì)使酸性重鉻酸鉀溶液變?yōu)榛揖G色。（2） 酵母菌培養(yǎng)時(shí)間過(guò)短，無(wú)法完全消耗掉培養(yǎng)液中的還原性的葡萄糖，即使采用準(zhǔn)確無(wú)誤的檢測(cè)流程，同樣會(huì)出現(xiàn)變?yōu)榛揖G色的現(xiàn)象。（3） 若借助酵母菌清水活化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，雖然可以避免葡萄糖對(duì)檢測(cè)結(jié)果的干擾，但此培養(yǎng)液無(wú)法做到保證氧氣的充足供應(yīng)，也會(huì)出現(xiàn)變?yōu)榛揖G色的現(xiàn)象。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，筆者取圖1所示的蒸餾裝置兩套，并對(duì)有氧、無(wú)氧條件下的酵母菌培養(yǎng)液的濾液進(jìn)行蒸餾，分別從兩組收集瓶中取等量的液體滴加到A、B兩試管中。在A、B試管中分別滴加等量的酸性重鉻酸鉀溶液，輕輕震蕩，觀察兩個(gè)試管中溶液顏色的變化。這樣，學(xué)生既熟悉了實(shí)驗(yàn)的基本操作，又獲得了有氧條件下不變色，無(wú)氧條件下變成灰綠色的探究結(jié)果。

2 關(guān)注“酒精”濃度，注重實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)分析

2.1 12%酒精的使用：調(diào)味與滅菌

在“腐乳的制作”中，鹵湯中酒的含量應(yīng)控制在12%左右。腐乳的風(fēng)味與酒的種類有關(guān)。酒精含量過(guò)高使腐乳成熟時(shí)間延長(zhǎng)，酒精含量過(guò)低不能抑制微生物生長(zhǎng)，導(dǎo)致豆腐腐敗。

2.2 50%酒精的使用：良好的有機(jī)漂洗劑

“脂肪的鑒定”實(shí)驗(yàn)中，蘇丹Ⅲ是弱酸性染料，易溶于體積分?jǐn)?shù)為50%酒精中?；ㄉ尤~薄切片用蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液染色后，用50%的酒精洗去浮色，以便觀察。

2.3 70%～75%酒精的使用：滅菌消毒效果好

酒精是常用的外用消毒藥，常用于皮膚創(chuàng)傷清洗、注射、輸血、抽血及手術(shù)前皮膚的消毒等。體積分?jǐn)?shù)為70%～75%的酒精殺菌作用最強(qiáng)。酒精有很強(qiáng)的吸水力，能使菌體蛋白質(zhì)脫水、變性、沉淀。菌體蛋白質(zhì)是細(xì)菌的主要成分，一旦被破壞，細(xì)菌就失去了活力，從而達(dá)到殺滅細(xì)菌的目的。酒精的濃度低于70%時(shí)，滲透性降低，達(dá)不到滅菌消毒的目的。高于體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精與細(xì)菌接觸時(shí)，就可能使得菌體表面迅速凝固，形成一層薄膜，阻止了酒精繼續(xù)向菌體內(nèi)部滲透，等到條件適宜，薄膜內(nèi)的細(xì)胞可能將薄膜沖破而重新復(fù)活，消毒殺菌的效果差。

必修三中“土壤中小動(dòng)物類群豐富度的研究”，采集的小動(dòng)物可以放在70%的酒精中保存，起防腐作用。選修一中“果酒和果醋的制作”，發(fā)酵瓶的消毒；“微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)”操作者雙手的消毒，涂布器末端要浸在70%的酒精中；“菊花的組織培養(yǎng)”，外植體要放在70%的酒精中，搖動(dòng)2～3次，持續(xù)6～7 s后，立即取出在無(wú)菌水中清洗，并且可用濃度酒精對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行消毒；“月季花的花藥培養(yǎng)”，先將花蕾用70%的酒精浸泡大約30 s，立即取出在無(wú)菌水中清洗。

2.4 95%酒精的使用：細(xì)胞固定劑或溶劑

該濃度的酒精主要用作溶劑及細(xì)胞的固定?！坝^察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)，解離液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)95%的酒精1∶1混合）中的鹽酸能夠使植物細(xì)胞壁軟化，并使細(xì)胞間的中膠層物質(zhì)溶解，從而達(dá)到分離細(xì)胞的目的。酒精的作用是固定蛋白質(zhì)，使細(xì)胞的原生質(zhì)凝固，不發(fā)生變化，固定細(xì)胞的分裂相。酒精常常與其他試劑混合成復(fù)合固定劑。

2.5 無(wú)水酒精的使用：有機(jī)溶劑，側(cè)重溶解與萃取

無(wú)水酒精主要用作有機(jī)溶劑?！熬G葉中色素的提取和分離”，用無(wú)水酒精提取綠葉中的色素；“植物芳香油的提取”中，用精制的無(wú)水酒精萃取芳香油；“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”和“月季花的花藥培養(yǎng)”實(shí)驗(yàn)，都用到卡諾氏固定液，其配方是：無(wú)水酒精3份、冰醋酸1份；或無(wú)水酒精6份、氯仿3份、冰醋酸1份?？ㄖZ氏液適用于一般植物組織和細(xì)胞的固定，常用于根尖、花藥壓片及子房石蠟切片等，有極快的滲透力。根尖材料在卡諾氏液中固定15～20 min即可，花藥則需1 h左右，固定后用95%酒精沖洗至不含冰醋酸為止。如果材料立即使用，需轉(zhuǎn)入體積分?jǐn)?shù)為70%酒精中保存。

固定液的重要特性是能迅速穿透細(xì)胞，將其固定并維持染色體結(jié)構(gòu)的完整性，還要能夠增強(qiáng)染色體的嗜堿性，達(dá)到優(yōu)良染色效果。實(shí)驗(yàn)室若無(wú)無(wú)水酒精，可用95%的酒精加入適量無(wú)水碳酸鈣以除去酒精中的水。

酒精是生物實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)產(chǎn)物和常用試劑。只有全面理解其作用，才能在實(shí)驗(yàn)中更好地發(fā)揮其效用。