对生物实验中一些材料药品模糊用量的探究
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作者: 罗益群
摘要 对“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验中还原糖和蛋白质等组织样液的使用浓度、中学生物实验室所用碘液的浓度、“绿叶中色素的提取和分离”实验中二氧化硅和碳酸钙的用量进行了一些探究，力求把握好材料和药品的用量以及材料和试剂的使用浓度，在实验现象明显的前提下，来节约资源，降低实验成本。
关键词 生物实验 材料药品 模糊用量
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
现行教材所列的生物实验中，部分材料和药品没有给定比较准确的用量，而是用“少许”、“少量”、“若干”等模糊字样代替；一些材料和试剂的浓度也用“匀浆”、“稀溶液”、“浓溶液”等模糊浓度代替。这样做，虽然扩大了材料药品用量和浓度的取值范围，增加了实验的可探究性，但用量过多，浓度过大，增加了实验投入，浪费了材料和药品，有时还会适得其反，影响实验的操作和观察；用量过少，浓度过低，实验现象又不明显。把握好材料和药品的用量及浓度，对实验结果有着直接的影响，有的还是决定实验成败的关键。为了寻找实验中材料和药品的合理用量以及合适使用浓度，做到既实验现象明显又节约资源，笔者指导学生对一些实验中材料和药品的用量和使用浓度进行了探究。
1 “检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”实验
1.1 还原糖的鉴定中组织样液的使用浓度
人教社普通高中课程标准实验教科书《生物》必修1“分子与细胞”中只讲用匀浆，参考人教版全日制普通高级中学教科书(必修)《生物》第一册实验一的介绍：取几小块(5g)去皮苹果，放入研钵中，加入少量石英砂和5mL水进行充分研磨，过滤，制成苹果组织样液。可见该书所采用的组织液浓度为50％左右。这样，我校20个平行班，实验分组为32组／班，每次需要苹果5 kg左右。组织样液需要这么大浓度吗?笔者带领学生进行了以下实验(表1)。
试管中液体均产生砖红色沉淀，只是组织液的浓度越大，产生的沉淀越多，2.5％的组织样液显得太稀，试管中液体与其中的苹果小颗粒颜色红白分明，故我们认为组织样液的浓度为5％～10％适宜，不需要50％，降低浓度意味着节省材料，从而降低实验成本。
本实验中，由于需要鉴定的生物组织中的化合物较多，学生显得时间紧张，为了节省时间，笔者采用一些生物组织样液由教师或兴趣小组提前集中制备，可利用家用小型多功能粉碎机，苹果与水的比率为1：1，粉碎时间30s即可。苹果去核去皮粉碎后不必过滤，不去皮不去核用一层纱布过滤，既快又好，再按比率配成5％～10％的组织样液。
1.2 蛋白质的鉴定
大豆组织样液的制备，人教版全日制普通高级中学教科书(必修)《生物》第一册教材采用的方法是：取几粒浸泡过的大豆，去皮，切成薄片，加少许石英砂和5mL水充分研磨后用一层纱布过滤。学生实验，用5粒去皮大豆(约重2g)，研碎后加5mL水过滤，能得到3～4mL豆浆，用此豆浆实验，浓度过大，反而影响滴加双缩脲试剂后试管内液体的显色反应。采用市售豆浆又不知道浓度，为了得到大豆组织样液适宜的使用浓度，笔者带领学生进行了如下实验(表2)。
从以上实验得出，豆浆的浓度在5％～10％时适宜。
如果自制豆浆，可将浸泡好的黄豆按1：1.5的比例加水用多功能粉碎机打浆，然后用纱布过滤，再配制成5％～10％的豆浆。
2 中学生物实验室所用碘液的浓度
2.1 碘液的种类和配制
碘液是中学生物实验室常用的试剂之一，初高中多个实验中要用到，用途主要有染色、检验淀粉的存在、消毒等。碘液包括碘水、碘酒、碘伏等。
(1)碘水。碘的水溶液。碘在纯水中的溶解度很小，常态下只有0.02％～0.03％，因此常把碘溶解在碘化钾溶液中(碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在水中的溶解度，碘化钾溶液中含有大量的I-，碘单质会与I-形成I3-子，易溶于水，使碘的溶解平衡向溶于水的方向移动)。碘水的配制根据用途有多种配方，目前中学实验室常采用革兰氏碘液的配法：即取碘晶体1.0g，碘化钾2.0g，先将碘化钾用5-10mL蒸馏水溶解，再加入碘晶体，充分振摇或搅拌，待碘全部溶解后加蒸馏水至300mL，革兰氏碘液的浓度约为0.33％。
(2)碘酒，又称碘酊。碘酒是以酒精为溶媒的碘溶液，含量一般为2％。配制方法是：碘20g，碘化钾10g，酒精500mL，待碘全部溶解后，加水至1000mL。
(3)络合碘，又称碘伏，是碘和表面活性剂通过络合的方式而形成的不定型络合物。由于表面活性剂有多种，配方和制作工艺也有多种，因此生成的碘伏也有多种。现在医院消毒常用的是0.5％的碘伏，医药商店卖的也多是碘伏。
2.2 应用浓度
现有中学生物学教材的实验中只讲使用碘液或用稀碘液，均未指明使用浓度。笔者经过探究和查阅资料觉得如果用碘液来染色，一般用浓度约0.33％为宜，可采用革兰氏碘液，或将市售碘伏(含碘0.5％左右)按1：1.5稀释后使用。检验淀粉时，如果检验生物组织中所含的淀粉，如绿叶在光合作用下产生淀粉、观察玉米种子等实验，也可用此浓度；如果是检验溶液中的淀粉，则使用浓度可降到0.2％1)2下，即将革兰氏碘液按1：1稀释，或将市售碘伏按1：2或1：3稀释，市售碘酒(一般含量2％)按1：10稀释后使用。消毒可采用1％的碘酒或0.5％的碘伏，或按医嘱使用。
2.3 用量
中学生物教学中使用碘液的实验虽多，但碘液的用量却并不大，一般染色只需1～2滴，检验淀粉也只需2滴左右，实验中注意提醒学生按需使用，用量不宜过多。
3 绿叶中色素的提取实验
采用教材所列的“研磨法”提取绿叶中的色素，需要在待研磨的5g绿叶中，放人有助于研磨充分的二氧化硅和防止在研磨中色素被破坏的碳酸钙，但书上没给出这两种药品的准确用量，只讲放人“少许”，“少许”的取值范围是多少?笔者带领学生进行了一些探究。 材料用具：菠菜叶5g，95％酒精10mL，二氧化硅，碳酸钙，层析液(20份在60-90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮、1份苯混合而成)，干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛笔，剪刀，药匙，量筒，天平，小烧杯，培养皿盖。
室温：8℃。
二氧化硅和碳酸钙用量比较见表3。
以上实验探究说明，在温度较低时，二氧化硅和碳酸钙用量的多少与色素的提取和分离质量关系不是很大。故两种药品的用量在0.1～0.2g为宜，即实验室用小药匙的1／4-1／2平药匙的量即可。
实验教师在实验准备和实验指导过程中，要把握好材料和药品的用量以及材料和试剂的使用浓度，力求在实验现象明显的前提下，降低实验成本，节约资源。
参考文献：
[1]课程教材研究所等编著，义务教育课程标准实验教科书生物，七年级(上册)[M]，北京：人民教育出版社.
[2]人民教育出版社等编著，普通高中课程标准实验教科书生物・分子与细胞[M]，北京：人民教育出版社
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