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高中生物学实验中的显色反应释疑
时间:2024-12-23 11:09:31
答案

显色反应是指物质在化学或物理作用下发生颜色变化的反应,可以是化学反应,也可以是物理作用,或两者共同作用的结果。本文将对部分生物学实验中的显色反应原理、注意事项和疑难问题进行详细阐述。

首先,淀粉遇碘变蓝。淀粉由α-葡萄糖分子构成,碘分子可嵌入淀粉螺旋结构的轴心,形成淀粉-碘络合物,呈现特定颜色。这一过程并非化学反应。值得注意的是,不同类型的淀粉遇碘反应表现不同,直链淀粉遇碘呈蓝色,而支链淀粉则呈紫红色。此外,淀粉遇碘反应会随水解程度变化而呈现出蓝紫色、紫色、红色至无色的渐变。

其次,蛋白质与双缩脲试剂呈紫色反应。双缩脲试剂主要由双缩脲试剂A(0.1g/mL NaOH溶液)和双缩脲试剂B(0.01g/mL CuSO4溶液)组成。蛋白质或多肽结构中含有的与双缩脲相似的结构,即肽键,使其能够与双缩脲试剂发生紫色反应,可用于蛋白质的定性或定量测定。

再次,脂肪与苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液呈现橘黄色或红色。苏丹染液易溶于脂肪和酒精,且脂肪与苏丹染液的亲和力更强。使用含苏丹染液的酒精溶液处理含有脂肪的生物组织时,脂肪被染成橘黄色或红色。然而,脂肪在酒精中可溶解,因此对脂肪染色不宜超过10分钟。

然后,DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下呈现蓝色反应。DNA在强酸、加热条件下,嘌呤碱基与脱氧核糖间的糖苷键断裂,产生脱氧核糖。脱氧核糖在酸性、加热情况下,生成ω-羟基-γ-酮基戊醛,与二苯胺反应生成蓝色化合物。

在使用甲基绿、吡罗红混合液观察DNA和RNA分布时,甲基绿与DNA选择性结合显示绿色,吡罗红与RNA选择性结合显示红色。甲基绿和吡罗红混合使用的原因是,DNA降解后聚合程度降低,也能与吡罗红结合呈现红色,单独使用吡罗红效果不佳。DNA提纯实验中,只能用二苯胺试剂进行鉴定,因为DNA中混有少量RNA,甲基绿鉴定时两者均会被染成绿色。

此外,健那绿染液可观察线粒体呈蓝绿色。线粒体内存在细胞色素氧化酶,使进入线粒体的健那绿保持氧化状态,呈现蓝绿色。而周围细胞质中的健那绿试剂则被还原,变为无色状态。因此,健那绿试剂仅能对活细胞的线粒体进行染色。

接着,二氧化碳使溴麝香草酚蓝溶液呈现由蓝到绿再到黄的颜色变化。溴麝香草酚蓝是一种酸碱指示剂,变色范围为pH6.0(黄)~7.6(蓝)。二氧化碳溶于水后,形成弱酸碳酸,pH降低至6.0左右,溶液变为黄色,其中的过渡颜色是绿色,因此呈现由蓝到绿再到黄的颜色变化过程。

最后,酒精使重铬酸钾溶液出现橙色到灰绿色的颜色变化。重铬酸钾具有强氧化性,在酸性条件下将酒精氧化,生成的硫酸铬呈绿色,因此酒精与重铬酸钾溶液反应时,出现橙色到灰绿色的颜色变化。

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