一 染色劑的應(yīng)用
1 DNA和RNA的染色鑒定
甲基綠和吡羅紅是混合染色劑。 甲基綠是具有金屬光澤的綠色微結(jié)晶或亮綠色粉末 。溶于水，顯藍(lán)綠色。稍溶于乙醇，不溶于戊醇 。吡咯在鹽酸作用下聚合成為吡咯紅，可與 RNA結(jié)合呈現(xiàn)紅色。
這兩種染色劑對(duì)DNA和RNA的親和力不同，甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色。利用甲基綠、吡羅紅混合染色劑將細(xì)胞染色，可以觀察到DNA和RNA在細(xì)胞中的分布情況。
注意：①鹽酸能改變細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑進(jìn)人細(xì)胞，同時(shí)使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合。② 2種染色劑要混合使用，而且要現(xiàn)配現(xiàn)用。
2 健那綠染液與線粒體的觀察
健那綠染液是專一性的線粒體的活細(xì)胞染料，線粒體中細(xì)胞色素氧化酶使染料保持氧化狀態(tài)( 即有色狀態(tài))呈藍(lán)綠色 ， 而在周圍的細(xì)胞質(zhì)中染料被還原成為無色狀態(tài) 。因此可以使活細(xì)胞中的線粒體呈現(xiàn)藍(lán)綠色，而細(xì)胞質(zhì)接近無色。
線粒體能在健那綠染液中維持活性數(shù)小時(shí)，通過染色，可以在高倍顯微鏡下觀察到生活狀態(tài)的線粒體的形態(tài)和分布。
3. 堿性染料與染色體的觀察
生物實(shí)驗(yàn)中所用的染料，按其來源可分為天然染料和人工染料兩大類。人工染料根據(jù)其主要化學(xué)成分的性質(zhì)，又分成堿性染料、酸性染料和中性染料三大類，其堿性、酸性和中性是由染料中有色部分的性質(zhì)所決定的。若染料的有色部分為陰離子，即為“酸性”染料；若染料的有色部分為陽離子，則稱為“堿性”染料；若染料的陰、陽離子均有顏色，則稱為“中性”染料。染色體(質(zhì))是細(xì)胞核內(nèi)容易被堿性染料染成深色的物質(zhì)。
在觀察植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，常用龍膽紫溶液使染色體染成紫色，也使用醋酸洋紅溶液使染色體著紅色。二者染色時(shí)間都不可過長(zhǎng)。
l ％～ 2 ％龍膽紫溶液俗稱紫藥水，是人們所熟悉的外用藥。龍膽紫溶液的配制是將龍膽紫溶解在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的醋酸溶液中配制而成。染色中使用的龍膽紫溶液略呈酸性，
l％醋酸洋紅本身也是酸性，同樣具有堿性的助色基團(tuán)。配方中的醋酸是染料的溶劑，在染色時(shí)增加了細(xì)胞的通透性，利于染液的離子進(jìn)入細(xì)胞而使細(xì)胞核內(nèi)的染色體著色 。
此外，改良苯酚品紅溶液也可使染色體著色。
4 亞甲基藍(lán)是一種活體染色體
亞甲基藍(lán)是細(xì)胞的活體染色劑，0．01％亞甲基藍(lán)對(duì)細(xì)胞無毒害，亞甲基藍(lán)是一種有機(jī)物小分子，在水中離解成亞甲基藍(lán)的陽離子(呈藍(lán)色)和氯離子(無色)，亞甲基藍(lán)陽離子可通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入到細(xì)菌體內(nèi)，在酶的作用下被細(xì)菌分解成無色的小分子，使藍(lán)色褪去。褪色程度越大，說明細(xì)菌越多，水污染越嚴(yán)重，因此可用于水污染程度指示劑。此外，亞甲基藍(lán)是氧化還原指示劑，在有氧的環(huán)境中藍(lán)色褪去，可用作氧氣檢測(cè)劑。
5 蘇丹紅與脂肪鑒定
蘇丹 Ⅲ、 蘇丹Ⅳ是人工合成的蘇丹紅系列染料 。常作為一種工業(yè)染料 ，被廣泛用于如溶劑、油 、蠟 、汽油的增色以及鞋 、地板等增光。近年有不法分子用于食品添加劑，對(duì)人體有害。
蘇丹紅為親脂性化合物。在脂肪類物質(zhì)中的溶解度大于在其他溶劑( 如酒精 、丙酮) 中的溶解度時(shí) ，染料顆粒便大量進(jìn)入脂肪類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)內(nèi)，在脂滴中溶解積累 ， 并吸附在脂肪顆粒結(jié)構(gòu)上 ，蘇丹Ⅲ遇脂肪顯橘黃色，蘇丹Ⅳ遇脂肪顯紅色。蘇丹Ⅳ染液與脂肪的親和力比較強(qiáng)，所以染色時(shí)間應(yīng)比蘇丹Ⅲ短。
6 染色劑的染色與顯微鏡的使用
如果觀察經(jīng)過染色劑染色的生物材料，如觀察洋蔥根尖分生區(qū)有絲分裂實(shí)驗(yàn)時(shí)要用較強(qiáng)的光照。而不經(jīng)染色的生物材料在顯微鏡下觀察時(shí)，光線盡可能的較暗些。如觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果光線太強(qiáng)，不容易觀察到液泡。
二 例題分析
例1只有在保持細(xì)胞活性的條件下，才能顯示細(xì)胞中某物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是（ ）
A.蘇丹Ⅲ染色劑觀察花生種子子葉細(xì)胞中的脂肪
B.龍膽紫染色觀察洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞的有絲分裂
C.健那綠（詹納斯綠B）染色觀察動(dòng)物細(xì)胞的線粒體
D.甲基綠、派洛寧（吡羅紅）染色觀察動(dòng)物細(xì)胞中的DNA和RNA
解析：本題考查有關(guān)染色劑的使用。蘇丹Ⅲ染色劑用于觀察花生子葉細(xì)胞中的脂肪顆粒。觀察洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)在解離時(shí)細(xì)胞已死亡，甲基綠、吡羅紅用于觀察DNA和RNA
健那綠染液是專一性的線粒體的活細(xì)胞染料，其染色原理是：線粒體中細(xì)胞色素氧化酶使染料保持氧化狀態(tài)( 即有色狀態(tài))呈藍(lán)綠色 ，而在周圍的細(xì)胞質(zhì)中染料被還原成為無色狀態(tài) 。 因此可以使活細(xì)胞中的線粒體呈現(xiàn)藍(lán)綠色，而細(xì)胞質(zhì)接近無色。所以只有在保持細(xì)胞活性的條件下，才能顯示細(xì)胞中線粒體結(jié)構(gòu)。答案為C。
例2下表是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x用的試劑與預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確的是
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實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
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試劑
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預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
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A
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觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂
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醋酸洋紅
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染色體被染成紫紅色
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B
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檢測(cè)植物組織中的脂肪
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雙縮脲試劑
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脂肪顆粒被染成紫紅色
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C
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檢測(cè)植物組織中的葡萄糖
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甲基綠
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葡萄糖與甲基綠作用，生成綠色沉淀
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D
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觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布
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斐林試劑 吡羅紅
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斐林試劑將DNA染成綠色，吡羅紅將RNA染成紅色
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解析：本題主要考查生物教材中不同實(shí)驗(yàn)的染色或某些顏色變化。植物脂肪的鑒定用蘇丹Ⅲ（或蘇丹Ⅳ）試劑呈橘黃色（或紅色）；觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布應(yīng)該選用甲基綠和吡羅紅染色劑，甲基綠將DNA染成綠色，吡羅紅將RNA染成紅色；葡萄糖用斐林試劑鑒定呈現(xiàn)磚紅色沉淀。答案為A
例3使用染色劑染色是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的方法，某同學(xué)對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)做了如下歸納：
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實(shí)驗(yàn)
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觀察對(duì)象
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染色劑
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實(shí)驗(yàn)結(jié)果
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①
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花生子葉細(xì)胞的脂肪顆粒
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蘇丹Ⅲ
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脂肪顆粒被染成橘黃色
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②
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人口腔上皮細(xì)胞中的DNA和RNA分布
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吡羅紅甲基綠
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細(xì)胞內(nèi)染成綠色的面積顯著大于染成紅色的面積
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③
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人口腔上皮細(xì)胞中的線粒體
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健那綠
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線粒體呈現(xiàn)藍(lán)綠色
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④
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洋蔥根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂
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龍膽紫
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間期細(xì)胞不著色，分裂期細(xì)胞染色體著色
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（1）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的歸納，正確的有_______（實(shí)驗(yàn)序號(hào)）。
（2）實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④在染色之前，都使用了一定濃度的鹽酸處理。其中，實(shí)驗(yàn)②用鹽酸可改變______通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞；實(shí)驗(yàn)④用鹽酸與酒精混合，對(duì)材料進(jìn)行解離。在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)操作中，都要注意鹽酸濃度，處理材料時(shí)的溫度和______。
（3）健那綠使線粒體著色與線粒體內(nèi)膜的酶系統(tǒng)有關(guān)。線粒體內(nèi)膜上的酶主要催化有氧呼吸的第______階反應(yīng)，該反應(yīng)變化是____________。
解析：使用甲基綠和吡羅紅進(jìn)行染色體色時(shí)，甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色。DNA主要存在于細(xì)胞核，而RNA存在于細(xì)胞質(zhì)中，因此應(yīng)該是呈現(xiàn)紅色的面積較大。使用龍膽紫對(duì)洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí)，染色體被染色，在間期細(xì)胞核被染成深色，在分裂期可看到染色體。②④不正確。
在高中生物實(shí)驗(yàn)中有多處用到鹽酸，觀察DNA和RNA的實(shí)驗(yàn)中鹽酸能改變細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑進(jìn)人細(xì)胞，同時(shí)使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合。在根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，鹽酸和酒精混合液起解離作用。解離時(shí)間過短根尖分生區(qū)的細(xì)胞不易分散開，解離時(shí)間過長(zhǎng)細(xì)胞太酥軟不易取出。
在線粒體在內(nèi)膜上進(jìn)行有氧呼吸的第三階段，前兩階段產(chǎn)生的[H]在第三階段與氧氣結(jié)合生成水同時(shí)釋放大量的能量。
答案： （1）①③ （2）細(xì)胞膜 時(shí)間 （3）三 [H]與氧結(jié)合形成水，同時(shí)釋放大量的能量
三 變式提高
1 下列關(guān)于低溫誘導(dǎo)染色體加倍實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是
A．原理：低溫抑制染色體著絲點(diǎn)分裂，使子染色體不能分別移向兩極
B．解離：鹽酸酒精混合液和卡諾氏液都可以使洋蔥根尖解離
C．染色：改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色
D．觀察：顯徽鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變
2對(duì)下表中所列待測(cè)物質(zhì)的檢測(cè)，所選用的試劑及預(yù)期結(jié)果都正確的是
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待測(cè)物質(zhì)
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檢測(cè)試劑
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預(yù)期顯色結(jié)果
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①
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DNA
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甲基綠
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紅色
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②
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脂肪
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蘇丹Ⅲ
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橘黃色
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③
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淀粉
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斐林試劑
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藍(lán)色
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④
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蛋白質(zhì)
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雙縮脲試劑
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紫色
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A． ①③ B．② ③ C．①④ D．②④
3下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)及顯色結(jié)果的敘述，正確的有
A．水浴加熱條件下，蔗糖與斐林試劑發(fā)生作用生成磚紅色沉淀
B．沸水浴條件下，脫氧核苷酸與二苯胺發(fā)生作用呈現(xiàn)藍(lán)色
C．常溫條件下，蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用呈現(xiàn)紫色
D．常溫條件下，核糖核酸與甲基綠作用呈現(xiàn)綠色
答案： 1 C 2 D 3 C