高中生物涉 “碘”案例教學(xué)整合

安徽 馬紹典

高中生物涉 “碘”案例教學(xué)整合

安徽 馬紹典

在高中教材上多次提到關(guān)于碘單質(zhì)及其形成的化合物用法，并且在一些高考試題中也有涉及。本文把高中教材上出現(xiàn)的與“碘”有關(guān)的內(nèi)容總結(jié)一下，便于更好地理解掌握這方面的知識。

一、用于檢驗物質(zhì)的試劑

1.碘液的用法

1.1 驗證基因的分離定律

【典型例題1】水稻的非糯性和糯性是一對相對性狀，非糯性花粉中所含的淀粉為直鏈淀粉，遇碘變藍黑色，而糯性花粉中所含的是支鏈淀粉，遇碘變橙紅色?，F(xiàn)在用純種的非糯性水稻和糯性水稻雜交，取F1花粉加碘液染色，在顯微鏡下觀察，花粉有一半呈藍黑色，一半呈橙紅色。請回答：

（1）花粉出現(xiàn)這種比例的原因是_____________。

（2）實驗結(jié)果驗證了____________________。

（3）F1自交，產(chǎn)生的植株中的花粉有_______種類型。

【解析】（1）根據(jù)題意，設(shè)純種的非糯性水稻基因型為WW，糯性為ww。這兩種水稻雜交產(chǎn)生的F1的基因型全部是Ww。因為非糯性花粉（基因型為W）中所含的淀粉為直鏈淀粉，遇碘變藍黑色。而糯性花粉（基因型為w）中所含的是支鏈淀粉，遇碘變橙紅色。F1產(chǎn)生的花粉基因型為W和w兩種類型，比例是1∶1，所以取F1花粉加碘液染色，在顯微鏡下觀察，花粉有一半呈藍黑色，一半呈橙紅色。（2）實驗結(jié)果驗證了基因的分離定律。即在F1形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中。（3）如果讓F1自交，產(chǎn)生的植株中的花粉還是只有W和w兩種類型。

1.2 顯性純合子和雜合子的鑒定方法

花粉鑒定法，純合子花粉的基因型只有一種，雜合子花粉的基因型有兩種，通過加碘液觀察即可。

1.3 淀粉的檢驗

高中生物比較重要的實驗之一是“檢驗生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”。其中檢驗淀粉用的就是碘液，原理是淀粉遇碘變藍色。步驟：①向試管內(nèi)注入2 mL待測組織樣液。②向試管內(nèi)滴加2滴碘液，觀察現(xiàn)象。例如在探究“溫度對酶的活性影響”實驗時，如果以淀粉為底物，以淀粉酶為催化劑探究溫度影響酶活性的實驗，則測定酶促反應(yīng)速率可以通過碘液檢查淀粉的分解速率，但不可以通過斐林試劑檢測淀粉水解產(chǎn)物的生成速率。因為斐林試劑的使用條件是水浴加熱，會影響本實驗的結(jié)果。

【典型例題2】下列關(guān)于探究酶活性的實驗的敘述，正確的是 （ ）

A. 若探究溫度對酶的活性影響，可選擇過氧化氫溶液為底物

B. 若探究過氧化氫酶的高效性，可選擇無機催化劑作為對照

C. 若探究溫度對淀粉酶活性的影響，可選擇斐林試劑對實驗結(jié)果進行檢測

D. 若用淀粉、蔗糖和淀粉酶來探究酶的專一性，可用碘液對實驗結(jié)果進行檢測

【解析】溫度會影響酶的活性也會影響過氧化氫的分解速率，A項錯誤，因為碘液不能與蔗糖反應(yīng)也不能與蔗糖的分解產(chǎn)物反應(yīng)，所以不能檢驗蔗糖有沒有分解，D項錯誤。

【答案】B

1.4 驗證光合作用的產(chǎn)物

1864年，德國植物學(xué)家薩克斯做了一個實驗：他把綠葉先在暗處放置幾個小時，目的是消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)。然后，他讓葉片一半曝光，另一半遮光。過一段時間后，他用碘蒸汽處理葉片，發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍色，遮光的一半則沒有顏色變化。這一實驗成功地證明光合作用的產(chǎn)物除了氧氣外還有淀粉。

二、碘的運輸方式

必修1第4章第1節(jié)“物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗边@一課中資料分析講到人體甲狀腺濾泡上皮細胞具有很強的攝取碘的能力。血液中碘的物質(zhì)濃度為250 mg/L，而甲狀腺濾泡上皮細胞內(nèi)碘濃度比血液高20～25倍。即碘可以逆著物質(zhì)濃度梯度運輸，進入該細胞的方式屬于主動運輸。

三、甲狀腺激素的重要組成成分

必修3第2章第3節(jié)“通過激素調(diào)節(jié)”重點講了甲狀腺激素的來源和作用，合成甲狀腺激素離不開碘。缺碘時會導(dǎo)致甲狀腺激素分泌不足，人體出現(xiàn)甲狀腺增生，患上甲狀腺腫。此時，甲狀腺機能減退，甲狀腺激素分泌不足，神經(jīng)系統(tǒng)和生殖器官會受到影響。嬰兒缺乏甲狀腺激素會患呆小癥，及時補充甲狀腺激素可使患兒發(fā)育恢復(fù)正常。所以食用鹽中加碘制成碘鹽，以預(yù)防因缺碘而造成的疾病。

【典型例題3】下列是缺碘與不缺碘的兩類人群中，血液內(nèi)與甲狀腺活動密切相關(guān)的兩種激素含量狀況。

分泌腺體 激素名稱 不缺碘人群__激素_______含量_缺碘人_群激素含量_補碘前__補碘后_____甲狀腺_____甲狀腺激素______________正常___________降低___正_常_____________________________垂體__________________________A_________________________正常B____正__常____

（1）表中A是________，B應(yīng)________。甲狀腺激素對垂體分泌激素A起_______作用。在甲狀腺激素的分泌調(diào)節(jié)中，控制樞紐是_______。

（2）長期缺碘，成年人會表現(xiàn)出：①喜熱、畏寒等體溫偏低現(xiàn)象；②少言寡語、反應(yīng)遲鈍及嗜睡等現(xiàn)象?，F(xiàn)象①說明甲狀腺激素的相關(guān)作用是________；現(xiàn)象②說明該激素對神經(jīng)系統(tǒng)的作用是________。通常，食用碘鹽可以預(yù)防碘缺乏癥。

【答案】（1）促甲狀腺激素 升高 抑制（反饋調(diào)節(jié)）下丘腦

（2）促進新陳代謝 提高興奮性

【典型例題4】（2011·安徽卷）人體甲狀腺濾泡上皮細胞具有很強的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素治療某些甲狀腺疾病，但大劑量的131I對人體會產(chǎn)生有害影響。積聚在細胞內(nèi)的131I可能直接 （ ）

A. 插入DNA分子引起插入點后的堿基序列改變

B. 替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變

C. 造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異

D. 誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細胞基因突變并遺傳給下一代

【解析】DNA分子的組成中沒有I元素，所以I不會插入DNA分子引起插入點后的堿基序列改變，A項錯誤。同理B項也錯誤。因為131I是放射性同位素，所以大劑量的131I會引起基因突變，染色體結(jié)構(gòu)變異，C項正確。但誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細胞基因突變不會遺傳給下一代，D項錯誤。

【答案】C

四、與化學(xué)方面的聯(lián)系

由于碘難溶于水，而易溶于CCl4和KI等有機溶劑中，所以在實驗中我們通常配制I-KI試劑，碘液的本身顏色是棕黃色，遇到淀粉變藍色。而化學(xué)上講到檢驗具有氧化性的氣體時，用到淀粉-碘化鉀試紙。例如檢驗氯氣，氯氣可以氧化碘化鉀，使碘化鉀變成單質(zhì)碘，所以淀粉-碘化鉀試紙會由無色變?yōu)樗{色。

【典型例題5】（2012·皖南八校二模）（節(jié)選）驗證淀粉酶的專一性，用淀粉酶來催化淀粉和蔗糖這兩種底物水解，所用試劑為碘-碘化鉀溶液。指出實驗一處錯誤并改正____________。

【答案】所用試劑錯誤，應(yīng)用斐林試劑檢驗。

以上就是筆者對高中生物二輪復(fù)習(xí)時總結(jié)的“碘”方面的知識，希望通過本節(jié)課教學(xué)能使學(xué)生更好地全面掌握本知識點。

（作者單位：安徽省潁上縣第一中學(xué)）