A. 高中生物实验方法
实验一:使用高倍显微镜观察几种细胞
一、实验目的:
1、学会如何使用显微镜观察细胞;
2、了解细胞的结构;
3、学会制作临时装片。
二、实验材料:(实验材料可换)松针、动物血液、动物神经细胞永久装片
三、实验用具: 载玻片、盖玻片、蒸馏水、滴管、镊子、薯仔、刀片、显微镜(物镜5X、10X、40X)
四、方法步骤:
1、制作松针的临时切片:
(1)取干净的载玻片一个平置于试验台上,用滴管在载玻片中央滴一滴蒸馏水。
(2)将薯仔切成条状(截面约:0.5X12.5px)取两条,将一根松针夹在两个薯仔条之间,用刀片削成尽量薄的薄片,削时,手腕不动,靠大臂带动小臂移动刀片。切片数次。从中选取较薄的切片,置于载玻片的水滴上。
(3)从一侧轻轻盖上盖玻片,不要产生气泡。用吸水纸轻轻吸去盖玻片周围的水滴,即完成临时切片的制作。
2、观察切片:
(1)取出显微镜,置于试验台上靠左的位置,打开光源。
(2) 将上步制作好的切片置于显微镜的载物台上,调整载物台位置,使盖玻片对准光源。
(3)使用5X物镜观察切片,使松针切片在视野中心,换成10X物镜,观察松针叶面横切结构。
(4)换成40X物镜观察,注意细胞及细胞内物质结构,画图。
3、 动物血液临时装片的制作及观察(除了不用切片,其他类似)
4、 动物神经细胞永久装片的观察。
五、考点提示:
1、松针的叶面结构是什么样的?
2、动物细胞的结构是什么样的?与植物细胞又什么不同?
3、显微镜的物镜倍数愈大,视野的亮度如何?物体的大小如何?
4、如何调节焦距?
5、如何才能使切片尽量的薄?切片的厚薄对显微镜下观察的效果有什么影响。
实验二:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
一、实验目的:
尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质,阐明实验原理—颜色反应,识记和区分用于可溶性还原糖、脂肪、蛋白质鉴定的试剂及产生的特定颜色,初步掌握鉴定上述化合物的基本方法,学会描述实验现象,掌握NaOH溶液和CuSO4溶液的使用方法。
二、实验原理:
某些化学试剂能使生物组织中的有关有机化合物,产生特定的颜色反应。
1、生物组织中普遍存在的可溶性糖类较多,有葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖。前三种糖的分子内都含有游离的具还原性的半缩醛羟基,因此叫做还原糖;蔗糖分子内没有,为非还原糖。实验中所用的斐林试剂,只能鉴定生物组织中可溶性还原糖,而不能鉴定可溶性非还原糖。可溶性还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)与斐林试剂发生作用,可生成砖红色的Cu 2O沉淀。如:
葡萄糖 + 2Cu2+ + 4OH— 加热 葡萄糖酸 + Cu 2O↓(砖红色)+ H 2O
即Cu 2+被还原成Cu 2O,葡萄糖被氧化成葡萄糖酸。
用斐林试剂鉴定还原糖时,溶液变化过程为:浅蓝色→棕色→砖红色沉淀
淀粉遇碘变蓝色(直链)或紫(红)色(支链)。
2、脂肪和类脂(磷脂、糖脂、固醇脂等)统称为脂类。它是构成人体组织的正常成分,不溶于水而易溶于酒精、乙醚、氯仿等脂溶剂中。在化学组成上,脂类属于脂肪酸的酯或与这些酯有关的物质。脂类的主要功能是氧化供能。
脂肪主要存积于脂肪组织中,并以油滴状的微粒存在脂肪细胞浆内。
在病理检验中,脂类染色法最常用以证明脂肪变性,脂肪栓子以及肿瘤的鉴别。脂类染色使用最广泛的染料是苏丹染料,最常用的有苏丹Ⅲ,苏丹Ⅳ,苏丹黑及油红O等。脂肪被染色,实际上是苏丹染料被脂肪溶解吸附而呈现染料的颜色。经研究认为组织中脂质在液态或半液态时,对苏丹染料着色效果最好。根据这一原理,适当提高温度(37℃-60℃)对组织切片染色效果是有好处的。
脂类染色,用冰冻或石蜡切片,以水溶性封固剂封固,如甘油、明胶和阿拉伯糖胶等。
脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色或橙红色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色),胆脂素呈淡红色,脂肪酸不着色,细胞核呈蓝色。
3、蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。(蛋白质分子中含有很多肽键,在碱性NaOH溶液中能与双缩脲试剂中的Cu2+作用,产生紫色反应。)
三、实验材料:
1、做可溶性还原性糖鉴定实验,应选含糖高,颜色为白色的植物组织,如苹果、梨。(因为组织的颜色较浅,易于观察。)经试验比较,颜色反应的明显程度依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜。
2、做脂肪的鉴定实验。应选富含脂肪的种子,以花生种子为最好,实验前一般要浸泡3~4小时(也可用蓖麻种子)。
3、做蛋白质的鉴定实验,可用富含蛋白质的黄豆或鸡蛋清。
4、淀粉的鉴定:马铃薯匀浆。
四、实验用具:双面刀片、试管(最好用刻度试管)、试管夹、试管架、大小烧杯、小量筒、滴管、酒精灯、三脚架、石棉网、火柴、载玻片、盖玻片、毛笔、吸水纸、显微镜
五、实验试剂:
1.斐林试剂(包括甲液:质量浓度为0.1g/ mL NaOH溶液和乙液:质量浓度为0.05g/ mL CuSO4溶液)
2.苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液
3.双缩脲试剂(包括A液:质量浓度为0.1g/ mL NaOH溶液和B液:质量浓度为0.01g/ mL CuSO4溶液)
4.体积分数为50%的酒精溶液
5.碘液
6.蒸馏水
六、方法步骤:
一、可溶性糖的鉴定
操 作 方 法
注 意 问 题
解 释
1. 制备组织样液。
(去皮、切块、研磨、过滤)
苹果或梨组织液必须临时制备。
因苹果多酚氧化酶含量高,组织液很易被氧化成褐色,将产生的颜色掩盖。
2. 取1支试管,向试管内注入2mL组织样液。
3. 向试管内注入1mL新制的斐林试剂,振荡。
应将组成斐林试剂的甲液、乙液分别配制、储存,使用前才将甲、乙液等量混匀成斐林试剂;
切勿将甲液、乙液分别加入苹果组织样液中进行检测。
斐林试剂很不稳定,甲、乙液混合保存时,生成的Cu ( OH ) 2在70~ 900C下分解成黑色CuO和水;
甲、乙液分别加入时可能会与组织样液发生反应,无Cu OH生成。
4. 试管放在盛有50-650C温水的大烧杯中,加热约2分钟,观察到溶液颜色:浅蓝色 →棕色 → 砖红色(沉淀)
最好用试管夹夹住试管上部,使试管底部不触及烧杯底部,试管口不朝向实验者。
也可用酒精灯对试管直接加热。
防止试管内的溶液冲出试管,造成烫伤;
缩短实验时间。
二、脂肪的鉴定
操 作 方 法
注 意 问 题
解 释
花生种子浸泡、去皮、切下一些子叶薄片,将薄片放在载玻片的水滴中,用吸水纸吸去装片中的水。
干种子要浸泡3~4小时,新花生的浸泡时间可缩短。
因为浸泡时间短,不易切片;浸泡时间过长,组织较软,切片不易成形。切片要尽可能薄些,便于观察。
在子叶薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液,染色1分钟。
染色时间不宜过长。
用吸水纸吸去薄片周围染液,用50%酒精洗去浮色,吸去酒精。
酒精用于洗去浮色,不洗去浮色,会影响对橘黄色脂肪滴的观察。同时,酒精是脂溶性溶剂,可将花生细胞中的脂肪颗粒溶解成油滴。
用吸水纸吸去薄片周围酒精,滴上1~2滴蒸馏水,盖上盖玻片。
滴上清水可防止盖盖玻片时产生气泡。
低倍镜下找到花生子叶薄片的最薄处,可看到细胞中有染成橘黄色或红色圆形小颗粒。
装片不宜久放。
时间一长,油滴会溶解在乙醇中。
三、蛋白质的鉴定
操 作 方 法
注 意 问 题
解 释
制备组织样液。
(浸泡、去皮研磨、过滤。)
黄豆浸泡1至2天,容易研磨成浆,也可购新鲜豆浆以节约实验时间。
鉴定。加样液约2ml于试管中,加入双缩脲试剂A,摇匀;再加入双缩脲试剂B液3~4滴,摇匀,溶液变紫色。
A液和B液也要分开配制,储存。鉴定时先加A液后加B液。
CuSO4溶液不能多加。
先加NaOH溶液,为Cu2+与蛋白质反应提供一个碱性的环境。A、B液混装或同时加入,会导致Cu2+变成Cu ( OH ) 2沉淀,而失效。
否则CuSO4的蓝色会遮盖反应的真实颜色。
可用蛋清代替豆浆。
蛋清要先稀释。
如果稀释不够,在实验中蛋清粘在试管壁,与双缩脲试剂反应后会粘固在试管内壁上,使反应不容易彻底,并且试管也不易洗干净。
附:淀粉的检测和观察
用试管取2ml待测组织样液,向试管内滴加2滴碘液,观察颜色变化。
碘液不要滴太多
以免影响颜色观察
七、考点提示:
1、常见还原性糖与非还原性糖有哪些? 答:葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原性糖;淀粉、蔗糖、纤维素都是非还原性糖。 2、还原性糖植物组织取材条件? 答:含糖量较高、颜色为白色或近于白色,如:苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。 3、研磨中为何要加石英砂?不加石英砂对实验有何影响? 答:加石英砂是为了使研磨更充分。不加石英砂会使组织样液中还原性糖减少,使鉴定时溶液颜色变化不明显。 4、斐林试剂甲、乙两液的使用方法?混合的目的?为何要现混现用? 答:混合后使用;产生氢氧化铜;氢氧化铜不稳定。 5、还原性糖中加入斐林试剂后,溶液颜色变化的顺序为? 答:浅蓝色棕色 砖红色。6、花生种子切片为何要薄? 答:只有很薄的切片,才能透光,而用于显微镜的观察。 7、转动细准焦螺旋时,若花生切片的细胞总有一部分清晰,另一部分模糊,其原因一般是什么? 答:切片的厚薄不均匀。 8、脂肪鉴定中乙醇作用? 答:洗去浮色。 9、双缩脲试剂A、B两液是否混合后用?先加A液的目的怎样通过对比看颜色变化? 答:不能混合;先加A液的目的是使溶液呈碱性;先留出一些大豆组织样液做对比。
实验三:观察DNA和RNA在细胞中的分布
一、实验原理:
1、真核细胞的DNA主要分布在细胞核内,RNA主要分布在细胞质中。
2、甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同,甲基绿对DNA亲和力强,使DNA显现出绿色,而吡罗红对RNA的亲和力强,使RNA呈现出红色。用甲基绿、吡罗红的混合染色剂将细胞染色,可同时显示DNA和RNA在细胞中的分布。
3、盐酸的作用
① 盐酸能改变细胞膜的通透性,加速染色剂的跨膜运输;
② 盐酸使染色体中的DNA与蛋白质分离,便于DNA与染色剂的结合
二、实验材料:人的口腔上皮细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞
三、实验用具:大小烧杯、温度计、滴管、消毒牙签、载玻片、盖玻片、铁架台、
石棉网、火柴、酒精灯、吸水纸、显微镜
四、方法步骤:
1、取材
① 滴:在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液;
② 刮:用消毒牙签在口腔内侧壁上轻轻地刮几下;
③ 涂:将牙签上的碎屑涂抹在载玻片的生理盐水中;
④ 烘:将涂有口腔上皮细胞的载玻片在酒精灯的火焰上烘干。
2、水解
① 解:将烘干的载玻片放入装有30ml质量分数为8%的盐酸的小烧杯中,进行材料的水解;
② 保:将小烧杯放入装有30℃温水的大烧杯中保温5分钟。
3、冲洗涂片
① 冲:用缓缓的蒸馏水冲洗载玻片10秒钟;
② 吸:用吸水纸吸去载玻片上的水分。
4、染色
① 染:用2滴吡罗红甲基绿混合染色剂滴在载玻片上,染色5分钟;
② 吸:吸去多余染色剂;
③ 盖:盖上盖玻片。
5、观察
① 低:在低倍物镜下,寻找染色均匀,色泽浅的区域,移至视野中央,将物像调节清晰;
② 高:转到高倍物镜,调节细准焦螺旋,观察细胞核和细胞质的染色情况。
五、考点提示:
1、取口腔上皮细胞之前,应先漱口,以避免装片中出现太多的杂质;
2、取洋葱表皮细胞时,尽量避免材料上带有叶肉组织细胞;
3、冲洗载玻片时水的流速要尽量慢,切忌直接用水龙头冲洗;
4、用酒精灯烘烤载玻片时,不要只集中于材料处,而应将载玻片在火焰上来回移动,使载玻片均匀受热,以免破裂;
5、烘烤后的载玻片不要马上放入盛有稀盐酸的烧杯中,最好先自然冷却1分钟。
实验四:体验制备细胞膜的方法
一、实验原理:细胞膜的流动性和半透性
二、实验材料:猪(或牛、羊、人)的新鲜的红细胞稀释液(血液加适量的生理盐水)
三、实验用具:蒸馏水、试管、吸水纸、载玻片、盖玻片、显微镜
四、方法步骤:
1、用试管吸取少量红细胞稀释液,滴一小滴在载玻片上,盖上盖玻片,制成临时装片
2、在高倍镜下观察,待观察清晰时,在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水,同时在另一侧用吸水纸小心吸引,注意不要把细胞吸跑。上述操作均在载物台上进行,并持续观察细胞的变化。可以看到近水的部分红细胞发生变化;凹陷消失,细胞体积增大,很快细胞破裂,内容物流出。
五、考点提示:
1、选择动物细胞进行实验的原因:动物细胞无细胞壁。
2、选择哺乳动物成熟红细胞进行实验的原因:人和其他哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器(膜),可以得到较纯净的细胞膜。
3、细胞破裂后,用什么方法获得较纯的细胞膜:将涨破的细胞溶液,经过离心分离得到细胞膜。
4、如何获得植物细胞膜:先用纤维素酶和果胶酶将植物细胞壁水解得到原生质体;再将原生质体放入清水中,水自由扩散进入,原生质体涨破;最后经过离心分离得到植物细胞膜。
5、稀释及稀释的时候用生理盐水的原因:稀释后,可以减少血液中的血浆蛋白等杂物。用生理盐水是为了保持渗透压,防止在稀释的时候就发生细胞破裂。
实验五:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
一、实验原理:
1、叶肉细胞中的叶绿体,呈绿色、扁平的椭球形或球形,散布于细胞质中,可以在高倍显微镜下观察它的形态。
2、线粒体普遍存在于动物细胞和植物细胞中,健那绿染液能使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。通过染色,可以在高倍显微镜下观察到处于生活状态的线粒体的形态有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。
二、实验材料:新鲜的藓类的叶、人的口腔上皮细胞、新配制的质量分数为1%的健那绿染液(将0.5g健那绿溶解于50mL生理盐水中,加温到30-40摄氏度,使其充分溶解)
三、实验用具:显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、镊子、消毒牙签
四、方法步骤:
1、观察叶绿体
低倍镜下找到叶片细胞→低倍镜下找到叶片细胞→高倍镜下观察。
2、观察线粒体
染色→制片→低倍镜下找到口腔上皮细胞→高倍镜下观察。
五、考点提示:
1、观察叶绿体时选择藓类叶的原因:藓类属于低等植物,叶片是绿色的单层细胞,不需加工即可进行观察。
2、临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因:保证细胞器的正常形态并能悬浮在细胞质基质中,否则,细胞失水收缩,将影响细胞器形态的观察。
实验六:植物细胞的吸水和失水
一、实验目的:
1、学会使用显微镜观察植物细胞质壁分离和复原。(与前面的知识:显微镜的使用联系)
2、观察不同浓度的溶液对细胞吸水失水的影响,掌握此种方法的具体应用。
3、通过观察植物细胞的吸水和失水,明确渗透系统的组成以及具体应用。
二、实验原理:
1、成熟的植物细胞放到一定浓度的溶液中构成一个渗透系统。当细胞大量失水时原生质层与细胞壁的伸缩程度不同,导致原生质层和细胞壁分离。
2、当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,根据扩散作用原理,水分会由细胞液中渗出到外界溶液中,通过渗透作用失水;由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同,细胞壁伸缩性较小,而原生质层性较大,从而使二者分开;反之,外界溶液浓度大于细胞液浓度,则细胞通过渗透作用吸水,分离后的质和壁又复原。
三、实验材料:紫色特别深的洋葱外表皮、质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液、清水
四、实验用具:显微镜、镊子、刀片、载玻片、盖玻片、滴管、吸水纸
五、方法步骤:
1、用刀片在洋葱鳞片叶的外表面划一个小方块,用镊子撕取这一小块洋葱表皮,在洋葱的外表皮上,用刀片划一些方块,用镊子轻轻撕取一小块(撕取的仅仅是外表皮,不要撕得太厚,仍然作为一个问题留给学生)。在取标本时,可以将洋葱的内表皮朝外,外表皮朝里进行对折,不要太用力,然后取其外表皮作为材料,将它平展地放在载玻片中央的清水滴中,并盖上盖玻片。
2、用低倍镜观察洋葱表皮细胞中紫色的中央液泡大小,以及原生质层的位置。
3、从盖玻片的一侧滴入0.3g/ml的蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次,洋葱表皮细胞就侵润在蔗糖溶液中。注意重复3-4次。
4、再用低倍镜观察洋葱表皮细胞中紫色的中央液泡大小,以及原生质层的位置。
5、从盖玻片的一侧滴入清水,在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引,这样重复几次,洋葱表皮细胞就侵润在清水中。
6、还用低倍镜观察洋葱表皮细胞中紫色的中央液泡大小,以及原生质层的位置。
六、实验结论:
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,水分会由细胞液中渗出到外界溶液中,通过渗透作用失水;由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同,细胞壁伸缩性较小,而原生质层性较大,从而使二者分开;反之,当外界溶液浓度低于细胞液浓度时,则细胞通过渗透作用吸水,分离后的质和细胞壁又复原。
实验七:比较过氧化氢在不同条件下的分解
一、实验目的:
通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢,了解过氧化氢酶的作用和意义
二、实验原理:
新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶,根据酶的专一性,可知其可以催化过氧化氢分解成水和氧。
三、实验材料:
质量分数为20%的猪肝研磨液,新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液,质量分数为3.5%的FeCl3溶液
四、实验用具:
量筒,试管,滴管,试管夹,试管架,卫生香,火柴,酒精灯,大烧杯,石棉网,温度计
五、方法步骤:
1、取4支洁净试管,分别编号1,2,3,4,向试管内分别加入2ml过氧化氢溶液。
2、将2号试管放在90℃左右的水浴中加热,观察气泡情况,并与1号试管作比较。
3、向3号试管内滴入2滴FeCl3溶液,向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液,观察哪支试管产生的气泡多。
4、2至3min后,将点燃的卫生香分别放在3、4号试管内液面的上方,观察哪支试管中的卫生香燃烧更猛烈。
六、实验结论:
1、加热能促进H2O2的分解,提高反应速率;
2、酶有催化作用,与无机催化剂相比,酶具有高效性。
实验八:影响酶活性的条件
一、实验目的:
1、初步学会探索影响酶活性条件的方法。
2、探索过氧化氢酶在不同温度和PH下催化过氧化氢水解的情况。
二、实验原理:
淀粉遇碘后,形成紫蓝色的复合物。麦芽糖和葡萄糖遇碘后,不形成紫蓝色的复合物,但能
与斐林试剂发生氧化还原反应,生成砖红色的氧化亚铜沉淀。
三、实验材料:
质量分数为2%的新配置的淀粉酶溶液,新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液,
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液,新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液,
质量分数为5%的盐酸,质量分数为5%的氢氧化钠溶液,蒸馏水,冰水,热水,
碘液,斐林试剂
四、实验用具:量筒,试管,滴管,试管夹,三脚架,火柴,酒精灯,小烧杯,大烧杯,石棉网,温度计,
五、方法步骤:
一、温度对酶活性的影响
1、取三支洁净的试管,编上号1,2,3,并分别注入2ml可溶性淀粉液。
2、分别向1,2,3号三支试管中各注入1ml新鲜的淀粉酶溶液,摇匀,依次放入沸水,37℃左右的热水,冰水中,维持各自的温度5分钟。
3、分别向1,2,3号三支试管中各滴入一滴碘液,然后摇匀。观察并记录这三只试管中,溶液颜色的变化情况。
二、pH对酶活性的影响
1、取三支洁净的试管,编上号1,2,3,并分别注入1ml的新鲜的淀粉酶溶液。
2、依次向1号,2号,3号试管中注入蒸馏水,氢氧化钠溶液,稀盐酸各1ml并摇匀。
3、分别向1号,2号,3号试管中各注入2ml可溶性淀粉溶液,震荡摇匀。
4、将三支试管的下半部浸到37℃左右的温水中,保温5分钟。
5、向三支试管中各加入2ml斐林试剂,震荡摇匀。
六、实验现象:
一、温度对酶活性的影响
1号试管中的液体未变蓝,2号和3号试管中的液体变蓝,且2号试管蓝色比3号试管深。
二、pH对酶活性的影响
2号和3号试管中的液体未变蓝,1号试管中的液体变蓝。
七、实验结论:
1、在最适宜的温度和最适宜的ph条件下,酶的活性最高。
2、温度和ph偏高或偏低,酶的活性明显下降。
实验九:叶绿体中色素的提取和分离
一、实验目的:
1、初步掌握提取和分离叶绿体中色素的方法。
2、探索叶绿体中有几种色素。
二、实验原理:
1、叶绿体中的色素能溶解在丙酮(有机溶剂,酒精、汽油、苯、石油醚等)中,所以用丙酮可提取叶绿体中色素。
2、色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快,溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢,因而可用层析液将不同的色素分离。
三、实验材料:
新鲜的绿叶(如菠菜的绿叶),无水乙醇,层析液(由20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份乙醇和1份苯混合而成。93号汽油也可代用),二氧化硅和碳酸钙。
四、实验用具:
干燥的定性滤纸,试管,棉塞,试管架,研钵,玻璃漏斗,尼龙布,毛细吸管,剪刀,药勺,量筒(10ml),天平。
五、方法步骤:
(1)称取5g绿色叶片并剪碎
提取色素 研钵→研磨→漏斗过滤→
(2)加入少量SiO2、CaCO3和5ml丙酮 收集到试管内并塞紧管口
(1)将干燥的滤纸剪成150px长,25px宽的纸条,剪去一端两角(使层析液同时到达滤液细线)
制滤纸条
(2)在距剪角一端25px处用铅笔画线
(1)用毛细管吸少量的滤液沿铅笔线处小心均匀地划一条滤液细线
滤液划线
(2)干燥后重复划2-3次
(1)向烧杯中倒入3ml层析液(以层析液不没及滤液细线为准)
纸上层析 (2)将滤纸条尖端朝下略微斜靠烧杯内壁,轻轻插入层析液中
(3)用培养皿盖盖上烧杯
观察结果:滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的彩带(如下图)
最宽:叶绿素a;
最窄:叶绿素b;
相邻色素带最近:叶绿素a和叶绿素b;
相邻色素带最远:胡萝卜素和叶黄素。
六、考点提示:
1、二氧化硅:为了使研磨充分;碳酸钙:保护色素免受破坏;丙酮:色素的溶剂。
2、扩散最快的是胡萝卜素(橙黄色),扩散最慢的是叶绿素b(黄绿色)。
3、滤纸上有四条色素带说明了绿叶中的色素有四种,它们在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸上扩散的快慢也不一样。
4、裁取定性滤纸时,注意双手尽量不要接触纸面,以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。
5、制备滤纸条时,要将滤纸条的一端剪去两角,这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀,便于观察实验结果。
6、根据烧杯的高度制备滤纸条,让滤纸条长度高出烧杯25px ,高出的部分做直角弯折。
7、滤纸上的滤液细线如果触到层析液,细线上的色素就会溶解到层析液中,就不会在滤纸上扩散开来,实验就会失败。
8、画滤液细线时,用力要均匀,速度要适中
9、研磨要迅速、充分。a.因为丙酮容易挥发; b.为了使叶绿体完全破裂.从而能提取较多的色素;c.叶绿素极不稳定,能被活细胞中的叶绿素酶水解而被破坏。
B. 求:高中生物实验实验方法汇总
专题七 实验专题复习
一、常规实验的复习:
1、实验中常用器材和药品的使用:
一般实验设计此类题目会提供所需的器材和药品。因此,如果能够熟悉这些常用器材和药品的用途和使用方法,往往能从中发现实验设计的思路和方法,甚至具体的实验步骤。现在总结如下:
NaOH:用于吸收CO2或改变溶液的pH。 Ca(OH)2:鉴定CO2
HCl:解离或改变溶液的pH。 NaHCO3:提供CO2
滤纸:过滤或纸层析。 纱布或尼龙布:过滤
斐林试剂:可溶性还原性糖的鉴定。 碘液:鉴定淀粉。
苏丹Ⅲ、Ⅳ:脂肪的鉴定。 双缩脲试剂:蛋白质的鉴定。
二苯胺试剂:鉴定DNA。 柠檬酸钠:血液抗凝剂。
NaCl:配制生理盐水及其它不同浓度的盐溶液,可用于动物细胞内液或用于提取DNA。
琼脂:激素或其它物质的载体,用于激素的转移或培养基。
亚甲基蓝:用于活体染色或检测污水中的耗氧性细菌(细菌的氧化可使之褪色)。
酒精:用于消毒处理、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液。
蔗糖:配制蔗糖溶液,用于测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原。
龙胆紫溶液或醋酸洋红或改良苯酚品红染液:碱性染料,用于染色体染色。
卡诺氏液:固定细胞形态
2、常规实验方法:
(1)显微观察法,如观察植物细胞有丝分裂、观察叶绿体和细胞质流动、观察植物细胞质壁分离和复原实验等。
(2)观色法,如观察动物毛色和植物花色的遗传等。
(3)原子示踪法,如噬菌体浸染细菌的实验,用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。
(4)等组实验法,如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验,发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等。
(5)加法创意法,如用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等。
(6)减法创意法,如用阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验,雌蕊受粉后除去正在发育着的种子等。
(7)杂交实验法,如孟德尔发现遗传定律的植物杂交、测交的实验,小麦的杂交等。
(8)化学分析法,如番茄和对Ca和Si选择吸收,叶绿体中色素的提取和分离实验等。
(9)理论分析法,如大、小两种草履虫竞争的实验,植物根向地生长、茎背地生长的实验,植物向光性实验等。
(10)模拟实验法,如渗透作用的实验装置,分离定律的模拟实验等。
上述内容基本上可以包括一般的实验方法,通过这次复习理解了这些方法,将有助于认识、分析和设计新的实验内容。此外,上述多数的实验方法有一个共同的特点:就是实验结论的得出,都是一个逻辑推理的过程,或者说都是一个透过现象看到本质的思维推理的过程。因此,在复习中要充分体会和体验这种过程。可以说,构建实验的方法体系,为分析、解决、设计新的实验,以及形成实验能力,奠定了良好的方法基础和思维基础。
3、实验中常用的一些基本的实验方法和技术:
熟悉常用的实验方法和技术,理解每种方法和技术的适用情况并熟练掌握其操作技能,以便在设计实验时能进行迁移和利用,主要包括以下几个方面:
(1)关于光学显微镜的使用:[来源:Zxxk.Com]
显微镜的取送:①右手握镜臂;②左手托镜座;③置于胸前。
显微镜的旋转:①镜筒朝前,镜臂朝后;②置于观察者座位前的桌子上,偏向身体左侧,便于左眼向目镜内观察;③置于桌子内侧,距桌沿5cm左右。
对光:①转动粗准 焦螺旋,使镜筒徐徐上升,然后转动转换器,使低倍物镜对准通光孔;②用手指转动遮光器(或片状光圈),使最大光圈对准通光孔,左眼向目镜内注视,同时转动反光镜,使其朝向光源,使视野内亮度均匀合适。
低倍物镜的使用:①用手转动粗准焦螺旋,使镜筒徐徐下降,同时两眼从侧面注视物镜镜头,当物镜镜头与载物台的玻片相距2~3mm时停止。②用左眼向目镜内注视(注意右眼应该同时睁着),并转动粗准焦螺旋,使镜筒徐徐上升,直到看清物象为止。如果不清楚,可调节细准焦螺旋,至清楚为止。
高倍物镜的使用:使用高倍物镜之前,必须先用低倍物镜找到观察的物象,并调到视野的正中央,然后转动转换器再换高倍镜。换用高倍镜后,视野内亮度变暗,因此一般选用较大的光圈并使用反光镜的凹面,然后调节细准焦螺旋。观看的物体数目变少,但是体积变大。
反光镜的使用:反光镜通常与遮光器(或光圈)配合使用,以调节视野内的亮度。反光镜有平面和凹面。对光时,如果视野光线太强,则使用反光镜的平面,如果光线仍旧太强,则同时使用较小的光圈;反之,如果视野内光线较弱,则使用较大的光圈或使用反光镜的凹面。
镜头的擦拭:①用专门的擦镜纸;②擦镜头时,先将擦镜纸折叠几次,然后朝一个方向擦,不可来回擦或转动擦;③如果镜头被油污污染,则可在擦镜纸上滴几滴二甲苯,然后按上述方法擦拭。
显微镜的放大对象:是物体的长和宽,不是面积,更不是体积。
显微镜的焦距问题:物镜离装片的远近,准焦螺旋的使用。
显微镜使用时物象移动方向:相反,即物象在视野何方,则装片即向该方向移动。
显微镜使用时异物的判断:目镜、物镜或装片上,通常通过移动玻片(是否在玻片上),转动目镜(是否在目镜上)来判断,剩下在物镜镜上。
实验后显微镜的安置:显微镜使用完毕后,应将玻片取吓,将其机械部分用白纱布擦拭干净;转动转换器,让两个物镜偏于两旁;转动粗准焦螺旋,使镜筒下降至最低点,将反光镜竖起,蒙上红绸布,然后将显微镜锁入箱内。
(2)临时装片、切片和涂片的制作:适用于显微镜观察,凡需在显微镜下观察的生物材料,必须先制成临时装片、切片和涂片,如“观察植物细胞的质壁分离和复原”中要制作洋葱表皮细胞的临时装片,在“生物组织中脂肪的鉴定”中要制作花生种子的切片,在“观察动物如人体血液中的细胞”中要制作血液的涂片等等。
(3)研磨,过滤:适用于从生物组织中提取物质如酶、色素等,要求学生熟练掌握研磨、过滤的方法,如研磨时要先将生物材料切碎,然后加入摩擦剂(常用二氧化硅)、提取液和其它必要物质,充分研磨之后,往往要进行过滤,以除去渣滓,所用过滤器具则根据需要或根据试题中提供的器材加以选用,如可用滤纸、纱布、脱脂棉、尼龙布等。
(4)解离技术:适用于破坏细胞壁,分散植物细胞,制作临时装片。
(5)恒温技术:适用于有酶参加的生化反应,一般用水浴或恒温箱,根据题目要求选用。
(6)纸层析技术:适用于溶液中物质的分离。主要步骤包括制备滤纸条、划滤液细线、层析分离等。
(7)植物叶片生成淀粉的鉴定:适用于光合作用的有关实验,主要步骤包括饥饿处理、光照、酒精脱色、加碘等。
另外还有根尖培养、幼小动物的饲养、植物必需元素的鉴定、同位素示踪技术等。
二、教材实验归类
(一)显微观察类
实验名称 细胞的状态 染色剂 生物材料
观察DNA.RNA
在细胞中的分布 死细胞 甲基绿
吡罗红 人的口腔上皮细胞
观察线粒体 [来源:学科网][来源:学&科&网][来源:Zxxk.Com] 活细胞 健那绿 [来源:学科网]
观察细胞的 减数分裂 死细胞 无(为固 定装片) 蝗虫精母细胞
低温诱导染色体加倍 死细胞 改良苯酚品红染液 洋葱根尖细胞
观察细胞的
有丝分裂 死细胞 龙胆紫(或
醋酸洋红)
观察多种
多样的细胞 活或死细胞
酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等
观察叶绿体 活细胞 藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶)
观察植物细胞的
质壁分离与复原 活细胞 紫色洋葱鳞片叶表皮细胞
说明:(1)以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可外,其余均需使用高倍镜。(2)鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。
(二)鉴定类实验
1.实验归类
实验名称 鉴定对象 试剂 颜色 生物材料 备注
淀粉的鉴定 淀粉 碘液 蓝色 脱色的叶片 无
还原糖的鉴定 还原糖 斐林试剂 砖红色沉淀 苹果或梨
的匀浆等 甲乙液现混
现用、水浴
加热
脂肪的
鉴定 脂肪 苏丹Ⅲ
(或Ⅳ)
染液 橘黄(或
红)色 花生种
子切片 需用高倍
镜观察
蛋白质
的鉴定 蛋白质 双缩脲
试剂 紫色 豆浆、稀
蛋清等 先加A液,
后加B液,
摇匀后使用
尿糖的
检测 葡萄糖 葡萄糖
试纸 有色 水、葡萄
糖溶液、
三份模拟
“尿样” 无
叶绿体中
色素的提取
和分离 四种色素 提取液:无水乙醇;分离液:层析液 胡萝卜素:
橙黄色;叶
黄素:黄色;
叶绿素a:
蓝绿色;叶
绿素b:黄
绿色 新鲜的绿
叶(如菠
菜叶) 加入二氧化硅是为了研磨得更充分;碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
2.注意问题
(1)有关蛋白质的鉴定
①若用蛋清进行蛋白质鉴定时,需将鸡蛋清用水稀释,通常是0.5 m L蛋白液加入5 mL水,搅拌均匀。如果蛋白液稀释程度不够,与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上,使反应不容易彻底,并且 试管也不容易刷洗干净。
②鉴定蛋白质时,向样液中加入2 mL双缩脲试剂A摇匀,再向样液中加入3~4滴双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B不能过量,因为过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应,使溶液呈蓝色,从而掩盖生成的紫色。
(2)叶绿体中色素的提取和分离
①区分色素提取和分离的原理:色素提取的原理——无水乙醇提取法;色素分离的原理——纸层析法。
②注意事项:a.滤液细线要画得细且直,以防止色素带重叠而影响分离效果;待滤液干燥后要再画一两次,目的是积累更多的色素,使分离后的色素带明显。b.分离色素时,层析液不能没及滤液细线,以防止色素溶解于层析液中而无法分离。
(三)调查类实验
实验名称 调查常见的人类遗传病 土壤中动物类群丰富度的研究
调查对象 随机确定的人群;一定数量的家族 生活在土壤中的小动物
调查方法 汇总法 用取样器取样进行采集
统计方法 发病率=(患病人数/被调查人数)×100% 记名计算法;目测估计法
注意事项 ①调查时,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白化病等;②调查某种遗传病的发病率时,要随机抽样调查,且要保证调查的群体足够大 ①取样时应注意随机取样,避免人为心理作用;②动物类群因所取地段不同,可能差异较大;③样土塑料袋上标明取样的地点和时间;④不知名的动物标记为“待鉴定XX”;⑤调查的指标是动物种类的丰富度和数量丰富度
(四)探究类实验
实验名称 自变量 因变量 无关变量
通过模拟实验探究膜的透性 半透膜两
侧溶液的
浓度差 漏斗玻璃管液面的上升高度 半透膜的种类、开始时的液面、温度等条件
探究温度对淀粉酶活性的影响 不同温度
(至少三种) 酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化) pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 不同pH
(至少三种) 酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度) 温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究酵母菌的呼吸方式 氧的有无 CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度等);酒精的产生(重铬酸钾检测) 葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等
模拟探究细胞表面积与体积的关系 细胞体积的大小 物质运输的效率 琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等
探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度 不同浓度
的生长素
类似物 扦插枝条的生根数量或长度 实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母菌数量的动态变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等
探究水族箱中的群落的演替 时间 群落的演替 水族箱的培养条件和环境等
2.注意问题
1)探究温度(pH)对酶活性的影响时,必须在达到预设的温度(pH)的条件下,再让反应底物与酶接触,避免在未达到预设的温度(pH)时反 应底物已与酶接触发生反应,影响实验结果。
(2)探究酵母菌的呼吸方式时:①新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸(杀死里面的微生物、除去溶液中的空气),等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再将食用酵母菌加入;
②酵母菌培养液应封口放置一段时间后,待酵母菌将瓶内的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变混浊。
(3)探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度
①装置的设计应有利于观察,如观察促进生根的实验可以用水培法。
②所设组别除不同浓度的生长素类似物处理外,还要增加一组蒸馏水处理的做空白对照。
(4)探究培养液中的酵母菌数量的动态变化
①从试管中吸出培养液进行计数之前,要轻轻震荡几次,使酵母菌均匀分布,以确保计数准确,减少误差。
②该探究不需要设置对照,因为随着时间的延续,酵母菌种群数量的变化,在时间上形成前后自身对照,但要获得准确的实验数据,必须重复实验,求得平均值。
③对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计算相邻两边及其顶角的酵母菌。
④实验结束后,用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的,正确的方法是浸泡和冲洗。
三、实验题解答思路和基本解题技巧:
1、认真审题——审准实验目的和原理:
明确验证的“生物学事实是什么,”或“生物学事实”的哪一方面;实验所依据的生 物学(或其它知识)原理是什么。如“探索酶活性与温度关系”的实验原理为淀粉遇碘变蓝,淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖,麦芽糖遇碘不变蓝。
2、找出自变量(实验变量或实验条件)和因变量(反应变量):
找出自变量(实验变量或实验条件)和因变量(反应变量),以及影响本实验的无关变量,然后构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。如验证“CO2是光合作用合成有机物的必需原料”,首先明确该实验的条件是CO2,结果是光合作用(合成有机物),影响结果的条件变化应该是CO2的有无两种情况,那么对照的设计就应该为空白对照。影响实验结果的无关变量有温度、pH、实验用植物的生长状况、饥饿处理的环境、吸收CO2的NaOH的量及浓度等因素,这些无关变量中任何一种因素的不恰当处理都会影响实验结果的准确性和真实性,因此实验中必须严格控制无关变量,做到平衡和消除无关变量对实验结果的影响。常常采用对照的方法——即在保证各实验组和对照组的无关变量相同的条件下,观察实验变量(实验条件)的不同情况对反应变量(实验结果)的影响。
3、实验对象和实验条件:
实验所用的生物学材料,如光合作用所用的叶片、验证质壁分离所用的成熟植物细胞、鉴定脂肪所用的花生种子等。
实验条件是完成这一实验所必需的理化条件及生物学处理方法,如光照、温度、pH、酶、缓冲剂、离心等。
4、设计实验方法和步骤:
这一环节要遵循科学性原则、可操作性原则、设计对照原则、单一变量原则、可重复性原则,使实验有可信度和说服力。
注意:①后面步骤中要用到的东西,如果题目没有给出,则必须在前面的步骤中准备好,如实验中要用蔗糖液,而题目中只给出蔗糖,我们就要先配制好蔗糖液;②题目中如果已经给好(如给的是配好的试剂),则不能再配制了。
5、预测实验结果或分析实验结果:
二者是有区别的:①预测实验结果——根据实验原理和事物间的相互关系,进行理性分析,从而预先猜测可能是什么样的结果、有几种结果可能性,都要事先预测到;②分析实验结果——是从结果出发去寻找事物间的相互关系,或者推导出一般性的结论或规律等。它是分析应有的实验结果,对意料之外的结果乃至失败的情况作出恰当的分析和推论。
二者是相反的两个过程:因此解决此类问题时要根据题意注意用词的科学性和准确规范性。当然无论是预测实验结果还是分析实验结果,都要既考虑最后的结果,也要考虑中间步骤的结果。
6、注意事项和补救措施:
实验中若要使用有毒物质,应怎么使用?加热酒精应采用水浴法隔水加热。一旦燃烧怎么办?这些注意事项都应该在实验前有所准备,这些方面常常需要相关学科实验能力的渗透。
实验完毕后如果时间容许,还应该从以下方面来回顾回顾:
①实验原理及方法是否符合题 目要求(正确性 );
②实验步骤是否科学,有无少做了步骤或顺序颠倒的现象;
③有无充分利用实验条件或超出题目给的实验条件;
④有无设置对照(参照系)或可能造成误差;
⑤有无更为简单的实验方案——创新实验得分;
⑥实验是否具有偶然性——是否符合可重复性原则;
⑦实验能否顺利完成;
⑧实验的安全性如何。
四、设计型实验题:
由于高考侧重于对实验能力的考查,设计型实验题是近几年高考的一个热点。因此,我们对实验的复习,应该立足于对基本实验方法、实验技能、实验思维的强化和巩固着手,培养我们的实验分析、实验改错、实验设计等实验能力。
所谓设计型实验题——就是要求考生设计实验原理,选择实验器材,安排实验步骤,设计数据处理的方法及分析实验现象。包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。主要 考查我们是否理解实验原理和会分析实验结果,是否具有灵活运用实验知识的能力,是否具有在不同情景下迁移知识的能力。
1、生物学实验的一般程序:
一个完整的生物学实验包括以下七个基本步骤:
(1)实验名称、目的:指出是什么实验,明确实验要解决什么问题。
(2)假设:是“可能会怎么样”,对可见现象提出一种可检测的解释。具体为:
(3)预期:在检测提出的假设以前,先提出实验的预期结果(一个或几个假定的结果),若预测没有实现,则说明假设 不成立;若预测得到实现,则假设成立。
(4)实施实验过程:根据实验目的和提出的假设,来设计实验的具体方法步骤,并按设计的方案进行操作。
(5)观察和收集数据:客观如实地观察、记录实验的现象,得出实验结果,并通过一定方式将实验结果呈现出来。
(6)分析、推论:对记录的数据(包括现象、结果)进行整理分析,进行推导得出结论。
(7)交流:写出实验报告。
2、生物学实验设计的要求:
(1)在实验设计之前,应掌握所研究问题的性质,具备必要的理论知识和基本的实验技能和技术。
(2)要有明确的实验目的,根据目的确定研究内容。
(3)实验设计要科学合理,注意设计合适的实验变量,控制其他变量,尽量减少实验误差,确保实验得出明确的结果。
(4)设计实验要注意设置对照,适当增加重复,保证实验的准确性。
(5)实验取样要注意典型性和代表性。
(6)实验设计要考虑运用统计学进行分析的可能性。分析的样本要有一定的数量,使所得数据具有代表性和可靠性。
C. 细胞生物学中常用的实验技术或者方法
第二节 细胞生物学实验方法与技术
当前细胞生物学与医药保健事业联系的较为紧密的热点问题主要有以下几种:1)真核细胞基因结构及其表达调控;2)细胞膜、膜系、受体与信号传递研究;3)细胞生长、分化、衰老、癌变、死亡,尤其是程序性细胞死亡的研究;4) 细胞工程,包括基因工程及体细胞核移植的研究。
一、细胞培养常用方法
1、细胞原代培养(primay culture) 又称初代培养,即直接从机体取下细胞、组织、或器官、让他们在体外维持与生长。原代细胞的特点是细胞或组织刚离开机体,他们的生物状态尚未发生很大的改变,一定程度上可反映他们在体内的状态,表现出来源组织或细胞的特性,因此用于药物实验尤其是药物对细胞活动、结构、代谢、有无毒性或杀伤作用等研究是极好工具。常用的原代培养方法有组织快培养法及消化培养法。前者方法简单,细胞也较易生长,尤其是培养心肌有时能观察到心肌组织块的搏动。细胞从组织块外长并铺满培养皿或培养瓶后即可进行传代。2、细胞的传代培养 当细胞生长至单层汇合时,便需要进行分离培养否则会因无繁殖空间、营养耗竭而影响生长,甚至整片细胞脱离基质悬浮起来直至死亡。为此当细胞达到一定密度时必须传代或再次培养,目的是借此繁殖更多的细胞,另一方面是防止细胞的退化死亡。
二、器官培养方法
器官培养(organ culture)是指用特殊的装置使器官、器官原基或它们的一部分在体外存活,幷保持其原有的结构和功能。器官培养可模拟体内的三维结构,用于观察组织间的相互反应、组织与细胞的分化以及外界因子包括药物对组织细胞的作用。
器官培养方法很多,最经典的方法即表玻皿器官培养法;一种最常用的方法是不锈钢金属网格法及Wolff培养法和扩散盒培养法,实验者可根据情况选择采用。
三、放射自显影术测定
放射自显影术(autoradiography)是利用放射性同位素电离辐射对核子乳胶的感光作用,显示标本或样品中放射物的分布、定量以及定位的方法。放射性同位素能在紧密接触的感光乳胶中记录下它存在的部位和强度,准确显示出形态与功能的定位关系。现已可将放射自显影术与电镜以及生物分子结合起来。不但可以研究放射性物质在组织和细胞内的分布代谢,而且可以揭示核酸合成及其损伤等改变,目前已在生命科学各领域被广泛应用。
四、染色体分析技术
染色质或染色体是遗传物质在细胞水平的形态特征。前者是指当细胞处于合成期时遗传物质经碱性染料着色后,呈现出细丝状弥漫结构;当细胞进入分裂期时,染色质细丝高度螺旋化凝聚为形态有特征的染色体。特别是在分裂中期,复制后的染色体达到最高程度的凝聚,称为中期染色,是进行染色体形态观察分析的最佳时期。染色体分析应用领域越来越广,主要用于以下几方面:1)为临床诊断提供新手段;2)研究不育和习惯性流产发生的遗传基础;3) 通过检查胎儿的染色体,预防有染色体异常患儿出生(先天愚型);4)根据染色体的多肽性进行亲子和异型配子的起源研究;结合DNA重组技术可以将基因定位于染色体的具体区带上。
五、电镜技术
早在1940年,英国剑桥大学首先试制成功扫描电子显微镜,但因分辨率低无实用价值。1965年英国剑桥科学仪器有限公司开始生产出商品扫描电镜,其以显着优点广泛用于生物学、医学、物理学、化学、电子学及勘探、冶金、国防、公安、机械与轻工业等诸多领域,并已成为非常有用的研究工具。
D. 研究生物最常用的方法是哪两种区别是什么
理论,实验,总结,创新 ,研究方法
生物学的一些基本研究方法——观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等是在生物学发展进程中逐步形成的。在生物学的发展史上,这些方法依次兴起,成为一定时期的主要研究手段。现在,这些方法综合而成现代生物学研究方法体系。
观察描述的方法 在17世纪,近代自然科学发展的早期,生物学的研究方法同物理学研究方法大不相同。物理学研究的是物体可测量的性质,即时间、运动和质量。物理学把数学应用于研究物理现象,发现这些量之间存在着相互关系,并用演绎法推算出这些关系的后果。生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。这一繁重的术语制定工作,主要是C.von林奈完成的。人们使用这些比较精确的描述方法收集了大量动、植物分类学材料及形态学和解剖学的材料。
比较的方法 18世纪下半叶,生物学不仅积累了大量分类学材料,而且积累了许多形态学、解剖学、生理学的材料。在这种情况下,仅仅作分类研究已经不够了,需要全面地考察物种的各种性状,分析不同物种之间的差异点和共同点,将它们归并成自然的类群。比较的方法便被应用于生物学。
运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。G.居维叶在动物学方面,J.W.von歌德在植物学方面,是用比较方法研究生物学问题的着名学者。用比较的方法研究生物,愈来愈深刻地揭示动物和植物结构上的统一性,势必触及各个不同类型生物的起源问题。19世纪中叶,达尔文的进化论战胜了特创论和物种不变论。进化论的胜利又给比较的方法以巨大的影响。早期的比较,还仅仅是静态的共时的比较,在进化论确立后,比较就成为动态的历史的比较了。现存的任何一个物种以及生物的任何一种形态,都是长期进化的产物,因而用比较的方法,从历史发展的角度去考察,是十分必要的。
早期的生物学仅仅是对生物的形态和结构作宏观的描述。1665年英国R.胡克用他自制的复式显微镜,观察软木片,看到软木是由他称为细胞的盒状小室组成的。从此,生物学的观察和描述进入了显微领域。但是在17世纪,人们还不能理解细胞这样的显微结构有何等重要意义。那时的显微镜未能消除使影像失真的色环,因而还不能清楚地辨认细胞结构。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。
E. 生物学的主要研究方法都有哪些
生物学的主要研究方法有:观察描述的方法、比较的方法、实验的方法、系统的方法。
1、观察描述法
生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。
2、比较法
运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。
3、实验法
实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。实验的方法是自然科学研究中最重要的方法之一。19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。到了20世纪30年代,除了古生物学等少数学科,大多数的生物学领域都因为应用了实验方法而取得新进展。
4、系统法
系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学,从C.贝尔纳与W.B.坎农揭示生物的稳态现象、维纳与艾什比的控制论到贝塔郎菲的一般系统论,系统生态学、系统生理学等先后建立与发展,20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。从香农信息论到I.普里戈津的耗散结构理论,将生命看作自组织化系统。
(5)生物设计实验方案常用的方法扩展阅读:
生物学是研究生物(包括植物、动物和微生物)的结构、功能、发生和发展规律的科学,是自然科学的一个部分。目的在于阐明和控制生命活动,改造自然,为农业、工业和医学等实践服务。几千年来,中国在农、林、牧、副、渔和医药等实践中,积累了有关植物、动物、微生物和人体的丰富知识。1859年,英国博物学家达尔文《物种起源》的发表,确立了唯物主义生物进化观点,推动了生物学的迅速发展。
生物分类学是研究生物分类的方法和原理的生物学分支。分类就是遵循分类学原理和方法,对生物的各种类群进行命名和等级划分。瑞典生物学家林奈将生物命名后,而后的生物学家才用域(Domain)、界(Kingdom)、门( Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)加以分类。最上层的界,由怀塔克所提出的五界,比较多人接受;分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界。 从最上层的“界”开始到“种”,愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。共有七大类,分别是:界门纲目科属种。
F. 生物的实验方法有哪些
实验方法是整个实验设计的精髓,是做好实验设计的关键所在.现将与中学实验有关的一些最常见的经典的实验方法汇总如下:
(1)化学物质的检测方法:
①淀粉——碘液
②还原糖——斐林试剂、班氏试剂
③CO2——Ca(OH)2溶液或酸碱指示剂
④乳酸——pH试纸
⑤O2——余烬复燃
⑥无O2——火焰熄灭
⑦蛋白质——双缩脲试剂
⑧染色体——龙胆紫、醋酸洋红溶液
⑨DNA——二苯胺试剂
⑩脂肪——苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液
(2)实验结果的显示方法:
①光合速率——O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量
②呼吸速率——O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量
③原子途径——放射性同位素示踪法
④细胞液浓度大小——质壁分离
⑤细胞是否死亡——质壁分离
⑥甲状腺激素作用——动物耗氧量,发育速度等
⑦生长激素作用——生长速度(体重变化,身高变化)
⑧胰岛素作用——动物活动状态
⑨菌量——菌落数或亚甲基蓝溶液褪色程度
⑩大肠杆菌——伊红—美蓝琼脂培养基
(3)实验条件的控制方法:
①增加水中氧气——泵入空气或吹气或放入绿色植物
②减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水
③除去容器中CO2——NaOH溶液
④除去叶片中原有淀粉——置于黑暗环境
⑤除去叶片中叶绿素——酒精隔水加热
⑥除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光
⑦如何得到单色光——棱镜色散或彩色薄膜滤光
⑧血液抗凝——加入柠檬酸钠
⑨线粒体提取——细胞匀浆离心
⑩骨的脱钙——盐酸溶液
⑾灭菌方法——微生物培养的关键在于灭菌,对不同材料,灭菌方法不同:培养基用高压蒸气灭菌;接种环用火焰灼烧灭菌;双手用肥皂洗净,擦干后用75%酒精消毒;整个接种过程都在实验室无菌区进行.
(4)实验中控制温度的方法:
①还原糖鉴定:水浴煮沸加热
②酶促反应:水浴保温
③用酒精溶解叶中的叶绿素:酒精要隔水加热
④DNA的鉴定:水浴煮沸加热
⑤细胞和组织培养以及微生物培养:恒温培养
G. 生物实验的研究方法,步骤。谢谢
生物实验步骤可以有好多不规限于一种,普遍例子:
1、提出问题
2、作出假设
3、设计实验
4、进行试验
5、得出结论
H. 生物学的主要研究方法都有哪些
生物学家对于生命现象的研究通常采用观察和实验的方法,通常这两种方法是一起使用的。
1、 观察是按生物的物理性状来描述生物的状况。通常是先对其外形及行为进行观察和描述,再把生物体解剖借助光学仪器对其内部结构进行观察。观察是多种多样的,有个体的观察也有群体的观察;有静态的观察也有动态的观察;有相同种类的观察也有不同种类的对比观察。
2、 实验是人为地改变一些条件来观测生物的变化和反应,以探究生命内在的因果关系,是认识生命活动的方法。
实验方法是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。17世纪前后生物学中出现了最早的一批生物学实验,如英国生理学家威廉·哈维关于血液循环的实验,扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特关于柳树生长的实验等。
到了19世纪,物理学、化学比较成熟了,生物学实验就有了坚实的基础,因而首先是生理学,然后是细菌学和生物化学相继成为明确的实验性的学科。19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。
系统的方法:
系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学,从克洛德·贝尔纳与沃尔特·布拉福德·坎农揭示生物的稳态现象、诺伯特·维纳与威廉·罗斯·艾什比的控制论到卡尔·路德维希·冯·贝塔郎非的一般系统论。
最早建立的是系统心理学,系统生态学、系统生理学等先后建立与发展,20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。
从克劳德·香农的信息论到伊利亚·普里高津的耗散结构理论,将生命看作自组织化系统。细胞生物学、生化与分子生物学发展,曼弗雷德·艾根提出细胞、分子水平探讨的超循环(化学)理论。
(8)生物设计实验方案常用的方法扩展阅读:
研究领域
生物学家从很多面向研究生物,因此产生很多研究领域。例如:
1、 面向原子和分子:分子生物学、生物化学、结构生物学。
2、 面向细胞:细胞生物学、微生物学、病毒学。
3、 面向多细胞:生理学、发育生物学、组织学。
4、 面向宏观:生态学、演化生物学。
生物学本身不断的快速发展,与其他学科的关联整合也越来越多。一大原因是分子生物学在近代突飞猛进,终于导致人类基因序列定序基本完成。
由此,为了解读巨大数量的基因信息,促成了基因组学。为了探究基因和蛋白质的交互作用,开创出蛋白质组学。这些新的研究领域帮助解决疾病、粮食、环境生态等问题。其众多的研究信息和积累海量研究数据则需要新的电脑算法来处理。
I. 生物实验有多少种实验方法
1.显微观察法:如“观察细胞有丝分裂”“观察叶绿体和细胞质流动”“用显微镜观察多种多样的细胞”等.
2.观色法:如“生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”“观察动物毛色和植物花色的遗传”“DNA和RNA的分布”等.
3.同位素标记法(元素示踪法):如“噬菌体浸染细菌的实验”“恩格尔曼实验”等.
4.补充法:如用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等.
5.摘除法:如用“阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素或生长激素的作用”“雌蕊受粉后除去正在发育着的种子”等.
6.杂交法:如植物的杂交、测交实验等.
7.化学分析法:如“番茄对Ca和Si的选择吸收”“叶绿体中色素的提取和分离”等.
8.理论分析法:如“大、小两种草履虫的竞争实验”“植物向性动物的研究”等.
9.模拟实验法:如“渗透作用的实验装置”“分离定律的模拟实验”等.
10.引流法:临时装片中液体的更换,用吸水纸在一侧吸引,于另一侧滴加换进的液体.
J. 常用的试验设计方法有哪些分别在什么情况下使用
成的试验设计方法比较多,首先可以根据自己的设想,有针对性的进行小规模的设置,这种基本上都实验室使用