1.实验方法
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
2.斐林试剂、班氏试剂与尿糖试纸
这三种物质均可用来检验含醛基的有机物的存在,在医学上用来检验糖尿病,其原理均是利用了Cu2+的氧化性把醛基氧化,但成分略有不同:
斐林试剂:即硫酸铜、氢氧化钠和酒石酸钾钠组成的蓝色混合溶液。分为斐林试剂A和斐林试剂B,A为CuSO4溶液,B为氢氧化钠和酒石酸钾钠的混合溶液,使用时将A、B等体积混合即成斐林试剂。
班氏试剂:即硫酸铜、碳酸钠和柠檬酸钠组成的混合液,又叫本尼迪克特(Benedict)试剂,它与醛反应的结果是与斐林试剂一致的,只是比斐林试剂更稳定,所以在临床化验中更常使用。
尿糖试纸:又叫硫酸铜试纸,呈白色,带蓝色斑点,用于糖尿病患者的尿糖测试。每片含硫酸铜20毫克,枸橼酸300毫克,碳酸钠80毫克,氢氧化钠235毫克。尿糖试纸法快速、方便,试纸的正确使用方法为:将试纸条放在尿液中浸湿,一秒钟后取出,在一分钟内观察试纸的颜色,并与标准色板对照,根据不同的颜色来确定尿糖阳性的程度。
3.斐林试剂和双缩脲试剂的比较
相同点:①都由NaOH溶液和CuSO4溶液构成;
②斐林试剂甲液和双缩脲试剂A都为0.1g/mLNaOH溶液。
不同点:①CuSO4溶液浓度不一样:斐林试剂乙液为0.05g/mLCuSO4溶液,
双缩脲试剂B为0.01g/mLCuSO4溶液。
②配制比例不一样。
③使用方法不一样:斐林试剂是甲、乙液一起混合后再使用,
双缩脲试剂则是先向待鉴定材料加入A试剂摇匀后,再加入试剂B。
④鉴定的对象不一样:斐林试剂鉴定的是还原糖,双缩脲试剂鉴定的是蛋白质。
⑤反应本质及颜色反应不一样。
4.苏丹Ⅲ染液与苏丹Ⅳ染液的比较
都是用来鉴定脂肪。苏丹Ⅳ染液更易溶于脂肪,所以染色更深,同时要求染色时间更短。
生物学中常用的试剂:
1、斐林试剂: 成分:0.1g/ml NaOH(甲液)和0.05g/ml CuSO4(乙液)。用法:将斐林试剂甲液和乙液等体积混合,再将混合后的斐林试剂倒入待测液,水浴加热或直接加热,如待测液中存在还原糖,则呈砖红色。
2、班氏糖定性试剂:为蓝色溶液。和葡萄糖混合后沸水浴会出现砖红色沉淀。用于尿糖的测定。
3、双缩脲试剂:成分:0.1g/ml NaOH(甲液)和0.01g/ml CuSO4(乙液)。用法:向待测液中先加入2ml甲液,摇匀,再向其中加入3~4滴乙液,摇匀。如待测中存在蛋白质,则呈现紫色。
4、苏丹Ⅲ:用法:取苏丹Ⅲ颗粒溶于95%的酒精中,摇匀。用于检测脂肪。可将脂肪染成橘黄色(被苏丹Ⅳ染成红色)。
5、二苯胺:用于鉴定DNA。DNA遇二苯胺(沸水浴)会被染成蓝色。
6、甲基绿:用于鉴定DNA。DNA遇甲基绿(常温)会被染成蓝绿色。(甲基绿使DNA呈现绿色,吡罗红使RNA呈现红色。)
7、50%的酒精溶液:在脂肪鉴定中,用苏丹Ⅲ染液染色,再用50%的酒精溶液洗去浮色。
8、75%的酒精溶液:用于杀菌消毒,75%的酒精能渗入细胞内,使蛋白质凝固变性。低于这个浓度,酒精的渗透脱水作用减弱,杀菌力不强;而高于这个浓度,则会使细菌表面蛋白质迅速脱水,凝固成膜,妨碍酒精透入,削弱杀菌能力。75%的酒精溶液常用于手术前、打针、换药、针灸前皮肤脱碘消毒以及机械消毒等。
9、95%的酒精溶液:冷却的体积分数为95%的酒精可用于凝集DNA。
10、15%的盐酸:和95%的酒精溶液等体积混合可用于解离根尖。
11、龙胆紫溶液:(浓度为0.01g/ml或0.02g/ml)用于染色体着色,可将染色体染成紫色,通常染色3~5分钟。(也可以用醋酸洋红染色)
12、20%的肝脏、3%的过氧化氢、3.5%的氯化铁:用于比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。(新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶)
13、3%的可溶性淀粉溶液、3%的蔗糖溶液、2%的新鲜淀粉酶溶液:用于探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验。
14、碘液:用于鉴定淀粉的存在。遇淀粉变蓝。
15、丙酮:用于提取叶绿体中的色素。
16、层析液:(成分:20份石油醚、2份丙酮、和1份苯混合而成,也可用93号汽油)可用于色素的层析,即将色素在滤纸上分离开。
17、二氧化硅:在色素的提取的分离实验中研磨绿色叶片时加入,可使研磨充分。
18、碳酸钙:研磨绿色叶片时加入,可中和有机酸,防止在研磨时叶绿体中的色素受破坏。
19、0.3g/mL的蔗糖溶液:相当于30%的蔗糖溶液,比植物细胞液的浓度大,可用于质壁分离实验。
20、0.1g/mL的柠檬酸钠溶液:与鸡血混合,防凝血。
21、氯化钠溶液:①可用于溶解DNA。当氯化钠浓度为2mol/L、 0.015mol/L时DNA的溶解度最高,在氯化钠浓度为0.14 mol/L时,DNA溶解度最低。②浓度为0.9%时可作为生理盐水。
假说-演绎
类比推理
控制变量
高中噶生物实验方法有好多,而且个个都常用噶~~
2、高中生物会考必须掌握的实验有哪些,实实验一: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、土豆、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)将土豆切成条状(截面约:0.5X0.5cm)取两条,将一根松针夹在两个土豆条之间,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
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
(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
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。
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。