(1)顯微觀察法,如觀察植物細(xì)胞有絲分裂、觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)、觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)等.
(2)觀色法,如觀察動(dòng)物毛色和植物花色的遺傳等.
(3)原子示綜法,如噬菌體浸染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),用18O2和14CO2追蹤光合作用中氧原子和碳原子轉(zhuǎn)移途徑的實(shí)驗(yàn)等.
(4)等組實(shí)驗(yàn)法,如小麥淀粉酶催化淀粉水解的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)素的燕麥胚芽鞘實(shí)驗(yàn)等.
(5)加法創(chuàng)意法,如用飼喂法研究甲狀腺激素,用注射法研究動(dòng)物胰島素和生長(zhǎng)激素,用移植法研究性激素等.
(6)減法創(chuàng)意法,如用閹割法、摘除法研究性激素、甲狀腺激素和生長(zhǎng)激素的實(shí)驗(yàn),雌蕊受粉后除去正在發(fā)育著的種子等.
(7)雜交實(shí)驗(yàn)法,如孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳定律的植物雜交、測(cè)交的實(shí)驗(yàn),小麥的雜交等.
(8)化學(xué)分析法,如番茄和水稻對(duì)Ca和Si選擇性吸收,葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)等.
(9)理論分析法,如大、小兩種草履蟲競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)驗(yàn),植物根向地生長(zhǎng)、莖背地生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn),植物向光性實(shí)驗(yàn)等.
(10)模擬實(shí)驗(yàn)法,如滲透作用的實(shí)驗(yàn)裝置,分離定律的模擬實(shí)驗(yàn)等
1.顯微觀察法:如“觀察細(xì)胞有絲分裂”“觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)”“用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞”等.
2.觀色法:如“生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”“觀察動(dòng)物毛色和植物花色的遺傳”“DNA和RNA的分布”等.
3.同位素標(biāo)記法(元素示蹤法):如“噬菌體浸染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”“恩格爾曼實(shí)驗(yàn)”等.
4.補(bǔ)充法:如用飼喂法研究甲狀腺激素,用注射法研究動(dòng)物胰島素和生長(zhǎng)激素,用移植法研究性激素等.
5.摘除法:如用“閹割法、摘除法研究性激素、甲狀腺激素或生長(zhǎng)激素的作用”“雌蕊受粉后除去正在發(fā)育著的種子”等.
6.雜交法:如植物的雜交、測(cè)交實(shí)驗(yàn)等.
7.化學(xué)分析法:如“番茄對(duì)Ca和Si的選擇吸收”“葉綠體中色素的提取和分離”等.
8.理論分析法:如“大、小兩種草履蟲的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)”“植物向性動(dòng)物的研究”等.
9.模擬實(shí)驗(yàn)法:如“滲透作用的實(shí)驗(yàn)裝置”“分離定律的模擬實(shí)驗(yàn)”等.
10.引流法:臨時(shí)裝片中液體的更換,用吸水紙?jiān)谝粋?cè)吸引,于另一側(cè)滴加換進(jìn)的液體.
1.實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)方法是整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的精髓,是做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在?,F(xiàn)將與中學(xué)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的一些最常見的經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)方法匯總?cè)缦拢?/p>
(1)化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)方法:
①淀粉——碘液
②還原糖——斐林試劑、班氏試劑
③CO2——Ca(OH)2溶液或酸堿指示劑
④乳酸——pH試紙
⑤O2——余燼復(fù)燃
⑥無O2——火焰熄滅
⑦蛋白質(zhì)——雙縮脲試劑
⑧染色體——龍膽紫、醋酸洋紅溶液
⑨DNA——二苯胺試劑
⑩脂肪——蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯示方法:
①光合速率——O2釋放量或CO2吸收量或淀粉產(chǎn)生量
②呼吸速率——O2吸收量或CO2釋放量或淀粉減少量
③原子途徑——放射性同位素示蹤法
④細(xì)胞液濃度大小——質(zhì)壁分離
⑤細(xì)胞是否死亡——質(zhì)壁分離
⑥甲狀腺激素作用——?jiǎng)游锖难趿?,發(fā)育速度等
⑦生長(zhǎng)激素作用——生長(zhǎng)速度(體重變化,身高變化)
⑧胰島素作用——?jiǎng)游锘顒?dòng)狀態(tài)
⑨菌量——菌落數(shù)或亞甲基藍(lán)溶液褪色程度
⑩大腸桿菌——伊紅—美藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基
(3)實(shí)驗(yàn)條件的控制方法:
①增加水中氧氣——泵入空氣或吹氣或放入綠色植物
②減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水
③除去容器中CO2——NaOH溶液
④除去葉片中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境
⑤除去葉片中葉綠素——酒精隔水加熱
⑥除去光合作用對(duì)呼吸作用的干擾——給植株遮光
⑦如何得到單色光——棱鏡色散或彩色薄膜濾光
⑧血液抗凝——加入檸檬酸鈉
⑨線粒體提取——細(xì)胞勻漿離心
⑩骨的脫鈣——鹽酸溶液
⑾滅菌方法——微生物培養(yǎng)的關(guān)鍵在于滅菌,對(duì)不同材料,滅菌方法不同:培養(yǎng)基用高壓蒸氣滅菌;接種環(huán)用火焰灼燒滅菌;雙手用肥皂洗凈,擦干后用75%酒精消毒;整個(gè)接種過程都在實(shí)驗(yàn)室無菌區(qū)進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)方法是整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的精髓,是做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在.現(xiàn)將與中學(xué)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的一些最常見的經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)方法匯總?cè)缦拢?/p>
(1)化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)方法:
①淀粉——碘液
②還原糖——斐林試劑、班氏試劑
③CO2——Ca(OH)2溶液或酸堿指示劑
④乳酸——pH試紙
⑤O2——余燼復(fù)燃
⑥無O2——火焰熄滅
⑦蛋白質(zhì)——雙縮脲試劑
⑧染色體——龍膽紫、醋酸洋紅溶液
⑨DNA——二苯胺試劑
⑩脂肪——蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯示方法:
①光合速率——O2釋放量或CO2吸收量或淀粉產(chǎn)生量
②呼吸速率——O2吸收量或CO2釋放量或淀粉減少量
③原子途徑——放射性同位素示蹤法
④細(xì)胞液濃度大小——質(zhì)壁分離
⑤細(xì)胞是否死亡——質(zhì)壁分離
⑥甲狀腺激素作用——?jiǎng)游锖难趿?,發(fā)育速度等
⑦生長(zhǎng)激素作用——生長(zhǎng)速度(體重變化,身高變化)
⑧胰島素作用——?jiǎng)游锘顒?dòng)狀態(tài)
⑨菌量——菌落數(shù)或亞甲基藍(lán)溶液褪色程度
⑩大腸桿菌——伊紅—美藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基
(3)實(shí)驗(yàn)條件的控制方法:
①增加水中氧氣——泵入空氣或吹氣或放入綠色植物
②減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水
③除去容器中CO2——NaOH溶液
④除去葉片中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境
⑤除去葉片中葉綠素——酒精隔水加熱
⑥除去光合作用對(duì)呼吸作用的干擾——給植株遮光
⑦如何得到單色光——棱鏡色散或彩色薄膜濾光
⑧血液抗凝——加入檸檬酸鈉
⑨線粒體提取——細(xì)胞勻漿離心
⑩骨的脫鈣——鹽酸溶液
⑾滅菌方法——微生物培養(yǎng)的關(guān)鍵在于滅菌,對(duì)不同材料,滅菌方法不同:培養(yǎng)基用高壓蒸氣滅菌;接種環(huán)用火焰灼燒滅菌;雙手用肥皂洗凈,擦干后用75%酒精消毒;整個(gè)接種過程都在實(shí)驗(yàn)室無菌區(qū)進(jìn)行.
(4)實(shí)驗(yàn)中控制溫度的方法:
①還原糖鑒定:水浴煮沸加熱
②酶促反應(yīng):水浴保溫
③用酒精溶解葉中的葉綠素:酒精要隔水加熱
④DNA的鑒定:水浴煮沸加熱
⑤細(xì)胞和組織培養(yǎng)以及微生物培養(yǎng):恒溫培養(yǎng)
細(xì)胞固定化方法有:Adsorption(吸附);covalent bonding(共價(jià)結(jié)合);Cross linking(交聯(lián));Entrapment(包埋)、Encapsulation(微膠囊) 。下面對(duì)這幾種做具體介紹。
一、吸附法
1,原理
利用載體和細(xì)胞表面所帶電荷的靜電引力(van der Walls forces),使細(xì)胞吸附于載體上。吸附法可分為物理吸附和離子吸附兩種。該法操作簡(jiǎn)單,固定化過程對(duì)細(xì)胞活性影響小。
2,載體的材料
采用吸附法固定細(xì)胞,所用的載體主要有:硅藻土、木屑、多孔玻璃、活性炭、
多孔陶瓷、離子交換樹脂和等。塑料
3,影響吸附固定化的因素
(1)Z-電位
(2)細(xì)胞的性質(zhì)和細(xì)胞壁的組成
(3)載體的性質(zhì)
(4)pH
二、共價(jià)結(jié)合法
利用細(xì)胞表面的反應(yīng)基團(tuán)(如氨基、羧基、羥基、巰基、咪唑基)與活化的無機(jī)或有機(jī)載體反應(yīng),形成共價(jià)鍵將細(xì)胞固定。用該法制備的固定化細(xì)胞一般為死細(xì)胞。
三、交聯(lián)法
利用雙功能或多功能試劑與細(xì)胞表面的反應(yīng)基團(tuán)(如氨基、羧基、羥基、巰基、咪唑基)反應(yīng),從而使細(xì)胞固定。常用的交聯(lián)劑包括:戊二醛、甲苯二異氰酸酯、雙重氮聯(lián)苯胺。
由于交聯(lián)試劑的毒性,這一方法具有一定的局限性。
四、包埋法
包埋法是細(xì)胞固定化最常用的方法。包埋法可以分為:
1,微膠囊法:利用半透性聚合物薄膜將細(xì)胞包裹起來,形成微型膠囊;
2,凝膠包埋法:是在無菌條件下,將生物細(xì)胞和膠溶液混合在一起,然后再經(jīng)過相應(yīng)的造粒處理,形成直徑為1-4mm的膠粒。
常用的包埋劑為:聚丙烯酰胺、瓊脂、海藻酸、卡拉膠、二醋酸纖維、三醋酸纖維、明膠等。
五、固定化方法的比較
吸附法:條件溫和、方法簡(jiǎn)便、載體可再生。但操作穩(wěn)定性差。
共價(jià)法:操作穩(wěn)定性高。但由于試劑的毒性,易引起細(xì)胞的破壞。
交聯(lián)法:可得到高細(xì)胞濃度,但機(jī)械強(qiáng)度低,無法再生,不適于實(shí)際應(yīng)用。
包埋法:細(xì)胞和載體間沒有束縛,固定化后,細(xì)胞仍保持較高活力。但這類方法只適用于小分子底物。
根據(jù)每個(gè)細(xì)胞有一定的重量而設(shè)計(jì)的。
它可以用于單細(xì)胞、多細(xì)胞以及絲狀體微生物生長(zhǎng)的測(cè)定。將一定體積的樣品通過離心或過濾將菌體分離出來,經(jīng)洗滌,再離心后直接稱重,求出濕重,如果是絲狀體微生物,過濾后用濾紙吸去菌絲之間的自由水,再稱重求出濕重。
不論是細(xì)菌樣品還是絲狀菌樣品,可以將它們放在已知重量的平皿或燒杯內(nèi),于105℃烘干至恒重,取出放入干燥器內(nèi)冷卻,再稱量,求出微生物干重。如果要測(cè)定固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的放線菌或絲狀真菌,可先加熱至50℃,使瓊脂熔化,過濾得菌絲體,再用50℃的生理鹽水洗滌菌絲,然后按上述方法求出菌絲體的濕重或干重。
除了干重、濕重反映細(xì)胞物質(zhì)重量外,還可以通過測(cè)定細(xì)胞中蛋白質(zhì)或DNA的含量反映細(xì)胞物質(zhì)的量。蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要成分,含量也比較穩(wěn)定,其中氮是蛋白質(zhì)的重要組成元素。
從一定體積的樣品中分離出細(xì)胞,洗滌后,按凱氏定氮法測(cè)出總氮量。蛋白質(zhì)含氮量為16%,細(xì)菌中蛋白質(zhì)含量占細(xì)菌固形物的50%一80%,一般以65%為代表,有些細(xì)菌則只占13%一14%,這種變化是由菌齡和培養(yǎng)條件不同所產(chǎn)生的。
因此總含氮量與蛋白質(zhì)總量之間的關(guān)系可按下列公式計(jì)算:蛋白質(zhì)總量=含氮量*6.25核酸DNA是微生物的重要遺傳物質(zhì),每個(gè)細(xì)菌的DNA含量相當(dāng)恒定,平均為8.4*`10^(-5)`NG。因此從一定體積的細(xì)菌懸液中所含的細(xì)菌中提取DNA,求得DNA含量,再計(jì)算出這一定體積的細(xì)菌懸液所含的細(xì)菌總數(shù)。
生物實(shí)驗(yàn)總結(jié) 實(shí)驗(yàn)一 觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布 實(shí)驗(yàn)原理:DNA 綠色,RNA 紅色 分布:真核生物DNA主要分布在細(xì)胞核中,線粒體和葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA;RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果: 細(xì)胞核呈綠色,細(xì)胞質(zhì)呈紅色. 實(shí)驗(yàn)二 物質(zhì)鑒定 還原糖 + 斐林試劑 磚紅色沉淀 脂 肪 + 蘇丹III 橘黃色 脂 肪 + 蘇丹IV 紅色 蛋白質(zhì) + 雙縮脲試劑 紫色反應(yīng) 1、還原糖的檢測(cè) (1)材料的選?。哼€原糖含量高,白色或近于白色,如蘋果,梨,白蘿卜。 (2)試劑:斐林試劑(甲液:0.1g/mL的NaOH溶液,乙液:0.05g/mL的CuSO4溶液),現(xiàn)配現(xiàn)用。
(3)步驟:取樣液2mL于試管中→加入剛配的斐林試劑1mL(斐林試劑甲液和乙液等量混合均勻后再加入)→水浴加熱2min左右→觀察顏色變化(白色→淺藍(lán)色→磚紅色) ★模擬尿糖的檢測(cè) 1、取樣:正常人的尿液和糖尿病患者的尿液 2、檢測(cè)方法:斐林試劑(水浴加熱)或班氏試劑或尿糖試紙 3、結(jié)果:(用斐林試劑檢測(cè))試管內(nèi)發(fā)生出現(xiàn)磚紅色沉淀的是糖尿病患者的尿液,未出現(xiàn)磚紅色沉淀的是正常人的尿液。 4、分析:因?yàn)樘悄虿』颊叩哪蛞褐泻羞€原糖,與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀,而正常人尿液中無還原糖,所以沒有發(fā)生反應(yīng)。
2、脂肪的檢測(cè) (1)材料的選?。汉玖吭礁叩慕M織越好,如花生的子葉。 (2)步驟: 制作切片(切片越薄越好)將最薄的花生切片放在載玻片中央 ↓ 染色(滴蘇丹Ⅲ染液2~3滴切片上→2~3min后吸去染液→滴體積分?jǐn)?shù)50%的酒精洗去浮色→吸去多余的酒精) ↓ 制作裝片(滴1~2滴清水于材料切片上→蓋上蓋玻片) ↓ 鏡檢鑒定(顯微鏡對(duì)光→低倍鏡觀察→高倍鏡觀察染成橘黃色的脂肪顆粒) 3、蛋白質(zhì)的檢測(cè) (1)試劑:雙縮脲試劑(A液:0.1g/mL的NaOH溶液,B液:0.01g/mL的CuSO4溶液) (2)步驟:試管中加樣液2mL→加雙縮脲試劑A液1mL,搖勻→加雙縮尿試劑B液4滴,搖勻→觀察顏色變化(紫色) 考點(diǎn)提示: (1)常見還原性糖與非還原性糖有哪些? 葡萄糖、果糖、麥芽糖都是還原性糖;淀粉、蔗糖、纖維素都是非還原性糖。
(2 )還原性糖植物組織取材條件? 含糖量較高、顏色為白色或近于白色,如:蘋果、梨、白色甘藍(lán)葉、白蘿卜等。 (3)研磨中為何要加石英砂?不加石英砂對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響? 加石英砂是為了使研磨更充分。
不加石英砂會(huì)使組織樣液中還原性糖減少,使鑒定時(shí)溶液顏色變化不明顯。 (4)斐林試劑甲、乙兩液的使用方法?混合的目的?為何要現(xiàn)混現(xiàn)用? 混合后使用;產(chǎn)生氫氧化銅;氫氧化銅不穩(wěn)定。
(5)還原性糖中加入斐林試劑后,溶液顏色變化的順序?yàn)椋?淺藍(lán)色 棕色 磚紅色 (6)花生種子切片為何要薄? 只有很薄的切片,才能透光,而用于顯微鏡的觀察。 (7)轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋時(shí),若花生切片的細(xì)胞總有一部分清晰,另一部分模糊,其原因一般是什么? 切片的厚薄不均勻。
(8)脂肪鑒定中乙醇作用? 洗去浮色。 (9)雙縮脲試劑A、B兩液是否混合后用?先加A液的目的怎樣通過對(duì)比看顏色變化? 不能混合;先加A液的目的是使溶液呈堿性;先留出一些大豆組織樣液做對(duì)比。
實(shí)驗(yàn)三 觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)流動(dòng) 1、材料:新鮮蘚類葉、黑藻葉或菠菜葉,口腔上皮細(xì)胞臨時(shí)裝片 2、原理:葉綠體在顯微鏡下觀察,綠色,球形或橢球形。 用健那綠染液染色后的口腔上皮細(xì)胞中線粒體成藍(lán)綠色,細(xì)胞質(zhì)接近無色。
知識(shí)概要: 取材 制片 低倍觀察 高倍觀察 考點(diǎn)提示: (1)為什么可直接取用蘚類的小葉,而不能直接取用菠菜葉? 因?yàn)樘\類的小葉很薄,只有一層細(xì)胞組成,而菠菜葉由很多層細(xì)胞構(gòu)成。 (2)取用菠菜葉的下表皮時(shí),為何要稍帶些葉肉? 表皮細(xì)胞除保衛(wèi)細(xì)胞外,一般不含葉綠體,而葉肉細(xì)胞含較多的葉綠體。
(3)怎樣加快黑藻細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)速度?最適溫度是多少? 進(jìn)行光照、提高水溫、切傷部分葉片;25℃左右。 (4)對(duì)黑藻什么部位的細(xì)胞觀察,所觀察到的細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的現(xiàn)象最明顯? 葉脈附近的細(xì)胞。
(5)若視野中某細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針,則在裝片中該細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)的實(shí)際流動(dòng)方向是怎樣的? 仍為順時(shí)針。 (6)是否一般細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)不流動(dòng),只有黑藻等少數(shù)植物的細(xì)胞質(zhì)才流動(dòng)? 否,活細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)都是流動(dòng)的。
(7)若觀察植物根毛細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng),則對(duì)顯微鏡的視野亮度應(yīng)如何調(diào)節(jié)? 視野應(yīng)適當(dāng)調(diào)暗一些,可用反光鏡的平面鏡來采光或縮小光圈。 (8)在強(qiáng)光照射下,葉綠體的向光面有何變化?葉綠體的受光面積較小有一面面向光源。
實(shí)驗(yàn)四 觀察有絲分裂 1、材料:洋蔥根尖(蔥,蒜) 2、步驟:(一)洋蔥根尖的培養(yǎng) (二)裝片的制作 制作流程:解離→漂洗→染色→制片 1. 解離: 藥液: 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸,體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精(1 : 1混合液). 時(shí)間: 3~5min .目的: 使組織中的細(xì)胞相互分離開來. 2. 漂洗: 用清水漂洗約3min. 目的: 洗去藥液,防止解離過度,并有利于染色. 3. 染色: 用質(zhì)量濃度為0.01g / mL或0.02g / mL的龍膽紫溶液(或醋酸洋紅液)染色3~ 5min 目的: 使染色體著色,利于觀察. 4. 制片: 將根尖放在載玻片上,加一滴清水,并用鑷子把根尖弄碎,蓋上蓋玻片,在蓋玻片上再加一片載玻片. 然后用拇指輕輕地按。
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