(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)原子示综法,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,如番茄和水稻对Ca和Si选择性吸收,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
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.
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。
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
细胞固定化方法有:Adsorption(吸附);covalent bonding(共价结合);Cross linking(交联);Entrapment(包埋)、Encapsulation(微胶囊) 。下面对这几种做具体介绍。
一、吸附法
1,原理
利用载体和细胞表面所带电荷的静电引力(van der Walls forces),使细胞吸附于载体上。吸附法可分为物理吸附和离子吸附两种。该法操作简单,固定化过程对细胞活性影响小。
2,载体的材料
采用吸附法固定细胞,所用的载体主要有:硅藻土、木屑、多孔玻璃、活性炭、
多孔陶瓷、离子交换树脂和等。塑料
3,影响吸附固定化的因素
(1)Z-电位
(2)细胞的性质和细胞壁的组成
(3)载体的性质
(4)pH
二、共价结合法
利用细胞表面的反应基团(如氨基、羧基、羟基、巯基、咪唑基)与活化的无机或有机载体反应,形成共价键将细胞固定。用该法制备的固定化细胞一般为死细胞。
三、交联法
利用双功能或多功能试剂与细胞表面的反应基团(如氨基、羧基、羟基、巯基、咪唑基)反应,从而使细胞固定。常用的交联剂包括:戊二醛、甲苯二异氰酸酯、双重氮联苯胺。
由于交联试剂的毒性,这一方法具有一定的局限性。
四、包埋法
包埋法是细胞固定化最常用的方法。包埋法可以分为:
1,微胶囊法:利用半透性聚合物薄膜将细胞包裹起来,形成微型胶囊;
2,凝胶包埋法:是在无菌条件下,将生物细胞和胶溶液混合在一起,然后再经过相应的造粒处理,形成直径为1-4mm的胶粒。
常用的包埋剂为:聚丙烯酰胺、琼脂、海藻酸、卡拉胶、二醋酸纤维、三醋酸纤维、明胶等。
五、固定化方法的比较
吸附法:条件温和、方法简便、载体可再生。但操作稳定性差。
共价法:操作稳定性高。但由于试剂的毒性,易引起细胞的破坏。
交联法:可得到高细胞浓度,但机械强度低,无法再生,不适于实际应用。
包埋法:细胞和载体间没有束缚,固定化后,细胞仍保持较高活力。但这类方法只适用于小分子底物。
根据每个细胞有一定的重量而设计的。
它可以用于单细胞、多细胞以及丝状体微生物生长的测定。将一定体积的样品通过离心或过滤将菌体分离出来,经洗涤,再离心后直接称重,求出湿重,如果是丝状体微生物,过滤后用滤纸吸去菌丝之间的自由水,再称重求出湿重。
不论是细菌样品还是丝状菌样品,可以将它们放在已知重量的平皿或烧杯内,于105℃烘干至恒重,取出放入干燥器内冷却,再称量,求出微生物干重。如果要测定固体培养基上生长的放线菌或丝状真菌,可先加热至50℃,使琼脂熔化,过滤得菌丝体,再用50℃的生理盐水洗涤菌丝,然后按上述方法求出菌丝体的湿重或干重。
除了干重、湿重反映细胞物质重量外,还可以通过测定细胞中蛋白质或DNA的含量反映细胞物质的量。蛋白质是细胞的主要成分,含量也比较稳定,其中氮是蛋白质的重要组成元素。
从一定体积的样品中分离出细胞,洗涤后,按凯氏定氮法测出总氮量。蛋白质含氮量为16%,细菌中蛋白质含量占细菌固形物的50%一80%,一般以65%为代表,有些细菌则只占13%一14%,这种变化是由菌龄和培养条件不同所产生的。
因此总含氮量与蛋白质总量之间的关系可按下列公式计算:蛋白质总量=含氮量*6.25核酸DNA是微生物的重要遗传物质,每个细菌的DNA含量相当恒定,平均为8.4*`10^(-5)`NG。因此从一定体积的细菌悬液中所含的细菌中提取DNA,求得DNA含量,再计算出这一定体积的细菌悬液所含的细菌总数。
生物实验总结 实验一 观察DNA和RNA在细胞中的分布 实验原理:DNA 绿色,RNA 红色 分布:真核生物DNA主要分布在细胞核中,线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。
实验结果: 细胞核呈绿色,细胞质呈红色. 实验二 物质鉴定 还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀 脂 肪 + 苏丹III 橘黄色 脂 肪 + 苏丹IV 红色 蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色反应 1、还原糖的检测 (1)材料的选取:还原糖含量高,白色或近于白色,如苹果,梨,白萝卜。 (2)试剂:斐林试剂(甲液:0.1g/mL的NaOH溶液,乙液:0.05g/mL的CuSO4溶液),现配现用。
(3)步骤:取样液2mL于试管中→加入刚配的斐林试剂1mL(斐林试剂甲液和乙液等量混合均匀后再加入)→水浴加热2min左右→观察颜色变化(白色→浅蓝色→砖红色) ★模拟尿糖的检测 1、取样:正常人的尿液和糖尿病患者的尿液 2、检测方法:斐林试剂(水浴加热)或班氏试剂或尿糖试纸 3、结果:(用斐林试剂检测)试管内发生出现砖红色沉淀的是糖尿病患者的尿液,未出现砖红色沉淀的是正常人的尿液。 4、分析:因为糖尿病患者的尿液中含有还原糖,与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀,而正常人尿液中无还原糖,所以没有发生反应。
2、脂肪的检测 (1)材料的选取:含脂肪量越高的组织越好,如花生的子叶。 (2)步骤: 制作切片(切片越薄越好)将最薄的花生切片放在载玻片中央 ↓ 染色(滴苏丹Ⅲ染液2~3滴切片上→2~3min后吸去染液→滴体积分数50%的酒精洗去浮色→吸去多余的酒精) ↓ 制作装片(滴1~2滴清水于材料切片上→盖上盖玻片) ↓ 镜检鉴定(显微镜对光→低倍镜观察→高倍镜观察染成橘黄色的脂肪颗粒) 3、蛋白质的检测 (1)试剂:双缩脲试剂(A液:0.1g/mL的NaOH溶液,B液:0.01g/mL的CuSO4溶液) (2)步骤:试管中加样液2mL→加双缩脲试剂A液1mL,摇匀→加双缩尿试剂B液4滴,摇匀→观察颜色变化(紫色) 考点提示: (1)常见还原性糖与非还原性糖有哪些? 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? 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? 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? 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? 浅蓝色 棕色 砖红色 (6)花生种子切片为何要薄? 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? 切片的厚薄不均匀。
(8)脂肪鉴定中乙醇作用? 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? 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 观察叶绿体和细胞质流动 1、材料:新鲜藓类叶、黑藻叶或菠菜叶,口腔上皮细胞临时装片 2、原理:叶绿体在显微镜下观察,绿色,球形或椭球形。 用健那绿染液染色后的口腔上皮细胞中线粒体成蓝绿色,细胞质接近无色。
知识概要: 取材 制片 低倍观察 高倍观察 考点提示: (1)为什么可直接取用藓类的小叶,而不能直接取用菠菜叶? 因为藓类的小叶很薄,只有一层细胞组成,而菠菜叶由很多层细胞构成。 (2)取用菠菜叶的下表皮时,为何要稍带些叶肉? 表皮细胞除保卫细胞外,一般不含叶绿体,而叶肉细胞含较多的叶绿体。
(3)怎样加快黑藻细胞质的流动速度?最适温度是多少? 进行光照、提高水温、切伤部分叶片;25℃左右。 (4)对黑藻什么部位的细胞观察,所观察到的细胞质流动的现象最明显? 叶脉附近的细胞。
(5)若视野中某细胞中细胞质的流动方向为顺时针,则在装片中该细胞的细胞质的实际流动方向是怎样的? 仍为顺时针。 (6)是否一般细胞的细胞质不流动,只有黑藻等少数植物的细胞质才流动? 否,活细胞的细胞质都是流动的。
(7)若观察植物根毛细胞细胞质的流动,则对显微镜的视野亮度应如何调节? 视野应适当调暗一些,可用反光镜的平面镜来采光或缩小光圈。 (8)在强光照射下,叶绿体的向光面有何变化?叶绿体的受光面积较小有一面面向光源。
实验四 观察有丝分裂 1、材料:洋葱根尖(葱,蒜) 2、步骤:(一)洋葱根尖的培养 (二)装片的制作 制作流程:解离→漂洗→染色→制片 1. 解离: 药液: 质量分数为15%的盐酸,体积分数为95%的酒精(1 : 1混合液). 时间: 3~5min .目的: 使组织中的细胞相互分离开来. 2. 漂洗: 用清水漂洗约3min. 目的: 洗去药液,防止解离过度,并有利于染色. 3. 染色: 用质量浓度为0.01g / mL或0.02g / mL的龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)染色3~ 5min 目的: 使染色体着色,利于观察. 4. 制片: 将根尖放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片上再加一片载玻片. 然后用拇指轻轻地按。
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