高中生物实验方法总结

2015/3/6 15:16:00作者:佚名来源:转载查看评论0条)字号:

  在高中生物实验教学及探究性课题研究中,常常发现学生因常识欠缺,专业知识薄弱,经典方法、模式思维没有形成等因素,致使一个实验从探究、设计、操作到最后的结果分析往往是问题百出。为了规范操作,理清思路,形成模式,以便更好的用实验解决生物中的相关问题。笔者在从教的过程中对生物实验设计中的一些方面给予总结,仅供参考:

  一.化学物质的检测方法

  1、淀粉:碘液(蓝色)。

  2、还原性糖:斐林试剂\班氏试剂(沸水浴后生成砖红色沉淀)。

  3、CO2:Ca(OH)2溶液(澄清石灰水变浑浊)。

  4、乳酸:pH试纸。

  5、O2:余烬复然;无O2:火焰熄灭。

  6、蛋白质:被蛋白酶水解、双缩脲试剂(紫红色)。

  7、脂肪:苏丹Ⅲ染液(橘黄色)、苏丹Ⅳ染液(红色)。

  8、DNA:二苯胺(沸水浴,蓝色)或甲基绿(染色后,呈绿色),也可用DNA酶。

  9、RNA:吡罗红(呈红色)、苔黑酚乙醇溶液

  10、染色体:龙胆紫溶液,醋酸洋红溶液。

  二.实验条件的控制方法

  1、隔绝气体:密封玻璃容器可用石蜡,隔绝空气与液体可用油膜;

  排气或充气可依据升温或冷却。

  2、增加水中氧气:泵入空气或吹气或放入绿色植物;

  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;增加容器中的CO2:NaHCO3溶液。

  4、除去叶中原有淀粉:置于黑暗环境。

  5、除去叶中叶绿素:酒精水浴加热。

  6、析出或溶解物质:水溶性根据溶解度,脂溶性可用丙酮或酒精。

  7、除去植物光合作用对呼吸作用的干扰:给植株遮光;

  8、如何得到单色光:棱镜色散或透明薄膜滤光。

  9、实验中控制温度的方法:

  ①、还原糖,DNA鉴定:沸水浴加热。

  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。

  ④、细胞和组织培养以及微生物培养:恒温箱培养。

  ⑤、降温,冷却;升温,加热。

  10、维持PH:缓冲溶液(HCO3-/H2CO3,HPO43-/H2PO42-);降低加酸或生理酸性盐,升高加碱或生理碱性盐。

  11、血液抗疑:加入柠檬酸钠(去掉血液中的Ca2+)。

  12、线粒体提取:细胞匀浆离心。

  13、动物细胞的处理:破裂用清水,细胞的失水用NaCl。注意搅拌。

  14、骨无机盐的除去:盐酸溶液。

  15、灭菌方法:培养基用高压蒸汽灭菌;接种环用火焰灼烧灭菌;双手用肥皂冼净,擦干后用75%酒精消毒;实验室或接种箱用甲醛蒸汽或紫外灯灭菌;整个过程都在实验室无菌区或酒精灯旁进行。

  16、消除叶片中脱落酸的影响:去除成熟的叶片;

  17、消除植株本身的生长素:去掉生长旺盛的器官或组织(芽、生长点);

  18、补充植物激素的方法:涂抹、喷洒、用含植物激素的羊毛脂膏或琼脂作载体;

  19、补充动物激素的方法:口服(饲喂)、注射;

  20、阻断植物激素传递:插云母片法。

  三.实验结果的显示方法

  1、有无某物质的存在:有机物根据颜色反应或凝集,无机物根据变色或生成沉淀。

  2、光合速度:O2释放量或CO2吸收量或有机物生成量。

  ①水生植物可依气泡的产生量或产生速率;

  ②离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目;

  ③植物体上的叶片可依指示剂(如碘液)处理后叶片颜色深浅;

  ④水绵可借助显微镜下好氧性菌的分布情况。

  3、呼吸速度:O2吸收量或CO2释放量或有机物消耗量。

  4、原子或分子转移途径:放射性同位素标记法或元素示踪法。

  5、细胞液浓度大小:质壁分离或U型管+半透膜。

  6、细胞吸水和吸收离子的关系:可用KNO3溶液质壁分离及其自动复原。

  7、植物细胞是否死亡:质壁分离和复原或细胞质的流动。

  8、甲状腺激素:动物耗氧量,发育速度等。

  9、生长激素:生长速度(体重、体长变化)。

  10、胰岛素作用:动物活动状态(是否出现低血糖症状──昏迷)。

  11、血糖的含量:低血糖症状或尿糖是否出现。

  12、胰高血糖素作用:尿糖的检测(在尿液中加班氏试剂进行沸水浴,看是否出现砖红色沉淀)

  13、生长素作用及浓度高低的显示:可通过去除胚芽鞘后补充生长素后的胚芽生长情况来判断(弯曲、高度)

  14、菌量的多少:菌落数,亚甲基蓝褪色程度。

  15、菌种:菌落的形态、大小、边缘、高低、颜色、光泽等。

  16、大肠杆菌:伊红—美蓝琼脂培养基。

  四、实验中常用器材和药品的使用

  1、NaOH:用于吸收CO2或改变溶液的pH

  2、Ca(OH)2:鉴定CO2

  3、CaCl2:提高细菌细胞壁的通透性

  4、HCl:解离(15%)或改变溶液的pH

  5、NaHCO3:提供CO2、作为酸碱缓冲剂

  6、酸碱缓冲剂(Na2CO3/NaHCO3,Na2HPO4/NaH2PO4):用于调节溶液pH

  7、NaCl:配制生理盐水(0.9%)或用于提取DNA(0.14M或2M)

  8、琼脂:激素或其他物质的载体或培养基,用于激素的转移或培养基

  9、酒精:用于消毒(75%)、提纯DNA(95%)、叶片脱色、配制解离液(95%的冷酒精)及洗去浮色(50%)

  10、蔗糖:配制蔗糖溶液,测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原

  11、二苯胺:用于DNA的鉴定(沸水浴,蓝色)

  12、甲基绿:检测DNA,呈绿色

  13、吡罗红:检测RNA,呈红色

  14、苔黑酚乙醇溶液:用于RNA的鉴定

  15、斐林试剂(甲液0.1g/mLNaOH、乙液0.05g/mLCuSO4)/班氏试剂:鉴定可溶性还原性糖(沸水浴,砖红色沉淀)

  16、双缩脲试剂:用于蛋白质的鉴定(紫色)

  17、苏丹Ⅲ染液(橘黄色)和苏丹Ⅳ染液(红色):用于脂肪鉴定

  18、碘液:用于鉴定淀粉(变蓝色)

  19、龙胆紫溶液或醋酸洋红:碱性染料,用于染色体染色时,前者呈深蓝色,后者呈红色

  20、改良苯酚品红染液:检测染色体,红色

  21、健那绿B:检测线粒体,专一性让线粒体染色呈蓝绿色

  22、重铬酸钾溶液:检测酒精,呈灰绿色

  23、溴麝香酚蓝水溶液:检测CO2,由蓝变绿再变黄

  24、吲哚酚试剂:用于维生素C的鉴定

  25、伊红美蓝:鉴定有无大肠杆菌的存在

  26、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)

  27、pH试纸:检验物质的酸碱性,如乳酸

  28、卡诺氏固定液:用于细胞有丝分裂根尖的固定

  29、解离液(5%盐酸和95%酒精按1:1的比例配成):有丝分裂中根尖的分离与固定

  30、层析液:用于叶绿素的分离,主要类型:①由20份石油醚(在60~90℃下分馏出来的)、2份丙酮和1份苯混合而成;②95%的酒精;③93号汽油;④9份体积分数为95%的酒精和1份苯混合;⑤汽油或四氯化碳加少许无水硫酸钠。

  31、20%新鲜肝脏研磨液:含有H2O2酶,可促进H2O2分解产生O2

  32、无土营养液:用于植物无土栽培

  33、柠檬酸钠:血液抗凝剂

  34、结晶紫:用于自生固氮菌的分离

  35、秋水仙素(C22H25O6N):用于单倍体育种,作用机理是可抑制植物细胞有丝分裂中纺缍体的形成,可导致细胞内染色体数目加倍。是1937年发现的,是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶,有剧毒,使用时应特别注意。

  36、滤纸:过滤或纸层

  37、纱布、尼龙布:过滤,遮光

  38、云母片:阻止生长素传递

  39、微电流计:测量神经元受刺激时,神经元细胞内或细胞间的兴奋传递情况

  五、一些常见的实验方法

  1、根据颜色来确定某种物质的存在:

  淀粉+I2(蓝色);还原性糖+斐林试剂(砖红色);

  脂肪+苏丹Ⅲ(橘黄)或+苏丹Ⅳ(红色);蛋白质+双缩脲试剂(紫色);

  大肠杆菌+伊红和美蓝(菌落为深紫色,有金属光泽)。

  2、用颜色标记法来确定原肠胚三个胚层的分化情况。

  3、用荧光标记法来证明细胞膜具有一定的流动性。

  4、同位素示踪法:光合作用产生氧气的来源;光合作用中二氧化碳的去向;

  噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质;

  DNA的复制是半保留复制;泌蛋白的形成过程。

  5、确定某种元素为植物生长必需的元素的方法:

  水培法(完全培养液与缺素完全培养液一次对照,缺素与加进去某元素后二次对照)。

  6、获得无籽果实的方法:

  用适宜浓度的生长素处理花蕾期已去雄的子房,如无籽蕃茄;

  诱导染色体变异,如无籽西瓜;用赤霉素处理如无籽葡萄;无性繁殖获取香蕉。

  7、确定某种激素功能的方法:

  饲喂法,切除注射法,阉割移植法,切除口服法。

  8、确定传入、传出神经的功能:

  刺激+观察效应器的反应或测定神经上的电位变化。

  9、植物杂交的方法:

  雌雄同花:花蕾期去雄+套袋+开花期人工授粉+套袋;

  雌雄异花:花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋。

  10、确定某一显性个体基因型的方法:

  测交;该显性个体自交,水稻可用花粉鉴定法。

  11、确定某一性状为显性性状或隐性性状的方法:

  具有一对相对性状的纯合体的杂交,子一代所表现的一个亲本形状及为显性,

  自交,观察后代是否有性状分离,若分离原性状为显性。

  12、确定某一性状受核基因还是质基因控制:正反交。

  13、确定某一性状基因在常染色体上还是在性染色体上:两亲本杂交的子一代该性状在雌雄两性间比例是否相同,若相同为常染色体,否则在性染色体,或用正反交法。

  14、确定某一性状受核基因确定某一个体是否具有抗性基因的方法:

  确定小麦是否具有抗锈病基因,用锈病菌去侵染,一段时间后,观察有无锈斑出现。

  15、鉴定血型的方法:用标准血清与待测血型混合,在显微镜下观察血液的凝集情况。

  16、育种的方法:杂交育种;人工诱变育种;单倍体育种;基因工程育种;细胞工程育种;多倍体育种等。

  17、测定种群密度的方法:样方法(植物);标志重捕法(动物);显微计数法(微生物)。

  18、生态瓶的制作方法:瓶必须透明,且封闭,放置在散射光下,动物耐受性要强。

  19、分离微生物的方法:

  平板划线法;用选择培养基培养(如:圆褐固氮菌的分离,金黄色葡萄球菌的分离,细菌和酵母菌的分离);液体稀释法;菌丝尖端切割法。

  20、测定微生物群体生长的方法:

  测定细菌的数目:显微计数或染色涂片计数法(红细胞计数法)。

  测定细菌的重量:取一定体积的培养基,经离心分离,反复洗涤后,称湿重,或烘干后称干重。

  六、实验研究方法

  1、显微观察法:如观察植物细胞有丝分裂的实验,观察植物细胞质壁分离和复原的实验,微生物的群体生长。

  2、观察法:观察生物的外在性状和表现等,如观察注射了甲状腺激素的小狗的活动状况,观察动物的毛色和植物花色的遗传实验等。

  3、同位素示踪法:如噬菌体侵染细菌的实验,用18O和14C追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。

  4、加法创意:如用饲喂法研究甲状腺激素的实验、用注射法研究生长激素的实验,用移植法研究性激素的实验等。

  5、减法创意:如用阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素、生长激素的实验,雌蕊授粉后除去发育着的种子实验等。

  6、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,小麦的杂交实验等。

  7、化学分析法:如番茄和水稻对Ca和Si选择吸收的实验,叶绿体中色素的提取和分离实验等。

  8、比色法:利用生物组织中的有些有机物和化学试剂互作能产生颜色反应原理。

  9、理论分析法:如大小草履虫竞争的实验,植物根向地生长、茎背地生长的实验,植物向光性的实验等。

  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

  11、取样调查法:种群密度的测量,微生物代谢进程的监控。

  七、实验技术

  1、光学显微镜的使用:包括显微镜的取送、放置、旋转、对光(反光镜及光圈的使用)、低倍观察、高倍观察、镜头的擦拭;显微镜的放大倍数(是物体的长和宽,不是面积,也不是体积)、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、显微镜使用时异物的判断(通常通过移动玻片、转动转换器或旋转目镜来判断)。

  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、生物标本的染色技术:把组织浸在染液中,使组织或细胞的某一部分染上与其他部分不同的颜色,产生不同的折射率,使组织或细胞内各部分的构造县得更清楚,便于用光学显微镜观察。如细胞中染色体的染色。

  4、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。

  5、解离技术:植物中用解离液或纤维素和果胶酶用于破坏细胞壁,分散植物细胞,制作临时装片,动物中用胰蛋白酶分散细胞。

  6、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。

  7、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。

  8、植物叶片中淀粉的鉴定: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。

  9、根尖培养技术:有丝分裂实验的材料

  10、小动物饲养技术:饲养小白鼠等实验动物

  11、无土栽培技术:探究植物必需的矿质元素的实验,〈拓展:微生物生长因子的判断的实验〉;植物的无土栽培〈注意溶液浓度和溶解氧〉。

  12、微电流测量技术:用于刺激神经元细胞时,兴奋的传递情况。刺激神经元的某一点时,相对于该神经元的刺激点而言,其两侧均有电位变化(用两表则可在两侧任意位置,用一表测定则相对于受刺激点不等距位置有两次偏转)可证明在同一神经元内具有双向传递性;刺激突触前神经元时,突触后神经元可测得电位变化,刺激突触后神经元时,突触前神经元测不到电位变化,可证明突触传递具有单向传递性。

  13、pH控制技术:利用缓冲液调节pH,确保实验环境的pH相对稳定。

  14、微生物培养技术:包括无菌接种技术,灭菌,培养基的配置,分离菌体,稀释,

  染色,显微计数,微生物的连续培养技术等。

  15、植物组织培养技术:原理过程优点及应用。

  16、细胞融合技术:促溶剂杂种细胞遗传特性的判断

  17、离心技术:从组织匀浆中分离各种细胞器各种蛋白质核酸等生物大分子。

  18、DNA分子杂交技术:目的基因的获取,基因诊断,生物进化中亲缘关系的测定。

  19、PCR技术:基因工程中基因文库的建立,体外基因大量的增殖。

  总之,实验是解决生物学问题的一个很重要的手段,一个小实验从开始构思到最后得出结论,每个环节都值得我们关注和深思,本文籍借此想让更多的人关注、研究、归纳、总结、完善、升华这着一主题。

 

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