4—1分子与细胞(实验)
1.观察DNA、RNA在细胞中的分布
原理:① 甲基绿能把DNA染成绿色,吡罗红使RNA染上红色;
② 盐酸能改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色体中的DNA与蛋白质分离,以利于染色。
步骤
器材与试剂
作用与原理
⑴ 制片
① 将牙签刮下的口腔上皮细胞置于载玻片上0.9% 的NaCl溶液滴
② 载玻片烘干
①0.9% 的NaCl溶液:防止细胞破裂,维持细胞形态。
②烘干:使细胞固定在载玻片上
⑵ 水解
8% HCl中30℃保温5分钟
盐酸能改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色体中的DNA与蛋白质分离,有利于染色。
⑶ 冲洗
用蒸馏水缓流冲洗10分钟
洗去浮色
⑷ 染色
2滴吡罗红甲基绿染色5分钟
甲基绿使DNA染上绿色
吡罗红使RNA染上红色
⑸ 观察
显微镜下观察:先低倍镜后高倍镜
实验结果
细胞核区域染成绿色,细胞质区域染成红色
实验结论
说明:DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分布在细胞质中
对比
DNA + 二苯胺 → (沸水浴加热) 蓝色
2.1
可溶性还原糖的鉴定
1、什么是还原性糖:
还原性糖:有还原性基团——游离醛基或酮基的糖;如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖。
非还原性糖:淀粉、纤维素、蔗糖、糖元。
2、还原性糖 + 斐林试剂(班氏试剂)→ (水浴加热)砖红色沉淀
(实质:还原性糖将Cu(OH)2还原为砖红色的Cu2O)
步骤
操作方法
⑴选材
含还原糖较高的植物材料;
材料颜色白色或近于白色(目的是避免遮掩实验本身产生的颜色)
⑵制备组织液
制浆→过滤→取液
⑶呈色反应
① 加入组织样液2ml
② 加入刚配好的斐林试剂1ml
③ 50-60℃温水浴加热2分钟
结果:颜色变化
斐林试剂的甲液(0.1g/mL的氢氧化钠)和乙液(0.05g/mL的硫酸铜)等量混合均匀后,立即生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2与还原糖在加热条件下,先变棕色,最后生成砖红色Cu2O沉淀。
2.2
脂肪的鉴定
1、脂肪 + 苏丹Ⅲ → (2-3分钟) 橘黄色
2、脂肪 + 苏丹Ⅳ → (1分钟)红色
步骤
操作方法
方法一
花生子叶匀浆 + 3滴苏丹Ⅳ→ (2-3分钟) 红色
方法二
(1)取材
花生种子浸泡,切成薄片
(2)制片
取最薄的切片,滴加2滴苏丹Ⅲ,1-2滴50%酒精去浮色,制成临时装片。
(3)观察
显微镜下观察被染成橘黄色的脂肪颗粒
2.3
蛋白质的鉴定
蛋白质 + 双缩脲试剂 → 紫色反应
( 双缩脲(H2NOC-NH-CONH2)在碱性环境下能与铜离子作用,形成紫色或紫红色的络合物,这个反应叫做双缩脲反应 )
步骤
操作方法
(1)取材
鲜肝提取液或豆浆、牛奶(或蛋清)
(2)呈色反应
① 样液中县加双缩脲试剂A液(0.1g/mL的氢氧化钠溶液)2ml。先加A液目的是创设一个碱性环境。
② 加双缩脲试剂B液(0.01g/mL的硫酸铜溶液)3~4滴。B液不能过量,原因是:过量会与Cu(OH)2反应生成蓝色,遮掩反应本身的颜色。
结果:颜色变化
出现紫色反应
3.用显微镜观察多种多样的细胞
目镜
安装在镜筒上端,也叫接目镜。在目镜上方刻有5×、10×、20×等为放大倍数。从外表上看,镜头越长放大倍数越低。
物镜
安装在转换器上,物镜上所刻8×、10×、40×等就是放大倍数,习惯上把10-20倍的叫做低倍物镜;40-60倍的叫做高倍物镜;90-100倍的叫做油镜。从形态上看,接物镜越长,放大倍数越高。
放大倍数
显微镜放大倍数是指物体的长度或宽度的放大倍数。
计算方法为接目镜放大倍数与接物镜放大倍数的乘积。
成像
显微镜成的是倒像,即“b” 在显微镜下看到的是“q”
低倍镜的使用
1、对光 2、标本放在载物台上,正对通光孔 3、转动粗准焦螺旋,使镜筒缓慢下降,直至物镜接近盖玻片 4、左眼看目镜内,反向转动粗准焦螺旋升高镜筒,直到看到物像 5、调节细准焦螺旋使物像清晰。
高倍镜的使用
1、低倍镜下看清物像 2、移动玻片,使所需观察的部分移至视野中央 3、转动转换器,使高倍镜对准通光孔 4、调节细准焦螺旋使物像清晰 5、调节光圈。
对比
视野范围
物镜与玻片间距离
视野亮度
清晰度
物像大小
低倍镜
大
大
亮
低
小
高倍镜
小
小
暗
高
大
4.观察线粒体和叶绿体
健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体染成蓝绿色
步骤
操作方法
目的与作用
(1)取材
① 新鲜的藓类的叶
② 菠菜叶下表皮略带一些叶肉
①藓类叶为单层细胞
②下表皮容易撕取,要略带些叶肉
(2)制片
注意叶片不能太干,保持有水的状态
以免影响细胞活性
(3)观察
叶绿体呈椭圆形,可随细胞质的流动而流动。叶绿体在弱光下以最大面积(长轴)转向光源,在强光下以最小面积(短轴)转向光源。
(1)取材
漱口,口腔内侧壁上轻刮几下
(2)染色
将口腔细胞放在健那绿液滴上
(3)观察
盖上盖玻片,显微镜下观察,线粒体被染成蓝绿色
问 题
1、为什么不用植物细胞来观察线粒体?
植物线粒体相对较少,叶绿体颜色易掩盖线粒体被染成的蓝绿色。
2、如果观察发现染色不足,如何补色?
在盖玻片一侧滴加健那绿液,另一侧用吸水纸吸
5.植物细胞的质壁分离与复原
原理:①细胞液浓度>细胞外溶液浓度时,细胞吸水;细胞液浓度<细胞外溶液浓度时,细胞失水。②细胞壁与原生质层的伸缩能力不同,细胞壁的伸缩性小于原生质层。
步骤
结果
(1)制作洋葱鳞片叶表皮临时装片
(2)高倍镜下观察
有一个紫色的中央大液泡,原生质层紧贴细胞壁
(3)在盖玻片一侧滴加0.3mg/mL蔗糖溶液,另一侧吸水纸吸引
(4)高倍镜下观察
中央大液泡逐渐缩小(紫色加深)
原生质层与细胞壁分离(可以看到细胞膜)
(5)在盖玻片一侧滴加清水,另一侧吸水纸吸引
(6)高倍镜下观察
中央大液泡逐渐胀大,原生质层逐渐贴近细胞壁
应用:1、可以用于测定细胞液的浓度 2、可以用于判断细胞的死活
注意问题:
1、细胞发生质壁分离后,细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是0.3mg/mL蔗糖溶液。
2、动物细胞能发生失水但不会发生质壁分离。
6.探究影响酶活性的因素
1.验证性实验
验证性实验是在实验前已经知道了相关实验原理,并对实验现象已经形成一定认识或提出了某种比较确定的假说,再通过具体实验来验证相应的生物学现象或事实的实验方法。由于实验者在实验前大都已掌握了实验结果和实验结论,因此对实验结果和预期往往是惟一的。
2.探究性实验
探究性实验是探究者根据一定的实验目的,利用现有的实验条件,通过控制实验变量来研究探究研究对象的未知属性、特性以及与其他因素的关系,依据实验现象推测出结论的实验方法。因此对实验结果的预期也是不确定的,要把可能出现的实验现象考虑在内。
3.控制变量:
自变量:实验中由实验者所操纵的因素或条件。
因变量:指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。
无关变量:指除了研究者操纵的自变量和需要测量的因变量之外的一切变量。
4.控制变量的基本原则:
单一自变量:一个实验变量对应一个反应变量
平衡等量原则:控制消除无关变量,在适宜条件下的等量,常态条件下的等量
5.对照实验:
空白对照:指不做任何实验处理的对照组。
自身对照:对照和实验都在同一研究对象上进行。
有的是同一研究对象在实验前后对照,如“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验;
有的是在同一研究对象的不同部位进行对照,如利用银边天竺葵(叶片边缘无绿色)证明光合作用需要叶绿素。
相互对照:不单设对照组,而是几个实验组相互对照。如“证明温度对酶活性的影响”的实验中,用不同的温度分别处理得出结论是作为相互对照的。
条件对照:虽然给对照组施以部分实验因素,但不是所要研究的处理因素。但这种处理是有对照意义的。如“证明甲状腺激素可促进幼小动物的发育”的实验中,可用甲状腺抑制剂饲喂蝌蚪,这就是作为条件对照的。
6.设计实验方法和步骤(四步曲):
(1)材料是否要制取或处理?(包括实验前测)
(2)是否要分组编号?
(3)对不同(或同一)对象施加不同的处理。
(科学性、可行性、节约成本、随机性)
(4)结果观察(预测)、纪录并根据结果(现象)进行分析。
7.描述准确:
①若条件X存在事件P能发生,条件X改变事件P不能发生(或发生程度改变),结论是
“”。
②若条件X存在事件P能发生,条件X改变事件P能发生(或发生程度没改变),
“”。
③若条件X存在事件P不能发生,条件X改变事件P能发生(或发生程度改变),
“”。
8.实验试题的一般考查的方面:
(1)实验课题的描述
(2)实验的基本原理
(3)实验材料的选择
(4)实验器材、试剂的选择
(5)实验处理:
① 对照的处理方法; ② 分组、等量、重复; ③ 对照的可行性科学性;
④ 器材试剂的正确使用;⑤ 实验安全;⑥ 实验方案评价
⑦ 内容:呼吸作用、光合作用、酶、动植物激素、植物离子吸收、质壁分离
(6)实验表格的设计
(7)结果预测及分析、统计计算
9、① 酶浓度对酶促反应的影响:在底物足够,其它条件固定的条件下,反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其它不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的速度与酶浓度成正比,如下图所示。
② 底物浓度对酶促反应的影响:在底物浓度较低时,反应速度随底物浓度增加而加快,反应速度与底物浓度近乎:成正比,在底物浓度较高时,底物浓度增加,反应速度也随之加快,但不显著;当底物浓度很大且达到一定限度时,反应速度就达到一个最大值,此时即使再增加底物浓度,反应也几乎不再改变。如下图所示。
③pH对酶促反应的影响:每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性,超过这个范围酶就会失去活性。其特点如下图中曲线变化所示。在一定条件下,每一种酶在某一定PH时活力最大,这个pH称为这种酶的最适pH。
①温度对酶促反应的影响:酶促反应在一定温度范围内反应速度随温度的升高而加快;但当温度升高到一定限度时,酶促反应速度不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条件下,每一种酶在某一定温度时活力最大,这个温度称为这种酶的最适温度,如下图所示。
10、过酸过碱时酶失去活性,空间结构被破坏,不会再恢复活性。
过高温可导致酶失去活性,空间结构被破坏,不会再恢复活性。
低温时酶活性降低,若再给予适宜温度,酶活性增强。
11、实验提示:
(1)如何控制温度?梯度如何设置?
(2)如何控制PH的变化?梯度如何设置?
(3)注意实验步骤先后顺序的严谨性。
(4)如何检测结果?用碘液?用斐林试剂?有何不同效果?有何不同注意事项?
(5)对结果的分析?
7.叶绿体色素的提取和分离
原理:①色素可以溶解在无水乙醇(或丙酮)中,所以用无水乙醇(或丙酮)提取色素。②色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同,溶解度高的色素分子扩散快,因而将色素分离。
步骤
操作
作用
(1)提取色素
①称取5克新鲜绿色叶片剪碎
②加少量SiO2\CaCO3和10mL无水乙醇
③研磨,过滤,收集到试管内并加棉塞塞紧。
①新鲜绿叶中色素多
②见后面试剂的作用
③色素在空气中易被氧化分解
(2)制滤纸条
①干燥滤纸条剪去一端的两角
②在距剪角一端1cm处用铅笔画线
①防止两侧扩散速度过快
②画线标记
(3)滤液画线
①用毛细吸管吸少量滤液沿铅笔处小心划细线
②干燥后再重复2、3次
①划线要细、直、齐
②增加色素量
(4)纸上层析
①倒入烧杯3mL层析液(不超过滤液细线)
②将滤纸条插入层析液中
③盖上培养皿
①②层析液一定不能超过滤液细线防止色素溶于层析液中
③层析液易挥发,微毒
(5)观察结果
⑹ 试剂药品的作用:
无水乙醇(或丙酮):溶解色素,用无水乙醇(或丙酮)可将色素从叶片中提取出来
二氧化硅SiO2:有利于研磨充分
碳酸钙CaCO3:叶绿素在酸性条件下,其中的镁可被氢离子取代,使叶绿素成为褐色的去镁
叶绿素。在研钵内加入少许的碳酸钙,可中和细胞液中的有机酸,保护色素在研磨过程中不被破坏
8.探究酵母菌的呼吸方式
1、实验装置:
课本中的装置图中有哪个错误?(第四个瓶中的玻管不能伸到液面下)
(1)实验是怎样控制有氧和无氧的状态的?
(2)NaOH溶液的作用是什么?(吸收空气中的二氧化碳,以免影响实验结果)
(3)如何测定二氧化碳的产量?(观察澄清石灰水变混浊的情况)
(4)如何鉴定酒精的生成?(橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应,变成灰绿色)
9.观察细胞的有丝分裂
原理:①染色体可以被碱性染料(醋酸洋红或龙胆紫)染成深色。②通过观测分裂各时期细胞数目的多少来判断各时期时间的长短比例
过程
方法
时间
目的
解离
剪取根尖2-3mm,立即放入盐酸、酒精混合液中
3-5min
上午10时至下午2时分裂活跃;酒精使细胞相互分离开来。
漂洗
放入清水中漂洗
10 min
洗去药液,防止解离过度
染色
把根尖放入龙胆紫溶液中染色
3-5min
龙胆紫对染色体进行染色
制片
将根尖入在载玻片上,加一滴清水,压碎根尖,盖上盖玻片
使细胞分散开来,有利于观察
观察
显微镜下观察(高倍镜)
10.模拟探究细胞表面积与体积的关系
1、当与琼脂相遇时,其中酚酞变成粉红色,因此,从颜色上的变化就知道NaOH扩散得有多远。在一定时间内,NaOH在琼脂块的每一侧扩散的距离大致相同。
2、细胞为什么要分裂?或细胞为什么这么小?
(1)增大细胞膜表面积与体积比,有利于物质的运输(营养吸收与废物排出)以保证细胞正常生命代谢需要。
(2)保证适宜的核质关系,使细胞质能在细胞核的控制范围内。
3、卵细胞是一种特殊的细胞,因为它含有许多供胚胎发育的营养物质——卵黄,而使细胞体积增大了许多倍。但卵细胞一般与外界交换物质少,故表面积与体积的比例特殊。
4—2遗传与进化
11.观察细胞减数分裂
实验目的:
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别减数分裂不同的阶段的染色体的形态、位置和数目,加深对减数分裂过程的理解。
方法步骤
12.低温诱导染色体加倍
实验目的
(1)学习低温诱导植物染色体数目变化的方法
(2)理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制
实验原理
进行正常有丝分裂的植物细胞的分生组织细胞,在有丝分裂后期,染色体的着丝点分裂,子染色体在纺锤丝的作用下移向两极,最终被平均分配到两个子细胞中去。
用低温处理植物的组织细胞,使纺锤体的形成受到抑制,以致影响染色体被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞染色体数目加倍。
方法步骤
13.调查人类常见的人类遗传病
实验目的:
初步学会调查和统计人类遗传病的方法。
方法步骤
组织问题调查小组→ 确定课题→ 分头调查研究→ 撰写调查报告→ 汇报、交流调查结果。
注意:最好选取发病率高的单基因遗传病;如果调查发病率,调查的群体要足够大,如果调查某病的遗传方式,则要对患病的家族群体进行调查统计。
4—3稳态与环境
14.探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用
实验
目的
(1)了解植物生长调节剂的作用 (2)进一步培养进行实验设计的能力
实验
原理
植物插条经植物生长调节剂处理后,对植物插条的生根情况有很大影响,而且用不同浓度、不同时间处理其影响程度亦不同。其影响存在一个最适浓度、在此浓度下插条生根数量最多、生长最快。
方法
步骤
(1)选择插条:以1年生苗木最好(1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活)
(2)扦插枝条的处理:枝条的形态学上端为平面,下端削成斜面,这样在扦插后可以增加吸收水分的面积,促进成活。每一枝条留3-4个芽,所选枝条芽数尽量一样多。
15.模拟尿糖的检测
实验
目的
学会尿糖的检测方法、检查“尿样”中是否含有葡萄糖。
实验
原理
(1) 葡萄糖试纸是一种酶试纸,由葡萄糖氧化酶,过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成。当尿液滴加到酶试纸上时,尿液中的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下生成葡萄糖酸和过氧化氢,过氧化氢在酶的催化作用下形成水和原子氧,原子氧将试纸上无色的化合物氧化成有色的化合物,使试纸呈现特定的颜色,再与标准比色卡比对,即可知道尿样中葡萄糖的含量。
(2) 葡萄糖是一种还原糖,与斐林试剂发生反应,会生成砖红色沉淀
方法
步骤
依据原理(1)的方法步骤:
(1)将5个分别装有水、葡萄糖溶液、三份“模拟尿样”的滴瓶和5条葡萄糖试纸分别对应作好标记,并在记录本上设计好记录表格
(2)分别用滴管从5个滴瓶中吸取溶液,在对应的葡萄糖试纸上各滴加2滴。
(3)观察试纸的颜色变化并与比色卡对比,判断出“尿糖”的含量。
(4)将实验结果记录在表格中
依据原理(2)的方法步骤:
(1)取试管2支,分别加入2ml(模拟)正常人和糖尿病患者的尿液
(2)向2支试管中分别加入新配制的2ml斐林试剂,振荡混匀。将2支试管沸水浴2min。
16.探究培养基中酵母菌数量的动态变化
实验
目的
(1)通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化,尝试构建种群增长的数学模型
(2)用数学模型解释种群数量的变化
实验
原理
在含糖的液体培养基中酵母菌繁殖很快,迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群,通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。
养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素。
方法
步骤
提出问题→作出假设→讨论探究思路→制定计划→实施计划→分析结果,得出结论→将记录的数据用曲线图表示出来。
17.土壤中动物类群丰富度的研究
实验
目的
(1)初步学会动物类群丰富度的统计方法
(2)学会设计表格进行观察和统计
实验
原理
土壤不仅为植物提供水分和矿质元素,也是一些动物的良好栖息场所。研究土壤中动物类群丰富度,操作简便,有助于理解群落的基本特征与结构。
方法
步骤
(1)提出问题 如:土壤中有哪些小动物?它们的种群密度是多少?
(2)制定计划
(3)实施计划
本研究包括三个操作环节:取样、观察和分类、统计和分析。
取样后,可采用简易采集法采集动物:将采集的土壤放在瓷盆内,用放大镜观察,同时用解剖针寻找。发现体形较大的动物可用包着纱布的镊子取出;发现体形较小的动物可以用吸虫管来采集。
18.探究水族箱中群落的演替
实验
目的
设计一个生态缸,观察这一人工生态系统中群落的演替情况
实验
原理
在有限的空间内,依据生态系统的原理,将生态系统具有的成分进行组织,构建一个人工微型生态系统是可能的。但同时,这个人工生态系统的稳定性是有条件的,也可能是短暂的,它会发生群落的演替。
方法
步骤
(1)按100cm×70cm×50cm的标准制作生态缸框架。
(2)在生态缸内底部铺垫花土和沙土,花土在下面,一边高,一边低;沙土在上面,沙土层厚5~10cm。在缸内的低处倒入水。
(3)将采集或购买的动物和植物放在生态缸中。(注意:动物的个体不要太大,数量不要太多)
(4) 封上生态箱盖。将生态缸放置在室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直接照射。
(5)每一天观察一次生态缸内的生物种类与数量变化,并且进行记录,连续观察一星期。将观察到的结果记录到表中。
原则:
1.生态缸要是无色、透明的
2.生态缸的制作依据是生态系统的原理
3.生态缸应该具备生态统应该具有的成分,且各种成分比例适合
4.生态缸必须是密封的
5.保证光线的充足
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