高中生物实验及科学方法、科学史总结

1高中生物实验总结和科学实验方法及科学史实验一观察DNA和RNA在细胞中的分布（必修一P26）【实验原理】：染色剂：DNA绿色（甲基绿试剂），RNA红色（吡罗红试剂）【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。【8%HCl作用】：改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂的作用【选材】：无色的细胞，防止颜色干扰（人口腔上皮细胞、洋葱内表皮细胞）【过程】：制片-水解-冲洗-染色【实验结果】:细胞质呈红色（面积大），细胞核呈绿色。实验二物质鉴定（必修一P19）还原糖+斐林试剂（水浴加热）～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（还原糖有：葡萄糖、果糖、麦芽糖）（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（蓝色→砖红色沉淀）【原理】：NaOH和CuSO4反应生成Cu（OH）2，利用其氧化性起作用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滴原理：在碱性条件下，Cu2+与肽键发生络合形成紫色的络合物。高温加热条件下，蛋白质的空间结构改变，但不断肽键。实验三观察叶绿体和细胞质流动、线粒体（细胞均保持活性）（必修一P47）【原理】：叶绿体在显微镜下观察，绿色,球形或椭球形（注：水绵的叶绿体呈带状），无需染色，活细胞的细胞质是流动状态。材料：新鲜藓类叶、黑藻叶或菠菜叶（注：洋葱表皮细胞无叶绿体）用健那绿（染活细胞）染液染色后的口腔上皮细胞（或洋葱内表皮细胞）中线粒体成蓝绿色知识概要：取材制片低倍观察高倍观察（1）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。2（2）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。（3）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。实验四观察有丝分裂（必修一P115）1、材料：洋葱根尖（葱，蒜）（有分裂能力，不能用表皮细胞代替）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:解离剂：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10min.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压载玻片.目的:使细胞分散开来,有利于观察.（三）观察1、先在低倍镜下找到根尖分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密,有的细胞正在分裂。2、换高倍镜下观察：分裂中期→分裂前、后、末期→分裂间期。（注意各时期细胞内染色体形态和分布的特点）。其中，处于分裂间期的细胞数目最多。【统计每一时期细胞数占计数细胞总数的比例，能比较细胞周期各时期的时间长短】（1）分生区细胞中，什么时期的细胞最多？为什么？间期；因为在细胞周期中，间期时间最长。（2）所观察的细胞能从中期变化到后期吗？为什么？不能，因为所观察的细胞都是停留在某一时期的死细胞。（3）观察洋葱表皮细胞能否看到染色体？为什么？不能，因为洋葱表皮细胞一般不分裂。实验五探究影响酶活性的因素探究温度对酶活性的影响选材：淀粉和淀粉酶。鉴定酶活性的试剂：宜选用碘液，不宜选用婓林试剂（需加热，有影响）不宜选择的材料：过氧化氢和过氧化氢酶原因：过氧化氢加热时要分解实验六色素的提取和分离（必修一P97）1、原理：叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇（若没有无水乙醇，也可用体积分数为95%的乙醇，但要加入适量的无水碳酸钠，以除去乙醇中的水分）——提取色素各色素在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸上扩散速度不同——分离色素2、步骤：（1）提取色素研磨（2）制备滤纸条（3）画滤液细线：均匀，直，细，重复若干次（4）分离色素：不能让滤液细线触及层析液（5）观察和记录:结果滤纸条上从上到下依次为:橙黄色(胡萝卜素)、黄色(叶黄素)、蓝绿色(叶绿素a)、黄3绿色(叶绿素b).类胡萝卜主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光考点提示：（1）二氧化硅（石英砂）的作用？不加二氧化硅对实验有何影响？为了使研磨充分。不加二氧化硅，会使滤液和色素带的颜色变浅。（2）碳酸钙的作用？不加碳酸钙对实验有何影响？保护色素，防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏。不加碳酸钙，滤液会变成黄绿色或褐色。（3）滤液细线为何要直？为何要重画几次？防止色素带的重叠；增加色素量，使色素带的颜色更深一些。（4）滤液细线为何不能触到层析液？防止色素溶解到层析液中。无法分离出色素带（5）色素带最宽的是什么色素？最宽的色素带是叶绿素a，其含量最多（6）实验异常分析：提取液颜色过浅的原因：1、研磨不充分；2、秤取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小；3、未加碳酸钙，色素分子被破坏。分离出的色素带颜色过浅的原因：1、上述三条；2、画滤液细线时未重复划线滤纸条无色素带的原因：1、没有画滤液细线；2、滤液细线触及层析液实验七观察质壁分离和复原（必修一P62）【含义：原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜间的细胞质（注不含细胞核，但含细胞器））与细胞壁分离】1、条件：细胞内外溶液浓度差，活细胞，大液泡2、材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞（具紫色大液泡；注不可选根尖分生区细胞，无大液泡），质量浓度0.3g/mL的蔗糖溶液，清水等。【注：洋葱内表皮细胞也能发生质壁分离现象，为了方便观察，常在外界溶液中滴加红墨水】3、步骤：制作洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片→观察→盖玻片一侧滴蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引→观察(液泡由大到小,颜色由浅变深,原生质层与细胞壁分离)→盖玻片一侧滴清水,另一侧用吸水纸吸引→观察(质壁分离复原)【无需染色，细胞保持活性】4、结论:细胞外溶液浓度＞细胞内溶液浓度，细胞失水质壁分离细胞外溶液浓度＜细胞内溶液浓度，细胞吸水质壁分离复原知识概要：制片观察加液观察加水观察（可用低倍镜）考点提示：（1）植物细胞为何会出现质壁分离？动物细胞会吗？当细胞失去水分时，其原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性；动物细胞不会发生质壁分离，因为动物细胞没有细胞壁。（2）质壁分离时，液泡大小和颜色的变化？吸水能力的变化？复原时呢？细胞发生质壁分离时，液泡变小，紫色加深，吸水能力增强；当细胞质壁分离复原时，液泡变大，紫色变浅，吸水能力减弱。（3）若发生质壁分离后的细胞，不能发生质壁分离复原，其原因是什么？细胞已经死亡（可能是外界溶液浓度过大，细胞失水过多或质壁分离时间过长）（4）怎样利用质壁分离现象来测定植物细胞液的浓度？①配制一系列浓度从小到大的蔗糖溶液②分别用以上不同浓度的溶液制成某植物细胞的临时装片③用显微镜观察某植物细胞是否发生质壁分离。某植物细胞液的浓度就介于不能引起质壁分离的浓度和能引起质壁分离的浓度之间。实验八：用显微镜观察多种多样的细胞（1）高倍镜使用前，装片如何移动？4若要把视野中上方的物像移到视野的正中心，则要将装片继续向上移动。若要把视野中左方的物像移到视野的正中心，则要将装片继续向左方移动，因为显微镜视野中看到的是倒像。（2）换高倍物镜后，怎样使物像清晰？视野明暗度会怎样变化？如何调亮？换高倍物镜后，应调节细准焦螺旋使物像变得清晰；视野会变暗，可调大光圈或改用反光镜的凹面镜来使视野变亮。（3）所用目镜、物镜的长度与放大倍数的关系？目镜越长，放大倍数越小；物镜越长，放大倍数越大。（4)总放大倍数的计算方法？放大倍数具体指面积的放大倍数还是长度的放大倍数？总放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积；放大倍数是指细小物体长度或宽度的放大倍数。（5）放大倍数与视野中细胞大小、多少、视野明暗的关系？放大倍数越大，视野中细胞越大、数目越少、视野越暗。实验九探究酵母菌的呼吸方式（必修一P91）1、原理:酵母菌（真菌，属于真核生物，兼性厌氧性生物）在有氧条件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水：C6H12O6＋6O2＋6H2O6→CO2＋12H2O＋能量在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和少量二氧化碳：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量2、装置：（见课本）（必修一P91）3、检测：（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。（2）检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。实验十观察细胞的减数分裂1、材料：观察细胞的减数分裂所选的材料可以是动物的精巢和植物的雄蕊，而不宜选用动物的卵巢和植物的雌蕊。原因：雄配子的产生数量远远多于雌配子，更容易观察到减数分裂的细胞。2、材料用具：蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，显微镜。实验十一低温诱导染色体加倍1、原理：用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，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发生变化。2、方法步骤：（1）洋葱长出约1cm左右的不定根时，放入冰箱的低温室内（4℃），诱导培养36h。（2）剪取诱导处理的根尖约0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。（3）制作装片：解离→漂洗→染色→制片（4）观察，比较:视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞。该过程只有有丝分裂。3、讨论：秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？抑制纺锤体的形成实验十二调查常见的人类遗传病1、要求：调查的群体应足够大；选取群体中发病率较高的单基因遗传病。如红绿色盲、白化病。注意：一般不选取多基因遗传病和染色体异常遗传病（如21三体综合征、猫叫综合症等）2、计算公式：某种遗传病的发病率=某种遗传病的患病人数某种遗传病的被调查人数×100%3、调查遗传病的遗传方式：家系中调查。调查遗传病的发病率：随机抽样调查5实验十三探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用1、常用的生长素类似物:NAA(萘乙酸),2,4-D,IPA(苯乙酸).IBA(吲哚丁酸)等2、方法：①浸泡法（适用于低浓度）：把插条的基部浸泡在配置好的溶液中，处理几小时或一天。②沾蘸法（适用于高浓度）：把插条的基部在浓度较高的药液中蘸一下（约5s）3、预实验：先设计一组浓度梯度较大的实验进行探索（需要空白对照组）,在此基础上设计细致的实验。4、实验设计的几项原则:①单一变量原则(只有溶液的浓度不同)；②等量原则(控制无关变量,即除溶液的浓度不同外,其他条件都相同)；③重复原则(每一浓度处理3~5段枝条)；④对照原则（相互对照、空白对照）；⑤科学性原则实验十四探究培养液中酵母菌数量的动态变化1、培养酵母菌（温度、氧气、培养液）：可用液体培养基培养2、计数：血球计数板(2