高中生物实验相关知识

高中生物教材实验相关知识梳理一、常用仪器、试剂或药品的用途1、NaOH：用于吸收CO2或改变溶液的pH2、Ca(OH)2：鉴定CO23、CaCl2：提高细菌细胞壁的通透性4、HCl：解离（15%）或改变溶液的pH5、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pH7、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O232、无土营养液：用于植物无土栽培33、柠檬酸钠：血液抗凝剂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二、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、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。4、解离技术：适用于破坏细胞壁，分散植物细胞，制作临时装片。5、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。6、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。7、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。8、根尖培养技术：有丝分裂实验的材料9、小动物饲养技术：饲养小白鼠等实验动物10、无土栽培技术：用于植物必需元素与非必需元素的鉴定11、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。12、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。三、实验方法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。11、实验条件的控制方法⑴增加水中O2：泵入空气或吹气或放入绿色植物；⑵减少水中O2：容器密封或油膜覆盖或用凉开水；⑶除去容器中CO2：NaOH溶液、Na2CO3溶液；⑷除去叶中原有淀粉：置于黑暗环境（饥饿）；⑸除去叶中叶绿素：酒精水浴加热（酒精脱色）；相互对照：不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他级别的对照组。在等组实验法中，若不设空白对照，则大都是运用相互对照。相互对照较好地平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果具有说服力。条件对照：指虽然给对象施以某种实验处理，但是这种处理是作为对照意义的，给定的处理因素正是为了保证实验中对照组与实验组相比只是少了实验变量的影响，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。通常施以条件因素的对象组为对照组，施以实验因素的对象组为实验组。标准对照：生物生理、生化的某些项目也都有相应的标准，将观察测定的实验数值与规定的标准值相比较，以确定其正常与否的对照方法。2、单一变量原则理解该原则，应弄清几组变量：即实验变量与反应变量，无关变量与额外变量。①实验变量与反应变量：a．实验变量是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量（也称自变量），自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。b．反应变量（又称因变量或应变量），是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。c.二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。②无关变量与额外变量：无关变量又称干扰变量、控制变量，是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量。额外变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。无关变量是原因，额外变量是结果，二者也具有因果关系。为确保实验结果的准确，实验者应严格控制无关变量，防止额外变量的出现，否则实验结果的真实性无法得到认定，如我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。所谓单一变量原则，就是要尽可能控制无关变量的作用，以确保实验变量的唯一性。【案例剖析】例如，生物课本内温度对酶活性影响的实验中：实验变量是低温（冰），适温(60℃），高温（沸水）；酶的活性变化即反应变量；试管的洁净度，淀粉酶的稀释度，可溶性淀粉的浓度，碘液的量和浓度，温度处理时间，操作程序等是无关变量。实验中不论有几个实验变量，都应做到每个自变量对应一个因变量，此外还要做到操作规范。在实验设计、实施的全过程中，应严格操纵实验变量，严格控制无关变量，尽可能消除误差，获取较为精确的反应变量。3、等量原则实验中要做到“单一变量”（即实验变量）外，其它变量需注意等量原则，即：①生物材料要相同：即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同。②实验器具要相同：即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等相同。③实验试剂要相同：即试剂的成分、浓度、体积要相同。即使使用不同试剂也要注意体积相同。④处理方法要相同：保温或冷却、光照或黑暗、搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但还是要作同样的处理。4、科学原则：即实验方案的设计要科学，包括原理、操作、程序、方法等。5、安全原则：尽量避免危险性操作（如确需使用，应注明，防止环境污染和人身伤害）。如：在“叶绿体色素的提取和分离”实验中，使用丙酮时，强调指出：“用滤纸打孔盖住研钵进行研磨”以减少挥发。6、可行原则：实验设计应注意取材方便、药品便宜、装置简单、经济实用、步骤简洁、操作性强、花时经济，在现有实验条件下能够完成。五、操作设计注意事项1、应注意实验选材的合理性如：⑴所选材料应有利于实验现象的观察：如可溶性还原糖的鉴定中应选择“白色或近白色”的材料；⑵所选材料应容易获得：尽可能选择无明显季节性、地域性的材料；⑶所选材料应价格便宜2、应注意操作细节的合理性如：⑴溶液或培养基灭菌后是否要冷却后使用？冷却后⑵向淀粉糊中加了唾液后是否要振荡试管呢？要⑶酶促反应的试管如何加热？是直接加热，还是水浴加温？水浴加热⑷用酒精溶解叶中叶绿素时，酒精直接或隔水加热？隔水加热⑸使甲状腺激素、胰岛素、生长激素进入动物体内的方法应如何操作？是饲喂，还是注射？甲状腺激素饲喂，胰岛素、生长激素注射⑹不同的情况下要合理地选用不同的水。如：清水、池水、凉开水、蒸馏水、生理盐水。3、应注意操作顺序的合理性例：为“验证pH对唾液淀粉酶活性的影响”。在如下实验步骤中，最佳顺序应该是①在1-5号试管中分别加入0.5%的淀粉液2mL；②加完淀粉液后，向各试管中加入相应的缓冲液3mL，使各试管中反应液的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00；③分别向1-5号试管中加入0.5%唾液1mL，然后进行37℃恒温水浴；④反应过程中，每隔1min从第3号试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加一滴碘液显色，待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果；A．①②③④B．③①②④C．③②①④D．①③②④答案：C4、应注意实验方案的可操作性例：为“验证镁是植物生活的必需元素”。请写出你的设计思路。方案1：将幼苗中运载Mg2+的载体去掉方案2：用去掉镁的砂性土壤培养幼苗方案3：将植物体内的Mg2+分离出来方案4：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器，对照组盛有含植物必需的各种矿质元素的完全培养液，实验组盛有不含镁离子的完全培养液，两组置于相同的适宜条件下培养；观察比较两组植物的生长发育情况。方案1、2、3均缺乏可操作性，正确思路应该是方案4。六、实验类型的区分与实验结果的预测和分析1、验证性实验与探究性实验的判断实验目的不同：验证性实验旨在通过实验让学生熟悉固有的现象，增加对已有知识的掌握；探究性实验的目的是在假设的指引下获取支持假设或推翻假设的科学证明，并对实验所得现象进行分析以获得具有价值的结论。实验步骤有别：验证性实验往往是在已有的实验步骤设计框架下进行操作的过程，操作者的任务是严格按照设计步骤进行准确的操作，求得预想中的实验结果，实验者重在理解实验原理、掌握操作要领和实验的一些基本技能。探究性实验的步骤在实验者的设计中占有主要的地位，什么样的步骤取决于实验者对探究性实验目的理解程度，对实验结果的假想的细致程度。实验者在自己的假设中通过创新思维活动设计出实验步骤并完成操作，既有对步骤的期望也有对操作精确度的自我要求，目标是获得假设的成功。实验结果不同：验证性实验的实验结果是已知的，探究性实验的结果是未知的。2、区别不同实验，全面预测结果：可能的结果都要预测到。对探究性实验的结果的预测和分析要从“是”“不是”和“中间”三个方面进行；而验证性实验结果的预测和分析则一般从“是”“否”两个方面进行。3、正确分析实验现象，找出实验原理、实验现象的内在联系，给出实验结论。七、实验语言组织1、应注意实验组别的编号如：凡实验中涉及到两组或两组以上，所用器材需用1、2、3……或A、B、C……或甲、乙、丙……等加以编号便于区分。2、应注意分步描述实验步骤如：“第一步……；第二步……；……”“1、……；2、……；……”3、对在量上难以准确描述的，应尽可能用“定性”的语言表达如：“一段时间”“适宜温度”“适量的”“一定量的”“用相同型号的……”“选取生长状况相同的……”“大小数量相同的……”“等体积的”“置于相同且适宜条件下”“加入等量的……”等。4、叙说中注意语言规范、表达准确，不用含糊的口语如：“盖玻片”不说成“薄的玻璃片”；“等量的”不说成“一样多的”；“振荡”不说成“晃动”“摇动”；加碘后，“不变蓝”不说成“无色”或“没有颜色变化”；“不变”不说成“无现象”等。5、注意避免“词不达意”如：如图二，有些学生描述为“分别在甲、乙两试管中加入A、B物质”，如此表达则成了图三的含义，显然与图二不符。准确的描述应为“在甲乙两支试管中分别加入A、B物质”或“在甲试管中加入A物质，乙试管中加入B物质。”6、选用表格、曲线等形式进行具体、准确表达若需使用表格、曲线时，应注意表格设计合理、曲线描绘准确，做到具体、实用、直观，易理解。2008年高考生物复习中的计算问题2.单独相乘法(集合交并法)：求①亲代产生配子种类及概率；②子代基因型和表现型种类；③某种基因型或表现型在后代出现概率。解法：①先判定：必须符合基因的自由组合规律。②再分解：逐对单独用分离定律(伴性遗传)研究。③再相乘：按需采集进行组合相乘。注意：多组亲本杂交(无论何种遗传病)，务必抢先找出能产生aa和XbXb+XbY的亲本杂交组来计算aa和XbXb+XbY概率，再求出全部A_，XBX-+XBY概率。注意辨别(两组概念)：求患病男孩概率与求患病男孩概率的子代孩子(男孩、女孩和全部)范围界定；求基因型概率与求表现型概率的子代显隐(正常、患病和全部)范围界定。3.有关遗传定律计算：Aa连续逐代自交育种纯化：杂合子(1/2)n；纯合子各1―(1/2)n。每对均为杂合的F1配子种类和结合方式：2n；4n；F2基因型和表现型：3n；2n；F2纯合子和杂合子：(1/2)n1—(1/2)n。例题：将具有一对等位基因的杂合体(Bb)，连续自交四代，其后代中纯合体与杂合体的比例分别是()A.1/4和3/4B.7/8和1/8C.5/16和9/16D.15/16和1/16解析：该杂合子自交一代，杂合子所占的比例为1/2；再自交一代，杂合子所占的比例为(1/2)2；依次类推，自交四代，杂合子所占的比例为(1/2)4＝1/16,因此纯合子所占的比例为1-1/16＝15/16。答案：D例题：基因型为AaBb的个体自交，后代与亲本基因型完全相同的有()A.1/16B.2/16C.4/16D.9/16解析：依据自由组合定律可知，具有两对等位基因的杂合子自交，其子代中有基因型9种，两对基因都纯合的有4种，各占1/16，一对纯合一对杂合的有4种，各占2/16，两对基因都杂合的有1种，占4/16。答案：C例题：若正常双亲，生了一个白化病女儿和一个正常儿子(代号为A