生物实验专题高中必修一二

必修一、二生物实验专题

【基础知识】

光学显微镜的结构、呈像原理、放大倍数计算方法

结构：

光学部分：目镜、镜筒、物镜、遮光器（有大小光圈）和反光镜（有平面镜和凹面镜）

机械部分：镜座、倾斜关节、镜臂、载物台（上有通光孔、压片夹）、镜头转换器、粗、细准焦螺旋。

注：目镜无旋转螺丝，镜头越长，放大倍数越小；物镜有旋转螺丝，镜头越长，放大倍数越大。

呈像原理：映入眼球内的是倒立放大的虚像。（物镜质量的优劣直接影响成像的清晰程度）放大倍数：目镜和物镜二者放大倍数的乘积

注：显微镜放大倍数是指直径倍数，即长度和宽度，而不是面积。

二、显微镜的使用：置镜（装镜头）→对光→置片→调焦→观察

1．安放。显微镜放置在桌前略偏左，距桌缘8—10cm处，装好物镜和目镜（目镜5×物镜10×）

2．对光。转动转换器，使低倍镜对准通光孔，选取较大光圈对准通光孔。左眼注视目镜，同时把反光镜转向光源，直至视野光亮均匀适度。调节视野亮度只可用遮光器和反光镜，光线过强，改用较小光圈或用平面反光镜；光线过弱，改用较大光圈或用凹面反光镜。

选低倍镜→选较大的光圈→选反光镜（左眼观察）

3．观察。将切片或装片放在载物台上，标本正对通光孔中心。转动粗准焦螺旋（顺时针），俯首侧视镜筒慢慢下降，直到物镜接近切片（约0.5cm），左眼观察目镜，（反时针）旋转粗准焦螺旋，使镜筒慢慢上升，看到物像时轻微来回旋转细准焦，直到物像清晰。（找不到物像时，可重复一次或移动装片使标本移至通光孔中心）。．观察时两眼都要睁开，便于左眼观察，右眼看着画图。侧面观察降镜筒→左眼观察找物像→细准焦螺旋调清晰

4．高倍镜的转换。找到物像后，把要观察的物像移到视野中央，把低倍镜移走，换上高倍

镜，只准用细准焦螺旋和反光镜把视野调整清晰，直到物像清楚为止。

顺序：移装片→转动镜头转换器→调反光镜或光圈→调细准焦螺旋

移动：物像在何方，就将载玻片向何处移。（原因：物像移动的方向和实际移动玻片的方向相反）

6．污点判断：1）污点随载玻片的移动而移动，则位于载玻片上；

2）污点不随载玻片移动，换目镜后消失，则位于目镜；换物镜后消失，则位于物镜；

3）污点不随载玻片移动，换镜后也不消失，则位于反光镜上。

7．完毕工作。使用完毕后，取下装片，转动镜头转换器，逆时针旋出物镜，旋进镜头盒；取出目镜，插进镜头盒，盖上。把显微镜放正。

【实验探究】

实验一：观察DNA、RNA在细胞中的分布（必修一）

一．实验目的：初步掌握观察DNA和RNA在细胞中分布的方法

二．实验原理：

1．甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。

2．盐酸能够改变细胞膜的通透性，1.加速染色剂进入细胞，2.使染色休中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。

【讨论】

实验结果: 细胞核呈绿色,细胞质呈红色.

实验二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（必修一）

一．实验目的： 尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质

二．实验原理：某些化学试剂能使生物组织中的有关有机化合物，产生特定的颜色反应。 1．可溶性还原糖（如葡萄糖、果糖、麦芽糖）与斐林试剂发生作用，可生成砖红色的沉淀

. 2．脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染液染成红色）。淀粉遇碘变蓝色。 3

．蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 三．实验材料

23~4小时（也可用蓖麻种子）。

3 四、实验试剂 斐林试剂（包括甲液：质量浓度为0.1g/ mL NaOH 溶液和乙液：质量浓度为0.05g/ mL CuSO4溶液）、苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液、双缩脲试剂（包括A 液：质量浓度为0.1g/ mL NaOH 溶液和B 液：质量浓度为0.01g/ mL CuSO4溶液）、体积分数为50%的酒精溶液，碘液、蒸馏水。 五、方法步骤：

（一）可溶性糖的鉴定

实验三用高倍镜观察线粒体和叶绿体（必修一）

一．实验目的：

使用高倍镜观察叶绿体和线粒体的形态分布。

二．实验原理：

叶绿体的辨认依据：叶绿体是绿色的，呈扁平的椭圆球形或球形。

线粒体辨认依据：线粒体的形态多样，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。

三．实验材料：

观察叶绿体时选用：藓类的叶、黑藻的叶、洋葱表皮细胞。取这些材料的原因是：叶子薄而小，叶绿体清楚，可取整个小叶直接制片，所以作为实验的首选材料。

若用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉。因为表皮细胞不含叶绿体。四．方法步骤：

【讨论】

（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）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。

（5）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。

（6）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。

实验四观察植物细胞的质壁分离和复原（必修一）

一、实验目的：

1．学会观察植物细胞质壁分离与复原的方法。

2．了解植物细胞发生渗透作用的原理。

二．实验原理：

1．质壁分离的原理：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。

2．质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。

二、实验材料：

紫色洋葱鳞片叶的外表皮。因为液泡呈紫色，易于观察。也可用水绵代替。0.3g/ml的蔗糖溶液。用蔗糖溶液做质壁分离剂对细胞无毒害作用。

三、实验步骤：

【讨论】

1．如果将上述表皮细胞浸润在与细胞液浓度相同的蔗糖溶液中，这些表皮细胞会出现什么现象？

答：表皮细胞维持原状，因为细胞液的浓度与外界溶液浓度相等。

2．当红细胞细胞膜两侧的溶液具有浓度差时，红细胞会不会发生质壁分离？为什么？答：不会。因为红细胞不具细胞壁。

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.高倍镜使用前，装片如何移动？

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。

5.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。

6.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。

7.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。

实验五观察细胞的有丝分裂（必修一）

一．实验目的：

1．制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片

2．观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期，比较细胞周期不同时期的时间长短。

3．绘制植物细胞有丝分裂简图。

二．实验原理：

1．在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。

2．染色体容易被碱性染料（如龙胆紫溶液）着色，通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体（或染色质）的存在状态，就可判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期，进而认识有丝分裂的完整过程。

三．实验材料：洋葱（可用葱、蒜代替）。因为根尖生长点属于分生组织，细胞分裂能力强，易观察到有丝分裂各个时期的细胞。

【讨论】

1.培养根尖时，为何要经常换水？

增加水中的氧气，防止根进行无氧呼吸造成根的腐烂。

2.培养根尖时，应选用老洋葱还是新洋葱？为什么？

应选用旧洋葱，因为新洋葱尚在休眠，不易生根。

3.为何每条根只能用根尖？取根尖的最佳时间是何时？为何？

因为根尖分生区的细胞能进行有丝分裂；上午10时到下午2时；因为此时细胞分裂活跃。

4.解离和压片的目的分别是什么？压片时为何要再加一块载玻片？

解离是为了使细胞相互分离开来，压片是为了使细胞相互分散开来；再加一块载玻片是为了受力均匀，防止盖玻片被压破。

5.若所观察的组织细胞大多是破碎而不完整的，其原因是什么？

压片时用力过大。

6.解离过程中盐酸的作用是什么？丙酮可代替吗？

分解和溶解细胞间质；不能，而硝酸可代替。

7.为何要漂洗？

洗去盐酸便于染色；防止后面酸碱中和

8.细胞中染色最深的结构是什么？

染色最深的结构是染色质或染色体。

9.为何要找分生区？分生区的特点是什么？能用高倍物镜找分生区吗？为什么？

因为在根尖只有分生区的细胞能够进行细胞分裂；分生区的特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞处于分裂状态；不能用高倍镜找分生区，因为高倍镜所观察的实际范围很小，难以发现分生区。

10.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。

11.*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。

12.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。

13.若观察时不能看到染色体，其原因是什么？

没有找到分生区细胞；没有找到处于分裂期的细胞；染液过稀；染色时间过短。

实验六探究影响酶活性的因素（必修一）

一．实验目的：

1．探究不同温度和PH对过氧化氢酶活性的影响。

2．培养实验设计能力。

二．方法步骤：

提出问题→作出假设→设计实验→（包括选择实验材料、选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格）→实施实验→分析与结论→表达与交流。

实例1：比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率

一）．实验原理：

鲜肝提取液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶和Fe3+都能催化H2O2分解放出O2。经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。

实例2：温度对酶活性的影响

一）实验目的：

1．初步学会探索温度对酶活性的影响的方法。

2．探索淀粉酶在不同温度下催化淀粉水解的情况。

二）实验原理：

1．淀粉遇碘后，形成紫蓝色的复合物。

2．淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖（淀粉水解过程中，不同阶段的中间产物遇碘后，会呈现红褐色或红棕色。）麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。

注：市售a-淀粉酶的最适温度约600C

三）方法步骤：

实例3：PH值对酶活性的影响

【讨论】

1.相同质量的块状肝脏和肝脏研磨液，哪一个催化效果好？为什么？

研磨液效果好；因为它增加过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积。

2.为何要选新鲜的肝脏？

因为在不新鲜的肝脏中，过氧化氢酶的活性会由于细菌的破坏而降低。

实验七叶绿体色素的提取和分离（必修一）

一．实验目的：

1．尝试用过滤方法提取叶绿体中的色素和用纸层析法分离提取到的色素。

2．分析实验结果，探究叶绿体中有几种色素，以及各自所呈现的颜色。

二．实验原理：

1．叶绿体中的色素是有机物，不溶于水，易溶于丙酮等有机溶剂中，所以用丙酮、乙醇等能提取色素。

2．层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，分子量小的溶解度高，随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。所以用层析法来分离四种色素。

三、实验材料：幼嫩、鲜绿的菠菜叶

将干燥的滤纸，顺着纸纹

剪成长10cm，宽1cm的纸

条，一端剪去二个角，并

在距这一端1cm处划一铅

笔线。

干燥

顺着纸纹剪成

长条

一端剪去二个

角

可吸收更多的滤液。

层析时，色素分离效果好。

可使层析液同时到达滤液细线。

4．划滤液细线

用毛细吸管吸取少量滤

液，沿铅笔线划出细、齐、

直的一条滤液细线，干后

重复三次。

滤液细线越细、

越齐越好。

重复三次。

防止色素带之间部分重叠。

增加色素在滤纸上的附着量，实验结果更明

显。

5．纸层析法分离色素

将3mL层析液倒入烧杯中，

将滤纸条（划线一端朝下）

插入层析液中，用培养皿

盖盖上烧杯。

层析液不能没

及滤纸条。

烧杯要盖培养

皿盖。

防止色素溶解在层析液中，

层析液中的苯、丙酮、石油醚易挥发。6．观察实验结果

由上至下分别为：

胡萝卜素（橙黄色）

叶黄素（黄色）

叶绿素a（蓝绿色）

叶绿素b（黄绿色）

胡黄ab

扩散最快是胡萝卜素，扩散最慢是叶绿素b，含量最多的是叶绿素a。

四种色素之所以能被分离，是因为四种色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同。

【讨论】

1．滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？

答：滤纸条上的滤液细线如触及层析液，滤纸上的叶绿体色素就会溶解在层析液中，实验就会失败。

2．提取和分离叶绿体色素的关键是什么？

答：提取叶绿体色素的关键是：①叶片要新鲜、浓绿；②研磨要迅速、充分；③滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。分离叶绿体色素的关键是：一是滤液细线要细且直，而且要重复划几次；二是层析液不能没及滤液线。

3.研磨为何要迅速？要充分？过滤时为何用布不用滤纸？

研磨迅速，是为了防止丙酮大量挥发；只有充分研磨，才能使大量色素溶解到丙酮中来。色素不能通过滤纸，但能通过尼龙布。

4.滤纸条为何要剪去两角？防止两侧层析液扩散过快。

5.色素带最宽的是什么色素？它在层析液中的溶解度比什么色素大一些？

最宽的色素带是叶绿素a，它的溶解度比叶绿素b大一些。

6.滤纸条上相互间距最大的是哪两种色素？胡萝卜素和叶黄素。

7.色素带最窄的是第几条色素带？为何？

第一条色素带，因为胡萝卜素在叶绿体的四种色素中含量最少。

实验八探究酵母菌的呼吸方式（必修一）

一．实验目的：

1．了解酵母菌的无氧呼吸和有氧呼吸情况

2．学会运用对比实验的方法设计实验

二．实验原理：

1．酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。方程式（略）

2．CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。

3．橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，在酸性条件下，变成灰绿色。

三．方法步骤：

提出问题→作出假设→设计实验→（包括选择实验材料、选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格）→实施实验→分析与结论→表达与交流。

1．酵母菌培养液的配制

取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中，再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液

2．检测CO2的产生

用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置（如图），并连通橡皮球（或气泵），让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶（约50min）。然后将实验装置放到25-350C的环境中培养8-10h。3．检测洒精的产生

各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（体积分数为95%-97%）并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化。

实验九低温诱导染色体加倍（必修二）

一．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

二．实验原理：

1．进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝点分裂，子染色体在纺缍丝的作用下分别移向两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。

2．用低温处理植物组织细胞，使纺缍体的形成受到抑制，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发生变化。

三．方法步骤：

课本中的两种方法两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。