关于高级高中生物必修一必知实验
实验一检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（必修一P18）
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Cu 2O沉淀。如：加热
葡萄糖+ Cu ( OH ) 2 葡萄糖酸+ Cu 2O↓（砖红色）+ H 2O，即Cu ( OH ) 2被还原成Cu 2O，葡萄糖被氧化成葡萄糖酸。
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。（蛋白质分子中含有很多肽键，在碱性NaOH溶液中能与双缩脲试剂中的Cu2+作用，产生紫色反应。）
三．实验材料
1．做可溶性还原性糖鉴定实验，应选含糖高，颜色为白色的植物组织，如苹果、梨。（因为组织的颜色较浅，易于观察。）
2．做脂肪的鉴定实验。应选富含脂肪的种子，以花生种子为最好，实验前一般要浸泡3~4小时（也可用蓖麻种子）。3．做蛋白质的鉴定实验，可用富含蛋白质的黄豆或鸡蛋清。
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
操作方法注意问题解释
1. 制备组织样液。
（去皮、切块、研磨、过滤）苹果或梨组织液必须临时制备。因苹果多酚氧化酶含量高，
组织液很易被氧化成褐色，
将产生的颜色掩盖。
2. 取1支试管，向试管内注入2mL组织样液。
3. 向试管内注入1mL新制的斐林试剂，振荡。应将组成斐林试剂的甲液、乙液
分别配制、储存，使用前才将甲、
乙液等量混匀成斐林试剂；
切勿将甲液、乙液分别加入苹果
组织样液中进行检测。
斐林试剂很不稳定，甲、乙
液混合保存时，生成的Cu
( OH ) 2在70~900C下分解
成黑色CuO和水；
甲、乙液分别加入时可能会
与组织样液发生反应，无
Cu ( OH ) 2生成。
4. 试管放在盛有50-650C温水的大烧杯中，加热约2分钟，观察到溶液颜色：浅蓝色→棕色→砖红色（沉淀）最好用试管夹夹住试管上部，使
试管底部不触及烧杯底部，试管
口不朝向实验者。
也可用酒精灯对试管直接加热。
防止试管内的溶液冲出试
管，造成烫伤；
缩短实验时间。
*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Cu 2O沉淀。如：
葡萄糖 + 2Cu2+ + 4OH—加热葡萄糖酸 + Cu 2O↓（砖红色）+ H 2O 即Cu 2+被还原成Cu 2O，葡萄糖被氧化成葡萄糖酸。
*蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。（蛋白质分子中含有很多肽键，在碱性NaOH溶液中能与双缩脲试2+
实验三用显微镜观察多种多样的细胞（必修一P7）
一．实验目的：
1）使用高倍显微镜观察几种细胞，比较不同细胞的异同点
2）运用制作临时装片的方法
二．实验原理：
利用高倍镜可以看到某些在低倍镜下无法看到的细胞结构，例如：可以看到叶绿体、线粒体等细胞器，从而能够区别不同的细胞。
三．方法步骤：
第一步：转动反光镜使视野明亮
第二步：在低倍镜下观察清楚后，把要放大观察的物像移至视野中央
第三步：用转换器转过高倍物镜
问（1）是低倍镜还是高倍镜的视野大，视野明亮？为什么？
提示：低倍镜的视野大，通过的光多，放大的倍数小；高倍镜视野小，通过的光少，但放大的倍数高。
问（2）为什么要先用低倍镜观察清楚后，把要放大观察的物像移至视野的中央，再换高倍镜观察？
提示：如果直接用高倍镜观察，往往由于观察的对象不在视野范围内而找不到。因此，需要先用低倍镜观察清楚，并把要放大观察的物像移至视野的中央，再换高倍镜观察。
问（3）用转换器转过高倍镜后，转动粗准焦螺旋行不行？
提示：不行。用高倍镜观察，只需微调即可。转动粗准焦螺旋，容易压坏玻片。
第四步：观察并用细胞准焦螺旋调焦。
四：讨论：
1.使用高倍镜观察的步骤和要点是什么？
答：（1）首先用低倍镜观察，找到要观察的物像，移到视野的中央。
（2）转动转换器，用高倍镜观察，并轻轻转动细准焦螺旋，直到看清楚材料为止。
2.试归纳所观察到的细胞在结构上的共同点，并描述它们之间的差异，分析产生差异的可能的原因：
答：这些细胞在结构上的共同点是：有细胞膜、细胞质和细胞核，植物细胞还有细胞壁。
各种细胞之间的差异和产生差异的可能原因是：这些细胞的位置和功能不同，其结构与功能相适应，这是个体发育过程中细胞分化产生的差异。
3.P8图是一个大肠杆菌的电镜照片和结构模式图，大肠杆菌与你在本实验中观察到的细胞有什么主要区别？答：从模式图中可以看出，大肠杆菌没有明显的细胞核，没有核膜，细胞外有鞭毛，等等。
注：换高倍物镜时只能移动转换器，换镜后，只准调节细准焦和反光镜（或光圈）。
问1：低倍镜换为高倍镜后，若看不到或看不清原来的像，可能原因？（ABC）
A、物像不在视野中
B、焦距不在同一平面
C、载玻片放反，盖玻片在下面
D、未换目镜
问2：放大倍数与视野的关系：
放大倍数越小，视野范围越大，看到的细胞数目越多，视野越亮，工作距离越长；
放大倍数越大，视野范围越小，看到的细胞数目越少，视野越暗，工作距离越短。
故装片不能反放。
5．装片的制作和移动：制作：滴清水→放材料→盖片
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。
实验二：观察DNA、RNA在细胞中的分布（必修一P26）
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，加速染色剂进入细胞，同时使染色休中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
四.结论
实验四用高倍镜观察线粒体和叶绿体（必修一P47）
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。
健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中线粒体呈现蓝绿色。
三．实验材料：
观察叶绿体时选用：藓类的叶、黑藻的叶。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。
讨论：
1、细胞质基质中的叶绿体，是不是静止不动的？为什么？
答：不是。呈椭球体形的叶绿体在不同光照条件下可以运动，这种运动能随时改变椭球体的方向，使叶绿体既能接受较多光照，又不至于被强光灼伤。
2、叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？
答：叶绿体的形态和分布都有利于接受光照，完成光合作用。如叶绿体在不同光照条件下改变方向。又如叶子上面的叶肉细胞中的叶绿体比下面的多，这可以接受更多的光照。
3.活细胞内，线粒体的分布总是均匀的吗？
实验六观察植物细胞的质壁分离和复原（必修一P61“探究”）
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。
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。
实验七探究影响酶活性的因素（必修一P78、P83）
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
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
实验九探究酵母菌的呼吸方式（必修一P91）
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
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。
实验八叶绿体色素的提取和分离（必修一P97）
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。
（原理：叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂丙酮或无水乙醇——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）
三、实验材料：幼嫩、鲜绿的菠菜叶
步骤注意问题分析
1．提取色素
5克绿叶剪碎，放入研钵，加SiO2、CaCO3和5mL丙酮（或10mL无水乙醇）迅速、充分研磨。（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，除去水分）加SiO2
加CaCO3
加丙酮
迅速
加SiO2为了研磨得更充分。
加CaCO3防止研磨时叶绿素受到破坏。因为
叶绿素含镁，可被细胞液中的有机酸产生的
氢代替，形成去镁叶绿素，CaCO3可中和液
泡破坏释放的有机酸，防止叶绿体被破坏。
叶绿体色素易溶于丙酮等有机溶剂。
减少研磨过程叶绿素的分解，减少有毒性的
丙酮挥发。
2．收集滤液
漏斗基部放一单层尼龙布，研磨倒入漏斗内挤压，将滤液收集到小试管中，用棉花塞塞住试管口。尼龙布起过滤作用。
试管口用棉花塞塞紧是为了防止丙酮挥发。
3．制备滤纸条
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）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
。
五：实验讨论：
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。
问题：
（1）二氧化硅的作用？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）丙酮的作用？它可用什么来替代？用水能替代吗？
溶解色素。它可用酒精等有机溶剂来代替，但不能用水来代替，因为色素不溶于水。
（3）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。
（4）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。
（5）滤纸条为何要剪去两角？防止两侧层析液扩散过快。
（6）为何不能用钢笔或圆珠笔画线？因为钢笔水或圆珠笔油中含有其它色素，会影响色素的分离结果。
（7）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。
（8）滤液细线为何不能触到层析液？
防止色素溶解到层析液中。
（9）滤纸条上色素为何会分离？
由于不同的色素在层析液中的溶解度不同，因而它们随层析液在滤纸条上的扩散速度就不同。
（10）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。
（11）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。
（12)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。
实验十一模拟探究细胞表面积与体积的关系（必修一P110）
一．实验目的：
通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积，与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。二．实验原理：用琼脂块模拟细胞。琼脂块越小，其表面积越大，则其与外界效换物质的表面积越大，经交换进来的物质在琼脂块中扩散的速度快；琼脂块中含有酚酞，与NaOH相遇，呈紫红色，可显示物质（NaOH）在琼脂块中的扩散速度。
结论：
块的增大而减小。
四．课后讨论题答案：
1.当NaOH与含酚酞的琼脂块相遇时，其中的酚酞变成紫红色，这是常用的检测NaOH的方法，从琼脂块的颜色变化就知道NaOH扩散到多远；在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。
2.根据球体的体积公式V=4/3πr3，表面积公式S=4πr2，计算结果如下表。
3.
大，需要与外界环境交流的物质越多；但是细胞体积越大，其表面积相对越小，细胞与周围环境之间物质交流的面积相对小了，所以物质运输的效率越低。
实验十观察细胞的有丝分裂（必修一P115）
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
答：制作好洋葱根尖有丝分裂装片的关键有以下几点：（1）剪取洋葱根尖材料时，应该在洋葱根尖细胞一天之中分裂最活跃的时间；（2）解离时，要将根尖细胞杀死，细胞间质被溶解，使细胞容易分离；（3）压片时，用力的大小要适当，要使根尖被压平，细胞分散开。