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生物实验的方法技术、试剂、器材 1.常规实验方法 教材中的实验方法可大致归纳为以下10种： ①显微观察法。如观察植物细胞有丝分裂的实验，观察植物细胞的质壁分离与复原实验等。 ②观色法：如动物毛色和植物花色的遗传实验。 ③同位素示踪法。如噬菌体侵染细菌的实验，用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。 ④等组实验法。如小麦淀粉酶催化淀粉的实验，发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等。 ⑤加法创意。如用饲喂法研究甲状腺激素的实验，用注射法研究生长激素的实验，用移植法研究性激素的实验等。 ⑥减法创意。如用阉割法或摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验，雌蕊受粉后除去正在发育的种子的实验等。 ⑦杂交实验法。如孟德尔发现遗传定律的豌豆杂交、测交的实验，小麦的杂交实验等。 ⑧化学分析法。如番茄和水稻对钙和硅选择吸收的实验，叶绿体中色素的提取和分离实验等。 ⑨理论分析法。如大、小两种草履虫的竞争实验，植物根向地生长、茎背地生长的实验，植物向光性实验等。 ⑩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。 上述内容基本上可以包括一般的实验方法，通过复习理解了这些实验方法将有利于认识、分析和设计新的实验。此外上述多数的实验方法有一个共同的特点，就是实验结论的得出，都是一个逻辑推理过程，或者说都是一个透过现象看到本质的思维过程。因此复习中要充分体会和体验这个过程。可以说构建实验的方法体系，为分析、解决和设计新的实验，以及形成实验能力，奠定了良好的方法基础和思维基础。 2.实验材料的常用处理方法和技术 熟悉常用的实验方法和技术，理解每种方法和技术的适用情况并熟练掌握其操作技能，以便在设计实验时能进行迁移和利用。主要包括以下几个方面： ①光学显微镜观察。适用于观察生物微观结构，如细胞结构，包括光镜下看到的各种细胞器。要求学生熟练掌握显微镜的使用技术。 ②制作临时装片、切片和涂片。适用于显微观察，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。对于这些材料要求薄而透明，在制作临时装片时要展平放置于水中，不得重叠；盖盖玻片时从一侧轻轻地斜放上去，防止产生气泡，若不小心产生了气泡，则可以在盖玻片的一侧滴加清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，引走气泡。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)、提取液及其必要物质，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、尼龙布等等。课本上涉及到研磨和过滤的地方有两处：一是研磨发芽的小麦，过滤制得淀粉酶；二是在提取和分离叶绿体色素时，研磨叶片，过滤得到滤液。概括加快研磨速度的方法，是加入一定量的SiO2，由于过滤只是粗略地去掉渣滓，因此为了提高速度并使实验明显，一般不选用滤纸，而是选用脱脂棉。 ④解离技术。用于破坏细胞壁，分散植物细胞，制作临时装片。 ⑤恒温技术。适用于有酶参与的生化反应，以及用热酒精脱去叶片中的色素等。一般用水浴或恒温箱。 ⑥纸层析技术。纸层析法是利用物质随层析液在滤纸上的扩散速度不同的原理，达到将物质分离的目的。适用于溶液中物质的分离。主要步骤包括制备滤纸条，画滤液细线，层析分离。层析液一定含有两种以上的溶剂，不同的层析液有不同的层析效果。注意事项：①经分离的物质要有一定的颜色或经过药品处理后能显示出一定的颜色；②层析液不能没过样品；③层析实验要在层析液走完滤纸后结束；④要加盖。 ⑦植物叶片生成淀粉的鉴定。适用于光合作用的有关实验，主要步骤包括饥饿、光照、酒精脱色、加碘。 ⑧同位素示踪技术。同位素示踪技术可用于物质代谢以及其他实验中以了解物质来源或去向，或者区分事情结果是由于此还是彼的缘故。如光合作用光反应产物——氧气中的氧的来源，二氧化碳形成葡萄糖的途径，确定谁是遗传物质的噬菌体浸染细菌的实验等。 ⑨对照实验。对照实验是指有一个条件不同，其他条件都相同(都满足)的情况下所进行的一组实验，借此了解条件与结果之间的关系。用于对比的实验对象一般称为对照。设置对照，可以使实验结论更加真实可靠。 另外还有根尖培养、幼小动物的饲养、植物必需元素的鉴定等。 3.常用器材、试剂及药品的配置 （1）基本器材 显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、培养皿、剪刀、解剖刀、解剖针、解剖盘等。 （2）基本试剂或药品 光合作用和呼吸作用中涉及到的药品和器材：NaOH(吸收CO2)、Ca(OH)2(检验CO2)、 NaHCO3溶液(CO2的来源)、带余烬的木条(检验O2)、酒精(脱去叶片中的色素，便于观察淀粉和碘液的颜色反应)、碘液(检验淀粉)、石蕊试纸[用于溶液中的酸碱检测(与CO2有关)]、灯[光源(用于光合作用)]、布(黑纸)(遮光：限制光合作用)]。 (3)试剂及配制（*） ①斐林试剂和双缩脲试剂 鉴定还原性糖的试剂——斐林试剂 a.取35g硫酸铜，溶解在400mL蒸馏水里，加蒸馏水到500mL。 b.取85g氢氧化钾(或70g氢氧化钠)和175g酒石酸钠，溶解在400mL蒸馏水里，加蒸馏水到500mL。 注意：以上两种溶液要分别保存，使用时再等量混合，现配现用。 鉴定蛋白质试剂——双缩脲试剂 分别配制质量浓度为O.1g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为O.0lg/mL的硫酸铜镕液，备用。测定时，在3mL待测物中加入1mL质量浓度为O.1g/mL的氢氧化钠溶液和1滴质量浓度为O.01g/mL的硫酸铜溶液。如有蛋白质，会出现紫色反应。 ②鉴定淀粉试剂——碘液 取2g碘化钾，溶解在10mL蒸馏水中，再加1g碘，待溶解后用蒸馏水稀释到300mL即可。 ③鉴定脂肪试剂——苏丹Ⅲ干粉染液 取O.1g苏丹Ⅲ干粉，放入无水乙醇中，加热使其充分溶解，成为饱和乙醇溶液，过滤后倒进试剂瓶密封保存备用，可保存数月。 ④鉴定CO2试剂——澄清石灰水（Ca(OH)2溶液）；酸碱指示剂。 取饱和石灰水澄清过滤，密封备用。 ⑤用于植物细胞质壁分离和复原试剂 质量浓度为O.3g/mL的蔗糖溶液； 质量浓度为O.05g/mL的氯化钠溶液； 质量浓度为O.05g/mL的硝酸钾溶液。 ⑥细胞核、染色体染色溶液——龙胆紫溶液 取龙胆紫溶解在2％乙酸溶液中，直到溶液不变成深紫色为止。 ⑦细胞核、标本染色液——洋红溶液 取5g明矾溶解在95mL蒸馏水中，再加 O.5g洋红，煮沸、冷却、过滤。可加入少许石炭酸防霉。 ⑧鉴定DNA的试剂——二苯胺试剂 A液：1.5g二苯胺溶于100mL冰醋酸中，再加1.5mL浓硫酸，用棕色瓶保存。 B液：乙醛的体积分数为O.2。 配制：将O.1mLB液加到10mLA液中，现配现用。 ⑨植物无土栽培营养液 配方：硝酸钙O.821g、硝酸钾O.506g、磷酸二氢钾0.136g、硫酸镁O.120g、酒石酸铁0.005g。 将上述盐类溶解在少量蒸馏水中，稀释到1000mL。 注：土壤浸出液，把肥沃土壤放入清水(重量比1：1)搅拌后，用滤纸过滤即得， ⑩固定液 配方：95％乙醇3份，丁醋酸1份，按体积比配制。可保存最佳观察时期的花药和根尖。 用层次。 六、生物实验的基本题型分析 1.基本操作型实验题 生物学实验是建立在对实验仪器正确操作的基础上的。基本操作技能包括使用放大镜、光学显微镜的基本技能，使用各种玻璃器皿和其他工具、仪器的技能，配制试剂的技能，制作玻片标本的技能，进行生理生化实验操作的技能，以及进行观察、操作、记录、绘图的技能等。 解答该类型题关键在于熟知各种实验工具的用途、正确的使用方法，熟知实验操作程序等。 2.实验材料的选用型实验题 实验材料的选择对于有些实验是否成功，起到重要而关键的作用，根据实验要求如何进行选材，以及对实验材料的处理方法是当今高考考查的主要内容。例如，“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中对紫色洋葱表皮选材的题目等。 解答该种类型实验题的关键在于充分理解实验的原理、目的及实验材料在实验中的重要作用。 3.实验原理的理解和应用型实验题 理解实验原理，了解实验目的和实验要求是独立完成实验的前提。实验原理的理解和应用型实验题是理科综合试卷的重要题型，这种类型的题目确实能考查学生的应用能力，如“依据生态学的原理，设计生态球或水族箱”的实验题目等。 解答这种类型试题的要求是：将生物学理论(原理、规律等)与生产实践相联系，从试题提供的信息特征中找到解题的切入点，并用恰当的语言和方法解答试题。 4.实验结果的推断和处理型实验题 会观察、分析和解释实验产生的现象、数据，并得出合理实验结论是独立完成实验的重要组成部分。实验结果推断处理型实验题是历年高考生物的常考题型。虽然高考实验题题型每年都在花样翻新，但对实验结果的预测、分析和表达则是常考的。 解答这类题时，应充分利用实验条件和现象，动用恰当的生物学原理进行推断、分析、阐述，得出科学的结论。 5.经典实验信息解读型实验题 生物科学的发展史是一部不断对生命活动规律进行探索创新的历史。无数的科学家进行探索留下了大量的经典生物学实验。这些经典实验既构成了高中生物丰富的主体内容，又为学生探索创新提供了成功的思维示范。纵观近几年高考生物实验题，或分析诠释、推理预期，或验证设计、创新探索，其思想的基础都是经典实验。 解答这类题目既要重视对经典实验的深层次的挖掘学习，更要对经典实验进行分析、推断、拓展、创新。要充分利用试题供给的信息，按照试题的要求作出科学的判断和表达。 |
