高一生物实验的知识详细介绍
高中生物实验的知识介绍
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pH
2、Ca(OH)2：鉴定CO2
3、CaCl2：提高细菌细胞壁的通透性
4、HCl：解离(15%)或改变溶液的pH
5、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pH
7、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O2
32、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);
⑹除去植物光合作用对呼吸作用的干扰：给植株遮光;
⑺单色光的获得：棱镜色散或透明薄膜滤光;
⑻血液抗疑：加入柠檬酸钠(去掉血液中的Ca2+);
⑼线粒体提取：细胞匀浆离心;
⑽骨无机盐的除去：HCl溶液;
⑾消除叶片中脱落酸的影响：去除成熟的叶片;
⑿消除植株本身的生长素：去掉生长旺盛的器官或组织(芽、生长点);
⒀补充植物激素的方法：涂抹、喷洒、用含植物激素的羊毛脂膏或琼脂作载体;
⒁补充动物激素的方法：口服(饲喂)、注射;
⒂阻断植物激素传递：插云母片法。
12、实验结果的显示方法——实验现象的观测指标
⑴光合作用：O2释放量或CO2吸收量或有机物生成量。例：水生植物可依气泡的产生量或产生速率;离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目;植物体上的叶片可依指示剂(如碘液)处理后叶片颜色深浅。
⑵呼吸作用：O2吸收量或CO2释放量或有机物消耗量
⑶原子或分子转移途径：同位素标记法或元素示踪法
⑷细胞液浓度大小或植物细胞活性：质壁分离与复原
⑸溶液浓度的大小：U型管+半透膜
⑹甲状腺激素作用：动物耗氧量、发育速度等
⑺生长激素作用：生长速度(体重、体长变化)
⑻胰岛素作用：动物活动状态(是否出现低血糖症状——昏迷)
⑼胰高血糖素作用：尿糖的检测(在尿液中加班氏试剂进行沸水浴，看是否出现砖红色沉淀)
⑽菌量的多少：菌落数、亚甲基蓝褪色程度
⑾生长素作用及浓度高低的显示：可通过去除胚芽鞘后补充生长素后的胚芽生长情况来判断(弯曲、高度)
⑿淀粉：碘液(变蓝色)
⒀还原性糖：斐林试剂/班氏试剂(沸水浴后生成砖红色沉淀)
⒁CO2：Ca(OH)2溶液(澄清石灰水变浑浊)
⒂乳酸：pH试纸
⒃O2：余烬复燃
⒄蛋白质：双缩脲试剂(紫色)
⒅脂肪：苏丹Ⅲ染液(橘黄色);苏丹Ⅳ染液(红色)
⒆DNA：二苯胺(沸水浴，蓝色)、甲基绿(染色后，呈绿色)
⒇RNA：吡罗红(呈红色)、苔黑酚乙醇溶液
高中生物的实验原则
1、对照原则
阳性对照：给对照组施以已经被证明是一种有效的处理因素。
空白对照：指不做任何实验实验的对照组或不给对照组以任何处理因素。值得注意的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素，或者说相对于实验组而言，除实验变量外，别的处理与实验组完全相同。空白对照能明白地对比和衬托实验组的变化和结果，增加说服力。通常未经实验因素处理的对象组为对照组，经实验因素处理的对象组为实验组;或处于正常情况下的对象组为对照组，未处于正常情况下的对象组为实验组。
自身对照：指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照。自身对照方法简便，关键是看清实验处理前后现象变化的差异。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。
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。
高中生物的实验操作注意事项
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，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：C
4、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。
