高中生物实验知识点总结
整理者：吴海媛
实验一：使用高倍显微镜观察几种细胞（必修一P7）
1．是低倍镜还是高倍镜的视野大，视野明亮？为什么？
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。
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？
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。
3.用转换器转过高倍镜后，转动粗准焦螺旋行不行？
不行。用高倍镜观察，只需转动细准焦螺旋即可。转动粗准焦螺旋，容易压坏玻片。
4..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。
5.总结：四个比例关系
a.镜头长度与放大倍数：物镜镜头越长，放大倍数越大，而目镜正好与之相反。
b.物镜镜头放大倍数与玻片距离：倍数越大（镜头长）距离越近。
c.放大倍数与视野亮度：放大倍数越大，视野越暗。
d.放大倍数与视野范围：放大倍数越大，视野范围越小。
实验二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（必修一P18）
一、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。
葡萄糖+ Cu(OH)2 → 葡萄糖酸 + Cu2O↓（砖红色）+ H2O，即Cu(OH)2被还原成Cu2O，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。）
二 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。
三、实验注意事项
1. 可溶性糖的鉴定
a.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；斐林试剂很不稳定，甲、乙液混合保存时，生成的Cu(OH)2在70—90℃下分解成黑色CuO和水；
b. 切勿将甲液、乙液分别加入苹果组织样液中进行检测。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。
2. 蛋白质的鉴定
a. A液和B液也要分开配制，储存。鉴定时先加A液后加B液；先加NaOH溶液，为Cu2+与蛋白质反应提供一个碱性的环境。A、B液混装或同时加入，会导致Cu2+变成Cu(OH)2沉淀，而失效。
b. CuSO4溶液不能多加；否则CuSO4的蓝色会遮盖反应的真实颜色。
c. 蛋清要先稀释；如果稀释不够，在实验中蛋清粘在试管壁，与双缩脲试剂反应后会粘固在试管内壁上，使反应不容易彻底，并且试管也不易洗干净。
3.斐林试剂与双缩脲试剂的区别：
*考点提示：
（1）常见还原性糖与非还原性糖有哪些？
葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原性糖；淀粉、蔗糖、纤维素都是非还原性糖。
（2)还原性糖植物组织取材条件？
含糖量较高、颜色为白色或近于白色，如：苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。
（3)研磨中为何要加石英砂？不加石英砂对实验有何影响？
加石英砂是为了使研磨更充分。不加石英砂会使组织样液中还原性糖减少，使鉴定时溶液颜色变化不明显。
（4）斐林试剂甲、乙两液的使用方法？混合的目的？为何要现混现用？
混合后使用；产生氢氧化铜；氢氧化铜不稳定。
（5)还原性糖中加入斐林试剂后，溶液颜色变化的顺序为？ 浅蓝色 棕色 砖红色
（6）花生种子切片为何要薄？ 只有很薄的切片，才能透光，而用于显微镜的观察。
（7）转动细准焦螺旋时，若花生切片的细胞总有一部分清晰，另一部分模糊，其原因一般是什么？
切片的厚薄不均匀。
（8）脂肪鉴定中乙醇作用？ 洗去浮色。
（9）双缩脲试剂A、B两液是否混合后用？先加A液的目的？怎样通过对比看颜色变化？
不能混合；先加A液的目的是使溶液呈碱性；先留出一些大豆组织样液做对比。
实验三：观察DNA、RNA在细胞中的分布（必修一P26）
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，同时使染色体中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
分布：真核生物DNA主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA；RNA主要分布在细胞质中。
过程：制片→水解→冲洗涂片→染色→观察
实验结果: 细胞核呈绿色,细胞质呈红色.
体验制备细胞膜的方法（必修一P40）
实验材料：人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，用这样的红细胞做实验材料就只有细胞膜一种膜结构。
实验四：通过模拟实验探究膜的透性（必修一P60）
在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，漏斗内液面上升。
玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以透过它，而蔗糖分子则不能。
讨论：
1.漏斗管内的液面为什么会升高？
由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。
2.如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
用纱布代替玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。
3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
半透膜两侧溶液浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出水分子数量，液面不会升高。
实验五：用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体（必修一P47）
一 实验原理：
1.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。
2.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。
3.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
二 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。
三 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。
实验六 观察植物细胞的吸水和失水（必修一P61“探究”）[观察植物细胞的质壁分离和复原]
一 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 实验材料和方法：
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。
质壁分离的方法(引流法)：制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。然后，从盖玻片的一侧滴入0.3g/ml的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次即可。
质壁分离复原的方法：改用清水实验。
1、条件：细胞内外溶液浓度差，活细胞，大液泡
2、材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞（具紫色大液泡），质量浓度0.3g/mL的蔗糖溶液，清水等。
3、步骤：制作洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片→观察→盖玻片一侧滴蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引→观察(液泡由大到小,颜色由浅变深,原生质层与细胞壁分离)→盖玻片一侧滴清水, 另一侧用吸水纸吸引→观察(质壁分离复原)
4、结论: 细胞外溶液浓度 ＞ 细胞内溶液浓度，细胞失水 质壁分离
细胞外溶液浓度 ＜ 细胞内溶液浓度，细胞吸水 质壁分离复原
知识概要：制片 观察 加液 观察 加水 观察
考点提示：
（1）洋葱为何要选紫色的？若紫色过淡怎么办？
紫色的洋葱有紫色的大液泡，便于观察液泡的大小变化；缩小光圈，使用平面镜，使视野变暗些。
（2）洋葱表皮应撕还是削？为何？
表皮应撕不能削，因为削的表皮往往太厚。
（3）植物细胞为何会出现质壁分离？ 动物细胞会吗？
当细胞失去水分时，其原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性；动物细胞不会发生质壁分离，因为动物细胞没有细胞壁。
（4）质壁分离时，液泡大小和颜色的变化？复原时呢？
细胞发生质壁分离时，液泡变小，紫色加深；当细胞质壁分离复原时，液泡变大，紫色变浅。
（5）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）
（6）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。
（7）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。
（8）所用目镜、物镜的长度与放大倍数的关系？
目镜越长，放大倍数越小；物镜越长，放大倍数越大。
（9）物像清晰后，物镜与载玻片之间的距离和放大倍数的关系？
物镜与载玻片之间的距离越小，放大倍数越大。
（10)总放大倍数的计算方法？放大倍数具体指面积的放大倍数还是长度的放大倍数？
总放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积；放大倍数是指细小物体长度或宽度的放大倍数。
（11）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。
（12） 更换目镜，若异物消失，则异物在目镜上；更换物镜，若异物消失，则异物在物镜上、移动载玻片，若异物移动，则异物在载玻片上。
（13）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。
三 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。
实验七 比较过氧化氢在不同条件下的分解（必修一P78）[探究影响酶活性的因素]
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。
二 实验注意事项
1.不让H2O2接触皮肤，H2O2有一定的腐蚀性
2. 不可用同一支滴管，由于酶具有高效性，若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验准确性
3.肝脏研磨液必须是新鲜的，因为过氧化氢酶是蛋白质，放置过久，可受细菌作用而分解，使肝脏组织中酶分子数减少，活性降低
4.肝脏研磨要充分，研磨可破坏肝细胞结构，使细胞内的酶释放出来，增加酶与底物的接触面积。
实验七 影响酶活性的条件（必修一P83）
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，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60℃
实验八 探究酵母菌的呼吸方式（必修一P91）
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。
注意事项：增加水中氧气的方法：用橡皮球或气泵通入空气，并用NaOH溶液除去空气中的CO2
实验九 叶绿体色素的提取和分离（必修一P97）
一 实验原理与方法
1．色素的提取原理：叶绿体中的色素是有机物，不溶于水，易溶于无水乙醇等有机溶剂中。
提取方法：用无水乙醇等能提取色素。
2．色素分离的原理：层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。叶绿体中的色素不只一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的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。
分离方法：纸层析法。用毛细吸管在滤纸条的下端沿铅笔线划一条滤液细线，待滤液干后再划一两次，然后将滤纸条插入层析液中（滤液细线不能接触层析液）。分离结果：滤纸条上从上到下出现四条色素带：橙黄色（最窄，胡萝卜素）、黄色（叶黄素）、蓝绿色（最宽，叶绿素a）、黄绿色（叶绿素b）。胡萝卜素与叶黄素之间距离最大，叶绿素a与叶绿素b之间距离最小。
二 实验注意事项
1.加SiO2为了研磨得更充分。
2.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。
3.加无水乙醇是因为叶绿体色素易溶于无水乙醇等有机溶剂。
三 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。
实验十 观察有丝分裂
1、材料：洋葱根尖（葱，蒜）
2、步骤：（一）洋葱根尖的培养
（二）装片的制作
制作流程：解离→漂洗→染色→制片
1. 解离: 药液: 质量分数为15%的盐酸,体积分数为95%的酒精(1 : 1混合液).
时间: 3—5min .目的: 使组织中的细胞相互分离开来.
2. 漂洗: 用清水漂洗约3min. 目的: 洗去药液,防止解离过度,并有利于染色.
3. 染色: 用质量浓度为0.01g / mL或0.02g / mL的龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)染色3— 5min
目的: 使染色体着色,利于观察.
4. 制片: 将根尖放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片上再加一片载玻片. 然后用拇指轻轻地按压载玻片. 目的: 使细胞分散开来,有利于观察.
（三）观察
1、先在低倍镜下找到根尖分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密,有的细胞正在分裂。
2、换高倍镜下观察：分裂中期→分裂前、后、末期→分裂间期。（注意各时期细胞内染色体形态和分布的特点）。其中，处于分裂间期的细胞数目最多。
*考点提示：
（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。
（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）若所观察的细胞各部分全是紫色，其原因是什么？
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）为何要找分生区？分生区的特点是什么？用高倍物镜找分生区吗？为什么？
染液浓度过大或染色时间过长。
（11）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。
（12）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。
（13）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。
（14）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。
实验十一 细胞大小与物质运输的关系（必修一P110）[模拟探究细胞表面积与体积的关系]
一．实验原理：用琼脂块模拟细胞。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。方法：用含酚酞的琼脂块模拟细胞。2、现象：NaOH和酚酞相遇呈紫红色。
二.结论：琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小；NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小。
实验十二 观察细胞的减数分裂
1、目的要求：通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。
2、材料用具：蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，显微镜。
3、方法步骤：
（1）在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。
（2）先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。
4、讨论：（1）如何判断视野中的一个细胞是处于减数第一次分裂还是减数第二次分裂？
（2）减数第一次分裂与减数第二次分裂相比，中期细胞中的染色体的不同点是什么？末期呢？
实验十三 低温诱导染色体加倍
1、原理：用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，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。
2、方法步骤：
（1）洋葱长出约1cm左右的不定根时，放入冰箱的低温室内（4℃），诱导培养36h。
（2）剪取诱导处理的根尖约0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
（3）制作装片：解离→漂洗→染色→制片
（4）观察，比较:视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞.
3、讨论：秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？
实验十四 调查常见的人类遗传病
1、 要求：调查的群体应足够大；选取群体中发病率较高的单基因遗传病。如红绿色盲、白化病、高度近视(600度以上)等.
2、 方法: 分组调查,汇总数据,统一计算.
3、计算公式：某种遗传病的发病率= （患病人数/被调查人数）×100%
4、讨论: 所调查的遗传病的遗传方式, 发病率是否与有关资料相符, 分析原因.
实验十五 探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用
1、常用的生长素类似物:NAA(萘乙酸), 2,4-D, IPA(苯乙酸). IBA(吲哚丁酸)等
2、方法：
①浸泡法：把插条的基部浸泡在配置好的溶液中，深约3cm，处理几小时或一天。处理完毕就可以扦插了。这种处理方法要求溶液的浓度较低，并且最好是在遮荫和空气湿度较高的地方进行处理。
②沾蘸法：把插条的基部在浓度较高的药液中蘸一下（约5s），深约1.5cm即可。
3、预实验：先设计一组浓度梯度较大的实验进行探索,在此基础上设计细致的实验.
4、实验设计的几项原则: ①单一变量原则(只有溶液的浓度不同)；②等量原则(控制无关变量,即除溶液的浓度不同外,其他条件都相同)；③重复原则(每一浓度处理3~5段枝条) ；④对照原则（相互对照、空白对照）；⑤科学性原则
实验十六 模拟尿糖的检测
1、取样：正常人的尿液和糖尿病患者的尿液
2、检测方法：斐林试剂（水浴加热）或班氏试剂或尿糖试纸
3、结果：（用斐林试剂检测）试管内发生出现砖红色沉淀的是糖尿病患者的尿液，未出现砖红色沉淀的是正常人的尿液。
4、分析：因为糖尿病患者的尿液中含有还原糖，与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀，而正常人尿液中无还原糖，所以没有发生反应。
实验十七 探究培养液中酵母菌数量的动态变化
1、培养酵母菌（温度、氧气、培养液）：可用液体培养基培养
2、计数：血球计数板(2mm×2mm方格,培养液厚0.1mm)
3、推导计算
4、讨论：根据7天所统计的酵母菌种群数量画出酵母菌种群数量的增长曲线；推测影响影响酵母菌种群数量变化的因素。
实验十八 土壤中动物类群丰富度的研究
1、丰富度的统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法
记名计算法：指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。
目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。
2、设计数据收集和统计表，分析所搜集的数据。
实验十九 探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替
要求：（1）水族箱必须是密封的，且是透明的，放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射。
（2）组成成分：非生物成分、生产者、消费者和分解者
（3）各生物成分的数量不宜过多，以免破坏食物链
实验二十 选修三实验 DNA的粗提取与鉴定
【复习目标】
本课题通过尝试对植物或动物组织中的DNA进行粗提取，了解DNA的物理化学性质，理解DNA粗提取以及DNA鉴定的原理。
【复习重点与难点】
复习重点：DNA的粗提取和鉴定方法。
复习难点：DNA的粗提取和鉴定方法。
【知识回顾】
一、实验原理
1、提取DNA的方法
提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。。对于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA、 蛋白质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。
1） DNA的溶解性
思考题1：DNA在氯化钠溶液中的溶解度有什么特点？对此有什么应用？
DNA的溶解度随氯化钠的浓度变化而变化，DNA在0.14mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低。利用这一原理，选择适当的盐溶液就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀。
思考题2：利用什么原理来将DNA与蛋白质分离开？
DNA不溶于洒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于洒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步分离。
2）DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性 蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60—80oC的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。
3）DNA的鉴定
思考题3：依据什么原理来鉴定DNA？
在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
二、实验设计
1、实验材料的选取 凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。在下面的生物材料中选取适合的实验材料：
鱼卵、猪肝、菜花（花椰菜）、香蕉、鸡血、哺乳动物的红细胞、猕猴桃、洋葱、豌豆、菠菜、在液体培养基的大肠杆菌
2、 破碎细胞，获取含DNA的滤液
1） 制备和提取细胞核物质：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例。
在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，得到鸡血细胞液。过滤后收集研磨液；
如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和 食盐 ，进行充分的搅拌和研磨。过滤后收集研磨液。
思考：①为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？
答：蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂，再加上搅拌的机械作用，就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出DNA。
②加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？
答：洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。
③如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响?
答：研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，影响实验结果，导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。
④此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分？
答：可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质。
2）溶解细胞核的DNA：
向收集的滤液中加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌使DNA呈溶解状态。
3、去除滤液中的杂质
方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液浓度的尝试去除杂质。具体做法是：在滤液中加入NaCl，使NaCl溶液物质的量浓度为2mol/L，过滤除去不溶的杂质，再调节NaCl溶液物质的量浓度为0.14 mol/L，析出DNA，过滤去除溶液中的杂质；
方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA。具体做法：直接在滤液中加入嫩肉粉，反应10—15min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质；
方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。具体做法：将滤液放在60—75℃的恒温水浴箱中保温10—15min注意严格控制温度范围。
思考：
①为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？
答：用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
②方案二与方案三的原理有什么不同？
答：方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开；方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与DNA分离。
4、DNA的析出与鉴定
将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液，静置2—3min，溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。
取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为0.015mol/L的NaCl溶液5ml，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4ml的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min，待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。
三、实验案例：以鸡血细胞DNA的提取和鉴定为例：
1．制备鸡血细胞液：在鸡血中加入质量浓度为0．1g/mL的柠檬酸钠溶液，离心处理；
制备鸡血细胞液时，要在新鲜的鸡血中加入柠檬酸钠的原因：
制备鸡血细胞液时，要在新鲜的鸡血中加入抗凝剂——柠檬酸钠，防止血液凝固。其原理是柠檬酸钠能与血浆中Ca2+发生反应，生成柠檬酸钙络合物，血浆中游离的Ca2+大大减少，血液便不会凝固，因为鸡血红细胞，白细胞都有细胞核，DNA主要存在于细胞核中，所以在离心或静置沉淀后，要弃出上层清液——血浆。
2．提取鸡血细胞的细胞核物质：向鸡血细胞液中加入蒸馏水，搅拌、过滤；
思考1：加入蒸馏水的目的是什么？为什么能达到此目的？
加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出DNA；蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂。
3．溶解细胞核内的DNA：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态；
4．析出含DNA的黏稠物：加入蒸馏水，用玻璃棒搅拌；
思考题2：此时加入蒸馏水的目的是什么？
使氯化钠溶液浓度接近0．14mol/L，使DNA最大限度地析出。
5．滤取含DNA的黏稠物：过滤；
思考题3：这次过滤与上次过滤的目的一样吗？为什么？
不一样；这次过滤是为了去除不溶于氯化钠溶液的杂质，而上次过滤是为了去除破裂的细胞膜等物质。
6．将DNA的黏稠物再溶解：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态；
7．过滤含有DNA的氯化钠溶液：过滤；
思考题4：这一步骤的目的是什么？ 除去含有DNA滤液中的杂质
思考题5：为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？ 用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
8．提取含杂质较少的DNA：加入冷却的95%的酒精，搅拌；
思考题6：这一步骤的目的是什么？ 去除溶于酒精的杂质
思考题7：为什么加入的酒精需要冷却的？可抑制核酸水解酶的活性，防止降解DNA；降低分子的运动，易于形成沉淀析出；低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。
9．DNA的鉴定：取两支试管，各加入0．015mol/L的氯化钠溶液5mL，一支加入提取的DNA，两支各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后置于沸水中加热。
四、操作提示
1、以血液为实验材料时，每100ml血液中需要加入3g柠檬酸钠，防止 血液凝固。
2、加入洗涤剂后，动作要轻缓、 柔和 ，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤地操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免 加剧DNA分子的断裂 ，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
3、二苯胺试剂要 现配现用 ，否则会影响鉴定的效果。
4、DNA的溶解度与NaCl溶液浓度的关系：
当NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时，随浓度的升高，DNA的溶解度降低；当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时，随浓度升高，DNA的溶解度升高。
5、盛放鸡血细胞液的容器，最好是塑料容器。
鸡血细胞破碎以后释放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，由于细胞内DNA的含量本来就比较少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的DNA就会更少。因此，实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管，这样可以减少提取过程的DNA的损失。
6、提取DNA的第一步是材料的选取，其目的是一定要选取DNA含量较高的生物材料，否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难；第二步是DNA的释放和溶解，这一步是实验成功与否的关键，要尽可能使细胞内的DNA全部溶解；第三步是DNA的纯化，即根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性，最大限度地将DNA与杂质分开；最后一步是对DNA进行鉴定，这是对整个实验的结果的检测。
7、在DNA的析出的步骤中用到玻璃棒搅拌时，注意动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
[典例解析]本实验中有三次过滤：⑴过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液⑵过滤含粘稠物的0.14mol/LNaCl溶液⑶过滤溶解有DNA的2mol/LNaCl溶液以上三次过滤分别为了获得（ ）
A含核物质的滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液
B含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、含DNA的滤液
C含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、纱布上的DNA
D含较纯的DNA滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液
答案：A解析:用蒸馏水稀释鸡血细胞液，使血细胞的细胞膜、核膜破裂，释放出核物质，此时过滤只能得到含DNA和其他物质如蛋白质的滤液，这种滤液必须经过实验中其他步骤得相继处理，方能得到较纯的DNA。DNA在0.13mol/LNaCl溶液中溶解度最低，成丝状粘稠物，可经过滤留在纱布上。
【习题巩固】
一、选择题（10个）
1.在研究DNA的基因样本前，采集来的血样需要蛋白水解酶处理，然后用有机溶剂除去蛋白质。用蛋白水解酶处理血样的目的是（ ）
A.除去血浆中的蛋白质 B.除去染色体上的蛋白质 C.除去血细胞表面的蛋白质
D.除去血细胞中的所有的蛋白质，使DNA释放，便于进一步提纯
2．与析出DNA粘稠物有关的叙述，不正确的是（ ）
A.操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度
B.在操作A时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证DNA分子完整
C.加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度，两者均可析出
D.当丝状粘稠物不再增加时，此时NaCl的浓度相当于0.14mol/L
3．洗涤剂能够瓦解（ ），但对DNA没有影响。
A.细胞壁 B.细胞膜 C.细胞核 D.细胞质
4．在沸水浴的条件下，DNA遇（ ）会被染成蓝色。
A.斐林试剂 B.苏丹Ⅲ染液 C.双缩脲试剂 D.二苯胺
5．在DNA提取过程中，最好使用塑料试管和烧杯，目的是（ ）
A.不易破碎 B.减少提取过程中DNA的损失 C.增加DNA的含量 D.容易洗刷
6．下列操作中，对DNA的提取量影响最小的是（ ）
A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，放出DNA等核物质
B.搅拌时，要使用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌
C.在“析出DNA粘稠物”时，要缓缓加蒸馏水，直至溶液中粘稠物不再增加
D.在用酒精沉淀DNA时，要使用冷酒精，甚至再将混合液放入冰箱中冷却
E在DNA的溶解和再溶解时，要充分搅拌
7．DNA的粗提取中，将与滤液体积相等的、冷却的（ ），静置2—3min，溶液中会出现白色丝状物。
A.0．9%的NaCl B.0.14mol/L的NaCl溶液 C.质量分数15%的HCl D.体积分数为95%的酒精溶液
8.以血液为实验材料时，需要向血液中加入（ ），防止血液凝固。
A.醋酸钠 B.龙胆紫 C.柠檬酸钠 D.醋酸洋红
9.在向溶解DNA的NaCl溶液中，不断加入蒸馏水的目的是（ ）
A.加快溶解DNA的速度 B.加快溶解杂质的速度 C.减少DNA的溶解度，加快DNA析出 D.减小杂质的溶解度，加快杂质的析出
10.去除滤液中的杂质时，直接在滤液中加入嫩肉粉，利用嫩肉粉中的（ ）分解蛋白质。
A.胃蛋白酶 B.胰蛋白酶 C.木瓜蛋白酶 D.肠肽酶
二、非选择题（3个）
1．提取鸡血中DNA时，要除去血液中的上清液，这是因为什么？
2．填写本实验完成下列实验操作时所用试剂。
⑴提取鸡血细胞中核物质 ⑵溶解核内DNA：
⑶析出2mol/LNaCl溶液中的DNA
⑷DNA粘稠物的再溶解
⑸提取杂质较少的DNA白色乳状丝状物
⑹DNA的鉴定
3.关于DNA粗提取的实验材料的选择，也经过了多次实验效果的比较，最终选择鸡血做实验材料的原因是什么？请回答下列问题：
⑴鸡血细胞中红细胞 ，家鸡属于鸟类，新陈代谢旺盛，因而血液中 细胞树木较多，可以提供丰富的 。
⑵实验前由老师制备血细胞液供同学们做实验材料，而不用鸡全血，主要原因是
。
⑶生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，若他们按实验要求完成实验步骤后，结果是 ，这是因为这些动物和人一样，成熟的红细胞中 ，但若改用动物肝脏做实验材料，实验能顺利进行。这是因为 。
⑷若选用动物肝脏做实验材料，在提取之前，最好增加 程序，使组织细胞更易分离。
选择题：答案 DCBDB BDCCC
1答案：因为上清液是血浆，不含有血细胞，DNA存在于沉郁试管底部的鸡血细胞的细胞核中，所以提取鸡血中的DNA时，要除去血液中的上清液。
2答案：⑴蒸馏水⑵2mol/LNaCl溶液⑶蒸馏水⑷2mol/LNaCl溶液⑸冷却的95%的酒精⑹二苯胺
3．答案：⑴含细胞核；红；DNA ⑵鸡血细胞液中DNA相对含量⑶很难提取到DNA；无细胞核；肝细胞有细胞核⑷研磨
实验方法总结
1．模型方法。
模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，模型包括物理模型、数学模型、概念模型等。⑴以事物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型，沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型。⑵数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。如“J”型增长的数学模型：t年后种群数量为Nt=N0λt 。建立数学模型的步骤：①观察研究对象，提出问题。②提出合理的假设。③根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达。④通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。
2．调查种群密度的方法。⑴样方法，适用于植物。①取样的原则：随机取样。②取样的方法：五点取样法和等距取样法。样方的大小一般以1m2的正方形为宜。③计算方法：以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
⑵标志重捕法，适用于活动范围大的动物。另外，活动范围小的动物（如作物植株上的蚜虫、跳蝻）可用样方法；土壤小动物可用取样器取样法；趋光性昆虫可用黑光灯诱捕法。
⑶抽样检测法，适用于微生物（如酵母菌）
3、放射性同位素标记法。
放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。此方法用于：⑴探究分泌蛋白的合成和运输途径：核糖体→内质网→高尔基体→细胞外。⑵证明光合作用释放的氧气来自水。⑶噬菌体侵染细菌的实验。⑷DNA半保留复制实验。
4、孟德尔的实验方法（成功原因）：⑴正确地选用实验材料；⑵先研究一对相对性状的的遗传，再研究两对或多对性状的遗传；⑶应用统计学方法对实验结果进行分析；⑷假说—演绎法：先提出问题，然后提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的。
5、类比推理法。萨顿根据类比推理提出了基因位于染色体上的假说。
6、排除法。达尔文运用排除法研究植物表现向光性的原因。
7、人工异花传粉的方法：①去雄，套袋。②传粉，套袋
8、对比实验法：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。例如：探究酵母菌细胞呼吸方式中，需要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸方式，这两个实验组的结果都是事先求知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。
9、差速离心法：分离各种细胞器，研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能。
10、纸层析法：叶绿体中色素的分离。
11、活体染色法：观察线粒体。