第十一单元 教材实验总结
1、生物科学实验的一般程序为：观察并提出问题→提出假说→设计并完成实验→分析数据，得出结论
2、实验操作步骤应遵循四大基本原则
（1）科学性原则——符合实验的原理和程序；
（2）可重复性原则——使其他人能按照该步骤完成实验并能不断重复而得到相同的结果；
（3）简便性原则——能以最简单的步骤、材料（经济易得）完成实验；
（4）单一变量原则——排除干扰、控制变量（强调变量的惟一性）。
3、设计实验步骤常用“四步法”。
第1步：共性处理实验材料，均等分组并编号。选择实验材料时要注意应用一些表示等量的描述性语言，如：“生长一致的”，“日龄相同的，体重一致的”等等。分成多少组要视题目中所给的信息而定，（一般情况分两组）。编号最好用A、B、C或甲、乙、丙，而不用1、2、3 避免与实验步骤相混淆。
第2步：遵循单因子变量原则，对照处理各组材料。方法为一组为对照组（往往为处于正常生理状态的），其余为实验组，对照组与实验组只能有一个实验条件不同（单因子变量），其他条件要注意强调出相同来，这是重要的得分点或失分点。至于变量是什么要根据具体题目来确定。
第3步：相同条件培养（饲养、保温）相同时间。
第4步：观察记录实验结果。
实验结果的预测（预期）；首先要根据题目判断该题是验证性实验还是探究性实验，如果是验证性实验，则结果只有一个，即题目中要证明的内容。如果是探究性实验，则结果一般有三种：①实验组等于对照组，说明研究的条件对实验无影响。②实验组大于对照组,说明研究的条件对实验有影响,且影响是正相关。③实验组小于对照组,说明研究的条件对实验有影响,且影响是负相关。
实验一 观察DNA、RNA在细胞中的分布
1、原理、步骤、结论
2、实验注意事项
(1)选材：口腔上皮细胞、无色的洋葱表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，防止颜色的干扰。
(2)缓水流冲洗目的：防止玻片上的细胞被冲走。
(3)几种试剂在实验中的作用
①0.9%NaCl溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞正常形态。
②8%盐酸：a.改变细胞膜等的通透性；b.使染色体中DNA与蛋白质分开。
③蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。
④甲基绿吡罗红染液：混合使用且现配现用。
(4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布，只是量的多少不同。故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
实验二 检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质
1、实验原理及步骤
2、实验注意事项
(1)还原糖鉴定实验材料要求
①浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。
②还原糖含量高：不能用马铃薯(含淀粉)、甘蔗、甜菜(含蔗糖)。
(2)唯一需要加热— 还原糖鉴定，且必需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。
(3)非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂（水浴加热），现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(4)唯一需要显微镜—— 脂肪鉴定，实验用50%酒精的作用——洗掉浮色。
(5)记准混合后加入—— 斐林试剂，且现配现用；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。两者成分相同，但CuSO4的浓度不同，所以不能混用。
(6)若用大豆做材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易涮洗；且该实验应预留部分组织样液做对比。
(7)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”；双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。
实验三 用显微镜观察多种多样的细胞
1、显微镜的使用
2、显微镜使用的一般程序：
①、取镜和安放：右手握住镜臂，左手托住镜座；轻拿轻放，并略偏左；装好目镜和物镜。
②、对光：扭动转换器，使镜头（低倍镜）、镜筒和通光孔成一直线；根据光线强弱，调节反光镜和遮光器（光圈）
③、放置标本：玻片标本放置要正对通光孔的中央，用压片夹固定
④、调焦观察：转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止（此时眼睛应当看到物镜镜头与标本之间，以免物镜与标本相撞）；左眼看目镜内，同时反向缓缓转动粗准焦螺旋，使镜筒上升，直到看到物象为止，在稍稍转动细准焦螺旋，使看到的物象更清晰；移动装片，在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央；转动转换器，换成高倍物镜；缓缓调节细准焦螺旋，使物象清晰；调节光圈，使视野亮度适宜。
⑤、善后整理：将显微镜外表擦拭干净；转动转换器，把两物镜偏到旁边，下调镜筒至最低，送回镜箱。
3、显微镜使用的注意事项：
先低后：先低倍镜后高倍镜；先放低镜筒，再向上调节（换高倍镜后只能用细准焦螺旋！）
成像规律：上下、左右颠倒（如何移动玻片）变化规律：图像变大、数量减少、视野变暗
放大倍数：物x目 指的是长度上的放大倍数
高放大倍数的表现：目镜越短，物镜越长，物镜距离玻片越近（目短物长距离近）
污点位置判断：分别转动镜头、移动装片,看污点是否随之而动
4、高倍镜与低倍镜的比较
物像大小
看到细胞数目
视野亮度
物镜与玻片的距离
视野范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
实验四 观察线粒体和叶绿体
1、实验原理
①叶绿体呈绿色的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。
②线粒体呈无色棒状、圆球状等，用健那绿染成蓝绿色后制片观察。
2、实验步骤
①观察叶绿体：制作藓类叶片的临时装片→先低倍镜后高倍镜观察叶绿体
②观察线粒体：制作人的口腔上皮细胞临时装片（健那绿染液染色）→先低倍镜后高倍镜观察观察线粒体
3、注意问题
①实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。
②要漱净口腔，防止杂质对观察物像的干扰。
③用菠菜叶带叶肉的下表皮的原因：靠近下表皮的叶为海绵组织，叶绿体大而排列疏松，便于观察；带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体。
④叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源，便于接受较多的光照；在强光下则以侧面朝向光源以避免被灼伤。
实验五 通过模拟实验探究膜的透性
1．渗透系统的组成(如图)及条件
(1)半透膜可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤
膜，如玻璃纸。
(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子
数的差，即物质的量浓度之差，即摩尔浓度而不是质量浓度。
2、注意事项
①若溶质分子能通过半透膜，则先是浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面上升，最后达到渗透平衡。
②上图中，在达到渗透平衡后，只要存在液面差Δh，则S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度。
③若S1为10%蔗糖溶液，S2为10%葡萄糖溶液(葡萄糖不能透过半透膜)，则水分子由漏斗进烧杯使漏斗液面下降。
④水分子的移动方向：双向移动，但最终结果是单位体积内水分子数多(低浓度)溶液流向单位体积内水分子数少(高浓度)溶液。
实验六 观察植物细胞的质壁分离和复原
1、原理：成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。
2、流程
3、质壁分离的原因分析
外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度
内因：原生质层相当于一层半透膜
细胞壁的伸缩性小于原生质层
表现：液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深
原生质层与细胞壁分离。
4、特别提醒
（1）实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。
（2）质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的，结果是双向水分子运动的差别所导致的现象。
（3）质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因细胞壁是全透性且有水分子通过原生质层渗出来。
（4）若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。
（5）若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
实验七 探究影响酶活性的因素
1、酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解
（1）实验过程分析
（2）实验注意事项
实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。
2、酶的专一性
3、探究温度对酶活性的影响
（1）实验过程分析 （2）实验注意事项
①因为过氧化氢酶的反应底物过氧化氢受热会分解，所以用其做温度探究的实验，会对实验结果带来干扰。
②因为斐林试剂在使用时需要加热，这对温度探究带来干扰，而使用碘液无
需加热，对实验无干扰。
4、探究pH对酶活性的影响
思考：为什么不能用淀粉酶做探究pH的实验？
答：因为淀粉在酸性条件下会分解，这对于判断淀粉酶能否使得淀粉水解出现干扰。故不能使用。
实验八 叶绿体色素的提取和分离
1、提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
2、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。
3、各物质作用：
无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。
4、结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽)，色素带的宽窄与色素含量相关。
5、注意事项：
（1）画滤液细线：均匀，直，细，重复若干次
（2）分离色素：不能让滤液细线触及层析液
实验九 探究酵母菌的呼吸方式
1、原理: 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水：
C6H12O6 ＋ 6O2 ＋ 6H2O6 →CO2 ＋ 12H2O ＋ 能量
在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和少量二氧化碳：
C6H12O6 → 2C2H5OH ＋ 2CO2 ＋ 少量能量
2、检测：（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
（2）检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
实验十 观察细胞的有丝分裂
1、材料：洋葱根尖（葱，蒜）
2、步骤：（1）洋葱根尖的培养
（2）装片的制作流程：解离→漂洗→染色→制片
3、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：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？ 答：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？ 答：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？
答：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？
答：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？ 答：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？ 答：分解和溶解细胞间质；不能，而硝酸可代替。
（7)为何要漂洗？ 答：洗去盐酸便于染色。
（8)细胞中染色最深的结构是什么？ 染答：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？答：染液浓度过大或染色时间过长。
（10）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？
答：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。
（11）分生区细胞中，什么时期的细胞最多？为什么？ 答：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？ 答：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？ 答：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？
答：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 观察细胞的减数分裂
1、实验原理：
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂：减数第一次分裂和减数第二次分裂。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2、方法步骤：低倍镜观察→高倍镜观察→绘图
3、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？
答：减数第一次分裂会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条染色单体组成等现象；减数第二次分裂的中期，非同源染色体成单排列在细胞赤道板位置，移向细胞两极的染色体不含染色单体。
（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？
答：减数第一次分裂的中期，两条同源染色体分别排列在细胞赤道板的两侧，末期在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数的一半，每条染色体均由两条染色单体构成；减数第二次分裂的中期，所有染色体的着丝点排列在细胞的赤道板的位置。末期细胞两极的染色体不含染色单体。
实验十二 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？
答：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是一样的：都是抑制纺锤体的形成，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。区别：秋水仙素诱导加倍的成功率高于低温处理；低温处理比秋水仙素要安全，方法更简便。
实验十三 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=某种遗传病的患病人数 某种遗传病的被调查人数×100%
实验十四 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：α-萘乙酸，2,4-D,，苯乙酸，吲哚丁酸
2、方法： 浸泡法：这种处理方法要求溶液的浓度较低。
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
实验十五 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。
实验十六 探究培养液中酵母菌数量的动态变化
1、实验原理
（1）酵母菌可以用液体培养基来培养，培养液中的酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关，我们可以根据培养液中的酵母菌数量和时间为坐标轴做曲线，从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。
（2）利用血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法，这种方法可以直接测定样品中全部的细胞数目，所以一般用于单细胞微生物数量的测定，由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的，所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。
2、注意事项
①用显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应至计数相邻两边及其顶角的；
②吸取培养液计数前要将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差；
实验十七 土壤中动物类群丰富度的研究
1、土壤动物有较强的活动能力且身体微小，不适于用样方法或标志重捕法进行调查。
2、丰富度的统计方法有两种：一是计名计算法（指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，一般用于个体较大，种群数量有限的群落）；二是目测估计法（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。等级划分表示方法有：非常多、多、较多、较少、少、很少）
实验十八 探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替
1、实验目的：探究生物群落的演替过程。
2、实验原理：在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。但同时，这个人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的，它会发生群落的演替。
3、实验方法：在水族箱或鱼缸中加入适量的池塘水，形成一个小型环境→将上述装置放在室内通风、光线良好的地方(但要避免阳光直接照射)→每天用吸管吸取少许水族箱内的水，制成临时装片，用显微镜观察→统计池塘水中生物种类和每个物种个体数量（连续观察7天，并做好记录）→进行实验分析并得出结论。
