⑴ 对人体吸入空气和呼出气体的探究实验必须检查装置密闭性对吗
对人体吸入空气和呼出气体的探究实验必须检查装置密闭性对吗?是对的。对人体吸入和呼出气体的研究一、使用教材北京版义务教育教科书九年级《化学》二、实验器材导管、塑料吸管、细铜管、集气瓶、玻璃片、火柴、酒精灯、木棍、塑料袋、气球、蜡烛、燃烧匙、注射器、胶塞、锥形瓶、小烧杯、铁架台、石灰水、氢氧化钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液、红磷、白磷、氯化钴试纸、氧气传感器、二氧化碳传感器、相对湿度传感器、数据显示模块、数据采集器、气液相密封器三、实验改进、创新要点1. 实验内容创新用探究身边真实的问题“吸入和呼出气体成分不同”复习学过的知识,改善学生对复习课枯燥乏味的认识,提高复习的兴趣和效果。2.实验装置创新(1)空气中氧气含量的测定图1.探究吸入呼出气体中氧气含量研究1方法:实验前先检查装置的气密性,在玻璃注射器中放入一块白磷,将活塞推到一定的刻度,将注射器针头插到橡皮塞上密封,然后将注射器和胶塞一起放到热水中,白磷燃烧后取出注射器,放置到室温,观察注射器活塞移动的距离。优点:测定氧气含量在密闭容器中进行,环保误差小。(2)吸入和呼出气体中水蒸气含量测定方案图2.探究吸入呼出气体中水蒸气含量方法1.在铜管上套上一段玻璃管,观察比较玻璃管内壁水雾的变化。铜的导热性保证了吸入和呼出气体的温度相同,实验后能看到呼出气体的玻璃管内壁水雾明显。图3数字化实验仪器探究吸入呼出气体中水蒸气含量方法2.用气液相密封器收集等体积的吸入和呼出气体,将数据显示模块连与相对湿度传感器连接,将传感器插入密封器上孔,打开数据显示模块开关读取数据。优点便捷、快速、适合学生分组实验。(3)吸入和呼出气体中二氧化碳、水蒸气一体化装置方法:实验前向两个锥形瓶中加入等量的石灰水,用手捏住左侧橡皮管,从细铜管端吸气,观察到右侧锥形瓶中长导管下冒气泡,石灰水没有明显变化,进气玻璃导管中的蓝色氯化钴试纸无明显变化;呼气时手捏住右
图4吸入和呼出气体中二氧化碳、水蒸气探究侧橡皮管,观察左侧锥形瓶中的石灰水变浑浊,出气的短导管中的氯化钴试纸由蓝色变为粉色。(氯化钴试纸使用前先稍稍加热使其为蓝色 )优点:对比实验现象明显,氯化钴检测水的存在现象明显。(4)数字化一体实验运用氧气传感器、二氧化碳传感器、相对湿度传感器、气液相密封器、数据采集器,同时快捷准确直观的测定吸入和呼出气体中氧气、二氧化碳、水蒸气含量的不同。图5.数字化实验研究吸入和呼出气体四、实验设计思路和创新点进入初三化学复习阶段,知识的梳理和大量的习题训练课,会让学生感到复习课的枯燥乏味。为了提高学生的学习兴趣,巩固学生对所学知识的理解和应用,我设计了本节实验复习课。我依据义务教育化学课程基本理念,注意从学生已有的经验出发,让他们在熟悉的生活情境中感受化学的重要性。引导学生从身边的生活中发现问题,走进课堂设计和创新实验,将学过的知识灵活的运用迁移到解决实际问题中去。通过本节课内容的学习,学生可以巩固气体的收集方法、氧气、二氧化碳、水蒸气的检验方法,氧气含量的测定原理,深化运用对比实验方法和控制变量的思想探究解决问题的能力。数字化实验仪器的运用使实验结果更加快速,直观,准确。学生可以体验到从定性到定量研究问题的便捷和高效,启迪学生思维,拓展学生实验探究的新思路。五、实验教学目标依据新课程标准,结合学校的资源、具体的学情,制定本节课的教学目标:(1)能根据实际情况选择正确的气体收集方法;(2)巩固氧气、二氧化碳的性质,水的鉴别方法,空气中氧气含量测定原理的迁移和运用。(3)体验从定性到定量设计对比实验进行探究解决实际问题的过程。(4)学生在实验探究解决实际问题的过程中观察、分析、表述,合作交流的能力进一步提高,感受学习化学的乐趣和价值。六、实验教学内容1.探究吸入和呼出气体的收集方法,复习氧气二氧化碳的收集方法。
2.探究吸入和呼出气体中氧气含量的不同,复习氧气的助燃性和空气中氧气含量的测定方法。3.探究吸入和呼出气体中二氧化碳含量,复习二氧化碳的检验方法和两种碱的反应。4.探究吸入和呼出气体中水蒸气的含量复习水蒸气鉴别方法5.吸入和呼出气体检验的综合实验。七、实验教学过程创设情境,提出问题:上课时教师先提出问题:我们教室里为什么要经常开窗通风呢?学生回答后追问人体吸入的空气和呼出的气体有什么不同?它们的成分含量有什么变化?设计意图:从身边熟悉的情景中发现问题,点燃学生的探究热情,引领学生进入化学探究的课堂。交流讨论,做出猜想:学生会通过生物课学习的呼吸作用对呼出的气体做出有二氧化碳的猜想,有的同学还错认为呼出气体全是二氧化碳;有的学生会根据人工呼吸推断出呼出的气体中有氧气;有的学生会根据冬天人呼出的气体出现白雾,推测呼出气体中水蒸气的含量变多;对于氮气,做适当的引导,因为它的化学性质稳定,不参与呼吸作用,在吸入和呼出气体中应该是不变的,在本节课不做研究。学生通过交流讨论梳理出以下的猜想模型:
空气的成分 变化 呼出气体的成分
氧气 > 氧气
二氧化碳 < 二氧化碳
水蒸气 < 水蒸气
氮气 = 氮气
设计意图:培养根据生活经验和学习过的知识做出合理的猜想,建构出呼出气体中各成分的含量变化模型,为实验探究做好准备。设计实验,探究对比教师启发学生,探究吸入和呼出的气体首先要收集气体,然后再根据学习过的物质的性质进行研究。活动一、探究收集吸入和呼出的气体的方法小组交流讨论:由于要检验水蒸气,所以检验水蒸气存在的气体不能用排水法收集,由于二氧化碳能溶于水,为了减小误差用排饱和碳酸氢钠溶液方法收集或用排空气法收集。小结:呼入空气的收集的方法:(1)直接将集气瓶敞口放置在室外的空气中(2)在室外用打气筒打气用气球收集,然后用塑料袋密封气球。呼出气体的收集方法:1.探究氧气含量的可以用排水法或向上排空法收集;2.探究二氧化碳含量的气体用排饱和碳酸氢钠溶液的方法或向上排空气的方法;
(3)测定水蒸气含量的用向上排空气法收集实验方案如下:用气球收集气体后用塑料袋密封,方便用注射器收集气体用气液相密封装置排空气法收集气体用排水法收集气体(排饱和碳酸氢钠溶液收集呼出的气体图6.吸入和呼出气体的收集方法设计意图:学会根据研究的问题和气体的性质选择对实验误差小的气体的收集方法,培养学生应用知识解决实际问题的能力。收集完气体后教师引导学生思考该如何进行对气体进行研究呢?启发学生运用对比实验的方法对吸入和呼出气体中的氧气、二氧化碳、水分步进行研究。活动二.探究吸入和呼出气体中氧气含量的变化学生实验方法如下:方法1:将足量的红磷引燃同时放入盛有等量空气和呼出气体的集气瓶中观察燃烧时间的长短,红磷熄灭快的,说明氧气含量比呼入气体总氧气含量低。方法2:将材质相同大小相同的木条同时引燃,同时放入集气瓶中,观察木条在吸入和呼出气体中熄灭的快慢。方法3.将两个大小相同的蜡烛同时引燃后,将收集好的两瓶大小相同的吸入和呼出的气体同时倒扣到火焰上方,观察火焰熄灭的快慢。方法4.用两个带支嘴的锥形瓶收集吸入和呼出的气体,在锥形瓶底部铺少量的细沙,加入适量的红磷,支嘴用气球密封,用于调节气压,盖上胶塞,将注射气活塞推到一定的刻度,检查装置的气密性,加热锥形瓶底部红磷,泠却后比较活塞移动的距离。方法5.将注射器与带刻度的试管连接,试管中加入适量的红磷,实验前注射器先推到一定的刻度,加热红磷,冷却后观察比较用吸入和呼出气体试验时活塞移动的距离。教师演示实验:见图1的装置结论1:吸入气体中的氧气含量比呼出气体中的氧气含量高。设计意图:复习氧气的助燃性,空气中氧气含量的测定实验原理的理解,训练学生对学习的知识迁移应用解决实际问题的能力。活动三.探究吸入和呼出气体中二氧化碳含量的变化学生实验方法如下:
方法1.用注射器吸取相同量的吸入和呼出气体中分别同时注入装有等量的石灰水的烧杯中,观察石灰水变浑浊的程度。方法2.分别用注射器吸入相同量的吸入和呼出的气体,然后分别吸入等体积的石灰水,振荡观察变浑浊的程度。教师引导:能否用氢氧化钠溶液代替石灰水呢?如果没有实验现象,该怎么把实验结果外显出来呢?同学们商讨后设计如下方案:方法3:用两个带刻度的体积大小相同的试管收集吸入和呼出的气体,同时放入氢氧化钠溶液中,观察液面上升的高度。方法4:用两个体积相同的软塑料瓶收集吸入和呼出的气体,然后分别加入等量的氢氧化钠溶液,振荡观察变瘪的程度。这时有的同学提出,呼出和呼入气体中水分含量不同,是不是也会影响实验结果呢?如何排除吸入和呼出气体中水分对实验结果的影响呢?学生提出收集检验二氧化碳含量的气体时可以先通过盛浓硫酸的洗瓶再进行实验。商讨后我们选用在收集吸入和呼出气体的装置中先加入适量的氯化钙,这样再检验二氧化碳多少时就排除了水分的影响。教师演示实验:用注射器吸入等量的用氯化钙干燥后的吸入和呼出的气体,再吸入等量的氢氧化钠溶液,然后迅速将注射器针头插入橡皮塞,观察注射器活塞移动的距离。图7.吸入和呼出气体中二氧化碳含量测定结论2.吸入气体中二氧化碳的含量小于呼出气体中二氧化碳的含量。设计意图:复习二氧化碳的检验方法以及与两碱反应的差异性,启发学生对于无明显现象的反应如何将实验结果外显化。引导学生思考如何设计实验证明水蒸气的含量呢?活动四.探究吸入和呼出气体中水蒸气含量的变化学生实验方法如下:方法1.直接向玻璃片上呼气,观察比较玻璃片两面水雾的多少。方法2.用玻璃导管呼气,观察玻璃管内壁水雾的变化。这时,有的同学就提出了异议,这种方法并不能说明呼出气体中水分含量高,因为呼出气体的温度高,遇冷后就会有水蒸气冷凝现象。为了保证吸入和呼出的气体是相同的温度,我们该如何做呢?交流讨论后我们在此基础上做了改进。
方法3.把一小段玻璃管上方连接一段长的铜管,由于铜能迅速散热,然后在观察连接的玻璃管和空气中的玻璃管的内壁水蒸气的变化。实验如图2引导学生思考:有没有更快捷直观的测量方法呢?指导学生利用相对湿度传感器比较吸入和呼出气体中水蒸气的多少。如图3.结论3.吸入气体中水蒸气的含量小于呼出气体中水蒸气的含量。设计意图:复习水蒸气的鉴别方法,干燥剂的种类,进一步巩固对比实验的设计原则,培养学生实验探究的科学性和严谨性。体验数字化实验仪器的快捷直观。启发学生思考:有没有同时检验几种气体的实验方法呢?教师演示:测定水和二氧化碳的装置。如图4如何更直观的用数据来说明吸入和呼出气体中氧气、二氧化碳、水蒸气的含量不同呢?教师演示:数字化实验仪器同时测定吸入和呼出气体中氧气、二氧化碳、相对湿度的实验。如图5设计意图:让学生感受实验装置一体化设计,可以更加快捷高效的解决问题;实验方式由传统到数字化,定性到定量的转变,使实验结果更加直观,准确。启发学生思维,拓展学生实验探究的新思路。梳理总结,得出结论(1)呼入的空气中氧气的含量比呼出的气体含量高;(2)呼入的空气中二氧化碳含量比呼出气体的含量高;(3)呼入的空气中水蒸气含量比呼出气体中含量高;我们的猜想成立!又因为氧气供呼吸,二氧化碳不供呼吸,为了保持教室内空气含氧气量高,所以要经常开窗通风。设计意图:前后呼应,得出实验结论,解决了前面探究提出的问题。八、实验效果评价(1)本节课基于真实的问题情境展开科学探究,不拘泥于课本,学生从提出问题到解决问题经历了一个完成的实验探究过程,在此过程中学生设计实验方案、交流讨论、解决问题极大的调动了学生学习的积极主动性,让复习课因为有了实验而变得生动有趣。(2)设计多种实验方案,师生一起对实验装置进行改进,激发了学生的潜力,启迪了学生的思维,让知识和实验技能得到了深化和运用。(3)数字化实验仪器可以快速准确直观的获得数据,使实验结果更加快速,直观,准确,让实验由定性向定量发生转变,拓展了学生实验探究的新思路。
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对人体吸入和呼出气体的研究
对人体吸入和呼出气体的研究
一、使用教材
北京版义务教育教科书九年级《化学》
二、实验器材
导管、塑料吸管、细铜管、集气瓶、玻璃片、火柴、酒精灯、木棍、塑料袋、气球、蜡烛、燃烧匙、注射器、胶塞、锥形瓶、小烧杯、铁架台、石灰水、氢氧化钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液、红磷、白磷、氯化
⑵ 生物实验室必备设备有哪些
生物实验室必备设备:
一、温度与湿度
二、光源
三、供/排水、排污
四、供电
五、隔音设备
六、降噪设备
七、安全设备
⑶ 微生物实验室常用仪器设备有哪些
微生物实验室常用仪器设备有厌氧培养箱、恒温培养箱、干热灭菌箱、高压蒸汽灭菌器、超净工作台。
1、厌氧培养箱
厌氧培养箱亦称厌氧工作站或厌氧手套箱。厌氧培养箱是一种在无氧环境条件下进行细菌培养及操作的专用装置。它能提供严格的厌氧状态恒定的温度培养条件和具有一个系统化、科学化的工作区域。
⑷ 有哪些适合高中生做的创新实验
眼镜反应、自制冰袋、制备二氧化氮、二氧化氮和四氧化二氮转化实验,火焰鉴别。如果将铁棍放在硫酸酮里面呢?名曰“铁树开花”;用酒精喷灯燃烧不同的金属显不同的颜色算么?再不然用氨盐溶于水将水冻成冰呢。测量气球的直径与其内部气压的关系。
⑸ 应用于生物领域的实验仪器主要有哪些
通用仪器:恒温水浴锅,镊子,铁架台,铁圈,球形(直形)冷凝管,烧杯,量筒,烧瓶,锥形瓶,分液漏斗,玻璃棒,石棉网,量筒,研钵,索氏脂肪抽提器,克氏定氮仪,紫外灯分析仪,分光光度计,荧光光度计,微波炉
分子生物学方面:PCR仪,低温高速离心机,-25度冰箱,-80度冰箱,旋转蒸发仪,超净工作台,高压蒸汽灭菌设备,电泳仪,凝胶成像仪,电子天平,微量移液器(配枪头),eppendorf管
普通生物学、解剖学、微生物学方面:显微镜,解剖刀,解剖剪,解剖盘,蜡盘,解剖针,接种针,接种环,酒精灯,载玻片,盖玻片,血球计数板,显微测微尺
⑹ 生物中探究实验的方法有那些
主要是控制变量法(1)显微观察法,如观察植物细胞有丝分裂、观察叶绿体和细胞质流动、观察植物细胞质壁分离和复原实验等。(2)观色法,如观察动物毛色和植物花色的遗传等。(3)原子示综法,如噬菌体浸染细菌的实验,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水解的实验,发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等。(5)加法创意法,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。(6)减法创意法,如用阉割法、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着的种子等。(7)杂交实验法,如孟德尔发现遗传定律的植物杂交、测交的实验,小麦的杂交等。(8)化学分析法,如番茄和水稻对Ca和Si选择性吸收,叶绿体中色素的提取和分离实验等。(9)理论分析法,如大、小两种草履虫竞争的实验,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⑺ 大三做科技创新实验在生物方面有哪些课题值得考虑急用
这问的太大了,不好回答。生物安全,生物食品,生物医药,生物仪器,生物医学,动植物检疫,生物入侵,生物防治,环境污染的生物治理。如果你想深入点的话,可以搞点细胞生物学,生物克隆,生物化学,基因工程,遗传,分子等等。
种子萌发条件、环境可创新;馒头在口腔中的变化条件可创新;影响水蚤心率的变化条件可创新;影响维生素C的环境因素……好多实验材料都可创新,比如适合做观察叶片结构的除了菠菜还可以用什么,观察叶下表皮的实验材料什么合适.实验是需要用心做的、用大量时间做的.希望对大家有帮助.
⑻ 美国生物学家米勒设计的实验装置
消毒和抽出空气是为了达到真空,清除原有的有机物。
沸水和电火花是为了模拟地球生命起源时的环境氨基酸,
⑼ 微生物实验室仪器配置 哪些必不可少
微生物实验室是生物学领域必备实验室。如何配置才能成就一个完备的微生物实验室,哪些仪器必不可少,哪些仪器可有可无?
(1)超净工作台
微生物的培养都是在特定培养基中进行无菌培养,那么无菌培养必然需要超净工作台提供一个无菌的工作环境。超净工作台的用途是微生物的接种及处理时的无菌操作。
(2)培养箱
培养箱有多种类型,它的作用在于为微生物的生长提供一个适宜的环境。 培养箱有多种类型,包括生化培养箱,霉菌培养箱,厌氧培养箱等。具体来说区别如下: a. 生化培养箱只能控制温度。可作为一般细菌的平板培养。 b. 霉菌培养箱可以控制温度和湿度。可作为霉菌的培养。 c. CO2培养箱适用于厌氧微生物的培养,例如双歧杆菌。
(3)天平
天平用于精确称量各类试剂。实验室常用的是电子天平,电子天平按照精度不同有不同的级别。
(4)微生物均质器
用于从固体样品中提取细菌。用微生物均质器制备微生物检测样本具有样品无污染、无损伤、不升温、不需要灭菌处理,不需洗刷器皿等特点,是微生物实验中使用较为方便的仪器。
(5)菌落计数器
菌落计数仪可协助操作者计数菌落数量。通过放大,拍照,计数等方式准确的获取菌落的数量。有些高性能的菌落计数器还可连接电脑完成自动计数的操作。
(6)微波炉/电炉
用于溶液的快速加热,微生物固体培养基的加热溶化。
(7)高压灭菌锅
微生物学所用到的大部分实验物品、试剂、培养基都应严格消毒灭菌。灭菌锅也有不同大小型号,有些是手动的,有些是全自动的。用户需要根据自己的需要选购。
(8)移液器
液体量器用于精密量取各类液体。常见的液体量器有量筒、移液管、微量取液器、刻度试管、烧杯。
(9)冰箱
冰箱是实验室保存试剂和样品必不可少的仪器。微生物学实验中用到的试剂有些要求是4度保存,有些要求是负20度保存,实验人员一定要看清试剂的保存条件,放置在恰当的温度下保存。具体来说,不同温度下保存的物品如下: a. 4℃适合储存某些溶液、试剂、药品等。 b. -20℃适用于某些试剂、药品、配好的抗生素等。 c. -80℃适合某些长期低温保存的样品、大肠杆菌菌种、感受态等的保存。
(10)生物安全柜
微生物实验中涉及的试剂和样品微生物有些是有毒的,对于操作人员来说伤害较大。为了防止有害悬浮微粒、气溶胶的扩散,可以利用生物安全柜对操作人员、样品及样品间交叉感染和环境提供安全保护。
(11)摇床
摇床是实验室常用的一种仪器,在微生物实验操作过程中,液体培养基培养细菌时需要在特定温度下振荡使用。
(12)纯水装置
纯水装置包括蒸馏水器和纯水机。蒸馏水器的价格便宜,但在造水过程中需要有人值守;纯水机价格高些,但是使用方便,可以储存一定量的纯水。纯水使用也有不同的级别,实验中配制试剂,配制培养基均需用纯水。
(13)生物显微镜
由于微生物体积较小,所以在观察时需要借助生物显微镜。生物显微镜用于微生物和微小物品结构,形态等的观察。
(14)冷冻干燥机
主要适用于细菌、微生物、酵母等的干燥。用于干燥保存易脱水的产品,在加水以后能够再次恢复原材料的特性,不影响其生物活性等。通过冷冻干燥,细菌之类的材料成为干燥状态,从而不会发生化学改变。
(15)分光光度计
分光光度计在微生物试验中用于测定微生物悬液的浓度,可以正确选取合适的培养时间。一般是在600nm波长测定菌液浓度。
(16)恒温干燥箱
恒温干燥箱是用于灭菌和洗涤后的物品烘干。烘箱有不同的控温范围,用户可以根据实验需求进行选择。例如,有些塑料用具只能在42-45℃的烤箱中进行烘干,一般玻璃用具的烘干可以选择60℃。
(17)恒温水浴锅
水浴锅是一种控温装置,水浴控温对于样品来说比较快速且接触充分。有些微生物反应需要在37度,42度,56度下水浴进行,所以恒温水浴锅可以提供需要的温度。
(18)酸度计
用于配置试剂时精确测量PH值,从而保证配置的溶液的精确性。有时也需要利用pH计测定样品溶液的酸碱度。
(19)离心机
用于收集微生物菌体以及其他沉淀物。离心机有冷冻和常温之分。有些样品由于在常温下不太稳定,需要低温环境,要视样品的种类而定。
(20)液氮罐
液氮罐储存液氮,可用于细菌、酵母、霉菌和大型真菌等各种微生物的长期保存。以上介绍的是微生物实验室的基本仪器配置,在组建实验室时还需要其他一些耗材,例如酒精灯,试管架,三角瓶,量筒,玻璃试管,灭菌吸管,凉干架,剪刀,镊子,脱脂棉,纱布,试管筐,无菌采样及称样袋,接种环,过滤器等。实验人员可以根据自己的需求为微生物实验室配置合适的仪器和耗材。
微生物实验室管理制度
一、实验室管理制度
1.实验室应制定仪器配备管理、使用制度,药品管理、使用制度,玻璃器皿管理、使用制度,并根据安全制度和环境条件的要求,本室工作人员应严格掌握,认真执行。
2.进入实验室必须穿工作服
⑽ 求:高中生物实验实验方法汇总
专题七 实验专题复习
一、常规实验的复习:
1、实验中常用器材和药品的使用:
一般实验设计此类题目会提供所需的器材和药品。因此,如果能够熟悉这些常用器材和药品的用途和使用方法,往往能从中发现实验设计的思路和方法,甚至具体的实验步骤。现在总结如下:
NaOH:用于吸收CO2或改变溶液的pH。 Ca(OH)2:鉴定CO2
HCl:解离或改变溶液的pH。 NaHCO3:提供CO2
滤纸:过滤或纸层析。 纱布或尼龙布:过滤
斐林试剂:可溶性还原性糖的鉴定。 碘液:鉴定淀粉。
苏丹Ⅲ、Ⅳ:脂肪的鉴定。 双缩脲试剂:蛋白质的鉴定。
二苯胺试剂:鉴定DNA。 柠檬酸钠:血液抗凝剂。
NaCl:配制生理盐水及其它不同浓度的盐溶液,可用于动物细胞内液或用于提取DNA。
琼脂:激素或其它物质的载体,用于激素的转移或培养基。
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)。
酒精:用于消毒处理、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液。
蔗糖:配制蔗糖溶液,用于测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原。
龙胆紫溶液或醋酸洋红或改良苯酚品红染液:碱性染料,用于染色体染色。
卡诺氏液:固定细胞形态
2、常规实验方法:
(1)显微观察法,如观察植物细胞有丝分裂、观察叶绿体和细胞质流动、观察植物细胞质壁分离和复原实验等。
(2)观色法,如观察动物毛色和植物花色的遗传等。
(3)原子示踪法,如噬菌体浸染细菌的实验,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水解的实验,发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等。
(5)加法创意法,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。
(6)减法创意法,如用阉割法、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着的种子等。
(7)杂交实验法,如孟德尔发现遗传定律的植物杂交、测交的实验,小麦的杂交等。
(8)化学分析法,如番茄和对Ca和Si选择吸收,叶绿体中色素的提取和分离实验等。
(9)理论分析法,如大、小两种草履虫竞争的实验,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,通过这次复习理解了这些方法,将有助于认识、分析和设计新的实验内容。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,都是一个逻辑推理的过程,或者说都是一个透过现象看到本质的思维推理的过程。因此,在复习中要充分体会和体验这种过程。可以说,构建实验的方法体系,为分析、解决、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。
3、实验中常用的一些基本的实验方法和技术:
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)关于光学显微镜的使用:[来源:Zxxk.Com]
显微镜的取送:①右手握镜臂;②左手托镜座;③置于胸前。
显微镜的旋转:①镜筒朝前,镜臂朝后;②置于观察者座位前的桌子上,偏向身体左侧,便于左眼向目镜内观察;③置于桌子内侧,距桌沿5cm左右。
对光:①转动粗准 焦螺旋,使镜筒徐徐上升,然后转动转换器,使低倍物镜对准通光孔;②用手指转动遮光器(或片状光圈),使最大光圈对准通光孔,左眼向目镜内注视,同时转动反光镜,使其朝向光源,使视野内亮度均匀合适。
低倍物镜的使用:①用手转动粗准焦螺旋,使镜筒徐徐下降,同时两眼从侧面注视物镜镜头,当物镜镜头与载物台的玻片相距2~3mm时停止。②用左眼向目镜内注视(注意右眼应该同时睁着),并转动粗准焦螺旋,使镜筒徐徐上升,直到看清物象为止。如果不清楚,可调节细准焦螺旋,至清楚为止。
高倍物镜的使用:使用高倍物镜之前,必须先用低倍物镜找到观察的物象,并调到视野的正中央,然后转动转换器再换高倍镜。换用高倍镜后,视野内亮度变暗,因此一般选用较大的光圈并使用反光镜的凹面,然后调节细准焦螺旋。观看的物体数目变少,但是体积变大。
反光镜的使用:反光镜通常与遮光器(或光圈)配合使用,以调节视野内的亮度。反光镜有平面和凹面。对光时,如果视野光线太强,则使用反光镜的平面,如果光线仍旧太强,则同时使用较小的光圈;反之,如果视野内光线较弱,则使用较大的光圈或使用反光镜的凹面。
镜头的擦拭:①用专门的擦镜纸;②擦镜头时,先将擦镜纸折叠几次,然后朝一个方向擦,不可来回擦或转动擦;③如果镜头被油污污染,则可在擦镜纸上滴几滴二甲苯,然后按上述方法擦拭。
显微镜的放大对象:是物体的长和宽,不是面积,更不是体积。
显微镜的焦距问题: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:相反,即物象在视野何方,则装片即向该方向移动。
显微镜使用时异物的判断:目镜、物镜或装片上,通常通过移动玻片(是否在玻片上),转动目镜(是否在目镜上)来判断,剩下在物镜镜上。
实验后显微镜的安置:显微镜使用完毕后,应将玻片取吓,将其机械部分用白纱布擦拭干净;转动转换器,让两个物镜偏于两旁;转动粗准焦螺旋,使镜筒下降至最低点,将反光镜竖起,蒙上红绸布,然后将显微镜锁入箱内。
(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)纸层析技术: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,主要步骤包括饥饿处理、光照、酒精脱色、加碘等。
另外还有根尖培养、幼小动物的饲养、植物必需元素的鉴定、同位素示踪技术等。
二、教材实验归类
(一)显微观察类
实验名称 细胞的状态 染色剂 生物材料
观察DNA.RNA
在细胞中的分布 死细胞 甲基绿
吡罗红 人的口腔上皮细胞
观察线粒体 [来源:学科网][来源:学&科&网][来源:Zxxk.Com] 活细胞 健那绿 [来源:学科网]
观察细胞的 减数分裂 死细胞 无(为固 定装片) 蝗虫精母细胞
低温诱导染色体加倍 死细胞 改良苯酚品红染液 洋葱根尖细胞
观察细胞的
有丝分裂 死细胞 龙胆紫(或
醋酸洋红)
观察多种
多样的细胞 活或死细胞
酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等
观察叶绿体 活细胞 藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶)
观察植物细胞的
质壁分离与复原 活细胞 紫色洋葱鳞片叶表皮细胞
说明:(1)以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可外,其余均需使用高倍镜。(2)鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。
(二)鉴定类实验
1.实验归类
实验名称 鉴定对象 试剂 颜色 生物材料 备注
淀粉的鉴定 淀粉 碘液 蓝色 脱色的叶片 无
还原糖的鉴定 还原糖 斐林试剂 砖红色沉淀 苹果或梨
的匀浆等 甲乙液现混
现用、水浴
加热
脂肪的
鉴定 脂肪 苏丹Ⅲ
(或Ⅳ)
染液 橘黄(或
红)色 花生种
子切片 需用高倍
镜观察
蛋白质
的鉴定 蛋白质 双缩脲
试剂 紫色 豆浆、稀
蛋清等 先加A液,
后加B液,
摇匀后使用
尿糖的
检测 葡萄糖 葡萄糖
试纸 有色 水、葡萄
糖溶液、
三份模拟
“尿样” 无
叶绿体中
色素的提取
和分离 四种色素 提取液:无水乙醇;分离液:层析液 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 新鲜的绿
叶(如菠
菜叶) 加入二氧化硅是为了研磨得更充分;碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
2.注意问题
(1)有关蛋白质的鉴定
①若用蛋清进行蛋白质鉴定时,需将鸡蛋清用水稀释,通常是0.5 m L蛋白液加入5 mL水,搅拌均匀。如果蛋白液稀释程度不够,与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上,使反应不容易彻底,并且 试管也不容易刷洗干净。
②鉴定蛋白质时,向样液中加入2 mL双缩脲试剂A摇匀,再向样液中加入3~4滴双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B不能过量,因为过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应,使溶液呈蓝色,从而掩盖生成的紫色。
(2)叶绿体中色素的提取和分离
①区分色素提取和分离的原理:色素提取的原理——无水乙醇提取法;色素分离的原理——纸层析法。
②注意事项:a.滤液细线要画得细且直,以防止色素带重叠而影响分离效果;待滤液干燥后要再画一两次,目的是积累更多的色素,使分离后的色素带明显。b.分离色素时,层析液不能没及滤液细线,以防止色素溶解于层析液中而无法分离。
(三)调查类实验
实验名称 调查常见的人类遗传病 土壤中动物类群丰富度的研究
调查对象 随机确定的人群;一定数量的家族 生活在土壤中的小动物
调查方法 汇总法 用取样器取样进行采集
统计方法 发病率=(患病人数/被调查人数)×100% 记名计算法;目测估计法
注意事项 ①调查时,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白化病等;②调查某种遗传病的发病率时,要随机抽样调查,且要保证调查的群体足够大 ①取样时应注意随机取样,避免人为心理作用;②动物类群因所取地段不同,可能差异较大;③样土塑料袋上标明取样的地点和时间;④不知名的动物标记为“待鉴定XX”;⑤调查的指标是动物种类的丰富度和数量丰富度
(四)探究类实验
实验名称 自变量 因变量 无关变量
通过模拟实验探究膜的透性 半透膜两
侧溶液的
浓度差 漏斗玻璃管液面的上升高度 半透膜的种类、开始时的液面、温度等条件
探究温度对淀粉酶活性的影响 不同温度
(至少三种) 酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化) pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 不同pH
(至少三种) 酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度) 温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究酵母菌的呼吸方式 氧的有无 CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度等);酒精的产生(重铬酸钾检测) 葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等
模拟探究细胞表面积与体积的关系 细胞体积的大小 物质运输的效率 琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等
探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度 不同浓度
的生长素
类似物 扦插枝条的生根数量或长度 实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母菌数量的动态变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等
探究水族箱中的群落的演替 时间 群落的演替 水族箱的培养条件和环境等
2.注意问题
1)探究温度(pH)对酶活性的影响时,必须在达到预设的温度(pH)的条件下,再让反应底物与酶接触,避免在未达到预设的温度(pH)时反 应底物已与酶接触发生反应,影响实验结果。
(2)探究酵母菌的呼吸方式时:①新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸(杀死里面的微生物、除去溶液中的空气),等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再将食用酵母菌加入;
②酵母菌培养液应封口放置一段时间后,待酵母菌将瓶内的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变混浊。
(3)探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度
①装置的设计应有利于观察,如观察促进生根的实验可以用水培法。
②所设组别除不同浓度的生长素类似物处理外,还要增加一组蒸馏水处理的做空白对照。
(4)探究培养液中的酵母菌数量的动态变化
①从试管中吸出培养液进行计数之前,要轻轻震荡几次,使酵母菌均匀分布,以确保计数准确,减少误差。
②该探究不需要设置对照,因为随着时间的延续,酵母菌种群数量的变化,在时间上形成前后自身对照,但要获得准确的实验数据,必须重复实验,求得平均值。
③对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计算相邻两边及其顶角的酵母菌。
④实验结束后,用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的,正确的方法是浸泡和冲洗。
三、实验题解答思路和基本解题技巧:
1、认真审题——审准实验目的和原理:
明确验证的“生物学事实是什么,”或“生物学事实”的哪一方面;实验所依据的生 物学(或其它知识)原理是什么。如“探索酶活性与温度关系”的实验原理为淀粉遇碘变蓝,淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖,麦芽糖遇碘不变蓝。
2、找出自变量(实验变量或实验条件)和因变量(反应变量):
找出自变量(实验变量或实验条件)和因变量(反应变量),以及影响本实验的无关变量,然后构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。如验证“CO2是光合作用合成有机物的必需原料”,首先明确该实验的条件是CO2,结果是光合作用(合成有机物),影响结果的条件变化应该是CO2的有无两种情况,那么对照的设计就应该为空白对照。影响实验结果的无关变量有温度、pH、实验用植物的生长状况、饥饿处理的环境、吸收CO2的NaOH的量及浓度等因素,这些无关变量中任何一种因素的不恰当处理都会影响实验结果的准确性和真实性,因此实验中必须严格控制无关变量,做到平衡和消除无关变量对实验结果的影响。常常采用对照的方法——即在保证各实验组和对照组的无关变量相同的条件下,观察实验变量(实验条件)的不同情况对反应变量(实验结果)的影响。
3、实验对象和实验条件:
实验所用的生物学材料,如光合作用所用的叶片、验证质壁分离所用的成熟植物细胞、鉴定脂肪所用的花生种子等。
实验条件是完成这一实验所必需的理化条件及生物学处理方法,如光照、温度、pH、酶、缓冲剂、离心等。
4、设计实验方法和步骤:
这一环节要遵循科学性原则、可操作性原则、设计对照原则、单一变量原则、可重复性原则,使实验有可信度和说服力。
注意:①后面步骤中要用到的东西,如果题目没有给出,则必须在前面的步骤中准备好,如实验中要用蔗糖液,而题目中只给出蔗糖,我们就要先配制好蔗糖液;②题目中如果已经给好(如给的是配好的试剂),则不能再配制了。
5、预测实验结果或分析实验结果:
二者是有区别的:①预测实验结果——根据实验原理和事物间的相互关系,进行理性分析,从而预先猜测可能是什么样的结果、有几种结果可能性,都要事先预测到;②分析实验结果——是从结果出发去寻找事物间的相互关系,或者推导出一般性的结论或规律等。它是分析应有的实验结果,对意料之外的结果乃至失败的情况作出恰当的分析和推论。
二者是相反的两个过程:因此解决此类问题时要根据题意注意用词的科学性和准确规范性。当然无论是预测实验结果还是分析实验结果,都要既考虑最后的结果,也要考虑中间步骤的结果。
6、注意事项和补救措施:
实验中若要使用有毒物质,应怎么使用?加热酒精应采用水浴法隔水加热。一旦燃烧怎么办?这些注意事项都应该在实验前有所准备,这些方面常常需要相关学科实验能力的渗透。
实验完毕后如果时间容许,还应该从以下方面来回顾回顾:
①实验原理及方法是否符合题 目要求(正确性 );
②实验步骤是否科学,有无少做了步骤或顺序颠倒的现象;
③有无充分利用实验条件或超出题目给的实验条件;
④有无设置对照(参照系)或可能造成误差;
⑤有无更为简单的实验方案——创新实验得分;
⑥实验是否具有偶然性——是否符合可重复性原则;
⑦实验能否顺利完成;
⑧实验的安全性如何。
四、设计型实验题:
由于高考侧重于对实验能力的考查,设计型实验题是近几年高考的一个热点。因此,我们对实验的复习,应该立足于对基本实验方法、实验技能、实验思维的强化和巩固着手,培养我们的实验分析、实验改错、实验设计等实验能力。
所谓设计型实验题——就是要求考生设计实验原理,选择实验器材,安排实验步骤,设计数据处理的方法及分析实验现象。包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。主要 考查我们是否理解实验原理和会分析实验结果,是否具有灵活运用实验知识的能力,是否具有在不同情景下迁移知识的能力。
1、生物学实验的一般程序:
一个完整的生物学实验包括以下七个基本步骤:
(1)实验名称、目的:指出是什么实验,明确实验要解决什么问题。
(2)假设:是“可能会怎么样”,对可见现象提出一种可检测的解释。具体为:
(3)预期:在检测提出的假设以前,先提出实验的预期结果(一个或几个假定的结果),若预测没有实现,则说明假设 不成立;若预测得到实现,则假设成立。
(4)实施实验过程:根据实验目的和提出的假设,来设计实验的具体方法步骤,并按设计的方案进行操作。
(5)观察和收集数据:客观如实地观察、记录实验的现象,得出实验结果,并通过一定方式将实验结果呈现出来。
(6)分析、推论:对记录的数据(包括现象、结果)进行整理分析,进行推导得出结论。
(7)交流:写出实验报告。
2、生物学实验设计的要求:
(1)在实验设计之前,应掌握所研究问题的性质,具备必要的理论知识和基本的实验技能和技术。
(2)要有明确的实验目的,根据目的确定研究内容。
(3)实验设计要科学合理,注意设计合适的实验变量,控制其他变量,尽量减少实验误差,确保实验得出明确的结果。
(4)设计实验要注意设置对照,适当增加重复,保证实验的准确性。
(5)实验取样要注意典型性和代表性。
(6)实验设计要考虑运用统计学进行分析的可能性。分析的样本要有一定的数量,使所得数据具有代表性和可靠性。