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上海高中生物第一册1.1 细胞的观察和测量实验分析根据光学显微镜的构造和原理，以及使用低倍镜的经验和技能，学习高倍镜的使用方法和注意事项。由于物镜倍率的不同，在视野中观察到的标本物像大小迥异。通过高倍镜可以更清楚地观察和研究生物体的结构特点。显微镜是生命科学教学中最基本的实验工具，借助显微镜既能观察物体的显微结构，又能测量微小物体的大小。利用显微镜观察细胞结构的实验是一个基本的实验，在各个版本的生物学教材中都安排了该实验。材料器具蚕豆叶下表皮永久装片显微镜、擦镜纸、纱布、显微镜目镜测微尺、物镜测微尺研究过程(一)蚕豆叶下表皮细胞形态结构观察1低倍镜观察在低倍镜下观察蚕豆叶下表皮，调节粗调节器，使物像达到最清晰，观察不规则形的蚕豆叶表皮细胞、肾形的保卫细胞及成对保卫细胞围成的气孔。2高倍镜的使用在低倍镜视野中，将需要进一步放大观察的物像部位移至视野正中心，然后转动转换器，使高倍镜到位。转动时，两眼须从显微镜侧面注视，若发现镜头有可能与玻片相碰、应检查其原因井排除之。然后，注视目镜观察视野并微微上下转动细调节器，直到物像清晰。如光线较暗，可调节聚光器和光圈，使视野明亮。此时，在高倍镜下可看到已被进一步放大的蚕豆叶下表皮细胞和处于其间的保卫细胞。注意观察两种细胞的形态结构特点。3绘制保卫细胞和气孔图你知道保卫细胞的大小吗?怎样才能测出它的长度和宽度?(2) 保卫细胞大小的测量1 显微测微尺的使用显微测微尺有目镜测微尺和物镜测微尺两种。目镜测微尺安装于目镜镜筒的光闲上物镜测微尺置于载物台上，用以标定目镜测微尺每小格的长度。如已知目镜测微尺每小格的长度，就不必再使用物镜测微尺了。所以，实验中需测量物像的大小时，只需使用目镜测微尺。 目镜测微尺使用时先卸下目镜上部的透镜，平稳地将目镜测微尺安放在目镜镜筒的光阑上，再把卸下的透镜按原样装好。2 保卫细胞大小的测量在显微镜载物台上放置蚕豆叶下表皮装片，在低倍镜下将欲测量的一个保卫细胞移至视野中央，换高信物镜，用目镜测微尺精确地测量该细胞的长度和宽度。实验时可先测得它所占目镜测微尺的格数，再乘以目镜测微尺每小格长度，即得出保卫细胞的实际长度和宽度。测微尺的使用在显微镜下测量所观察标本的长度、面积、位置等常用的测微工具有：测微尺（又分目镜测微尺，简称目微尺和物镜测微尺，简称台微尺，二尺需配合使用），标本移动器上的纵、横标尺及细调螺旋上的标尺等。测量长度单位均为微米m（1m=1/1000mm）。目微尺是一块可放在目镜内的圆形小玻片，在它的中央刻有精确的刻度，尺长510mm,分成50100小格，每5小格之间有一长线隔开。当使用不同目镜和物镜进行观察时，由于它们的放大倍数不同，因此目微尺每小格所代表的实际长度也不一样。台微尺是在一块载玻片中央，用树胶封固一圆形玻片内的标尺，尺全长1mm，分成10大格，每一大格又分10小格，共100小格，每一小格为0.01mm即10m（也有尺长2mm分成200小格的台微尺）。台微尺专门用于校正目微尺每格的长度。使用测微尺时，首先要对目微尺进行标定。测微尺的使用（1）.将目镜自镜筒中取出，旋下接目透镜；（2）.将目微尺有刻度的一面向下放在目镜中的视场光阑上；2.1 食物中的主要营养成分的鉴定糖的鉴定：原理：(1)淀粉：遇碘液变蓝色，这是淀粉特有的颜色反应。(2)还原性糖(单糖、麦芽糖和乳糖)：与斐林试剂反应，可以产生砖红色沉淀。材料用具：（1）实验材料：苹果或梨匀浆，马铃薯匀浆（2）仪器：试管、试管夹、大小烧杯、小量筒、滴管、酒精灯、三脚架、石棉网、火柴。（3）斐林试剂：配制：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）+ 0.05g/mL CuSO4溶液（4-5滴）使用：混合后使用，且现配现用。条件：隔水加热实验结果分析：（1）淀粉：如果待测样品中含有淀粉，则出现蓝色，反之，则没有。(2）还原性糖：如果待测样品中含有还原糖，则出现砖红色沉淀，反之，则没有。脂肪的鉴定：原理：脂肪可以被苏丹染液染成橘黄色。（在实验中用50%酒精洗去浮色显微镜观察橘黄色脂肪颗粒）材料用具：（1）实验材料：花生种子，花生匀浆（2）仪器：双面刀片、试管、小量筒、滴管、载玻片、盖玻片、毛笔、吸水纸、显微镜（3）试剂：苏丹III染液、苏丹IV染液实验结果分析：如果待测样品中含有脂肪，则观察到橘黄色（红色），反之，则没有。蛋白质鉴定：原理：蛋白质与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应材料用具：（1）实验材料：豆浆、鲜肝提取液（2）仪器：试管、试管架、小量筒、滴管（3）双缩脲试剂：配制：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）和0.01g/mL CuSO4溶液（3-4滴）使用：分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。（注意：不需要隔水加热）实验结果分析：如果待测样品中含有蛋白质，则出现紫色，反之，则没有。2.2 溶液中蛋白质含量的测定（选做）实验分析应用分光光度计等测试仪器定量测定食物中营养物质的含量，是中学生物实验技术的升级。它不仅让学生感悟到生物学研究技术早就进入科学精准测量时代，而且可以让学生知道自己在课堂中学会的实验技术可以应用到日常生活中，感受学习的乐趣。“溶液中蛋白质含量的测定”是上海市高中生命科学教材第一册中有关蛋白质含量测定的定量实验，也是高中第一个定量的生物学实验。【实验原理】1. 双缩脲反应：双缩脲(NH3CONHCONH3)是两个分子脲经180摄氏度左右加热，放出一个分子氨后得到的产物。在强碱性溶液中，双缩脲与CuSO4形成紫色络合物，称为双缩脲反应。凡具有两个酰胺基或两个直接连接的肽键，或通过一个中间碳原子相连的肽键的化合物都有双缩脲反应。而蛋白质有两个以上的肽键，因此有双缩脲反应。在碱性溶液中蛋白质与Cu2+形成紫红色络合物，其颜色深浅与蛋白质的浓度成正比，而与蛋白质的分子量及氨基酸成分无关。2. 标准曲线：定量实验是建立在定性试验的基础之上，需要纯物质作为标准样品。标准曲线法是常用的定量方法，该方法需要配制一组不同浓度的标准溶液，分别测出它们的吸收度，然后以标准浓度（C）为横坐标，以吸收度（A）为纵坐标，即可绘出标准曲线图，曲线为一通过原点的直线。待测溶液亦经过同样处理，测出它的吸收度，即可从标准曲线查出样品的浓度，再由稀释倍数或样品重量求出样品中被测组分的含量。 优点：绘制好标准工作曲线后测定工作就变得相当简单，可直接从标准工作曲线上读出含量，因此特别适合于大量样品的分析。 缺点：每次样品分析的条件很难完全相同，因此容易出现较大误差。此外，标准工作曲线绘制时，一般使用欲测组分的标准样品（或已知准确含量的样品），而实际样品的组成却千差万别，因此必将给测量带来一定的误差，所以要注意实验的重复性问题。3. 本实验中将结晶牛血清白蛋白配制成（02.5）mg/mL不同浓度的标准溶液，通过分光光度计或者色度传感器测出它们的吸收度，绘制标准曲线，并通过标准曲线计算待测溶液中的蛋白质含量。【实验材料与器具】1. 实验材料：结晶牛血清白蛋白，待测样品（稀释100-150倍的鸡蛋清，稀释100-200倍的豆浆）2. 实验试剂：CuSO45H2O,酒石酸钾钠，10%氢氧化钠，蒸馏水 3.实验仪器：分光光度计，试管，试管架，1ml与5ml的刻度移液管，玻璃棒，250ml烧杯，10ml容量瓶，记号笔【实验过程】1. 蛋白标准溶液和双缩脲试剂的配置：称取结晶牛血清白蛋白25mg，溶解于蒸馏水并定容至10ml，制成2.5mg/ml浓度的牛血清白蛋白标准溶液；0.75g五水硫酸铜（CuSO45H2O）和3.0g酒石酸钾钠，用250ml蒸馏水溶解，在搅拌下加入150ml氢氧化钠溶液，用水稀释到500ml即得双缩脲试剂，可长期储存于塑料瓶或内涂有石蜡的试剂瓶中。2 取7支试管，从0依次编号。3按照下表在试管0-5中加入牛血清白蛋白标准液及蒸馏水，在试管6中加入待测液1ml。4每只试管加入4ml双缩脲试剂。5静置20min，以蒸馏水为空白对照，在540nm波长下测定各试管中样品的吸光强度，记录O.D值。6以O.D值为纵坐标，蛋白质含量为横坐标绘制标准曲线。7根据试管6测得的O.D值，从标准曲线中查出其中的蛋白质含量。8蛋白质含量的计算：蛋白质含量（mg/ml）=D*N。D-从标准曲线上查出的蛋白质含量；N-稀释倍数。3.1 探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系实验原理：原生质层（细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质）相当于半透膜，l 当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞将失水，原生质层和细胞壁都会收缩，但原生质层伸缩性比细胞壁大，所以原生质层就会与细胞壁分开，发生“质壁分离”。l 反之，当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞将吸水，原生质层会慢慢恢复原来状态，使细胞发生“质壁分离复原”。材料用具：紫色洋葱表皮，0.3g/ml蔗糖溶液，清水，载玻片，镊子，滴管，显微镜等方法步骤：（1）制作洋葱表皮临时装片。（2）低倍镜下观察原生质层位置。（3）在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。（4）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变小），观察细胞是否发生质壁分离。（5）在盖玻片一侧滴一滴清水，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在清水中。（6）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变大），观察是否质壁分离复原。实验结果分析：细胞液浓度外界溶液浓度 细胞失水（质壁分离）细胞液浓度外界溶液浓度 细胞吸水（质壁分离复原）3.2 颤藻和水绵细胞的比较观察一实验目的：通过颤藻和水绵细胞的比较观察，了解真核细胞和原核细胞的区别二实验材料：颤藻，水绵，显微镜，载玻片，盖玻片，吸水纸，镊子，解剖针，培养皿，烧杯，碘液，蒸馏水三实验步骤：1制备水绵临时装片1）滴清水 2）取样品 3）散开4）盖盖玻片 5）低倍镜观察 6）高倍镜观察2制备颤藻临时装片（方法步骤同步骤1）3染色和比较观察1）碘液引流 2）比较细胞内结构差异（一）首先，制备水绵的临时装片：即在载玻片中央滴加清水后取烧杯中的水绵，只需要取几丝就可以了；将所取样品置于清水中，使之散开，盖上盖玻片。装片制作完成后进行镜检，先是用低倍镜，在找到样品后再换用高倍镜观察。（二）然后，再制作一张颤藻的临时装片。颤藻样品较难取得，用解剖针挑培养皿边缘较绿的丝状物，在清水中充分散开，盖盖玻片，然后进行观察。（三）制作完临时装片后对样品染色，采用碘液引流的方法染色后再次观察细胞判断哪个细胞是原核细胞哪个细胞是真核细胞，以及两者结构上的差异，在盖玻片一侧滴加碘液，在另一侧用吸水纸进行引流。引流是生物实验中较常用的染色方法，因此让学生回忆，并发言，有助于对于该方法的复习巩固4.1 探究酶的高效性材料：新鲜猪肝研磨液（含有H2O2酶)、3%的FeCl3溶液（催化过氧化氢分解的化学催化剂）、清水、试管5支、试管架、酒精炉、线香、打火机、量筒步骤：1、在5支试管中分别加入5mLH2O2溶液,依次编号置于试管架上.2、在1号试管中加入一定量的清水；2号试管中加入与清水等量的新鲜猪肝研磨液；3号试管中加入等量的3%的FeCl3溶液；4号试管中加入经过高温煮过的等量的新鲜猪肝研磨液；5号试管中加入高温煮过的FeCl3溶液.3、用点燃但无火焰的线香插入试管检验.现象：氧气量 效果1号： 无催化作用2号： 高效催化3号： 低效催化4号： 无催化作用5号： 低效催化结论：过氧化氢酶比FeCl3催化剂高效.酶具有高效性.再举例小麦淀粉酶的高效性实验：实验材料和仪器：两支洁净的试管、6mL以上的浆糊、5mL以上的小麦淀粉酶滤液、清水若干、恒温水浴缸、碘液实验液、滴管步骤：1、取甲、乙两支洁净的试管,分别注入3mL浆糊.2、在甲试管中注入1mL2mL新鲜的小麦淀粉酶滤液,在乙试管中注入1mL2mL清水作为对照.3、振荡两支试管,将甲、乙两支试管的下半部浸在35左右的温水里,保温约5分钟.同时取出这两支试管,分别滴入一滴碘液.现象：乙试管内浆糊变成蓝色,而甲试管内的浆糊则不变蓝色.遇着碘液变成蓝色,这是淀粉的特性.甲试管内的浆糊遇碘液不变蓝色,这说明甲试管内的淀粉已经转变成其他物质了.结论：在适宜的温度条件下,小麦淀粉酶能够促使淀粉迅速地水解为麦芽糖.因此,甲试管内的浆糊遇到碘液不变蓝色.酶在适宜的温度和其他条件下,能够使生物体内的许多复杂的化学反应顺利而迅速地进行,而酶本身却不发生变化.因此,酶是生物催化剂.4.2 探究影响酶活性的因素（选做）原理：细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的。酶对化学反应的催化效率称为酶活性。细胞都生活在一定的环境中，环境条件的改变会不会影响细胞内酶的活性呢？实验材料用具：试管、过氧化氢溶液、缓冲液（ pH5.0 、 pH6.0 、 pH7.0 、pH8.0 ） 酵母菌液。淀粉溶液、唾液、 37温水、沸水、冰块、碘液。（1）探究酶的活性与温度的关系：实验方法步骤：1. 取3组试管并编号1,1号2,2号3,3号2. 加等量淀粉溶液1号2 mL2号2 mL3号2 mL3. 加等量唾液1号1 mL2号1 mL3号1 mL4. 控制不同温度浓度冰块（5 min）37 （5 min）沸水（5 min）5. 唾液与淀粉溶液混合并继续控制不同温度1 1冰块（5 min）2 237 （5 min）3 337 （5 min）6. 加入等量碘液1滴1滴1滴7. 观察实验现象变蓝不变蓝变蓝实验结果分析：说明温度过高和过低均不利于酶活性的发挥，在适宜温度下酶的活性才最高。（2）探究酶的活性与pH的关系实验方法步骤：1取4支试管并编号1号2号3号4号2加入等量酵母菌液1 mL1 mL1 mL1 mL3加入等量缓冲液1 mLpH 5.01 mLpH 6.01 mLpH 7.01 mLpH 8.04加入等量H2O22 mL2 mL2 mL2 mL5结果实验结果分析：产生气泡多的试管中酶活性越高。只有在适宜PH条件下酶的活性才最高。4.3 叶绿体中色素的提取和分离1、原理：叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂（如丙酮、酒精等）。叶绿体中的色素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；反之则慢。2、材料用具：新鲜的绿叶（菠菜的绿叶等）。干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃滤斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药勺，量筒（10Ml），天平。无水乙醇，层析液（20份在6090下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。93号汽油也可代用），SiO2和CaCO3。3、方法步骤：（1）提取绿叶中色素：称取绿叶5g剪碎置于研钵放入少许SiO2和CaCO3加入10mL丙酮充分研磨过滤收集滤液（试管口用面塞塞严）（2）制备滤纸条：（3）画滤液细线：（4）分离色素：滤纸条轻轻插入盛有层析液的小烧杯中，用培养皿盖住小烧杯。4、结果分析：色素在滤纸条上的分布如下图：（橙黄色） 最快（溶解度最大）（黄 色）（蓝绿色） 最宽（最多）（黄绿色） 最慢（溶解度最小）5、注意：l 丙酮的用途是提取（溶解）叶绿体中的色素，l 层析液的的用途是分离叶绿体中的色素；l 石英砂的作用是为了研磨充分，l 碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏；l 分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中；6、色素的位置和功能叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；胡萝