实验设计理论

1、 物质鉴定的材料，黑藻（细胞质流动），动物肝脏、过氧化氢、淀粉溶液、蔗糖溶液（酶），洋葱（有丝分裂、质壁分离和复原），天竺葵、水绵和细菌（光合作用的发现），胚芽鞘（激素调节），种子（向性实验、呼吸速率），小鼠、蝌蚪（动物激素调节），肺炎双球菌、噬菌体（遗传物质），鸡血（DNA的提取和鉴定），豌豆、果蝇、玉米（遗传规律）等。 空白对照： 即不给对照组做任何处理。“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，（唾液淀粉酶液和等量的蒸馏水）；甲状腺制剂饲喂蝌蚪与正常情况下蝌蚪不作任何处理（普通饲料）；还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂，以作对照。还有清水/蒸馏水/无菌水/生理盐水；未接种的培养基（灭菌是否

2、彻底）或培养基滤液（赤霉素）等 条件对照： 即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。 例如，在“动物激素饲喂小动物”的实验中， 饲喂甲状腺激素（试验组）、甲状腺激素抑制剂（条件对照组）、不饲喂药剂（空白对照组）。 自身对照： 指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组。处理前的对象状况为对照组，处理后的对象变化为实验组。 “质壁分离与复原”实验；课本中涉及到将过氧化氢酶加入H202液中说明酶是生物催化剂，用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入

3、某元素后恢复正常为自身对照。 对比试验：P93 不单独设置对照组，而是几个实验组相互对比，用于探究实验。 如鲁宾-卡门的实验。 如温度(或pH)对酶催化活性影响的实验：若为探究性实验，则为对比实验，没有对照组；若为验证性实验，则最适温度或pH组为实验组，其他组别为对照组。 “实验组”与“对照组”确认:一个实验通常分为实验组和对照组（控制组），对比实验除外。 实验组是施加实验变量处理的被试组； 对照组是不施加实验变量处理的对象组。 如研究光对幼苗生长的影响时，实验变量应为有无光照，若白天进行该实验，则暗处生长的小麦幼苗应为实验组，而自然状态的小麦幼苗为对照组。 如第三册P102，自变量为有无微生

4、物，有微生物的土壤（自然状态）为对照组，无微生物的土壤为实验组。实验方法及技术（1）光学显微镜的作用 适用于观察生物的微观结构，如细胞、各种细胞器（叶绿体、线粒体、液泡）、染色体（细胞分裂、毒性实验）、微生物计数等。（2）临时装片、切片和涂片的制作 凡需在显微镜下观察的生物材料，必须先制成临时装片、切片或涂片，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，血液涂片等。（3）研磨、过滤 适用于从生物组织中提取物质如酶（动物肝脏）、色素、纯净膜和DNA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，然后加入磨擦剂

5、（常用二氧化硅）或蒸馏水（DNA的提取，膜的制备）、提取液（有机溶剂）及其他必要物质（碳酸钙），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、尼龙布等等。（4）解离技术 分散植物细胞，用盐酸和酒精配成解离液，用于破坏细胞壁，制作临时装片；分散动物细胞，用胰蛋白酶破坏胞间连接蛋白。（5）恒温技术 适用于酶参加的生化反应，或鉴定性实验，或生物培养，一般用水浴加热或恒温箱保温。（6）纸层析技术 适用于溶液中物质（叶绿体中色素）的分离。主要步骤包括制备滤纸条、画滤液细线、层析分离。还有胡萝卜素提取（7）植物叶片生成淀粉的鉴定

6、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、加碘鉴定。（8）植物培养组培（固体培养基，细胞、组织或器官），水培（种子或幼苗），根尖培养（触水、换水），试管（浸泡），培养皿（浸湿的滤纸或脱脂棉），必需元素的鉴定，某种物质的毒性实验。（9）动物培养细胞培养（液体、胰蛋白酶、血清），饲养如蝌蚪（水质、温度、溶氧），某种物质的毒性实验（10）微生物培养培养基配制原则，灭菌，无菌接种，适宜条件培养；病毒的活细胞专性寄生（11）同位素示踪技术 32P35S3H15N131I18O15N，光合作用中元素的来龙去脉，生物膜系统的功能联系，固定二氧化碳的途径，噬菌体侵染细菌的实验，半保留复制

7、，甲状腺激素的反馈调节（12）分离/接种/计数技术 平板划线法（需氧型，最简便）和稀释涂布平板法（厌氧型或兼性厌氧型，计数）。 选择培养基：尿素为唯一氮源，纤维素为唯一碳源，无氮培养基，加抗生素的培养基，缺氧和酸性发酵液， （13）搅拌和离心技术 搅拌:混合均匀；增加溶氧；噬菌体与细菌分离；降温？ 离心：把不同质量的物质或结构分开。上清液和沉淀物；纯净的细胞膜；各种细胞器(14)鉴定技术 物质：苏丹染液（橘黄色和红色）脂肪；斐林试剂（砖红色）还原糖；碘液（蓝色）淀粉；双缩脲试剂（紫色）蛋白质；溴麝香草酚蓝水溶液（蓝绿黄）二氧化碳；酸性重铬酸钾溶液（橙色变灰绿色）酒精；二苯胺溶液（蓝色）DNA；

8、甲基绿和吡罗红溶液（绿色和红色）DNA和RNA；酚酞-氢氧化钠（紫红色，细胞大小与物质运输的关系）；玫瑰红色染料（盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-奈基乙二胺盐酸盐结合）亚硝酸盐；酚红指示剂（红色）尿素；刚果红（与纤维素形成红色复合物）。 结构：醋酸洋红溶液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液染色体；健那绿（活体染色剂，线粒体中呈氧化态显蓝绿色，细胞质中还原态显无色）线粒体。细胞：台盼蓝染色（“染色排除法” ）死活细胞个体：伊红-美蓝（黑色，或紫色并带有金属光泽）大肠杆菌；酚红指示剂（红色）尿素分解菌；透明圈纤维素分解菌等 亚甲基蓝溶液：活体染色剂，由氧化态的蓝色变成

9、还原态的无色,可以检测好氧细菌的存在；证明交换吸附；可用于麻、蚕丝织物、纸张的染色和竹、木的着色。还可用于制造墨水及生物、细菌组织的染色等方面利用其与血红蛋白结合能力强在一氧化碳中毒可以用静脉注射亚甲基蓝的方法来救治。实验试剂（1）酒精： 无水酒精：提取色素，配制固定液（无水酒精与冰醋酸3：1，“低温诱导染色体加倍”，花药时期的鉴定已删除） 95：解离液（质量分数15%的盐酸与体积分数95%的酒精1：1混合）；洗去固定液 70：消毒（70%；菊花和月季的培养已删除；胡萝卜的组培酒精和体积分数20%次氯酸钠）；浸泡涂布器；微生物培养 50%：洗去浮色（脂肪的鉴定） 脱色（光合作用产物淀粉的检测）

10、； 丙酮提取脂质P65、脲酶P81、色素P98（代替酒精） （2）盐酸：解离（观察有丝分裂，低温诱导染色体加倍）；增大细胞膜的通透性、使染色体中的蛋白质离开DNA（DNA和RNA在细胞中的分布）；影响酶活性的条件 （3）碳酸氢钠（提供二氧化碳）和氢氧化钠（吸收二氧化碳，呼吸类型的实验）， （4）石灰水：检测呼吸产物是否有二氧化碳及空气中是否还含有二氧化碳，浸泡橘皮；二氧化硅和碳酸钙（色素的提取和分离） （5）氯化钠：生理盐水（动物生理实验），盐析DNA（腐乳），增加水层密度使油水分离（提取玫瑰精油） （6）秋水仙素：作用于间期（基因突变）和前期（类似于低温，染色体加倍），使细胞停留在中期（观察

11、染色体组型，细胞毒性实验） （7）聚乙二醇：细胞融合（8）染色剂：见14“鉴定技术”模拟类实验：（1）模拟探究细胞表面积与体积的关系 （2）生物体维持PH稳定的机制（3）模拟性状分离比（4）通过模拟实验探究膜的透性实验原理：某些半透膜，可以让某些物质透过，而另一些物质不能透过 (如水分子可以透过，而蔗糖分子因为比较大，不能透过)。可以用半透膜将不同浓度的溶液分隔开，然后通过观察溶液液面高低的变化，来观察半透膜的选择透过特性，进而类比分析得出生物膜的透性。实验结果：蔗糖溶液的液面上升到一定高度后停止实验结论：发生渗透作用应具备两个条件，即具有半透膜和半透膜两侧溶液具有浓度差。（1）检测生物组织中

12、还原糖、脂肪和蛋白质 （2）观察DNA和RNA在细胞中的分布（3）线粒体的观察（4）模拟探究细胞表面积与体积的关系（5）观察根尖分生组织细胞的有丝分裂（6）低温诱导植物染色体数目的变化（7）DNA的鉴定（选修三）（8）CO2、酒精的检测5、 需要加热（酒精灯或水浴）（1） 检测生物组织中还原糖（2） 观察DNA和RNA在细胞中的分布（3） 影响酶活性的因素（过氧化氢在不同条件下的分解）（4） DNA的鉴定6、需要使用酒精（酒精浓度及作用？）（1）检测脂肪（2）叶绿体中色素的提取（3）观察根尖分生组织细胞的有丝分裂（4）低温诱导染色体加倍（5）土壤中动物类群丰富度的研究（6）DNA的粗提取1、使用显微镜的（1） 使用高倍显微镜观察几种细胞（2） 观察DNA和RNA在细胞中的分布（3）用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体（4）观察植物细胞的质壁分离和复原（5） 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂（6）“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”（7）低温诱导植物染色体数目的变化（8）探究培养液中酵母菌数量的动态变化（计数）2、观察时细胞是活的（1）用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体（2）观察植物细胞的质壁分离和复原3、盐酸的使用及作用（1）观察DNA和RNA在细胞中的分布（2）探究影响酶活性的因素（3）观察根尖分生组织细