高中生物教案

高中生物实验教案

来源:网络综合 | 作者:佚名 | 本文已影响 人

 

高中生物实验教案:

实验一、显微镜 的操作

 

一、教学设计思想

本节课的主要内容是显微镜的结构和显微镜的操作。主要以提高学生显微镜的使用技能,因此,本节课应准备好足够的显微镜供学生实验使用。

二、教学目标

1、知识目标:说明显微镜的构造和作用。

2、能力目标:能独立使用显微镜,观察到清晰的图像。

3、情感态度和价值观目标:认同显微镜的规范操作方法,爱护显微镜。

三、教学重点:显微镜的使用方法;学生独立操作能力的培养。

四、教学难点:规范使用显微镜,并观察到物象(要求学生用左眼注视目镜内图像的同时,右眼睁开)。

五、课前准备 :

准备显微镜,两种标本(写有“上”字的玻片、动植物永久装片),擦镜纸,纱布。

七、教学过程:

(一)、了解显微镜的工作原理

显微镜是由目镜和物镜2个凸透镜成像。物体在物镜一二倍焦距之间使物体呈一个放大的实象,这个实象落在目镜的一倍焦距之内。目镜再呈一个放大的虚象,进人眼。

(二)、认识显微镜的结构

1、教师按照机械部分、照明部分和光学部分的顺序对显微镜的各部分名称及结构进行讲解。

机械部分

(1)镜座(2)镜柱(3)镜臂 (4)镜筒(5)物镜转换器(旋转器)(6)镜台(载物台)

(7)调节器:①粗调节器(粗准焦螺旋):大螺旋称粗调节器,移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降,所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中,通常在使用低倍镜时,先用粗调节器迅速找到物象。

  ②细调节器(细准焦螺旋):小螺旋称细调节器,移动时可使镜台缓慢地升降,多在运用高倍镜时使用,从而得到更清晰的物象,并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构。

照明部分

装在镜台下方,包括反光镜、集光器。

(1)       反光镜(2)集光器(聚光器)

  ①聚光镜:由一片或数片透镜组成,起汇聚光线的作用,加强对标本的照明,并使光线射入物镜内,镜柱旁有一调节螺旋,转动它可升降聚光器,以调节视野中光亮度的强弱。

  ②光圈(虹彩光圈):在聚光镜下方,由十几张金属薄片组成,其外侧伸出一柄,推动它可调节其开孔的大小,以调节光量。

  光学部分

  (1)目镜:装在镜筒的上端,通常备有2-3个,上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数,一般装的是10×的目镜。

  (2)物镜:装在镜筒下端的旋转器上,一般有3-4个物镜,其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜,较长的刻有“40×”符号的为高倍镜,最长的刻有“100×”符号的为油镜,此外,在高倍镜和油镜上还常加有一圈不同颜色的线,以示区别。

2、以小组为单位,看书认识显微镜各部分名称。

(三)、了解显微镜各结构的作用

教师指示各个不同部位,由学生说出各部分的作用(同时教师进行补充说明)。再试一试,真实感受各部件的功能。如辨认目镜和物镜,调节准焦螺旋等。

(四)、掌握使用显微镜的方法

1、低倍镜的使用方法

  (1)取镜和放置:显微镜平时存放在柜或箱中,用时从柜中取出,右手紧握镜臂,左一手托住镜座,将显微镜放在自己左肩前方的实验台上,镜座后端距桌边1-2寸为宜,便于坐着操作。

  (2)对光:用拇指和中指移动旋转器(切忌手持物镜移动),使低倍镜对准镜台的通光孔(当转动听到碰叩声时,说明物镜光轴已对准镜筒中心)。打开光圈,上升集光器,并将反光镜转向光源,以左眼在目镜上观察(右眼睁开),同时调节反光镜方向,直到视野内的光线均匀明亮为止。

  (3)放置玻片标本:取一玻片标本放在镜台上,一定使有盖玻片的一面朝上,切不可放反,用推片器弹簧夹夹住,然后旋转推片器螺旋,将所要观察的部位调到通光孔的正中。

  (4)调节焦距:以左手按逆时针方向转动粗调节器,使镜台缓慢地上升至物镜距标本片约5毫米处,应注意在上升镜台时,切勿在目镜上观察。一定要从右侧看着镜台上升,以免上升过多,造成镜头或标本片的损坏。然后,两眼同时睁开,用左眼在目镜上观察,左手顺时针方向缓慢转动粗调节器,使镜台缓慢下降,直到视野中出现清晰的物象为止。  

2、高倍镜的使用方法

(1)选好目标:一定要先在低倍镜下把需进一步观察的部位调到中心,同时把物象调节到最清晰的程度,才能进行高倍镜的观察。

  (2)转动转换器,调换上高倍镜头,转换高倍镜时转动速度要慢,并从侧面进行观察(防止高倍镜头碰撞玻片),如高倍镜头碰到玻片,说明低倍镜的焦距没有调好,应重新操作。

  (3)调节焦距:转换好高倍镜后,用左眼在目镜上观察,此时一般能见到一个不太清楚的物象,可将细调节器的螺旋逆时针移动约0.5-1圈,即可获得清晰的物象(切勿用粗调节器!)

  如果视野的亮度不合适,可用集光器和光圈加以调节,如果需要更换玻片标本时,必须顺时针(切勿转错方向)转动粗调节器使镜台下降,方可取下玻片标本。 

(五)、练习用显微镜进行实际观察

学生按小组进行操作,观察写有“上”的标本和预先准备好的永久装片,并巡视,发现普遍存在的问题,请一名同学上前演示。先请学生补充,后教师补充,最后进行提问:

1、将观察到的标本移到视野中央.先移动一下标本,看朝哪个方向移动,这说明了什么?

2、观察写有“上”字的标本.并写下你在视野中看到的图象.

3、变换不同的目镜和物镜进行观察,看看物象有什么变化?

4、放大倍数不同,看到的细胞个数与大小有什么不同?

5、看到的物像究竟被放大了多少倍?

(六)、实验整理

提示:显微镜使用完后,怎么办?

取下标本片,转动旋转器使镜头离开通光孔,下降镜台,平放反光镜,下降集光器(但不要接触反光镜)、关闭光圈,推片器回位,盖上绸布和外罩,放回实验台柜内。最后填写使用登记表。

 

 

 

 

 

 

实验二、临时装片的制作和植物细胞的观察

 

一 、教学目的

1.学习并掌握临时装片的制作方法。

2.完成基本实验要求的基础上,依自己的兴趣,制作更多的临时装片

二 、方法指导

1. 玻片标本类型:按照制作标本可保存的时间长短,可分为两类。

(1)临时玻片标本:是实验中观察标本常采用的方法,保存时间不长久是本法的缺点。如:草履虫形态及应激性、口腔上皮细胞、植物细胞质壁分离及复原、洋葱根尖有丝分裂、病原体观察等。

(2)永久玻片标本:如洋葱根尖固定装片、蛔虫受精卵固定装片等。

2. 制片法:中学常用的四种制片法是:

石蜡切片法(如制作植物茎横断面的切片);

涂片法(制作衣藻、细菌、原生动物、酵母菌口腔上皮细胞临时装片);

压片法(植物幼根根尖有丝分裂、洋葱根尖有丝分裂、蚕豆根尖有丝分裂、早期花蕾观察花粉母细胞、蝌蚪尾部细胞有丝分裂、双翅目幼虫唾液腺染色体、洋葱鳞片叶表皮等临时装片的制作);

徒手切片法(如双子叶植物夹叶桃、桂花叶片横切及木本植物大叶黄杨茎的横切)。

装片法(制作洋葱表皮细胞临时装片)

三 实验内容

  制作洋葱表皮细胞临时装片

四 实验用品

  滴管、纱布、镊子、吸水纸、载玻片、盖玻片、清水、刀片、染液(碘液)

五 实验材料

  洋葱表皮细胞、其他感兴趣的生物材料

六 实验步骤

1.擦拭载玻片、盖玻片

2.在载玻片的中央滴一滴清水

3.在洋葱内表皮用刀片划出一个约1cm2的正方形(在使用刀片时注意安全),用镊子撕取洋葱内表皮

4.将内表皮置于载玻片的清水中,并使之铺开

5.从一侧开始慢慢盖上盖玻片,不能有气泡产生

6.在盖玻片的一侧滴一滴染液

7.然后用吸水纸从另一侧吸取多余的染液,使洋葱表皮细胞均匀染色

8.显微镜下观察.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实验三、生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定

 

一、教学目的

初步掌握鉴定生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的基本方法。

二、注意事项

1、实验材料的选择:

  (1)可溶性还原糖的鉴定:生物组织中的糖类有还原糖和非还原糖两类。常见的还原糖有葡萄糖、果糖和麦芽糖;蔗糖(甘蔗茎、甜菜的块根等)、淀粉(马铃薯、番薯的块茎等)是非还原糖。在双子叶植物中,光合作用的主要产物葡萄糖形成后,合成为淀粉暂时储存在叶子内,因此最好不用双子叶的叶子作为实验的材料。有些单子叶植物,如韭菜,叶子内虽然含有大量的可溶性还原糖,但由于叶片中叶绿素颜色较深,对于鉴定时的颜色反应起着遮盖作用,导致实验现象不明显,一般也不选用。本实验最理想的实验材料是还原糖含量较高的植物组织,而且要求组织的颜色较浅或近于白色,如苹果和犁的果实,也可以用白色的甘蓝叶、白萝卜替代。经实验比较,颜色反应的明显程度依次为:苹果、梨、白色甘蓝叶和白萝卜。

  (2)脂肪的鉴定:所用材料要求一脂肪含量高,二有一定大小做徒手切片,花生种子符合本实验的要求。实验前要将花生种子浸泡3~4h,有利于切成薄片,但浸泡时间也不宜过长,否则组织太软,切下的薄片不易成形。

  (3)蛋白质的鉴定:适宜材料有豆浆、鸡蛋清。若用鸡蛋清,必须按要求稀释,否则影响实验效果,而且实验后易粘住试管壁不易洗刷

 2、试剂的选用及注意事项:

  (1)可溶性还原糖鉴定过程中,因斐林试剂很不稳定,故应将组成试剂的两种溶液分别配制,使用是再加以混合,即现配现用。切不要将甲液和乙液分别加入组织样液中。实际上这个反应利用的是斐林试剂中的氢氧化铜作为弱氧化剂参与还原糖的反应,而氢氧化铜放置过久沉淀过多则不利于反应。

  在水浴加热时,试管底部不要触及烧杯底,以防止试管受热不均匀而爆裂;并注意试管口也不要朝向自己或他人,防止沸腾的溶液冲出试管造成烫伤。另外,加入的斐林试剂不要太多,反而会使实验效果不理想。

  (2)脂肪鉴定实验键是能否切出符合要求的薄切片,太厚光线不能通过。

  (3)蛋白质的鉴定实验中,使用双缩脲试剂时,应先加试剂A(NaOH),造成碱性环境后再加入试剂B(CuSO4)(注意和使用斐林试剂的区别)。另外试剂B不能太多,否则硫酸铜的蓝色将遮盖颜色反应的真实效果。

 3、斐林试剂与双缩脲试剂的区别:

  (1)溶液浓度不同(课本)

  (2)使用原理不同

   斐林试剂是新配制的Cu(OH)2溶液,它在加热的条件下与醛基反应,被还原成砖红色的Cu2O沉淀,可用于鉴定还原糖的存在,实验中溶液颜色的变化过程为:浅蓝色----棕色-----砖红色

  鉴定生物组织中是否含有蛋白质时,常用双缩脲法,使用的是双缩脲试剂,发生的是双缩脲反应。双缩脲反应的实质是在碱性条件下,Cu2+与双缩脲发生的紫色反应。而蛋白质分子中有很多与双缩脲(H2NOC-NH-CONH2)结构相似的肽键,所以蛋白质都能与双缩脲发生颜色反应,可以使用双缩脲试剂鉴定蛋白质的存在。

 (3)使用方法不同:见课本,注意NaOH和CuSO4的使用先后顺序。

 

 

实验四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动

 

一、教学目的

1.初步掌握高倍显微镜的使用方法。

2.观察叶绿体的形态和分布。

3.通过在显微镜下的实际观察,理解细胞质的流动是一种生命现象。

二、注意事项

1、显微镜的结构:

  2、使用时的注意事项:

  (1)显微镜的镜头有两种:目镜和物镜。目镜可从镜筒上端开口处插入,目镜长度与放大倍数成“反比“,即目镜越长,放大倍数越小;目镜越短,放大倍数越大。而物镜的上端有螺丝,可旋转固定在镜筒下端连接的转换器的3个开口上,且物镜长度与放大倍数成“正比”,即越长,放大倍数越大。焦距调好后镜头与盖玻片的距离越远,物镜越短,放大倍数越小;反之,放大倍数越大。显微镜的放大倍数为目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。在显微镜下所成物象为倒立放大的虚象。

  此外,由于低倍物镜的通光量比高倍物镜的通光量大,所以低倍镜的视野较明亮;而高倍物镜,虽然放大倍数大,实际观察到的标本区域小,视野教暗

  (2)视野中出现异物有三种情况:在物镜上、目镜上和装片上。如移动装片异物不动,说明不在装片上;转动转换器,换上高倍镜,仍可观察到,说明不在物镜上,可判断异物在目镜上。

  (3)低倍镜观察:将装片放到载物台上,使标本正对通光中心,用压片夹压住装片;双眼注视物镜,转动粗准焦螺旋,下降镜筒至距玻片2mm~3mm处(不要让物镜触及玻片),左眼注视目镜转动粗准焦螺旋,上升镜筒,当看到物像时,调节洗准焦螺旋,直到看清物象为止。转动转换器,当由低倍镜转换成高倍镜时,物象变大,视野范围变小、变暗,因此,换高倍镜之前,一定要把观察的物象移到视野的中央,并且将反光镜的平面镜换成凹面镜,同时扩大光圈。

  (4)使用显微镜的程序:取镜-----安放----对光---压片---观察

  (5)下降镜筒时,一定要侧目注视物镜,防止镜头触及玻片而压碎玻片或损坏透镜

  (6)有必要使用高倍镜时,必须先在低倍镜下将目标移到视野中心,然后转换成高倍镜。因为低倍镜下看到的物像放大倍数小,但看袄的标本范围大,容易找到目标,而高倍镜看到的只是低倍镜视野的中心部分

  (7)使用高倍镜后必须使用细准焦螺旋调焦,而不能用粗准焦螺旋。

  3、细胞质流动的观察:由于细胞质基质是透明的,显微镜下不容易观察到细胞质流动的现象,所以要找到大型细胞器作为参照物来观察。叶肉细胞中的叶绿体可作为参照物,通过观察叶绿体位置的变化,可证明细胞质的流动,同时还可以进一步观察细胞质的流动速度和流动方向。细胞质流动的速度跟细胞新陈代谢的旺盛程度成正比。

 

 

 

 

 

 

 

实验五、观察植物细胞的有丝分裂

 

一、目的要求

1.观察植物细胞有丝分裂的过程,识别有丝分裂的不同时期。

2.初步掌握制作洋葱根尖有丝分裂装片的技术。

3.初步掌握绘制生物图的方法。

二、材料用具试剂

1.材料:洋葱(可以用蒜、葱代替)。

2.用具:显微镜/载玻片/盖玻片/玻璃皿3个/镊子/剪刀/滴管。

3.试剂:质量分数为15%HCl、体积分数为95%的C2H5OH溶液、质量浓度为0.01g/mL龙胆紫溶液(or 醋酸洋红液)。

三、重点难点

重点:有丝分裂过程中各个期的特征、各期图形的辨认,有丝分裂实验过程。

难点:观察有丝分裂实验过程中应注意的问题。

四、实验步骤

1.洋葱根尖的培养和取材(上午11:00)

2.制装片(解离→漂洗→染色→制片)

3.观察

①低倍镜找分生区;

②高倍镜观察各个时期。

五、结论:

在显微镜的一个视野中看到的细胞,多数处于细胞有丝分裂的间期,因为在一个细胞周期中,间期所占的时间占整个细胞周期的90%~95%,时间与细胞数目成正比。另外,在一个视野中,往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞,可以慢慢地移动装片,从邻近的分生区细胞中寻找。

六、注意事项

(1)培养产生洋葱根尖的材料是洋葱鳞茎。鳞茎底部接触水,不能离开水,也不能被水淹。一般一天至少一次,还要提供适宜的温度。

(2)剪取洋葱根尖材料时,应该在洋葱一天之中分裂最活跃的时间,一般在上午1l点左右。如果因气温影响或不在上述时间做实验的话,可以在细胞有丝分裂最盛时取材,放人盛有固定液的培养皿中固定,即浸泡半天到一天。固定后用70%乙醇冲洗几次,再放人盛有70%乙醇的小广口瓶中保存。注意要等根尖长到1~5cm时才能切取,而切取的洋葱根尖长度是2~3mm。

 (3)根尖培养好以后,装片制作是否成功,关键的步骤是解离。解离不充分,细胞重叠;解离过度,细胞会腐烂,所以解离要适度。

 (4)漂洗的目的是洗去根中多余的解离液。如果不把多余的解离液洗去,一方面会影响染色效果,因为解离液中含HCl,而用染色的染料呈碱性;另一方面还会腐蚀显微镜的镜头。

(5)染色时,染色液的浓度和染色时间必须掌握好。特别是染色不能过深,否则镜下一片紫色,无法观察。也不能过浅,否则染色质和染色体的形态和数目不易辨清。

(6)制片时,一方面要用镊子把洋葱根尖弄碎,另一方面要压片,这样可以使细胞分散开来。压片时,在盖玻片上再加一片载玻片的目的,一是避免压碎和污染盖玻片。二是使压力均匀,从而使组织细胞均匀分散。同时用力必须恰当,过重时会将组织压烂,过轻则细胞未分散开,二者都将影响观察。

实验六、比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率

 

一、实验原理

    新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶,Fe3+是一种无机催化剂,它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧,可以比较酶的催化效率。

    在实验中,分别用质量分数为3.5%的氯化铁溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液做实验,在每一滴氯化铁溶液中Fe3+的数,大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。

二、目的要求

    1、初步学会探索酶的催化效率的方法。

    2、探索过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低。

三、材料用具

    (一)实验材料

    在做上述实验时,你所选择的实验材料为:如猪的新鲜肝脏。请说明选择上述材料的理由:因新鲜肝脏内的酶的活性较高。

    注意:在实验时,应先用钢剪将肝脏剪成黄豆大小再研磨,不能用整块的肝脏,因为整块肝脏中酶与H2O2的接触不够。

    (二)实验用具和试剂

    1、实验用具

    2、试剂

    体积分数为3%的过氧化氢溶液。

    质量分数为3.5%的氯化铁溶液。

 四、方法步骤

    (一)制备肝脏研磨液

    称取一定量的猪的新鲜肝脏,剪碎后放入研钵研磨,然后再过滤制成质量分数为20%的肝脏研磨液。

    (二)实验操作与观察

    取试管①和②,各注入2ml过氧化氢溶液→①号试管内滴入2滴FeCl3溶液,②号试管内滴入2滴新鲜肝脏研磨液→用拇指堵住试管口轻轻振荡→将已点燃但无火焰的卫生香分别放①、②试管的液面上方面观察。

五、注意事项

    (一)加入实验材料后,应立即观察实验现象。

    (二)向试管中插入快要熄灭的卫生香时,动作要快,但不要插入到气泡中,以免使卫生香因潮湿而熄灭。

    (三)试管最好使用20×200ml的,因为如果试管过小,整个试管就会因充满稠密的气泡而影响卫生香复燃。

    (四)过氧化氢溶液有一定的腐蚀作用,若不小心皮肤溅上了过氧化氢溶液,一定要用大量清水冲洗。

六、问题讨论

    (一)加入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,可否共用一个吸管?为什么?

    (二)为什么要选用新鲜的肝脏?马铃薯或胡萝卜的块茎或肥大直要可以吗?

    (三)你的实验是否成功?若不成功,请分析实验失败的原因。

   

 

实验七、探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用

 

一、教学目的

 1.初步学会探索酶催化特定化学反应的方法。

 2.探索淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。

二、实验原理

1.   根据酶作用的“钥匙与锁”理论,酶对彻底的选择具有专一性,如淀粉酶只能催化淀粉水解而不能催化蔗糖水解。

2.   还原性糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。

RCHO + Cu2+    →    RCOO— + Cu2O↓

三、  实验试剂的准备

(1)质量分数为2%的新鲜淀粉酶:

a.称取2g淀粉酶(可从市场购买) b.将淀粉酶溶于98ml清水中 c.低温冷藏备用

可代替溶液: 唾液淀粉酶溶液

 (2)斐林试剂:

a.配制5%NaOH和3%CuSO4溶液

b.向5%NaOH中加入等量3%CuSO4溶液,混合均匀即可。

(3)可溶性淀粉(3%):3g可溶性淀粉+97ml水加热溶解,冷却后备用。配制淀粉溶液时,要先将淀粉溶解于少量的冷水中,再用开水定量,以达到所要求的浓度,如果溶液仍混浊不澄清,就应把配好的溶液煮沸约2分钟,直到澄清为止。

(4)3%的蔗糖溶液:3g蔗糖+97ml水加热溶解,冷却后备用。

四、步骤

1、取2支洁净的试管,编上号,并且分别按下表中序号1至3的要求操作。

2、轻轻振荡这2支试管,使试管内的液体混合均匀。然后,将2支试管的下半部浸到60℃左右的热水中,保温5min。

3、取出试管,在其中各加入2ml斐林试剂(边加入斐林试剂,边轻轻振荡试管,以便使试管内的物质混合均匀)。

4、将3支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中,用酒精灯加热,煮沸1min。

5、观察这3支试管中溶液颜色的变化情况。

序列

项目

试管

1

2

1

注入可溶性淀粉溶液

2ml

\

2

注入蔗糖溶液

\

2ml

3

注入新鲜的淀粉酶溶液

2ml

2ml

60℃水浴,5min

4

加入斐林试剂

2ml

2ml

沸水浴,1min

结果

观察试管内的颜色变化情况

 

 

五、注意事项

1、实验前坚持必须检查蔗糖纯度,蔗糖溶液浓度为0.03g/ml为宜(浓度过大会影响其正常的颜色反应,而影响实验效果),且蔗糖宜现配现用(实验前配制即可)

2、淀粉溶液容易变质,要现配现用。

3、淀粉酶不能长期保存,也要现配现用,以确保酶的活性。

4、热水浴宜先准备好,以便缩短实验时间。

实验八、观察植物细胞的质壁分离与复原

 

 

一、教学目的

1.初步学会观察植物细胞质壁分离和复原的方法。

2.理解植物细胞发生渗透作用的原理。

二、实验材料

紫色洋葱的鳞片叶、质量浓度为30%、50%的蔗糖溶液、蒸馏水,5%的硝酸钾、碳酸氨溶液,2.5%、10%的氯化钠溶液。

三、实验用具

刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜.

四、实验步骤

1.制作临时装片 (选材、取表皮、制片)

2.观察(先低倍镜观察然后高倍镜观察)

3.引流法加入30%的糖液(重复数次)

4.静置、观察

5.引流法加入清水(重复数次)

6.静置、观察

7.同样的步骤用50%蔗糖、蒸馏水、5%的硝酸钾、碳酸氨溶液,2.5% 、10%的氯化钠溶液重复一遍。

五、注意事项

在本实验的教学应注意做到以下几点。

1.实验课前,教师应要求学生做好预习,理解实验原理,了解目的要求和方法步骤。

2.为了节约实验材料,教师可以将洋葱鳞片叶切成小块,分发给学生。教师可以在黑板上画图,并演示取鳞片叶表皮的方法。

3.观察洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片时,应当先用低倍镜观察,再用高倍镜观察。应挑选洋葱鳞片叶表皮无重迭、无气泡的装片进行观察。

4.教师应当提醒学生注意,不能在显微镜的载物台上滴加蔗糖溶液和清水,必须在实验桌上进行。滴加蔗糖溶液和清水时,必须重复几次。

5.有条件的学校,还可以增加如下探索内容。

(1)让学生自己配制一系列不同质量浓度的蔗糖溶液,探索洋葱鳞片叶的表皮细胞在什么质量浓度范围内质壁分离最快,在什么质量浓度范围内不发生质壁分离,在什么质量浓度以上发生了质壁分离之后不能复原。让学生探索质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液是否为洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离的最佳质量浓度。

(2)用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液对不同植物的组织做质壁分离实验,比较它们的质壁分离速度。

(3)采用其他的一定质量浓度的溶液,探索这些溶液能否使洋葱鳞片叶的表皮细胞发生质壁分离。

以上探索内容可以放在课外生物科技活动小组内进行。

 

 

 

 

实验九、DNA的粗提取与鉴定

 

一、教学目的

1.初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法。

2.观察提取出来的DNA物质。

二、注意事项

1.制备鸡血细胞液时,要在去新鲜鸡血的同时加入抗凝剂,使血液分层,取下层血细胞沉淀。另外,此实验的材料不能用哺乳动物(如人、狗)的血替代。

2.获取较多DNA的关键是向鸡血细胞液加入足量的蒸馏水,以便使细胞膜和核膜破裂,核内物质释放出来。

3.特别要注意实验中的3次过滤:第一次过滤的目的是为了除去血细胞破裂后残余的膜碎片以及细胞器碎片,第二次过滤(加水稀释NaCL)是为了初步将DNA与溶解在NaCL溶液中的蛋白质等有机物以及其他杂质分离,第三次过滤 (用酒精)是为了进一不除去蛋白质等有机物,从而得到较纯净的DNA. 第一、三次过滤要用滤液,使用的纱布为1~2层;第二次过滤要用滤出的粘稠物,使用的纱布是多层。

4.实验中有6次搅拌,除最后一次搅拌外,前5次搅拌均要朝向一个方向,并且在析出DNA,DNA再溶解和提取中,各步搅拌都要轻缓,玻璃棒不要直插烧杯底部,防止DNA分子断裂。

5.特别注意实验中有两次使用蒸馏水:一次在第1步,加水是为了使血细胞洗水膨胀破裂,加水后必须充分的搅拌,不应少于5min,使血细胞充分破裂;第二次加蒸馏水是在第3步,加水是为了稀释氯化钠溶液。

6.实验中有三次加氯化钠溶液。在步骤2中,当加入氯化钠后,必须充分晃动烧杯,使二者混合均匀,加速染色质中DNA与蛋白质分离,使DNA充分游离并溶解在氯化钠溶液中。在步骤5中,加氯化钠溶液也是为了DNA的再度溶解,不过这时溶液中蛋白质含量已很少。在步骤8中,加的氯化钠溶液的浓度比前2次低的多,但还是为溶解DNA。

7.在步骤7中,必须使用冷的酒精。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实验十、温度对酶活性的影响

 

一、 教学目的

1.初步学会探索温度对酶活性影响的方法。

2.探索淀粉酶在不同温度下催化淀粉水解的情况。 

二、实验原理

酶的催化作用受温度的影响很大。温度对酶化的反应有双重效应,一方面,温度上升可以使反应加快;另一方面,温度升高又可使酶因变性而失活。各种酶的反应有其最适的温度,此时,酶的反应速度最快。与普通化学反应一样,在酶的最适温度以下,温度每升高10℃,其反应速度相应地增加1~2倍。至于低温对酶促反应的影响,一般地说,在低温下(如0℃左右或更低)酶活力降低,但酶活性不受破坏。一旦升高温度也就能恢复其原有的催化活力。

 三、教学重点

设计对照实验。

四、教学难点

 学生自主设计实验验证假设。

 

分析:⒈影响酶活性的因素有哪些?(温度、pH值、酸碱性等)

            ⒉我们选择什么外界因素来研究酶的活性?(温度)

            ⒊我们的实验题目是什么?(提出问题)

            ⒋就温度与淀粉酶活性的关系提出合理假设。 

            ⒌淀粉酶水解什么物质?产物是什么?

            ⒍你设计实验的思路是什么?(对照实验)变量是什么?(温度)。

               温度有几种情况?(过低、最适温度、过高三种情况)

            ⒎请你的预期实验结果?用什么方法检验反应是否发生?(原理-碘)

回答: ⒊温度对淀粉酶活性有什么影响?(提出问题)

            ⒋假设:在最适温度(约60℃)酶的活性最大、低于或高于最适温度时酶活性递减。

            ⒌淀粉酶水解淀粉——酶的专一性;产物是麦芽糖和葡萄糖。

            ⒎预期结果:60℃(最适)-酶活性最大,淀粉被分解,滴入碘液不变蓝。

                                  100℃(过高)-酶失活,淀粉未被分解。滴入碘液变蓝色。

                                    0℃(过低)-酶活性低,淀粉未被分解。滴入碘液变蓝色

五、实验过程:

(1)取3只洁净的试管,编上号,分别注入2mL质量分数为3%的可溶性淀粉液;同时,再取3支洁净试管,分别注入2mL质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液。

(2)将3支盛有淀粉液的试管分别放入60℃左右的热水、沸水、冰块中,同时,在三种温度中各放入一个盛有淀粉酶溶液的试管,维持各自的温度5min。

(3)将三种温度下的淀粉酶溶液分别倒入各自温度下的3支淀粉液试管中,摇匀后,维持各自的温度5min。

(4)在3支试管中各滴入1滴碘液,摇匀,观察其颜色变化。

 

注:置于沸水中的试管取出后要在温度降低到70℃左右后再滴碘液

 

 

 

 

实 验 十 一   叶绿体中色素的提取和分离

 

一、教学目的

1.初步掌握提取和分离叶绿体中色素的方法。

2.探索叶绿体中有几种色素。

二、注意事项

 1.取材时要选用新鲜的颜色较深的叶片,以便使滤液中含较多的色素,剪碎叶片前要去

掉叶柄和粗的叶脉,并且尽量将叶片剪得细碎些。

  2.研磨时加入二氧化硅的目的是为了研磨的充分,更有效的破坏细胞结构;加入少许碳酸钙的目的是为了防止在研磨过程中,叶绿素受到破坏。因为叶绿素分子结构中含有一个镁原子,当细胞破裂时,细胞液内有机酸的氢可以取代镁原子而成为褐色的去没叶绿素,碳酸钙可中和有机酸以防止去镁反应的发生,制得的色素提取液,应加盖避光,以免叶绿体中的色素在接触空气或光照下遭到破坏。

   3.研磨时要迅速、充分。一是因为丙酮容易挥发;二是为了使叶绿体完全破裂,从而能提取出较多的色素;二是叶绿素极不稳定,能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。

   4.制备滤纸条时,要将滤纸条的一端剪去两角。这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀,便于观察实验结果,根据烧杯的高度制备滤纸条,让滤纸条长度高出烧杯1 cm,高出的部分做直角弯折。在滤纸条的另一端剪去两角并在离顶端1 cm处画好滤液细线后,将弯折部分用胶水粘在培养皿内顶壁上。

   5.裁取定性滤纸时,尽量注意双手不要接触纸面,以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。画滤液细线时,一定要细且直。这样可以防止色素带重叠,使色素分子均匀分布在一条直线上,做到扩散起点一致。重复划2~3次,是为了增加滤液细线上的色素分子数量,使实验效果更加明显。画滤液细线时,用力要均匀,速度要适中,色素线以3 mm宽效果最佳。

   6.分离色素时,一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液,这是因为色素易溶解于层析液中,导致色素带不清晰,影响实验效果。

 7.识记实验结果的色素带分布及宽窄(四种四素扩散速度的先后顺序为:胡萝卜素-----叶黄素----叶绿素a----叶绿素b)

三、基本步骤

选择取材-----材料处理------提取步骤------观察结果。

色素种类

色素颜色

含量

溶解度

扩散速度

色素位置(自上而下)

胡萝卜素

橙黄色

最少

最大

最快

最高

叶黄素

黄色

较少

较大

较快

中上

叶绿素a

蓝绿色

最多

较小

较慢

中下

叶绿素b

黄绿色

较多

最小

最慢

最下

 

 

 

 

 

 

 

 

               

四、实验结果

 

 

 

实验 十二   植物向性运动的实验设计与观察

 

一、教学目的

1.初步学会设计植物向性运动实验的方法。

2.学会观察植物的向性运动。

二、注意事项

本实验中“方法步骤”的设计思路

1.实验题目:植物的向光性实验。

2.目的要求:观察植物在单侧光照射下的生长情况,验证植物的生长具有向光性。

3.材料用具:植物幼苗(玉米、小麦等)、火柴杆、小花盆(或培养皿)、泥土、不透光的纸盒、台灯、剪刀。

4.实验假设:依据植物生长的向光性原理,幼苗应朝纸盒开孔的方向生长,也就是向着光源的方向生长。

5.实验预期:经过一定时间之后,幼苗将弯向光源生长。

6.方法步骤:

(1)用剪刀在不透光的纸盒一侧挖一个直径为1 cm的孔,待模拟单侧光照射时使用。

(2)将几株长势相同但真叶尚未出胚芽鞘的小麦幼苗依次排开,分别栽种在两个花盆中。在幼苗的旁边插一根火柴杆,作为对比的参照物。

(3)将制作好的遮光罩扣住花盆(一组用不透光的纸盒,另一组用一侧带小孔的纸盒),白天将装置置于阳光充足的地方,夜间以台灯代替光源,并使光从小孔中透入纸盒。

(4)每天打开纸盒,观察幼苗的生长情况,记录下高度、倾斜角及当日温度、天气等情况,并间断地拍照,保留图片记录。但要注意,打开纸盒观察实验现象的时间应该尽可能地短,并保持透光孔的方向与前次一致。

7.实验记录:

将观察日期、时间、环境条件(温度、天气)、幼苗生长情况等列表记录。

8.实验结果和结论:

分析实验结果,得出结论。

实 验 十三  制作DNA双螺旋结构模型

 

一、教材分析

本实验既可加深学生对DNA结构的感性认识和理解,也可以培养学生的动手能力。

教材首先介绍了该实验的“实验原理”。从制作DNA模型前应该考虑的问题、制作过程做了详细的阐述。教材接着说明了制作的目的要求。要求通过制作DNA双螺旋结构模型,加深对DNA分子结构特点的理解和认识。教材第三部分清楚地列出了该实验所需要的材料用具。特别应明白用什么代表磷酸、什么代表脱氧核糖、什么代表含氮碱基,以及用什么对它们进行连接。教材第四部分更为详细地介绍了该实验的方法步骤。因此,我们从如下几方面对该

二、实验准备:

1.知识结构的联系:要明确DNA的化学元素是C、H、O、N、P,由它们组成磷酸、脱氧核糖和含氮的碱基,再由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子的含氮碱基组成基本单位——脱氧核苷酸;再由脱氧核苷酸通过聚合作用形成DNA分子。

2.掌握该实验的知识点,对理解和掌握DNA分子的功能(复制和表达)、“遗传和变异”以及“基因工程”打下了较好的理论基础。

3.实验操作的关键:该实验成败的关键是连接。

三、重点

掌握制作DNA双螺旋结构模型的技术

四、制作模型顺序

制作脱氧核苷酸模型—→制作多核苷酸长链模型—→制作DNA分子平面结构模型—→制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)。

(学生动手:依黑板上程序和教材上的具体步骤进行连接。各种材料和用具都在实验台上,学生可自行选择。注意分工合作,一定把时间控制好。)

教师指导:(集体提示)

(1)制作脱氧核苷酸模型:按照每个脱氧核苷酸的结构组成,挑选模型零件,组装成若干个脱氧核苷酸。

(2)制作多核苷酸长链模型:按照一定的碱基排列顺序,将若干个脱氧核苷酸依次穿起来,组成一条多核苷酸长链。在组装另一条多核苷酸长链时,方法相同,但要提醒学生注意两点:一是两条长链的单核苷酸数目必须相同;二是两条长链并排时,必须保证碱基之间能够相互配对,不能随意组装。这是实验成败的关键所在。

(3)制作DNA分子平面结构模型:按照碱基互补配对的原则,将两条多核苷酸长链互相连接起来。

(4)制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构):把DNA分子平面结构旋转一下,即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。

在教师的指导下,每小组都在规定的时间内制作成功。

五、实验效果检查与评定

由每小组选一代表介绍本小组的作品并说明DNA分子结构特点:(1)DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。(3)DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定规律:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。老师与其他同学给予评价。

 

 

 

实 验 十四   性状分离比的模拟实验

一、教学目的

1.通过模拟实验,认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系,体验孟德尔的假说。

2.在模拟实验的过程当中,锻炼学生的合作探究能力,贯彻高中生物新课程教学理念,提高学生的综合素质。.

3.增强学生学习自然科学的兴趣,倡导协作探究精神。.

二、教学实施

1.实验前准备:

①复习豌豆一对相对性状的遗传试验中出现的现象及孟德尔对此现象的解释。

②介绍实验原理、实验步骤及注意事项。

2.实验过程:

学生分组→取小桶和小球→分装小球→抓取小球

→统计数据→班级汇总→结果分析→得出结论

三、实验原理

根据孟德尔对分离现象的解释,生物的性状是由遗传因子(基因)决定的,控制显性性状的基因为显性基因(用大写字母表示如:D),控制隐性性状的基因为隐性基因(用小写字母表示如:d),而且基因成对存在。遗传因子组成相同的个体为纯合子,不同的为杂合子。生物形成生殖细胞(配子)时成对的基因分离,分别进入不同的配子中。当杂合子自交时,雌雄配子随机结合,后代出现性状分离,性状分离比为显性﹕隐性=3﹕1。

用甲乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官,甲乙两小桶内的彩球分别代表雌雄配子,用不同彩球的随机结合,模拟生物在生殖过程中,雌雄配子的随机组合。

四、实验材料

1.两种颜色(黄、白)的大小体积相同的小球各200个,共400个。

2.不透明的大小体积相同的小桶20个。

3.计算器一部。

五、实验步骤

1.全班60个同学分成10个小组,每小组进行合作探究实验。

2.每个小组可以领取2个小桶和40个小球(黄、白各20个),然后每个小桶放置20个小球(黄、白各10个)。

3.每个小组安排3个同学(甲、乙、丙),甲负责从两个小桶中随机抓取1个小球进行组合,乙负责统计实验数据,丙负责把抓取的小球放回原处。

4.每个小组抓取的次数在50~100次之间,完成任务之后,小组长负责把本小组的实验数据向班级汇报(把实验数据填写到指定表格上)。

5.10个小组都完成任务后,把各个小组的实验数据进行汇总并计算平均值,得出最终数据。

6.结果分析得出结论:F1自交得到F2,F2中会出现性状分离,性状分离比为3﹕1.实验重复的次数越多,实验结果越准确。

六、注意事项

1.负责抓取小球的同学(甲)要求先闭上眼睛,然后才可以实施抓取任务。

2.负责把小球放回原处的同学(丙),要留意每个小球原来的位置,不能放错地方。

3.负责统计数据的同学(乙)要认真观察甲每次抓取小球的组合情况,并如实记录,不能主观更改实验数据。

 

实 验 十五   观察二氧化硫对植物的影响

 

一、实验原理

  亚硫酸钠与稀硫酸反应生成二氧化硫。根据这一原理,可以现场制备二氧化硫。将同种植物长势相同的幼苗分别放在同样大小的玻璃罩内,并且在玻璃罩内生成不同浓度的二氧化硫,就可以观察二氧化硫对植物的影响。

实验所需的二氧化硫,来自亚硫酸钠与稀硫酸反应的生成物,其反应式为

 

Na2SO3 +H2SO4(稀)→Na2SO4 + H2O +SO2↑

    质量分数小于 93%的硫酸,只需2~3 mL就足能与亚硫酸钠发生反应,生成二氧化硫。

二氧化硫是一种有毒气体,当它在大气中超过一定浓度以后,植物就会受害。二氧化硫的浓度越高,植物受害越严重。

二、目的要求

  1.通过实验理解二氧化硫对植物的影响。

  2.学会通过实验观察二氧化硫对植物的影响的方法。

三、材料用具

  盆栽植物(如黄瓜)幼苗3株。

  玻璃罩3个,天平1台,小烧杯3个,比玻璃罩口径略大的玻璃板3块。

  亚硫酸钠,稀硫酸,凡士林,水。

四、方法步骤

  1.取1、2、3号三个同样大小的玻璃罩,用注水法测出它们的容积。再分别放入长势相同的盆栽植物(如黄瓜)幼苗各1株,用溢水法测出放入植物幼苗后玻璃罩的容积。

  2.根据化学反应式和放入植物幼苗后玻璃罩的容积,计算出配制14 mg/m3和28 mg/m3的二氧化硫所需的亚硫酸钠的质量。称取两份相应质量的亚硫酸钠。

  3.取1号和2号两个小烧杯,各倒入稀硫酸2 mL。

  4.在1号、2号和3号三块玻璃板的边缘分别涂上凡士林,将三株植物幼苗分别放在三块玻璃板中央。将1号和2号小烧杯分别放在1号和2号幼苗旁。 

5.将称好的两份亚硫酸钠分别迅速投入1号和2号小烧杯中,立即扣上玻璃罩。将3号玻璃板、3号小烧杯和3号幼苗用3号玻璃罩罩上。

  将上述实验装置放在向阳处,观察这三株幼苗的变化。可以每隔5 min观察一次,大约需观察15~20 min。验装置,应连续观察植物出现的症状,并及时、如实地作好实验现象的记录。

  

附:放入植物幼苗后玻璃罩容积的测试方法

1.水溢法 利用此法测试罩内容积(L),一定要设法排除花盆内土壤的吸水及花盆本身的吸水因素。可将花盆先浸没于水中,盆口与水面平齐,待其吸足水后再用水溢法测试。若幼苗较小,其所占体积可与花盆的水口体积抵消。若所用的玻璃罩大小相同,花盆大小相同、盆栽幼苗大小相似,则只需测试1次即可。另外,用于测试的盆栽植物,注意应与用作实验的盆栽植物大小相同,且测试后不再作实验材料用。

   2.其他方法 如果幼苗栽种在已知容积的容器(如易拉罐)内,则易拉罐的容积可从其标号中读出(L2)。先用水溢法测出空玻璃罩的容积(L1)),那么L1-L2可大体视为放入植物后的玻璃罩容积(L),幼苗所占容积忽略不计。

 

实验十六   学习微生物培养的基本技术

 

一、目的要求

1、通过对牛肉蛋白胨培养基的配制,理解配制培养基的一般步骤和方法。

2、了解灭菌的一般原理与方法。

3、初步掌握细菌培养的基本技术

二、材料用具

金黄色葡萄球菌,牛肉膏,蛋白胨,琼脂,天平,烧杯,试管,漏斗,量杯,玻璃棒,滴管,胶管,铁架台,酒精灯,石棉网,三脚架,火柴,纱布,棉花,牛皮纸,线绳,标签,接种环,PH试纸,高压蒸汽灭菌锅,恒温箱,Nacl等

三、方法步骤

1、牛肉膏蛋白胨培养基的配制(称量,熔化,调PH,分装,加棉塞,包扎)

2、灭菌(用高压蒸汽灭菌锅对培养基进行灭菌  注意事项:锅里的物品不能放的太挤,而且只有当压力降到0以后才能打开锅盖)

3、搁置斜面(当培养基冷却至50度左右时,将试管带棉塞的一端搁在一根木棒上。搁置的长度要适合,使培养基形成的斜面的长度不超过试管总长的一半)

4、接种(先用肥皂将双手洗净,擦干,再用酒精棉球擦拭双手,待手上的酒精挥发完毕后,点燃酒精灯开始接种,接种完毕,将接菌种,接种日期,接种人姓名填写在标签上)

5、培养(将接种后的试管放入恒温箱内,在25度下培养5-7天)

6、观察结果

四、注意事项

 

1、灭菌与消毒:前者常见有高压蒸气灭菌法,火焰灼烧灭菌法等,其理化性质变化剧烈,是指杀死一定环境中所有微生物的细胞芽孢和孢子。后者理化性质变化温和,指杀死表层有害物,主要是有害病原体和微生物营养体。

2、高压蒸气灭菌法杀菌效力强的原因:湿热穿透力强,空气中有潜热存在,蛋白质容易凝固。

3、关键操作

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