范文一:生物学经典实验
第四章 实验评估型
第一节 基本原理与方法
自然科学作为一种高级复杂的知识形态和认识形式,是在人类已有知识的基础上,利用正确的思维方法、研究手段和一定的实践活动而获得的,它是人类智慧和创造性劳动的结晶。因此,在科学研究、科学发明和发现的过程中,是否拥有正确的科学研究方法,是能否对科学事业作出贡献的关键。正确的科学方法可以使研究者根据科学发展的客观规律,确定正确的研究方向;可以为研究者提供研究的具体方法;可以为科学的新发现、新发明提供启示和借鉴。
一、科学探究法
探究性实验是科学实验的一种。科学探究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证据。设置对照实验,控制单一变量,增加重复次数等是提高实验结果可靠性的重要途径。 实验是验证假说和解决问题的最终途径,实验是指在人为控制的条件下研究事物的变化的一种方法。实验变量,也称自变量,是指实验中由操作者所控制的因素或条件。反应变量,也称因变量,是实验过程中由于实验变量而引起的变化或结果。实验变量和反应变量二者具有因果关系。在科学探究中,常常要注意以下原则:
(一)对照原则
对照原则是指对照实验只有一个变量,按对照的内容和形式的不同,一般有以下几种类型:
1.空白对照
空白对照是指不做任何实验处理的对象组。例如,在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中,向甲试管溶液加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变化。这时甲试管为实验组,乙试管为对照组,且乙试管为典型的空白对照。
2.自身对照
自身对照是指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照组。当我们采用单组法和轮组法开展实验时,实验中就包含有自身对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验,就是典型的自身对照。自身对照的关键是要看清楚实验处理前后现象或数据、证据变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。
3.条件对照
条件对照是指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例如,采用等组实验法开展“动物激素饲喂小动物”实验时,甲组饲喂甲状腺激素(实验组);乙组饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);丙组不饲喂药剂(空白对照组)。那么,乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,更能充分说明实验变量——甲状腺激素能促进动物的生长发育。
4.相互对照
相互对照是指不另设对照组,而是几个实验组相互对比,在等组实验法中,大都是运用相互对照的方法,如“植物的向性”的等组实验中,5个实验组所采用的就是相互对照,较好地平衡了无关变量的影响,实验结果也更具有说服力。对照实验是科学研究常用的实验方
法,目的是通过对比实验的结果,找到想要研究的因素对实验的影响作用,从而为科学研究提供数据或证据。
对照实验设计要注意以下事项:
(1)明确实验目的
一切从目的出发,认真审题,明确实验的类型,是探究性实验还是验证性实验,该实验要解决什么问题,探索哪方面的规律,是否需要设置对照,做到有的放矢,目的明确。
(2)弄清实验原理
实验原理是实验的根据和思路。如已知淀粉遇碘显蓝色,蛋白质遇碘显黄色,现有浆糊、蛋清液、唾液、碘液等材料,设计实验验证酶的专一性。验证酶的专一性可利用淀粉酶只催化淀粉水解,不催化蛋白质水解来证明。
(3)合理选取材料
选取材料时,要考虑材料的相似性和一致性;使用性和可控性;易行性和经济性;可靠性。如实验“动物激素喂小动物的实验”中,首先要选择幼体,而且能体现出发育的,则首选材料为蝌蚪。因青蛙的胚后发育属于变态发育,而且又是在短时间内完成,实验现象明显,容易观察。
(4)设置单一变量
单因子变量原则,即控制其他因素不变,而只改变其中某一因素,观察其对实验结果的影响。通常的单因子变量一般是所要验证的事实。如“证明温度对酶活性的影响”的实验中,变量为温度,除了温度不同外,其他实验条件完全相同。
(5)防止干扰
实验设计不仅要设置单一变量,而且要使无关变量(除单一变量外,对实验结果也有影响的变量)不影响实验结果。如“如证明pH值对酶活性的影响”的实验中,要使除pH以外的其它变量不影响酶的活性,如温度要保持在最适温度,以保证酶能发挥出最佳催化效果。此外单一变量也要考虑度、量的问题,以体现出应该有的结果差异。
(二)重复原则
实验设计过程中必须遵循的又一个重要原则是重复原则。由于个体差异等影响因素的存在,同一种处理对不同的受试对象所产生的效果不尽相同,其具体指标的取值必然有高低之分,只有在大量重复实验的条件下,该处理的真实效应才会比较确定地显露出来。例如,在物理学中测量一个电流表的电阻,需要重复实验3~5次,根据每次测量的数据,取平均值以减小误差。
重复通常有三层含义,分别是重复实验、重复测量和重复取样。重复实验是指在相同的实验条件下,进行两次或两次以上独立的实验,目的是为了降低以个体差异为主的各种实验误差。重复测量是指受试对象接受某种处理后,在不同时间点或对称的不同部位上被重复观测某定量指标的数值大小,目的是看定量指标随时间推移的动态变化趋势或部位改变条件下定量指标的分布情况。重复取样就是在同一个时间点从同一受试对象身上或同一个样品中取得多个标本,目的是看各标本中某定量观测值的分布是否均匀或检测方法是否具有重现性。
(三)随机原则
除了对照和重复之外,在实验研究中,还要求各组间除了处理因素外,其他可能产生混杂效应的非处理因素尽可能保持一致。贯彻随机原则是提高组间均衡性的一个重要手段,也是资料统计分析时进行统计推断的前提。在实验设计中贯彻随机原则的重点在于如何保证每个实验对象都有同等的机会被随机分配到对照组和实验组,以便减少外在因素和人为因素的
干扰。
随机主要有两种,一是随机分组,二是随机抽样。随机分组是要保证试验对象分到每个组别的概率是相等的,随机抽样是要保证所有总体研究对象都有相同的机会被抽取到。随机的实现主要是靠随机数字。在手工计算的时代,随机数字主要是通过随机数字表,显得比较繁琐,以致不少科研人员对其望而生畏。而现在我们完全可以利用Excel产生随机数字,实现随机化。例如,某研究比较食物交换份法和基于血糖负荷概念的食物交换份法对妊娠期糖尿病孕妇的治疗作用,将符合入选标准的80例研究对象分为试验组和对照组。首先按一定条件(如入院时间)将所有患者编号,然后利用Excel的随机函数产生80个随机数字,与患者编号一一对应,即每人编号对应一个随机数字。将这80个随机数字由小到大排序,前40个随机数对应的患者分入试验组,后40个随机数对应的患者分入对照组。
(四)科学探究的过程
科学探究的一般过程:提出问题→作出假设→制订计划→实施计划→得出结论→表达交
二、数学建模法
在科学研究中,经常需要进行科学抽象,并通过科学抽象,运用数学方法去定量揭示研究对象的规律性,其基本过程是:(1)先将研究的原型抽象成理想化的物理模型,也就是转化为科学概念;(2)在此基础上,对理想化的物理模型进行数学科学抽象(科学抽象的一种形式),使研究对象的有关科学概念采用符号形式的量化,达到初步建立起数学模型,即形成理想化了的数学方程式或具体的计算公式;(3)对数学模型进行验证,即将其略加修正后运用到原型中去,对其进行数学解释,看其近似的程度如何:近似程度高,说明这是一个较好的数学模型,反之,则是一个较差的数学模型,需要重新提炼数学模型。例如,在生物学中种群增长率的测定,就需要进行数学建模,形成理想化的计算公式:Nt=N0λt。这样就能够估算种群密度,研究种群数量变化,对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用,以及濒危动物种群的拯救和恢复,都有很重要意义。
提炼数学模型的一般步骤:
所谓提炼数学模型,就是运用科学抽象法,把复杂的研究对象转化为数学问题,经合理简化后,建立起揭示研究对象定量的规律性的数学关系式(或方程式)。这既是数学方法中最关键的一步,也是最困难的一步。提炼数学模型,一般采用以下六个步骤完成:
第一步:根据研究对象的特点,确定研究对象属哪类自然事物或自然现象,从而确定使用何种数学方法与建立何种数学模型。即首先确定对象与应该使用的数学模型的类别归属问题,是属于“必然”类,还是“随机”类;是“突变”类,还是“模糊”类。
第二步:确定几个基本量和基本的科学概念,用以反映研究对象的状态。这需要根据已有的科学理论或假说及实验信息资料的分析确定。例如在力学系统的研究中,首先确定的摹本物理量是质主(m)、速度(v)、加速度(α)、时间(t)、位矢(r)等。必须注意确定的基本量不能过多,否则未知数过多,难以简化成可能数学模型,因此必须诜择出实质性、关键性物理量才行。
第三步:抓住主要矛盾进行科学抽象。现实研究对象是复杂的,多种因素混在一起,因此,必须变复杂的研究对象为简单和理想化的研究对象,做到这一点相当困难,关键是分清主次。如何分清主次只能具体问题具体分析,但也有两条基本原则:一是所建数学模型一定是可能的,至少可给出近似解;二是近似解的误差不能超过实际问题所允许的误差范围。
第四步:对简化后的基本量进行标定,给出它们的科学内涵。即标明哪些是常量,哪些是已知量,哪些是待求量,哪些是矢量,哪些是标量,这些量的物理含义是什么。
第五步:按数学模型求出结果。
第六步:验证数学模型。验证时可根据情况对模型进行修正,使其符合程度更高,当然这以求原模型与实际情况基本相符为原则。
第二节 生物学科经典实验
一、光对鼠妇生活的影响
(一)背景知识
对生物生存有影响的条件因素(光、温度、空气、水、土壤和生物)称为生态因素。各种生态因素相互依赖,相互作用,共同影响生物,彼此不可相互替代。
光是地球上一切生物的能量源泉,光对生物的生态作用主要表现在光强、光质、日长等对生物的作用。如光能促进某些植物(如烟草)种子的萌发;光照强度影响动物的生长发育(如鸡蛋、蛙卵和鲑鱼卵在有光条件下孵化发育快);光照强度影响动物的生活方式(如弱光下的夜行性动物猫头鹰;光影响植物生长发育,如花的发育、果实的成熟和果实的品质。
鼠妇,俗称潮虫,一种身体略扁、长椭圆形、灰褐色或黑色的小动物,多生活在阴暗的角落里(如花园的花盆、砖块或石块地下),在光线明亮的地方很少看到。
(二)实验原理
通过阴暗和明亮两种环境中鼠妇的活动,可以探究出光是否对鼠妇的生活产生影响。
(三)实验步骤
1.提出问题
光会影响鼠妇的分布吗?
2.作出假设
鼠妇适于生活在阴暗的环境中,光会影响鼠妇的分布。
作出假设的依据:在比较阴暗的地方看到了鼠妇,而在明亮的地方没有看到。
3.制定计划
实验思路:设计明暗不同但是相通的两种环境,各放入等量的鼠妇若干只,过一段时间后,看哪边的鼠妇多。如果暗环境鼠妇多,则说明假设可能是正确的。
方法步骤:
(1)在阴暗和明亮的两种环境中各放入10只鼠妇,静置5分钟。
(2)每分钟统计一次明亮处和阴暗处的鼠妇数目,统计10次。
4.实施计划
按照制定的实验方案进行实验,实验过程中认真观察并如实记录。
5.得出结论
随着时间越长,处于有光部分的鼠妇越来越少。此结果支持假设,光会影响鼠妇的分布,鼠妇适于生活在阴暗的环境中。
6.交流讨论:
本次实验结果支持假设,但并不明显,原因有以下三点:
(1)不能保证完全给鼠妇创造了阴暗和明亮两种环境;
(2)不能保证除了光的刺激外,鼠妇不受到其他任何刺激;
(3)不能避免鼠妇之间存在的个体差异。
二、种子萌发的环境条件
(一)背景知识
种子萌发需要充足的水分。干燥的种子除有微弱的呼吸作用外,其他各种生理活动大部分停止。吸水后,种皮结构变软,有利于氧气通过种皮进入内部,增强呼吸作用。种子萌发需要足够的氧气。在种子得到足够的氧气时,呼吸作用加强。种子中的有机物被氧化分解,并释放能量,供各种生理活动之用,从而保证种子正常的萌发。种子萌发需要适宜的温度。随着种子的吸水萌动,种子的生命活动增强,表现在酶的活性加强,物质转化和能量转化加快,种子内部发生一系列生化反应,而酶的催化活动必须在一定的温度范围内进行。
(二)实验原理
通过设置不同温度、不同水分量、不同氧气浓度的环境条件,观察种子的萌发状况,可探究种子萌发需要适宜的温度、充足的水分、充足的氧气。
(三)实验步骤
1.提出问题
干燥的种子不会萌发,冬天放在户外的种子也不能萌发,那么种子的萌发需要什么条件呢?
2.作出假设
种子的萌发需要适宜的温度、充足的水分、充足的氧气。
3.制定计划:
(1)准备某种植物的种子(如绿豆、大豆等)40粒,四个能够盖紧的罐头瓶,一个小
勺,八张餐巾纸或卫生纸,四张标签纸和胶水(或直接用黏性标签)。
(2)在四个标签上分别写上1、2、3、4,分别贴在四个罐头瓶上。将这个四个罐头瓶都放倒,每个瓶中放上两张餐巾纸。用小勺在1号瓶中撒10粒种子,将瓶盖拧紧。1号瓶作为空白对照。
(3)分别向2号瓶和3号瓶中洒一点水,使里面的纸变得潮湿。注意,不要洒水过多,不能使纸浸泡在水中。用小勺向4号瓶中倒较多的水,直到水即将从瓶口留出为止(以便使种子能完全浸没在水中)。故此,2、3与4相比,变量为水分含量、氧气量。
(4)分别向2、3、4号瓶中纸上撒10粒种子,然后拧紧瓶盖。每个瓶子中要求种子的数量一致,排除因种子数量不同而造成的对实验结果的干扰。
(5)将1、2、4号瓶放入橱柜中,将3号瓶放到冰箱里。过几天再观察,看哪个瓶里的种子长成了幼苗。这里设置的变量为温度,2号和3号所处的环境温度不同,其他条件均相同。
4.实施计划
按照设计的实验方案,进行实验。
5.得出结论
1号瓶中种子未萌发,2号瓶中种子萌发最多,3号瓶中种子个别萌发,4号瓶中种子变坏。支持假设,种子的萌发需要适宜的温度、充足的水分、充足的氧气。
6.交流讨论
干燥的种子含水量少,一般仅占种子总重量的5%~10%,这样的条件使一切生理活动都很微弱。只有吸足水,种皮膨胀、软化,氧气才容易透入,呼吸才能增强。各种生理活动才会大大加强;只有吸足水分,种子内贮藏的营养物质溶解于水并经过酶的分解后才能转运到胚,供胚吸收利用。
种子萌发时,包括胚乳或子叶内有机养料的分解,以及由有机和无机物质同化为生命的原生质,都是在各种酶的催化作用下进行的。而酶的作用需要有一定的温度才能进行。
种子得到足够的水分和适当的温度后,就开始萌动,此时氧气的供应对萌发起着主导作用。在氧气充分的情况下,胚细胞呼吸作用逐渐加强,酶的活动逐渐旺盛,种子中贮藏物质通过呼吸作用,提供中间产物和能量,才能充分供应生长的需要。一般种子需要空气中含氧量在10%以上才能正常萌发,含脂肪较多的种子比含淀粉多的种子需要更多的氧气,当含氧量下降到5%以下时,多数种子不能萌发,完全浸没在水中或深藏于土壤深处的种子往往不能萌发,主要就是因为得不到氧气。
三、绿叶在光下制造有机物
(一)背景知识
光合作用指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。绿色植物进行光合作用的场所主要是叶片,淀粉制造的有机物主要是。
(二)实验原理
在无光的条件下,绿色植物不会制造有机物而是消耗有机物。只有在有光照的条件下,才能进行光合作用。淀粉的特性是与碘反应,呈蓝色反应。
(三)实验步骤
1.提出问题
绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉?光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件?
2.作出假设
绿叶在光照的条件下制造的有机物是淀粉。
3.制定计划
(1)材料用具:盆栽的天竺葵,黑纸片,曲别针,酒精,碘液,小烧杯,大烧杯,培养皿,酒精灯,三脚架,石棉网,镊子,火柴,清水。
(2)方法步骤:
①把盆栽的天竺葵放到黑暗处的一昼夜。
②用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来,然后移到阳光下照射。
③几小时以后,摘下叶片,去掉遮光的纸片。
④把叶片放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中,叶片变成黄白色。脱去绿色,排除干扰。
⑤用清水漂洗叶片,再把叶片放到培养皿里,向叶片滴加碘液。
⑥稍停片刻,用清水冲掉碘液,观察叶色发生了什么变化。
4.实施计划
按照制定的实验计划实施实验。
5.得出结论
叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色。遇碘变蓝是淀粉的特性,这说明叶片的见光部分产生了淀粉,进而说明淀粉是光合作用的产物。并且,叶片的见光部分产生了淀粉,被黑纸遮盖的部分没有产生淀粉,说明光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
6.分析讨论
之所以把天竺葵提前放到黑暗处一昼夜是为消耗掉叶片中原来就有的淀粉;用黑纸片把叶片的一部分遮盖起来是为了与不遮光的部分形成对照。
四、探究酶的高效性
(一)背景知识
酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的生物大分子,大多数酶是蛋白质,少数是RNA。酶的催化效率很高,是无机催化剂的107~1013倍。H2O2氧化后产生的氧气可使火星复燃。新鲜猪肝研磨液含有过氧化氢酶。FeCl3是常见的一种催化过氧化氢分解的化学催化剂。
(二)实验原理
酶能降低反应的活化能,从而加快反应速率。设置对照实验,通过不同种催化剂催化同一底物发生反应的速率不同,比较出酶与无机催化剂的催化效力的不同。
(三)实验步骤
1.提出问题
酶的催化效力是否跟无机催化剂相同?
2.作出假设
酶的催化效力远远高于无机催化剂,具有高效性。
3.制定计划
实验材料: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
方法步骤:
(1)在5支试管中分别加入5 mLH2O2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。
(4)观察并记录相同时间内产生气泡的量,即气泡产生的速率。
4.实施计划
按照计划准备实验材料,进行实验。
5.得出结论
(五)结果与讨论
过氧化氢酶比FeCl3催化剂高效,酶具有高效性。另外试验中设置了高温与常温的对照,高温条件下,过氧化氢酶的活性都到了影响而FeCl3没有,说明酶的活性受温度的影响。
四、生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定
此类实验为验证性实验
(一)实验原理及步骤
实验原理:某些化学试剂能够使组织中的有关有机物发生特定的颜色反应。
1.还原糖的鉴定
步骤:选材→制备组织样液→加入斐林试剂→水浴加热煮沸→显色(砖红色沉淀)。
2.脂肪的鉴定
步骤:选材→制片→加苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液染色→漂洗→镜验(橘黄色或红色)
3.蛋白知道额鉴定
步骤:选材→制备组织样液→加双缩脲试剂A→摇匀→加双缩脲试剂B→观察颜色(紫色)。
(二)实验注意问题
(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,必须水浴加热,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——洗掉浮色。
(5)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;若用蛋清做材料,必须稀释,防止其粘在试管壁上不易刷洗;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”。
六、植物细胞的质壁分离和复原
(一)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。
(1)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”。
(2)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”。
(二)材料用具
紫色洋葱表皮,0.3 g/mL蔗糖溶液,清水,载玻片,镊子,滴管,显微镜等。
(三)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),观察是否发生质壁分离复原。
(四)实验结果
细胞液浓度外界溶液浓度→细胞吸水→质壁分离复原
七、探究酶的高效性
(一)实验原理
酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的生物大分子,大多数酶是蛋白质,少数是RNA。酶的催化效率很高,是无机催化剂的107~1013倍。H2O2氧化后产生的氧气可使火星复燃。新鲜猪肝研磨液含有过氧化氢酶。FeCl3是常见的一种催化过氧化氢分解的化学催化剂。
(二)实验材料
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
(三)实验步骤
1.在5支试管中分别加入5 mLH2O2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。
4.观察并记录相同时间内产生气泡的量,即气泡产生的速率。
(四)实验现象
(五)结果与讨论
过氧化氢酶比FeCl3催化剂高效,酶具有高效性。另外试验中设置了高温与常温的对照,高温条件下,过氧化氢酶的活性都到了影响而FeCl3没有,说明酶的活性受温度的影响。
范文二:高中生物学中的经典实验及例题分析
高中生物学中的经典实验及例题分析
生物科学的发展史是一部不断对生命活动规律进行探索创新的历史。无数的科学家进行探索留下了大量的经典生物学实验。这些经典实验既构成了高中生物丰富的主体内容,又为学生探索创新提供了成功的思维示范。纵观近几年高考生物实验题,或分析诠释、推理预期,或验证设计、创新探索,其思想的基础都是经典实验。
解答这类题目既要重视对经典实验的深层次的挖掘学习,更要对经典实验进行分析、推断、拓展、创新。要充分利用试题供给的信息,按照试题的要求作出科学的判断和表达。
经典实验是科学家精心思考、巧妙设计,反复实践,经后人多次重复证明是正确的一些最具代表性的实验。经典实验常常与生物学发展史密切联系,是学生获得生物学实验方法的重要途径。剖析经典实验,让学生在理解实验设计思想的基础上,对实验材料的选取、实验条件的控制、实验对照的设置、实验结果的分析等方面作深入剖析,有助于学生建立科学实验的思维方法,感悟科学家们不懈的追求精神和严谨的治学态度。
经典实验是高考实验命题的重要素材来源。高考生物实验题一般来自教材中某一个或几个实验;也可能来自对教材理论问题或社会实际问题的实验化探索;还可能是对生物学经典实验过程的再发现和再认识。如2005年理综天津卷“重力影响生长素的重新分配”,实质上就是对生长素发现过程中经典实验的拓展与深化;再如2004年理综全国卷?“胰高血糖素的作用”、2005年理综全国?卷“胰岛素的作用”都是对动物激素研究中经典实验的再现。 一、经典实验的内容
第二章:1、膜的结构特点和功能特点
2、物质的运输方式
3、有丝分裂的过程
第三章:4、酶的特性、反应条件
5、水分代谢:渗透吸水,蒸腾作用
6、光合作用:发现过程,光反应、暗反应条件、产物的证明实验
7、呼吸作用:不同阶段原料、产物的证明实验
8、消化过程中的酶、条件、产物
第四章:9、生物素的发现有关实验;向光性、向地性有关实验;神经传导实验
10、验证动物激素生理作用的有关实验
第六章:11、证明遗传物质的有关经典实验,杂交实验,育种过程设计 第八章:12、生态系统的设计
二、典例习题
考点一细胞膜成分的测定及特点
1、?探究细胞膜的成分某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分,如果你是课题组成员,请你设计一个简易实验得到较纯净的细胞膜,并对其成分进行鉴定。 (1)应选取人的哪种细胞做实验,( )
A(成熟红细胞 B(神经细胞 C(白细胞 D(口腔上皮细胞 (2)将选取的上述材料放入_____中,由于渗透作用,一段时间后细胞将破裂。
(3)经过(2)的实验步骤后,再用______法获得纯净的细胞膜。将膜成分分离提纯后,加入双缩脲试剂,如果产生反应,可以证明细胞膜成分中含有_______。
(4)若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中,下列能正确反应其分布的图是( ) 2、?探究温度对细胞膜流动性的影响物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系,为了探究温度对膜流动性的影响,做了下述实验:分别用红色、绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质,然后让两个细胞在37?下融合,40分钟后,发现融合后细胞膜上的红色和绿色均匀相间分布。有人认为该实验没有完成,请你继续完成探究实验:
?补充未完成步骤:_______________________________________________________。 ?请指出可以从哪两个方面来观察实验结果:
a _______________________________________________________;
b _______________________________________________________。
?请预测该实验最可能得出的结论:
_______________________________________________________。
【解析】?制备细胞膜适宜选用哺乳动物成熟的红细胞,因为其内没有线粒体、核膜等多种膜结构,避免了对细胞膜的干扰。当红细胞置于清水中,将吸水胀破,从而获得细胞膜。利用“蛋白质遇双缩脲试剂变紫色”这一特性鉴定细胞膜中有无蛋白质的存在。由于组成细胞膜的磷脂既有亲水的极性部分,又有疏水的非极性部分,因此,在水溶液中呈现出A图所示的分布。
? 细胞膜具有流动性,其原因是组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子大多是可以运动的。这种运动实质上是一种热运动,所以温度升高时,细胞膜的流动性增大。依据该实验的研究目的——探究温度对膜流动性的影响,可确定实验的自变量是温度的高低,故实验至少要设置三组(温度低于、等于或高于37?),进行相互对照。
答案
?(1)A (2)清水 (3)离心紫色蛋白质 (4)A
? ?分别将细胞放在温度低于37?(如0?)、高于37?(如60?)的条件下重复上述实验
?a.相同时间之后,观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上分布的情况
b.比较红色和绿色荧光物质在细胞膜上均匀分布时所需要的时间
?在一定温度范围内,随着温度的升高,细胞膜的流动性加强。
【知识链接】本题综合再现制备细胞膜并探究其成分的方法,旨在感悟实验材料的正确选取对于科学研究的重要性;体验制备细胞膜的过程中所蕴涵的生物学原理和科学方法。 (1)细胞膜的成分:磷脂、蛋白质和少量糖类。
?糖类在细胞膜中分布很少,并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂,分布在膜的外表面。因此,根据糖蛋白的分布,可以判断细胞膜的内外侧。
?蛋白质在膜上的分布是不对称的,且种类很多,如运输物质的载体和通道蛋白、识别作用的糖蛋白、接受信号的受体、体现抗原特异性的抗原决定簇以及催化作用的酶等。 (2)细胞膜的结构特点:流动性。体现细胞膜流动性的事实有白细胞的吞噬作用、神经元突起的形成、动物细胞质的分裂、“小泡”的形成、细胞融合等。
(3)细胞膜的生理特性:选择透过性(与细胞膜上载体的种类、数量有关)。
(4)领悟细胞膜成分的分析方法(如酶解法)
?若用脂质溶剂处理细胞,发现细胞膜被溶解,说明膜中含有脂质分子。
?若用蛋白酶处理细胞也能破坏膜结构,说明细胞膜的化学组成中有蛋白质。 考点二光合作用的发现
3、1864年,德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时,然后把此叶片一半遮光,一半曝光。经过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。请据此实验回答相关问题:
(1)在该实验中,萨克斯看到的现象是( )
A.叶片全变蓝 B(遮光一半变蓝 C(曝光一半变蓝 D(叶片全不变蓝 (2)萨克斯将绿色叶片先放在暗处几小时的目的是( )
A(将叶片中的水分消耗掉 B(将叶片中原有的淀粉消耗掉
C(增加叶片的呼吸强度 D(提高叶片对光的敏感度
(3)萨克斯对这个实验的设计具有很强的逻辑上的严密性,具体体现在( )
A(没有对照实验 B(本实验不需要设对照实验
C(曝光处作为对照实验 D(遮光处作为对照实验
(4)该实验中叶片内含有的叶绿素等色素,会对碘液处理后表现出的蓝色造成干扰,影响实验现象的观察,为增强实验效果,对叶片应做怎样的处理,
___________________________________。
(5)该实验除了证明“光合作用产生了淀粉”外,还成功地证明了
____________________________。
【解析】
(1)该实验通过检测淀粉的有无来说明植物是否进行了光合作用,曝光处有淀粉产生,经碘蒸气处理后将表现出蓝色,遮光处不变色。
(2)该实验中事先把叶片放在暗处几小时的目的是让有机物(如淀粉)被彻底消耗,避免叶片内原有淀粉对实验结果造成干扰。
(3)该实验设置的是空白对照,其中对照组是指不作任何实验处理的对象组。实验中叶片事先处于黑暗中,对于遮光组,仍处于黑暗状态下,相当于未作处理,故为对照组;而曝光组,从黑暗状态下转变为光照下,相当于给予了光照处理,应为实验组。当然也可如此判断:该实验研究的因素是光照,故用光照处理的对象组(曝光组)就为实验组。 (4)有机物在植物体内能够转移,若实验中曝光时间过长,曝光处的淀粉可运输到遮光处。可见,实验时间的长短将影响实验结果。若实验中观察到遮光处也呈蓝色,原因可能是叶片在暗处放置时间过短(有机物未耗尽)或曝光时间过长(有机物发生了转移)。 (5)叶绿体中的色素溶解于酒精,故可用酒精水浴加热进行脱色。
(6)根据单一变量原则,确定实验结果的不同是由于自变量因素的不同所导致的。该实验的自变量为光照的有无,故得到的结论是光合作用需要光照。
答案(1)C (2)B (3)D(4) 在碘液处理之前,将叶片放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,使叶片内的色素溶解于酒精中,再用清水漂洗叶片。(5)光合作用需要光照
发散类比 光合作用相关经典实验大多结合光合作用的原料、产物、场所和条件展开。解答此类习题时,需要根据实验目的确定实验自变量,如“验证光合作用需要CO2” 的实验中,自变量为CO2的有无,因此,需设置一组有CO2,另一组无CO2。对于植物光合作用及其强度,依不同的实验材料等因素确定观察对象:若?水生植物可依气泡的产生量或产生速率;?离体叶片若事先沉入水底,可依单位时间内上浮的叶片数目;?植物体上的叶片,可依指示剂(如碘液)处理后叶片颜色的变化;?水绵为实验材料借助显微镜,可依好氧性细菌的分布情况。
4、以下实验是研究水分在植物体内的移动情况。把洋紫苏的茎放在盛有红色染液的烧杯中,3小时后,把枝条洗净,并在距枝条底部的不同位置切出切片。含有染液的部分显示有水分经过。实验装置和结果如图所示。
(1)水分上升的主要动力来自_____,茎部横切面显红色的结构是_____。 2)在不同外界条件下,水分向上运输的速率会有所不同,试改变两种条件,使水分移动(
速率加快_____。
(3)给你提供数枝洋紫苏,试利用类似上述的实验,研究叶的表面积与水运输速率的关系。 实验步骤:
第一步:____________________________。
第二步:把洋紫苏的茎放在盛有红色染液的烧杯中。
第三步:2小时后,洗净枝条,并在距离枝条底部的不同位置切出切片。 实验预期:____________________________。
实验结论:____________________________。
对实验结论的解释:
答案(1)蒸腾作用,导管。
(2)增强光照、提高温度、加大风速。
(3)第一步:取二枝洋紫苏,一枝留6片叶,一枝留3片叶。
实验预期:相同时间内,6片叶的洋紫苏茎中染液上升的长度约是3片叶的2倍。 实验结论:植物运输水的速率与叶面积成正比。
对实验结论的解释:叶面积越大,气孔越多,蒸腾作用越强。
考点四生长素的发现
5、?(为了验证植物向光性与植物生长素的关系,有人设计了如下实验方案: (一)方法步骤
取6个小花盆,各栽入一株品种、生长状况都一致的玉米幼苗(要求幼苗的真叶未突破胚芽鞘)。按下图所示方法进行实验处理。接通台灯电源24h后,打开纸盒,观察并记录6株玉米幼苗的生长情况。
(二)实验结果预测
在以上装置中,玉米幼苗保持直立生长的是_____;而玉米幼苗基本停止生长的是_____。 (三)部分实验结果的分析与推论
(1)根据_____号和_____号装置之间实验记录的对照分析,可以说明玉米幼苗产生向光性是由单侧光照射引起的。
(2)根据_____号与_____号装置实验记录的对照分析,可以说明玉米幼苗的向光性生长与玉米幼苗尖端的存在与否有关,其中属于实验组的是_____号。
(3)根据_____号与_____号装置实验记录的对照分析,可以说明玉米幼苗感光部位在尖端。 (4)根据5号和6号装置之间实验记录的对照分析,只能说明__________。 (5)若将1号整个装置匀速旋转(台灯不动),玉米幼苗的生长和弯曲情况是_____;若仅是玉米幼苗匀速旋转(纸盒和台灯不动),则幼苗的生长和弯曲情况是_____。 6、?(有人设计了下列实验,试图证明“生长素在植物体内的运输,只能从植物体形态学上端a向下端b运输,而不能倒转过来运输”。
(1)材料、用具:胚芽鞘、琼脂、刀片等
(2)方法、步骤与结果(如图1-2-3):
(3)结论:以上实验证明“生长素在植物体内的运输,只能从植物体形态学上端a向下端b运输,而不能倒转过来运输”。我们认为,仅用该实验步骤还不足以严密论证以上结论,请在上述实验的基础上补充相应的实验方法、步骤和结果(用图像表达实验过程及可能出现的结果)。
【解析】?(本题属于实验分析题,是对生长素发现过程中经典实验的变式再现。解答此题需要的知识储备:(1)尖端能产生生长素。(2)尖端感受单侧光的刺激,使生长素分布不均匀(向光侧少,背光侧多)。(3)植物生长和弯曲部位在尖端下面的一段。实验能力要求:运用单一变量原则分析实验结果。
?(题目要求证明生长素的运输方向只能从植物形态学上端a向下端b运输,而不能倒转过来,这就需要取得两方面的证据:一是从上到下的运输成立,二是从下到上的运输不成立,而题目给出的实验结果,只能表明第一方面(a?b)的证据存在,因此补充实验的设计应该从第二个方面(b?a)的证据入手,即将植物茎的上下互换,其他条件相同,实验结果将是胚芽鞘不生长也不弯曲。
答案?((二)3、4、5;2;
(三)(1)1;3(2)1;2 2 (3)1;4(4)玉米幼苗发生弯曲生长与生长素在玉米幼苗胚芽鞘两侧分布不均匀有关。(5)生长并弯向小孔 直立生长
【发散类比】
1(生长素的发现:认识生长素的发现过程,从这些经典实验中感悟科学思想和科学方法,有助于理解生长素的生理作用,提高实验分析能力和实验设计能力。对于生长素生理作用的研究可以运用多种不同的处理手段,如遮盖、阻隔、切除和旋转等。
2(生长素的运输
(1)水平运输(横向运输):由单向刺激引起,通过韧皮部进行,与植物形态学方向无明显关系的运输方式。如在单侧光下,生长素从胚芽鞘的向光侧移向背光侧;在重力作用下,生长素从茎背地侧移到近地侧。
(2)纵向运输(极性运输):生长素只能从植物形态学上端运输到下端。如茎尖分生组织合成的生长素向下运输;根尖分生区合成的生长素向上运输。生长素的极性运输不受重力影响,可由上两图所示实验加以验证。
(3)主动运输:生长素的运输在缺氧条件下会受到影响,同时,顶芽产生的生长素能逆浓度梯度向下运输并大量积累在侧芽部位,说明生长素的运输方式是主动运输。 3(影响生长素作用的因素
(1)浓度:影响生长素作用最关键的因素是生长素本身的浓度。生长素对植物生长的作用具有二重性——低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
(2)不同的器官和不同的植物:同一植物的不同器官对同一浓度生长素的反应不同,根最为敏感,芽次之,茎最弱。不同的植物对同一浓度的生长素敏感性也不同。
NA是遗传物质的证据 考点五D
7、? 肺炎双球菌转化实验中,将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后,注射到小鼠体内,在小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况如右图所示。下列有关叙述错误是的( )
A(在死亡的小鼠体内存在着S、R型两种类型
B(曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭
C(曲线bc段上升,与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关
D(S型细菌数量从0开始是由于R型细菌突变的结果
8、?下面介绍的是有关DNA研究的科学实验:
(一)1952年,赫尔希和蔡斯利用同位素标记,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,下图是实验的部分过程:
(1)写出以上实验的部分操作过程:
第一步:用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。如何实现对噬菌体的标记,请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。____________________________。
第二步:____________________________。
(2)以上实验结果说明:____________________________。
3)SARS病原体(冠状病毒)侵染人体细胞的过程类似于噬菌体侵染细菌。结合上述实(
验过程及现象,请提出一种获得SARS疫苗(蛋白质外壳)的新途径,
___________________________________。
(4)噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体蛋白质外壳需要( )
A(细菌的DNA及其氨基酸 B(噬菌体的DNA及其氨基酸
C(噬菌体的DNA和细菌的氨基酸 D(细菌的DNA及其噬菌体的氨基酸 (二)用紫外线处理大肠杆菌可诱导产生对T2噬菌体有抗性的大肠杆菌,这种抗性的产生与其细胞膜上的蛋白质发生变化有关。下图简要示意处理的方法:
(1)在紫外线作用下,细菌的膜蛋白改变的根本原因是____________________________。 (2)如何将图中抗T2噬菌体菌株从混合菌株中筛选出来?____________________________。 【解析】?.在死亡的小鼠体内同时存在着S型和R型两种细菌。R型细菌先减后增,与小鼠的免疫力有关。刚注入的R型细菌由于小鼠免疫力较强,大量被杀死;随着一些R型细菌转化成S型,由于S型具有荚膜的保护作用,能在小鼠体内增殖,使小鼠免疫力降低,对R型细菌的杀伤力减弱,导致R型细菌增殖加快。S型细菌的产生是由于R型细菌转化的结果,而非基因突变所致。
?. (一)由于噬菌体营寄生生活,不能在普通培养基中生存,因此,需要先将细菌用同位素标记,然后让噬菌体去侵染,使噬菌体获得标记。在细菌细胞中,噬菌体的DNA利用细菌的氨基酸合成噬菌体的蛋白质外壳。(二)抗T2噬菌体菌株的产生是由于膜蛋白的改变引起,
而蛋白质的合成最终受DNA(基因)控制,故为基因突变所致。要筛选出抗T2噬菌体的细菌,就必须用T2噬菌体去侵染,只有抗性的细菌才能生存。
答案
?(一)(1)先将细菌培养在含35S的培养基上;然后用噬菌体去侵染被35S标记的细菌。因为噬菌体营寄生生活 第二步:用35S标记的噬菌体与细菌混合
(2)噬菌体的蛋白质外壳没有进入到细菌体内
(3)动物细胞培养?冠状病毒侵染?搅拌离心,从上清液中提取出蛋白质外壳。 (4)C
(二)(1)基因突变
(2)用T2噬菌体侵染混合菌株,在适宜的条件下培养一段时间,能形成菌落的就是抗T2噬菌体菌株
【点评】本题以DNA为核心命题点,考查DNA研究的科学实验。试题给出了噬菌体侵染细菌的实验过程图解和大肠杆菌的诱变图解,要求写出相关的操作步骤或分析原因。 【发散类比】“病毒”相关知识归类
1.病毒的结构
(1)基本结构:衣壳和核酸,其中衣壳的主要成分是蛋白质,衣壳对内部的核酸具有保护作用,同时体现出病毒的抗原特异性;病毒的核酸是DNA或RNA。
(2)特殊结构:囊膜和刺突等。
2(病毒的生理
(1)凡病毒都是营寄生生活,故代谢类型为异养厌氧型;在生态系统中属于消费者;一般用活体组织或胚胎细胞进行培养。 (2)病毒以复制方式进行增殖。
3(病毒的类型
(1)依宿主分:植物病毒、动物病毒和细菌病毒
(2)依遗传物质分:DNA病毒(如噬菌体)、RNA病毒(如艾滋病病毒)和蛋白质病毒(如朊病毒)
4(病毒在生物工程中的应用举例
(1)证明DNA是遗传物质——噬菌体侵染细菌的实验;(2)在基因工程中——运载体;(3)在细胞工程中——促融剂。
5(与病毒相关的常见疾病
艾滋病(AIDS)——艾滋病病毒(HIV);严重急性呼吸系统综合症(SARS)——冠状病毒;疯牛病——朊病毒;禽流感——流感病毒。
考点六遗传实验
8、玉米是一种雌雄同株的植物,其顶部开雄花,下部开雌花,玉米黄粒和白粒是一对相对性状(由基因Y和y控制),将纯种黄粒和白粒玉米间行种植(如图1-2-8),收获时所得玉米粒如下表:
所结的玉米粒
白粒
黄粒
(1)在玉米中,黄粒对白粒是_____性,在黄粒玉米果穗上,黄粒玉米中胚是_____;白粒玉米果穗上黄粒胚和胚乳的基因型分别是_____和_____。
(2)某同学为了获得杂种F1来验证孟德尔基因分离规律,为准确起见,他应选用上述_____玉米果穗上结的_____玉米粒来进行播种。杂交试验中,对母本的处理是__________。 (3)图中_____(填标号)类型的授粉方式的长期进行对植株有利,其原因是_______________。
(4)黄粒玉米果穗上种皮的基因型是。玉米种皮遗传与细胞质遗传均表现出与母本性状相同,请列举至少两点不同之处,
5)玉米作为遗传实验材料有哪些优点,(至少答两点) (
(6)若用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交(实验条件满足实验要求),F1全部表现为有色饱满。F1自交后,F2代的性状表现及比例为:有色饱满73%,有色皱缩2%,无色饱满2%,无色皱缩23%。请回答:
?上述每一对性状的遗传是否符合基因的分离定律,为什么,
____________________________________________________________。 ?请设计实验方案,验证这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律, 方法步骤:
(1)____________________________________________________________; (2)____________________________________________________________; (3)____________________________________________________________。 结果预测及结论:
【解析】 1.了解两种玉米间行种植存在的杂交方式是解题的突破口,依后代性状即可确定黄粒为显性。2.胚、胚乳、种皮的来源是求其基因型的立足点。3.验证孟德尔遗传定律,实质上就是要推知F1产生的配子种类及比例,最简便的方法是让两个纯合体的个体杂交,取其F1代进行测交,或取F1的花粉进行离体培养,观察后代的性状分离比。 答案
(1)显YY或Yy ; YyYyy
(2)白粒黄粒传粉、套袋
(3)?和?;异花授粉,后代具有更大的变异性和生活力
(4)YY ?种皮的遗传是由核基因控制的; ?种皮的性状与母本相同,表现出的是亲代本身; ?种皮后代性状出现一定的分离比例。
(5)雌雄同株单性花,避免人工去雄等繁杂的操作;后代数量较多,便于统计学处理;玉米生长期较短,繁殖速度较快;具有稳定的易区分的相对性状。
(6)?符合因为玉米粒色和粒形F2的分离比均为3 :1;
?方法步骤:
方案1:(1)取两纯种亲本玉米进行杂交,获得F1;
(2)取F1植株的花粉进行植物组织培养,获得单倍体植株幼苗;再用秋水仙素处理。 (3)收获种子并统计不同表现型的数量比例。
方案2:(1)取两纯种亲本玉米进行杂交,获得F1
(2)取F1植株与无色皱缩玉米进行杂交
(3)收获杂交后代种子并统计不同表现型的数量比例。
(只要答出其中任何一个方案即可)
结果预测及结论:若表现型四种且比例为1:1:1:1,则符合自由组合定律。否则,不符合。
【评价探究】“遗传”是历年高考的重点,显隐性的判断和胚基因型的求法是基础知识;种皮、胚乳基因型及种皮与细胞质遗传的比较体现了学科内的综合,渗透了对知识的分析归纳能力的考查;用多种方法验证孟德尔定律体现了知识的应用,是较高层次的能力考查。 【发散类比】验证基因分离定律的方法归纳
(1)测交法:让F1与隐性性状的个体进行杂交,依后代表现型的种类及比例反推F1产生的配子种类及比例。
(,观察并统计F3中各性状出现的比例。 2)自交法:让F2自交
(3)花粉鉴定法:花粉为亲代产生的雄配子,取F1的花粉经特殊处理(如碘液染色)后,用显微镜观察并计数,直接验证基因的分离定律。
(4)花药离体培养法:花药中含有雄配子,对其进行离体培养,观察性状分离比即可推知F1产生配子的种类及比例。
(5)其他方法:蜜蜂中的雄蜂是由卵细胞发育而成,因此依雄蜂的表现型及比例即可推知亲本雌蜂产生的配子种类及比例,从而验证基因的分离定律。
10、(2001年广东高考题)有人连续几年在4月至7月间,对某湖泊生态系统中几种生态因子进行调查,几年的调查结果基本一致,对调查数据整理如下图(曲线仅示变化趋势)。 请通过分析图中所示各生态因子的变化及相互关系回答:(E为现存植物有机总量)
(1)在4月至7月间,该生态系统中浮游植物光合作用合成有机物的净生产量(总生产量减去呼吸消耗量)发生较大变动,影响这种变动的非生物因素主要是什么,判断的依据是什么,
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
(2)在4月至5月上旬,该生态系统中浮游植物光合作用合成有机物的净生产量和现存浮游植物有机物总量均明显增加,其主要原因是什么,在5月中旬开始,两者又明显下降,主要原因是什么,
____________________________________________________________________________
(3)在5月下旬至6月上旬,该生态系统中浮游植物光合作用合成有机物的净生产量出现迅速增长,但这段时间内,现存浮游植物有机物总量并未增加,原因是什么, ____________________________________________________________________________
答案
(1)无机养分的变化;浮游植物光合作用合成有机物的净生产量随无机养分的变化而变化。 2)温升高,光照逐渐增强,无机养分供应充足,浮游植物大量增加,浮游动物量少;无(
机养分逐渐减少,浮游植物被浮游动物消耗。
(3)被浮游动物消耗。
1、细胞进行有丝分裂时,核膜于前期末解体,到末期又重新形成。对于新形成的核膜的来源有两种不同的意见:一种主张认为亲代细胞核膜解体后的碎片参加子代细胞核膜的重建,另一种主张认为由内质网膜重新形成的。请你以变形虫为实验模型,运用核移植技术和同位素标记示踪实验予以验证。实验设计思路:
(1)步骤:
?将变形虫放入含3H-胆碱的介质中进行培养,使标记前体掺入到膜脂的磷脂酰胆碱中,这样变形虫的细胞膜和核膜均被标记。
?____________________________________________________________________________。 ?____________________________________________________________________________。 (2)预测结果及其结论:______________________________。
【解析】:本题以生物膜系统、同位素标记、核移植技术等知识为核心命题点,测试考生科学探究能力。解题突破点是充分利用题目的暗示,如同位素标记、细胞工程技术,结合细胞生物膜系统概念、教材中的同位素示踪实验、“多利”培育过程等,并受变形虫核移植实验的启迪进行迁移应用。
答案:
(1)?取出被标记变形虫的核,把标记核移植到未标记的去核变形虫中,培养。 ?检测该接受移植核的变形虫经有丝分裂所产生的两个子细胞中,细胞核的核膜是否带有放射性。 (2)?两个子细胞中,细胞核的核膜均带有放射性标记,表明亲代核膜参加了子代核膜的重建。
?两个子细胞中,细胞核的核膜无放射性,表明亲代核膜没有参加子代核膜的重建。 2、(多选)科研人员发现,在乙肝病人血液中,除了有乙型肝炎病毒颗粒(HBV)外,还有大量的空心乙肝病毒颗粒,即病毒外壳。这一重要发现为乙肝疫苗的研制开辟了新的道路。这种“空心乙肝病毒颗粒”可能来自( )
A(HBV中的DNA分子侵入肝细胞后留在外面的空壳
B(在HBV增殖过程中未组装的HBV外壳
C(由基因突变而来
D(由人体肝细胞中基因控制合成的蛋白质外壳
答案A、B联系噬菌体侵染细菌过程可知,病毒外壳可能来自吸附在细菌细胞表面的空壳、病毒增殖过程中未组装的外壳或组装过剩的外壳。
3(荷兰学者Erits Went于1928年把燕麦胚芽鞘尖端切下,放在琼脂薄片上,约1,2 h后移去胚芽鞘尖端,将琼脂小块放在去顶胚芽鞘一侧,然后置于黑暗条件下培养,胚芽鞘逐渐向放置琼脂小块的对侧弯曲生长如右图,该实验结果不能直接证明的问题是( )
A(胚芽鞘顶端能产生影响生长的物质
B(影响生长的物质自顶端向下运输
C(该物质能促进胚芽鞘的生长
D(单向光刺激使该物质在胚芽鞘内呈不均匀分布
答案:D 本实验在黑暗条件下进行的,故不能说明单向光刺激使该物质在胚芽鞘内呈不均匀分布。
4、将植物的茎横向放置,表现出向上生长,是受地心引力的影响表现出背地性,还是受上面来的单侧光影响表现出向光性,或是二者共同作用的结果,请设计实验加以探究。请根据下列实验回答:
实验一:把一盆栽的植物幼苗横放于硬纸盒内,几天后取掉硬纸盒,结果如下图。 实验二:把两盆长势相同的植物幼苗,分别扣于硬纸盒内,几天后取掉硬纸盒,结果如下图。 (l)从实验一得出:在无光照的情况下,植物的茎背地生长,是植物对_____发生的反应。 (2)从实验二得出:植物的茎向光生长,是由于_____。
(3)请根据实验一、二设计一个实验方案,说明植物的向性生长可以是重力和单侧光共同作用的结果。
答案(1)重力(2)单侧光引起生长素分布不均匀造成的结果(3)?把两盆长势相同的植物幼苗横放于两个形状大小相同的硬纸盒内,其中一个硬纸盒上方穿一个小孔(与幼苗茎尖端齐平),让光线射入。?几天后取掉硬纸盒,结果两盆植物幼苗的茎均背地生长,且穿有小孔的硬纸盒内的幼苗的茎背地生长较快(如下图)。
5、(2002全国、36)植物在单侧光照射下弯向光源生长。这个现象被解释为“光线能够使生长素在背光一侧比向光一侧分布多”。为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布多,是因为向光侧的生长素在光的影响下被分解了,还是向光侧的生长素向背光侧转移了,为此,有人做了下述实验:
(一)实验步骤:将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来,放在琼脂切块上,分别放在黑暗中和单侧光下(见下图)
(二)实验结果:如下图所示
请回答:
(1)图a和b说明什么,
(2)图e和d说明什么,
(3)图e和f说明什么,
(4)通过上述实验可得出什么结论,
答案
(1)光并未影响生长素的分解和生长素的向下运输。
(2)胚芽鞘被玻璃片分隔成两半,不影响生长素向下运输和琼脂块中收集的生长素数据。 (3)单侧光照射促使生长素向背光侧转移。
(4)单侧光照射下,向光侧的生长素向背光侧转移,而不是向光侧的生长素被分解。 6、某校高二学生为验证玉米幼苗胚牙鞘对光敏感的部位是在胚芽鞘的尖端设计了一个实验装置,如右图。几天后,出现了明显的实验结果。
?请你根据以上提供的材料,把实验结果图画在右图内。
?有同学提出A苗的生长情况是由帽的重量引起的,请你再设计一个C苗的实验来说明A苗生长情况并非由帽重量引起,并把处理方法和结果分别画在上图的相应位置上,处理方法的文字说明填在C项空格内。
答案
C:将透明的小纸帽套在幼苗上
8、“生长素对植物生长的作用,往往具有双重性。”为了验证这一结论,请根据下图(根对生长素浓度的反应),以植物的根为实验对象,设计实验步骤,预测并解释实验结果。 实验材料和用具:刚长出根的大豆种子若干、浓度分别为10-11mol/L、 10-10mol/L、10-9mol/L、10-8mol/L、10-7mol/L生长素溶液、蒸馏水、培养皿、纱布等。 (2)实验歩骤:
第一步:
第二步:
第三步:
(3)实验结果的预测和解释:
答案 第一步:取6个培养皿分别编号为1、2、3、4、5、6号,在其底部衬垫干纱布,然后各放入5粒刚长出幼根的种子,盖上纱布。
第二步:给1,5号培养皿滴加等适量的浓度为10-11mol/L、10-10mol/L、10-9mol/L、10-8mol/L、10-7mol/L的生长素溶液,6号培养皿内种子的幼根滴加等量的清水作对照。 第三步:定期测量6个培养皿内幼根的平均长度。
(3)实验结果的预测和解释:
1、2、3号培养皿中的幼根比6号培养皿中的幼根长,表明浓度为10-10mol/L、10-9mol/L的生长素能促进根的生长,10-10mol/L是最适浓度;4号培养皿中幼根与6号培养皿中等长,表明10-8mol/L既不促进生长,也不抑制生长;5号培养皿中的幼根比6号培养皿中的幼根短,几乎没有生长,表明浓度为10-7的生长素抑制根的生长 。
8、2003年初春SARS肆虐,使百姓谈“非”色变。如今SARS已得到控制,但为了开发和研制SARS疫苗,在实验室中还需要对SARS的病原体(冠状病毒)进行培养。下列有关其培养基的叙述正确是的( )
A(无菌的牛肉汤
B(用动物的活体组织或胚胎细胞培养
C(用普通培养基进行培养
D(用含有细菌的培养基培养
答案:B 病毒营寄生生活,并且对宿主具有特异性。
9、细胞中细胞核与细胞质之间的关系问题曾经是细胞生物学家们研究的一个热点问题。下面是以伞藻为实验材料所做的几个经典的生物学实验。请依据所提供的资料,回答下列问题。 材料一:伞藻是单细胞生物。甲、乙两种伞藻的帽形不同,将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起,发现第一次长出的帽状体呈中间类型,若切除这一帽状体,第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同。
(1)你认为第一次长出的帽状体呈中间类型的原因是什么,
(2)第二次长出的帽状体与甲的帽状体形状相同,这能说明核、质之间是一种什么关系, 材料二:当伞藻的帽状体长到一定大小时,就不再继续长大,而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说:细胞分裂与细胞核、细胞质体积的比例有关,当细胞核的体积(h)与细胞质的体积(z)比值太小时,即h/z太小时,细胞就会发生分裂;反之,就不会发生分裂。并且,他还做了如下实验:
在伞已经长出,核将要分裂时,将伞切去,核的分裂就受到抑制,直到新的伞再生出来,核才恢复分裂。
(3)请你利用伞藻,另外设计一个实验,作为上述实验的补充,来进一步证明上述假说。 答案(1)由于乙中B部分内含有少量原乙细胞核所控制合成的物质(mRNA)。 (2)细胞核对细胞质具有决定作用。
(3)在伞藻刚长出帽状体,未进行分裂时,除去较小的帽状体,嫁接上较大的帽状体,核立即开始分裂。
10、请根据下列资料,分析回答问题:
资料一:2005年2月20日美科学家说,曾在全世界引发恐慌的非典型肺炎病毒(冠状病毒)现在已经在自然界中灭绝。针对此说,中国工程院院士钟南山认为,如果单凭在几只果子狸身上没发现引起SARS的冠状病毒,就说SARS在自然界中灭绝,这是一种误导~不能因此而疏于对SARS的防范。
资料二:据报道:日前我国自行研制的SARS疫苗已完成人体试验,本次试验的SARS疫苗为灭活疫苗,即利用甲醛处理SARS病毒使其变性。
(1)SARS病毒在自然界仍存在的原因可能有__________。SARS病毒在生态系统中的地位是__________。
(2)研究发现,SARS病毒的增殖需要逆转录酶,说明SARS病毒的遗传物质是,SARS病毒在侵入人体细胞后其性状的遗传并不遵循孟德尔定律,其原因是__________________。 (3)利用灭活SARS病毒作为疫苗,是避免了病毒的___________特性,而保留了病毒的免疫原性,这种免疫原性是由SARS病毒结构中__________来体现的。将病毒灭活后,除可作疫苗用于免疫预防外,还可在细胞工程中用于__________________。
(4)接种过SARS疫苗的健康人,并不能保证他将来不会成为SARS患者。理由是__________________。
(5)SARS病毒在空气中很难存活,主要原因是________________________。 答案 (1)SARS病毒的宿主仍然存在、SARS病毒变异性强 消费者
(2)RNA SARS病毒不具有细胞结构,无染色体,不进行减数分裂
(3)致病衣壳 诱导动物细胞融合
4)SARS病毒易突变,使原来的疫苗失去效用;相应的抗体和记忆细胞在体内生存时间(
有限。
(5)病毒营寄生生活,必须由宿主提供繁殖所需要的原料、能量和酶。 11、肺炎双球菌有多种株系,但只有光滑型(S)菌株可致病(有毒),因为在这些菌株的细胞外有多糖类荚膜起保护作用,不致被宿主破坏。下图表示肺炎双球菌的转化实验,请据下图回答:
(1)从D组实验中的老鼠体内可分离出__________________。
(2)A、B、C、D四组实验中,可作为对照组的是_________________。 (3)一段时间后,在C组小鼠内注入S型细菌,结果发现小鼠并没有死亡,原因可能是______________。
(4)把S型细菌的DNA、蛋白质和多糖荚膜分离出来,分别与R型细菌混合,结果发现: ?S型细菌的DNA与R型活菌混合后,注入老鼠体内,可致死。说明____________。 ?把S型的蛋白质或多糖荚膜与R型活菌混合后,注入老鼠体内,老鼠_________。 ?后来发现上述实验步骤并不严密,于是又做了一组实验,请参照??的表达式格式写出实验方法及结果:________________________________________________________ 。 答案
(1)活的S型菌株和R型菌株
(2)A、B、C
(3)在小鼠体内产生了针对S型细菌的抗体。
(4)?S型细菌的DNA可使R型细菌转化为S型细菌
?不致死
?S型细菌DNA + DNA水解酶+R型活细菌混合后,注入老鼠体内,不致死。 12、以下为生物学家格里菲斯在小鼠身上进行的肺炎双球菌转化的几个实验:
?将无毒性的R型活细菌注射入小鼠体内,小鼠不死亡;
?将有毒性的S型活细菌注射入小鼠体内,小鼠死亡;
?将加热杀死的S型细菌注射入小鼠体内,小鼠不死亡;
?将无毒性的R型活细菌和热杀死的S型细菌混合注射入小鼠体内,小鼠死亡,并在小鼠体内发现活的S细菌,分析回答:
(1)实验?说明_______________________对小鼠无毒害作用;
实验?说明_________________________________________。
(2)该实验可以得出这样一个结论:在加热杀死的S型细菌型中,很可能含有促成这一转化的遗传物质,但这种物质究竟是什么还不能被证明。请你在上述实验基础上再设计一个实验方案加以证明(写出主要步骤、预期结果和结论)。主要步骤和预期结果 ?将加热杀死的S型细菌分离,分别得到蛋白质和DNA。
?
?
结论:_________________________________________________。
答案
(1)加热杀死的S型细菌 小鼠体内R型活细菌在加热杀死的S型细菌的作用下可以转化为活的S型细菌
(2)?将无毒性的R型活细菌和分离得到的蛋白质混合注射入小鼠体内,小鼠不死亡,在小鼠体内没有发现活的S型细菌。
?将无毒性的R型活细菌和分离得到的DNA混合注射入小鼠体内,小鼠死亡,并在小鼠体内发现活的S型细菌。
结论:蛋白质不是遗传物质,DNA是遗传物质。
13、病毒是一类没有细胞结构的分子生物,与人类关系特别密切。今年世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒(简称禽流感),我国参与了抗击禽流感的国际性合作,并已经研制出禽流感的疫苗。要与禽流感作斗争,必须了解它、研究它,需要大量的供实验用的病毒结晶。要研制禽流感疫苗,必须知道其大分子组成,请设计实验探究禽流感的物质组成: (1)实验原理:RNA液在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色还需补充的两个实验原理是:______________
(2)去掉病毒中大分子成分的简便方法是_____________________ (3)设计一个表格记录实验结果:____________________________ 答案:(1)(2分)?蛋白质液与双缩脲试剂显紫色(或蛋白质液在碱性条件下与Cu2+显紫色)
(2分)?DNA液与二苯胺试剂共热显兰色
(2)(2分)酶处理(或水解)
(3)(共4分,每列一分))
双缩脲反应
(或实验一)
二苯胺反应
(或实验二)
苔黑酚反应
(或实验三)
14、巨胚稻因胚的增大而胚重增加,具有独特的经济价值。巨胚与正常胚是一对相对性状,由一对等位基因Ge、ge控制,为研究巨胚的遗传特性,科学家用经典遗传学的研究方法获得了以下数据:
根据实验数据分析:
(1)上述一对相对性状中,巨胚为_______性状。
(2)现有两种观点:第一种观点认为母本为胚发育提供营养而决定胚的性状;第二种观点认为胚的基因型决定胚的性状。你同意哪种观点?请结合上述实验,用遗传图解和文字加以说明。
观点:________________________________________________________。 遗传图解:____________________________________________________。 文字说明:____________________________________________________。 (3)如果粒重与粒轻、胚重与胚轻分别为两对相对性状,现有粒轻、胚重的巨胚稻与粒重、胚轻的正常胚稻。想要获得粒重、胚重的新品种,最好用_______育种方法。 【解祈】(1)由表中数据可知,当正常胚和巨胚杂交时,F1表现的性状为正常胚的性状。说明巨胚为隐性性状。(2)在新组合中,若丙组合为正交,则丁组合为反交,并且在这两种组合中,F1的基因型是一样的,均为Gege。但是为胚的发育提供营养的母本却不一样,在正交组合中,是正常胚的母本提供营养,在反交组合中,是巨胚的母本提供营养,但F1的表现型是一样的,均为正常胚。由此说明母本为胚的发育提供营养而决定胚的性状这一观点是错误的。(3)杂交育种的最大优点是能将多个优良性状集中在一起。
答案:(1)隐性 (2)同意第二种
遗传图解:
文字说明:采用正交和反交,不论为胚发育提供营养的母本是巨胚(gege)还是正常胚(GeGe),F1基因型均为Gege,表现型都为正常胚,说明第二种观点正确(其他合理答案也可)(3)杂交
15、在人群中有耳垂和无耳垂是一对相对性状,已知无耳垂是隐性性状,有耳垂是显性性状。某小组计划调查上海市50个家庭的父母与子女间这对相对性状的遗传(假设一对夫妻只生一个孩子),作为一次研究性学习活动。
(1)如果你是该小组中的一员,请你确定本次研究活动的主要目的:_________________。 (2)请设计一张表格(写在下面),用于调查时统计数据,并给表格起一个标题。 (3)该实验的不足之处是________________。
答案:(1)确定这一性状是否为伴性遗传(或验证基因的分离定律,调查基因频率等) (2)上海市部分家庭耳垂性状遗传的调查统计表
父亲性状
母亲性状
儿子性状
女儿性状
有耳垂
无耳垂
有耳垂
无耳垂
(3)被调查的家庭数目太少
16、据调查,在我国有很多城市附近的天然水体受到了生活污水的严重污染。其表现主要是水色发绿发蓝,继而发黑、发臭,水生动物大量死亡。很多学者认为含P洗衣粉是造成水体富营养化的一个重要因素。请你利用下面的材料有具设计一个实验对学生们的上述观点加以验证。
一、实验材料和用具
1、取自然界的清水 2、玻璃水槽 3、含磷洗衣粉
4、发绿池水100ml 5、蝌蚪20只 6、不含磷洗衣粉
答案
(1)在两只玻璃水槽中放入等量的清水,再加等量的发绿池水,甲槽中加入少许含P洗衣粉,乙槽中加入等量的不含磷洗衣粉。
(2)将甲、乙两槽放在有阳光直射的地方,每天观察水质的变化。
结果:甲槽水质逐渐发绿变黑、发臭,乙槽水质无明显变化。
(3)等甲槽水质变绿变黑时,各向甲乙两槽放入蝌蚪10只,并观察蝌蚪的成活情况。
结果:甲槽中蝌蚪逐渐死去,乙槽蝌蚪能正常生活。
17、下图为某群岛上物种演化的模型,A,B,C,D,E,F为六个物种,请据图回答: ?(6分)假设已知甲岛上B物种为有翅蝉,过了相当长时间后,逐渐演化成了残翅蝉E和超长翅蝉F,请根据达尔文的自然选择学说结合甲岛上多风的自然条件推测甲岛上B物种演化的过程。
?(6分)甲岛上B物种偶尔有一次乘着季风,飞到了乙岛上居住,试分析B物种进入乙岛后可能会给乙岛上C物种可能带来的影响,
?(9分)已知乙岛上的C物种属XY型性别决定。已知C物种上的有斑点性状是由X染色体上的隐性基因b控制的,但雌株是性染色体杂合体,雄株是性染色体纯合体。某研究人员要通过杂交培育出一批在幼小时就能通过有无斑点来识别雌雄的物种C,请帮助他设计一个实验方案,并画出实验图解并作简单说明。
答案(1)甲岛上B物种,通过大量繁殖,产生了大量的个体,新个体中就含有许多新的变异性状,其中,只有长翅的物种F和残翅的物种E在甲岛多风的环境中,能够适应环境而生存下来,其他的被淘汰。(给分标准:(1)指出B物种大量繁殖得2分(2)B物种繁殖的后代中存在许多变异的性状得2分(3)体现生存竞争,适者生存的意思的,得2分。) (2)甲岛上物种B到达乙岛上后,可能面临着以下情况:
一是与C物种和谐相处,种群共同发展。二是B物种与C物种形成竞争,并被淘汰。 三是与B物种形成竞争,最终处于优势,淘汰B物种。
(3)(给分标准:凡是判断雌雄个体基因型错误的本题扣9分。)
设计方案:
P:雌性:XBY×雄性:XbXb 4分
?
F: XBXb XbY 2分
雄性 雌性
说明:利用雌性的无斑点的物种C与雄性的有斑点的物种C杂交,后代凡是有斑点的则为雌性的物种C,凡是无斑点的则为雄性的物种C。3分
范文三:传统经典生物学实验创新论文
传统经典生物学实验的创新
一、实验的生物学价值和教学价值
生物学是以实验为基础的学科,在教学中进行课堂演示实验和学生动手实验,让学生理解实验设计思想,了解实验步骤,观察实验现象,分析实验结果及其意义。不但能够使学生对科学事实获得具体明确的认识,不但能打好理解概念和辨析规律的基础,而且还能够培养学生的观察和实验能力,培养学生实事求是的科学态度与激发学生的学习兴趣。“探究鱼鳍在游泳行为中的器官生物学意义”实验,是人教版义务教育生物教材设置的传统经典生物学实验,意在通过其实验设计及实验过程、实施与结论记录、整理与分析,以培养学生的探究性能力、观察能力、实验动手能力及分析判断能力,以突破教材的重点和难点。通过该探究活动培养学生强烈的探究与体验欲望,并为学生后续学习教材众多实验打下良好的基础,有效实现课程目标、生物学学科教育及课程教学目标,促进学生全面发展。
二、传统实验存在的实践问题
生物教师对本学生探究实验非常重视。但在实际教学中,却往往感到力不从心,甚至是“探”而不“究”,流于形式。在长期的教学实践中认识到,课程教材及教学在设计思想与行为上存在下列问题:
1、直接观察法
鱼在正常游泳时,各个鳍是互相配合,同时协调运动的、因此很
范文四:生物学经典实验方法大全
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甲藻门:http://www.dlfu.edu.cn/etc/jpk/shengwu/ppt/el/1/jiaz.ppt#268,1,第七章 甲藻门
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美国生物技术信息中心(NCBI) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ 人类基因组数据库(NCBI) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dBest/index.html - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dBest/index.html
人类基因组数据库(NCBI) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/web/Genbank/index.html - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/web/Genbank/index.html
日本DNA数据库(DDBJ) http://www.ddbj.nig.ac.jp/ - http://www.ddbj.nig.ac.jp/
蛋白质信息资源(PIR) http://www.gdb.org/Dan/proteins/pir.html - http://www.gdb.org/Dan/proteins/pir.html
基因组数据库(GD) http://www.gdb/org/ - http://www.gdb/org/
蛋白质结构数据库(PD) http://www.rcsb.bnl.gov/ - http://www.rcsb.bnl.gov/ Sander蛋白质二级结构数据库 http://www.sander.embl-heidelberg.de/ -
http://www.sander.embl-heidelberg.de/
Rutgers大学核酸数据库工程 http://ndbserver.rutgers.edu/ - http://ndbserver.rutgers.edu/ 蛋白质科学网络服务器 http://www.prosci.uci.edu/ - http://www.prosci.uci.edu/ Pangea公司生物信息学服务台器 http://www.panbio.com/ - http://www.panbio.com/ HIV基因数据库 http://hiv-web.lanl.gov/ - http://hiv-web.lanl.gov/ 冷泉港实验室 http://www.cshl.edu/ - http://www.cshl.edu/
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http://www.biomedgate.com/web/Methods___Techniques/index.html - http://www.biomedgate.com/web/Methods___Techniques/index.html (BioMedGate.com: Methods & Techniques)
http://www2.nsysu.edu.tw/bio86/bionet.htm - http://www2.nsysu.edu.tw/bio86/bionet.htm
http://www.biomail.com.cn/index.php3 - http://www.biomail.com.cn/index.php3 国际绿色和平组织 http://www.greenpeace.org/ - http://www.greenpeace.org/ 国际性环保网站,全面介绍气候环境、核能污染情况、海洋生物等
2、实验技术与方法:
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晶美生物实验方法: www.jingmei.com/site/site/practice/practice.htm Wiley公司细胞生物学实验技术方法(全部可下载):
www.bioon.com/bioengineering/wiley/index.htm
分子生物学实验方法大全(英文版): www.bioon.com/bioengineering/moletech.htm 美国BD公司的中文网站: http://www.bd.com/china/: - http://www.bd.com/china/: 国内流式的老大(关于流式细胞术)。美国BD 公司成立于1897 年,是世界上最大的医疗
技术及医疗设备公司之一。公司的业务分为三大类:BD医疗系统、BD生物科学系统、BD
临床实验室系统,经营的产品多达一万余种,足迹遍及世界六大洲,并跻身《财富》五百
强之列。
流式细胞仪法:AAA: www.dlmedu.edu.cn/department/immun/doc/b4_diaowang.doc 、
BBB: http://216.239.37.100/search? - http://216.239.37.100/search? q=cache:qwsTBSMV4QsC: www.dlmedu.edu.cn/department/imm ... -8&inlang=zh-CN 细胞凋亡的检测方法: www.jingmei.com/site/site/exp_file/exp23.htm 细胞凋亡的检测: http://gene.bjmu.edu.cn/news/apoptosis.htm -
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(生物通)http://www.ebiotrade.com/
(基因岛)http://www.genedao.com/
(中科院上海生命研究院) http://www.sibs.ac.cn/
(中国生物信息网)http://www.biosino.org/
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(生物信息中心)英文网站 http://www.cbi.pku.edu.cn/
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分子生物学各实验视频
分子生物学实验室装备:
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核酸的分离与纯化:http://v.youku.com/v_playlist/co00f933096o9p2.html 核酸探针的标记与分子杂交:
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DNA序列测定:http://v.youku.com/v_playlist/co00f933096o9p6.html 外源基因在原核和真核细胞中的表达:
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聚合酶的链反应:http://v.youku.com/v_playlist/co00f933096o9p8.html 动物细胞培养技术 :
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转基因动物技术 : http://v.youku.com/v_playlist/co00f732071o9p10.html 真核基因表达调控:http://v.youku.com/v_playlist/co00f732071o9p9.html 免疫标记技术:http://v.youku.com/v_playlist/co00f1427769o9p2.html 分子生物学基本技术:
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遗传物质DNA : http://v.youku.com/v_playlist/co00f1461933o9p35.html
http://v.youku.com/v_playlist/co00f1461933o9p34.html 细胞教学片:
植物体细胞杂交:http://v.youku.com/v_playlist/co00f1461933o9p36.html
范文五:生物化学与分子生物学历史上的经典实验
生物化学与分子生物学历史上的经典实
验
实验题目】:PCR【完成该实验的科学家】:美国科学家Kary BMullis【实验大致过程,经历】:PCR最初的原始雏形概念是类似基因修复复制,它是于1971年由Dr.Kjell Kleppe提出。他发表了第一个单纯且短暂性基因复制(类似PCR前两个周期反应)的实验。而现今所发展出来的PCR则于1983由Dr.Kary B.Mullis发展出的。1983年4月在开车去度周末的路上,Kary Mullis考虑是否可以有一种方法对微量生物样品中的DNA的结构进行鉴定,因为很多致病基因的鉴定都只能在很少的样品中进行。最初他想利用Sanger做DNA序列分析的原理,但是做序列分析时,引物的结合并不能保持足够的特异性。于是,他想到在目的基因的下游再加一条引物,这条引物结合在互补链上,两次序列分析的结果可以相互补而确认。然而DNA样品中含有的脱氧核苷酸可能会干扰双脱氧核苷酸的参入。解决的办法是将实验分两步进行,第一步先在反应体系中加入脱氧核苷酸,反应完成后可以获得的不同长度的DNA片段;然后加热使各种不同长度的两条链解链,再加入新的寡核苷酸引物和同位素标记的双脱氧核苷酸得到标记片段进行分析。不过,如果脱氧核苷酸的量已经足以合成新链全长,就无法进行上述分析。想到这里,Mullis突然意识到,尽管这样的合成的DNA链不能用于分析DNA的序列,但是如果反复进行这一反应,无疑位于两个引物之间的序列会得到扩增,扩增出来的DNA应该是位于两条引物间特异性序列。【实验意义和贡献或者启发等】:通过PCR,可在几小时内将一个分子的遗传物质成百万乃至上亿倍的复制。PCR技术的建立在科学史属于一种"postmature"发展方式。即该项发现或发明出现时的一切理论基础都已经具备,只是没有人实现这一发明或发现。可见,科学家们需要更活跃的思维来充分利用前人的知识和见解。参考文献出处:实验题目】:DNA的半保留复制【完成该实验的科学家】:Meselson和Stahl【实验大致过程,经历】:Waston和Click在提出DNA双螺旋结构模型时曾就DNA复制过程进行过研究,他们推测,DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂,双螺旋解旋分开,每条链分别作模板合成新链,每个子代DNA的一条链来自亲代,另一条则是新合成的,故称之为半保留式复制(semiconservative replication)。1958年
Meselson和Stahl进行了实验证明了DNA分子是以半保留方式进行自我复制。首先让大肠杆菌在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中连续培养12代,使所有的DNA分子都被标记上15N。15N-DNA的密度比普通14N-DNA的大,在氯化铯密度梯度离心时,这两种DNA形成位置不同的区带。如果将有15N标记的大肠杆菌转移到普通的培养基(含14N的氮源)中培养,经过一代之后,所有DNA的密度都介于15N-DNA和14N-DNA之间,即形成15N-14N杂合分子。两代后,14N分子和15N-14N杂合分子等量出现。若再继续培养,可以看到14N-DNA增多,当把15N-14N杂合分子加热变性时,它们只形成含15N的重链DNA,与只含14N的轻链DNA(即单链无15N-14N杂合)。【实验意义和贡献或者启发等】:DNA半保留复制实验对深入研究DNA复制过程来说意义重大,对研究生物遗传和变异奠定了基础实验题目】:遗传密码的破译【完成该实验的科学家】:Crick;
Khorana【实验大致过程,经历】:1961年,Crick及其同事用T4Nirenberg;
噬菌体侵染大肠杆菌,研究了噬菌体基因移码突变而推测核酸分子以非重叠的、无标点、核酸三联体的方式来编码蛋白质中的氨基酸的序列。他们还证明了基因与蛋白质的共线性关系。Nirenberg等早期在无细胞蛋白质合成系统中用均聚核糖核苷酸做模板,指导氨基酸的合成,首先揭示了个别氨基酸的密码子。(UUU对应Phe)后来用共聚核苷酸做模板,由模板中各种密码子可能出现的频率和氨基酸掺入多聚物的相对量,可推算出20氨基酸各密码子的碱基组成,但不能知道知道排列顺序。技术上的重大突破来自于发现核苷酸三联体能与对应的氨酰-tRNA一起结合在核糖体上,由此可以直接用三核苷酸来确定其编码的氨基酸。另一方面,Khorana和他的同事用化学合成结合酶促反应,合成了含有各种二、三、四核苷酸重复序列的多聚核苷酸,以此做模板来找出各氨基酸的密码子。1966年全部64个密码子得到破译。【实验意义和贡献或者启发等】:进一步研究发现,不论生物简单到只一个细胞,还是复杂到与人一样高等,他的遗传密码是一样的。也就是说,一切生物共用一套遗传密码。