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实验五 叶绿体色素的提取和分离（必修一P97）
一．实验目的：
1．尝试用过滤方法提取叶绿体中的色素和用纸层析法分离提取到的色素。
2．分析实验结果，探究叶绿体中有几种色素，以及各自所呈现的颜色。
二．实验原理：
1．叶绿体中的色素是有机物，不溶于水，易溶于丙酮等有机溶剂中，所以用丙酮、乙醇等能提取色素。
2．层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，分子量小的溶解度高，随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。所以用层析法来分离四种色素。
三、实验材料：幼嫩、鲜绿的菠菜叶
四、实验步骤：
步 骤
注 意 问 题
分 析
1．提取色素5克绿叶剪碎，放入研钵，加SiO2、CaCO3和5mL丙酮（或10mL无水乙醇）迅速、充分研磨。（若没有无水乙醇，也可用体积分数为95%的乙醇，但要加入适量的无水碳酸钠，除去水分）
加SiO2
加CaCO3
加丙酮
迅速
加SiO2为了研磨得更充分。
加CaCO3防止研磨时叶绿素受到破坏。因为叶绿素含镁，可被细胞液中的有机酸产生的氢代替，形成去镁叶绿素，CaCO3可中和液泡破坏释放的有机酸，防止叶绿体被破坏。
叶绿体色素易溶于丙酮等有机溶剂。
减少研磨过程叶绿素的分解，减少有毒性的丙酮挥发。
2．收集滤液漏斗基部放一单层尼龙布，研磨倒入漏斗内挤压，将滤液收集到小试管中，用棉花塞塞住试管口。
尼龙布起过滤作用。
试管口用棉花塞塞紧是为了防止丙酮挥发。
3．制备滤纸条将干燥的滤纸，顺着纸纹剪成长10cm，宽1cm的纸条，一端剪去二个角，并在距这一端1cm处划一铅笔线。
干燥
顺着纸纹剪成长条
一端剪去二个角
可吸收更多的滤液。
层析时，色素分离效果好。
可使层析液同时到达滤液细线。
4．划滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线划出细、齐、直的一条滤液细线，干后重复三次。
滤液细线越细、越齐越好。
重复三次。
防止色素带之间部分重叠。
增加色素在滤纸上的附着量，实验结果更明显。
5．纸层析法分离色素
将3mL层析液倒入烧杯中，将滤纸条（划线一端朝下）插入层析液中，用培养皿盖盖上烧杯。
层析液不能没及滤纸条。烧杯要盖培养皿盖。
防止色素溶解在层析液中，
层析液中的苯、丙酮、石油醚易挥发
6．观察实验结果
扩散最快是胡萝卜素，扩散最慢是叶绿素b，含量最多的是叶绿素a。
四种色素之所以能被分离，是因为四种色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同。
五：实验讨论：
1．滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？
答：滤纸条上的滤液细线如触及层析液，滤纸上的叶绿体色素就会溶解在层析液中，实验就会失败。
2．提取和分离叶绿体色素的关键是什么？
答：提取叶绿体色素的关键是：①叶片要新鲜、浓绿；②研磨要迅速、充分；③滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。分离叶绿体色素的关键是：一是滤液细线要细且直，而且要重复划几次；二是层析液不能没及滤液线。
实验四 探究影响酶活性的因素（必修一P78、P83）
一．实验目的：
1．探究不同温度和PH对过氧化氢酶活性的影响。
2．培养实验设计能力。
二．方法步骤：
提出问题→作出假设→设计实验→（包括选择实验材料、选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格）→实施实验→分析与结论→表达与交流。
实例1：比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
一）．实验原理：
鲜肝提取液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶和Fe3+都能催化H2O2分解放出O2。经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。
二）方法步骤：
步骤
注意问题
解释
取4支洁净试管，编号，分别加入2mL H2O2溶液
不让H2O2接触皮肤
H2O2有一定的腐蚀性
将2号试管放在900C左右的水浴中加热，观察气泡冒出情况，与1号对照
向3号、4号试管内分别滴入2滴FeCl3溶液和2滴肝脏研磨液，观察气泡产生情况
不可用同一支滴管
肝脏研磨液必须是新鲜的
肝脏在制成研磨液
由于酶具有高效性，若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验准确性
因为过氧化氢酶是蛋白质，放置过久，可受细菌作用而分解，使肝脏组织中酶分子数减少，活性降低
研磨可破坏肝细胞结构，使细胞内的酶释放出来，增加酶与底物的接触面积
2-3min后，将点燃的卫生香分别放入3号和4号试管内液面的上方，观察复燃情况
放卫生香时，动作要快，不要插到气泡中
现象：3号试管产生气泡多，冒泡时间短，卫生香猛烈复燃，4号试管产生气泡少，冒泡时间长，卫生香几乎无变化
避免卫生香因潮湿而熄灭

实例2：温度对酶活性的影响
一）实验目的：
1．初步学会探索温度对酶活性的影响的方法。
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：
1．淀粉遇碘后，形成紫蓝色的复合物。
2．淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖（淀粉水解过程中，不同阶段的中间产物遇碘后，会呈现红褐色或红棕色。）麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。
注：市售a-淀粉酶的最适温度约600C
三）方法步骤：
操作
注意问题
解释
取3支试管，编上号，然后分别注入2mL可溶性淀粉溶液
另取3支试管，编上号，然后分别注入1mL新鲜淀粉酶溶液
将装有淀粉溶液和酶溶液的试管分成3组，分别放入热水（约600C）、沸水和冰块中，维持各自的温度5min
不能只用不同温度处理淀粉溶液或酶溶液
防止混合时，由于两种溶液的温度不同而使混合后温度发生变化，反应温度不是操作者所要控制的温度，影响实验结果。
分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自的温度5min
保持各自温度时间不能太短
淀粉酶催化淀粉水解需要一定时间
在3支试管中各滴入1-2滴碘液，摇匀后观察这3支试管中溶液颜色变化并记录
碘液不能滴加太多
防止影响实验现象的观察
用表格的形式显示实验步骤
序号
加入试剂或处理方法
试管
A
B
C
a
b
c
1
可溶性淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
/
/
/
新鲜淀粉酶溶液
/
/
/
1mL
1mL
1mL
2
保温5min
600C
1000C
00C
600C
1000C
00C
3
将a液加入到A试管，b液加入到B试管，c液加入到C试管中，摇匀
4
保温5min
600C
1000C
00C
5
滴入碘液，摇匀
2滴
2滴
2滴
6
观察现象并记录
实例3：PH值对酶活性的影响
操作步骤：用表格开式显示实验步骤：（注意操作顺序不能错）
序号
加入试剂或处理方法
试管
1
2
3
1
注入新鲜的淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
2
注入蒸馏水
1mL
/
/
3
注入氢氧化钠溶液
/
1mL
/
4
注入盐酸
/
/
1mL
5
注入可溶性淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
6
600C水浴保温5min
7
加入斐林试剂，边加边振荡
2mL
2mL
2mL
8
水浴加热煮沸1min
9
观察3支试管中溶液颜色变化变记录

实验一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（必修一P18）
一．实验目的：用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质
二．实验原理：某些化学试剂能使生物组织中的有关有机化合物，产生特定的颜色反应。
1．可溶性还原糖（如葡萄糖、果糖、麦芽糖）与斐林试剂发生作用，可生成砖红色的Cu 2O沉淀。如：
葡萄糖+ Cu ( OH )2 葡萄糖酸 + Cu 2O↓（砖红色）+ H 2O，
即Cu ( OH ) 2被还原成Cu 2O，葡萄糖被氧化成葡萄糖酸。
2．脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染液染成红色）。淀粉遇碘变蓝色。
3．蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。（蛋白质分子中含有很多肽键，在碱性NaOH溶液中能与双缩脲试剂中的Cu2+作用，产生紫色反应。）
三．实验材料
1．做可溶性还原性糖鉴定实验，应选含糖高，颜色为白色的植物组织，如苹果、梨。（因为组织的颜色较浅，易于观察。）
2．做脂肪的鉴定实验。应选富含脂肪的种子，以花生种子为最好，实验前一般要浸泡3~4小时（也可用蓖麻种子）。
3．做蛋白质的鉴定实验，可用富含蛋白质的黄豆或鸡蛋清。
四、实验试剂
斐林试剂（包括甲液：质量浓度为0.1g/ mL NaOH溶液和乙液：质量浓度为0.05g/ mL CuSO4溶液）、苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液、双缩脲试剂（包括A液：质量浓度为0.1g/ mL NaOH溶液和B液：质量浓度为0.01g/ mL CuSO4溶液）、体积分数为50%的酒精溶液，碘液、蒸馏水
五、方法步骤：
（一）可溶性糖的鉴定
操 作 方 法
注 意 问 题
解 释
1. 制备组织样液。（去皮、切块、研磨、过滤）
苹果或梨组织液必须临时制备。
因苹果多酚氧化酶含量高，组织液很易被氧化成褐色，将产生的颜色掩盖。
2. 取1支试管，向试管内注入2mL组织样液。
3. 向试管内注入1mL 新制的斐林试剂，振荡。
应将组成斐林试剂的甲液、乙液分别配制、储存，使用前才将甲、乙液等量混匀成斐林试剂；
切勿将甲液、乙液分别加入苹果组织样液中进行检测。
斐林试剂很不稳定，甲、乙液混合保存时，生成的Cu ( OH ) 2在70~900C下分解成黑色CuO和水；甲、乙液分别加入时可能会与组织样液发生反应，无 Cu ( OH ) 2生成。
4. 试管放在盛有50-650C温水的大烧杯中，加热约2分钟，观察到溶液颜色：浅蓝色 → 棕色 → 砖红色（沉淀）
最好用试管夹夹住试管上部，使试管底部不触及烧杯底部，试管口不朝向实验者。也可 用酒精灯对试管直接加热。
防止试管内的溶液冲出试管，造成烫伤；缩短实验时间。

脂肪的鉴定
操 作 方 法
注 意 问 题
解 释
花生种子浸泡、去皮、切下一些子叶薄片，将薄片放在载玻片的水滴中，用吸水纸吸去装片中的水。
干种子要浸泡3~4小时，新花生的浸泡时间可缩短。
因为浸泡时间短，不易切片，浸泡时间过长，组织较软，切下的薄片不易成形。切片要尽可能薄些，便于观察。
在子叶薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液，染色1分钟。
染色时间不宜过长。
用吸水纸吸去薄片周围染液，用50%酒精洗去浮色，吸去酒精。
酒精用于洗去浮色，不洗去浮色，会影响对橘黄色脂肪滴的观察。同时，酒精是脂溶性溶剂，可将花生细胞中的脂肪颗粒溶解成油滴。
用吸水纸吸去薄片周围酒精，滴上1~2滴蒸馏水，盖上盖玻片。
滴上清水可防止盖盖玻片时产生气泡。
低倍镜下找到花生子叶薄片的最薄处，可看到细胞中有染成橘黄色或红色圆形小颗粒
装片不宜久放。
时间一长，油滴会溶解在乙醇中。
三、蛋白质的鉴定
操 作 方 法
注 意 问 题
解 释
制备组织样液。
（浸泡、去皮研磨、过滤。）
黄豆浸泡1至2天，容易研磨成浆，也可购新鲜豆浆以节约实验时间。
鉴定。加样液约2ml于试管中，加入双缩脲试剂A，摇匀；再加入双缩脲试剂B液3~4滴，摇匀，溶液变紫色。
A液和B液也要分开配制，储存。鉴定时先加A液后加B液。CuSO4溶液不能多加。
先加NaOH溶液，为Cu2+与蛋白质反应提供一个碱性的环境。A、B液混装或同时加入，会导致Cu2+变成Cu ( OH ) 2沉淀，而失效。否则CuSO4的蓝色会遮盖反应的真实颜色。
可用蛋清代替豆浆。
蛋清要先稀释。
如果稀释不够，在实验中蛋清粘在试管壁，与双缩脲试剂反应后会粘固在试管内壁上，使反应不容易彻底，并且试管也不易洗干净。
附：淀粉的检测和观察
用试管取2ml待测组织样液，向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。
碘液不要滴太多
以免影响颜色观察

观察植物细胞的质壁分离和复原（必修一P61“探究”）
一、实验目的：
1．学会观察植物细胞质壁分离与复原的方法。
2．了解植物细胞发生渗透作用的原理。
二．实验原理：
1．质壁分离的原理：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
2．质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
二、实验材料：
紫色洋葱鳞片叶的外表皮。因为液泡呈紫色，易于观察。也可用水绵代替。0.3g/ml的蔗糖溶液。用蔗糖溶液做质壁分离剂对细胞无毒害作用。
三、实验步骤：
步 骤
注 意 问 题
分 析
1．制作洋葱表皮的临时装片。在载玻片上滴一滴水，撕取洋葱鳞片叶外表皮放在水滴中展平（也可挑取几条水绵放入水滴中）。盖上盖玻片。
盖盖玻片应让盖玻片的一侧先触及载玻片，然后轻轻放平。
防止装片产生气泡。
2．观察洋葱（或水绵）细胞
可看到：液泡大，呈紫色，原生质层紧贴着细胞壁。（或水绵细胞中有带状叶绿体，原生质层呈绿色，紧贴着细胞壁。
液泡含花青素，所以液泡呈紫色。先观察正常细胞与后面的“质壁分离”起对照作用。
3．观察质壁分离现象。
从盖玻片的一侧滴入0．3g/ml的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次。镜检。观察到：液泡由大变小，颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离。原生质层与细胞壁之间充满蔗糖溶液
重复几次
糖液浓度不能过高
蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞通过渗透作用失水，细胞壁伸缩性小原生质层的伸缩性大，液泡和原生质层不断收缩，所以发生质壁分离。为了使细胞完全浸入蔗糖溶液中。否则，细胞严重失水死亡，看不到质壁分离的复原。
4．观察细胞质壁分离的复原现象。从盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次。镜检。观察到：液泡由小变大，颜色由深变浅，原生质层恢复原状。
发生质壁分离的装片，不能久置，要马上滴加清水，使其复原，重复几次。
细胞液的浓度高于外界溶液，细胞通过渗透作用吸水，所以发生质壁分离复原现象。因为细胞失水过久，也会死亡。
为了使细胞完全浸入清水中。
实验讨论答案：
1．如果将上述表皮细胞浸润在与细胞液浓度相同的蔗糖溶液中，这些表皮细胞会出现什么现象？
答：表皮细胞维持原状，因为细胞液的浓度与外界溶液浓度相等。
2．当红细胞细胞膜两侧的溶液具有浓度差时，红细胞会不会发生质壁分离？为什么？
答：不会。因为红细胞不具细胞壁。

实验六 观察细胞的有丝分裂（必修一P115）
一．实验目的：
1．制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片
2．观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期，比较细胞周期不同时期的时间长短。
3．绘制植物细胞有丝分裂简图。
二．实验原理：
1．在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
2．染色体容易被碱性染料（如龙胆紫溶液）着色，通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体（或染色质）的存在状态，就可判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期，进而认识有丝分裂的完整过程。
三．实验材料： 洋葱（可用葱、蒜代替）。因为根尖生长点属于分生组织，细胞分裂能力强，易观察到有丝分裂各个时期的细胞。
四．实验步骤：
步 骤
注 意 问 题
分 析
一、根尖的培养
实验前3~4天，让洋葱放在广口瓶上，底部接触清水。根长约5cm时可用。
置于温暖处，常换水。
因为细胞分裂和生长需要水分、适宜的温度和氧气。
二、装片的制作
（解离→漂洗→染色→制片）
1．解离：上午10时至下午2时，剪取洋葱根尖2~3mm，立即放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液的混合液（1：1）的玻璃皿中，室温下解离3~5min。
解离时间要保证，细胞才能分散开来。解离时间也不宜过长
目的：溶解细胞间质，使组织中的细胞相互分离开来。此时，细胞已被盐酸杀死。
否则，根尖过于酥软，无法取出。
2．漂洗：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10 min。
漂洗要充分，可换水1~2次。
目的：洗去解离液，便于染色。
3．染色：把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液的玻璃皿中染色3~5min。
染色时间不宜过长，否则显微镜下一片紫色，无法观察。
龙胆紫等为碱性染料，可使染色体着色。
醋酸洋红溶液也能使染色体着色
4．制片：用镊子将这段洋葱根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把洋葱根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片。然后，用拇指轻轻地压载玻片，使细胞分散开来。
要弄碎根尖，再垂直向下均匀用力压片，不可移动盖玻片，
目的：使细胞分散，避免细胞重叠，便于观察。做得成功的装片，标本被压成云雾状。
三、观察
1．低倍镜观察：把装片放在低倍镜
下，慢慢移动装片，找到分生区细胞。
2．高倍镜观察：移走低倍镜，换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整清晰，仔细观察，找出处于细胞分裂期中期的细胞，再找出前期、后期、末期的细胞。
一定要找到分生区。
在一个视野里，往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞。如果是这样，可以慢慢地移动装片，从邻近的分生区细胞中寻找。
分生区细胞特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正处于分裂期。
讨论：制作好洋葱根尖有丝分裂装片的关键是什么？
答：制作好洋葱根尖有丝分裂装片的关键有以下几点：（1）剪取洋葱根尖材料时，应该在洋葱根尖细胞一天之中分裂最活跃的时间；（2）解离时，要将根尖细胞杀死，细胞间质被溶解，使细胞容易分离；（3）压片时，用力的大小要适当，要使根尖被压平，细胞分散开。

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