(1)显微观察法,如观察植物细胞有丝分裂、观察叶绿体和细胞质流动、观察植物细胞质壁分离和复原实验等.
(2)观色法,如观察动物毛色和植物花色的遗传等.
(3)原子示综法,如噬菌体浸染细菌的实验,用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等.
(4)等组实验法,如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验,发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等.
(5)加法创意法,如用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等.
(6)减法创意法,如用阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验,雌蕊受粉后除去正在发育着的种子等.
(7)杂交实验法,如孟德尔发现遗传定律的植物杂交、测交的实验,小麦的杂交等.
(8)化学分析法,如番茄和水稻对Ca和Si选择性吸收,叶绿体中色素的提取和分离实验等.
(9)理论分析法,如大、小两种草履虫竞争的实验,植物根向地生长、茎背地生长的实验,植物向光性实验等.
(10)模拟实验法,如渗透作用的实验装置,分离定律的模拟实验等
1.实验方法 实验方法是整个实验设计的精髓,是做好实验设计的关键所在。
现将与中学实验有关的一些最常见的经典的实验方法汇总如下: (1)化学物质的检测方法: ①淀粉——碘液 ②还原糖——斐林试剂、班氏试剂 ③CO2——Ca(OH)2溶液或酸碱指示剂 ④乳酸——pH试纸 ⑤O2——余烬复燃 ⑥无O2——火焰熄灭 ⑦蛋白质——双缩脲试剂 ⑧染色体——龙胆紫、醋酸洋红溶液 ⑨DNA——二苯胺试剂 ⑩脂肪——苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液 (2)实验结果的显示方法: ①光合速率——O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量 ②呼吸速率——O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量 ③原子途径——放射性同位素示踪法 ④细胞液浓度大小——质壁分离 ⑤细胞是否死亡——质壁分离 ⑥甲状腺激素作用——动物耗氧量,发育速度等 ⑦生长激素作用——生长速度(体重变化,身高变化) ⑧胰岛素作用——动物活动状态 ⑨菌量——菌落数或亚甲基蓝溶液褪色程度 ⑩大肠杆菌——伊红—美蓝琼脂培养基 (3)实验条件的控制方法: ①增加水中氧气——泵入空气或吹气或放入绿色植物 ②减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水 ③除去容器中CO2——NaOH溶液 ④除去叶片中原有淀粉——置于黑暗环境 ⑤除去叶片中叶绿素——酒精隔水加热 ⑥除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光 ⑦如何得到单色光——棱镜色散或彩色薄膜滤光 ⑧血液抗凝——加入柠檬酸钠 ⑨线粒体提取——细胞匀浆离心 ⑩骨的脱钙——盐酸溶液 ⑾灭菌方法——微生物培养的关键在于灭菌,对不同材料,灭菌方法不同:培养基用高压蒸气灭菌;接种环用火焰灼烧灭菌;双手用肥皂洗净,擦干后用75%酒精消毒;整个接种过程都在实验室无菌区进行。 (4)实验中控制温度的方法: ①还原糖鉴定:水浴煮沸加热 ②酶促反应:水浴保温 ③用酒精溶解叶中的叶绿素:酒精要隔水加热 ④DNA的鉴定:水浴煮沸加热 ⑤细胞和组织培养以及微生物培养:恒温培养 2.斐林试剂、班氏试剂与尿糖试纸 这三种物质均可用来检验含醛基的有机物的存在,在医学上用来检验糖尿病,其原理均是利用了Cu2+的氧化性把醛基氧化,但成分略有不同: 斐林试剂:即硫酸铜、氢氧化钠和酒石酸钾钠组成的蓝色混合溶液。
分为斐林试剂A和斐林试剂B,A为CuSO4溶液,B为氢氧化钠和酒石酸钾钠的混合溶液,使用时将A、B等体积混合即成斐林试剂。 班氏试剂:即硫酸铜、碳酸钠和柠檬酸钠组成的混合液,又叫本尼迪克特(Benedict)试剂,它与醛反应的结果是与斐林试剂一致的,只是比斐林试剂更稳定,所以在临床化验中更常使用。
尿糖试纸:又叫硫酸铜试纸,呈白色,带蓝色斑点,用于糖尿病患者的尿糖测试。每片含硫酸铜20毫克,枸橼酸300毫克,碳酸钠80毫克,氢氧化钠235毫克。
尿糖试纸法快速、方便,试纸的正确使用方法为:将试纸条放在尿液中浸湿,一秒钟后取出,在一分钟内观察试纸的颜色,并与标准色板对照,根据不同的颜色来确定尿糖阳性的程度。 3.斐林试剂和双缩脲试剂的比较 相同点:①都由NaOH溶液和CuSO4溶液构成; ②斐林试剂甲液和双缩脲试剂A都为0.1g/mLNaOH溶液。
不同点:①CuSO4溶液浓度不一样:斐林试剂乙液为0.05g/mLCuSO4溶液, 双缩脲试剂B为0.01g/mLCuSO4溶液。 ②配制比例不一样。
③使用方法不一样:斐林试剂是甲、乙液一起混合后再使用, 双缩脲试剂则是先向待鉴定材料加入A试剂摇匀后,再加入试剂B。 ④鉴定的对象不一样:斐林试剂鉴定的是还原糖,双缩脲试剂鉴定的是蛋白质。
⑤反应本质及颜色反应不一样。 4.苏丹Ⅲ染液与苏丹Ⅳ染液的比较 都是用来鉴定脂肪。
苏丹Ⅳ染液更易溶于脂肪,所以染色更深,同时要求染色时间更短。 生物学中常用的试剂: 1、斐林试剂: 成分:0.1g/ml NaOH(甲液)和0.05g/ml CuSO4(乙液)。
用法:将斐林试剂甲液和乙液等体积混合,再将混合后的斐林试剂倒入待测液,水浴加热或直接加热,如待测液中存在还原糖,则呈砖红色。 2、班氏糖定性试剂:为蓝色溶液。
和葡萄糖混合后沸水浴会出现砖红色沉淀。用于尿糖的测定。
3、双缩脲试剂:成分:0.1g/ml NaOH(甲液)和0.01g/ml CuSO4(乙液)。用法:向待测液中先加入2ml甲液,摇匀,再向其中加入3~4滴乙液,摇匀。
如待测中存在蛋白质,则呈现紫色。 4、苏丹Ⅲ:用法:取苏丹Ⅲ颗粒溶于95%的酒精中,摇匀。
用于检测脂肪。可将脂肪染成橘黄色(被苏丹Ⅳ染成红色)。
5、二苯胺:用于鉴定DNA。DNA遇二苯胺(沸水浴)会被染成蓝色。
6、甲基绿:用于鉴定DNA。DNA遇甲基绿(常温)会被染成蓝绿色。
(甲基绿使DNA呈现绿色,吡罗红使RNA呈现红色。) 7、50%的酒精溶液:在脂肪鉴定中,用苏丹Ⅲ染液染色,再用50%的酒精溶液洗去浮色。
8、75%的酒精溶液:用于杀菌消毒,75%的酒精能渗入细胞内,使蛋白质凝固变性。低于这个浓度,酒精的渗透脱水作用减弱,杀菌力不强;而高于这个浓度,则会使细菌表面蛋白质迅速脱水,凝固成膜,妨碍酒精透入,削弱杀菌能力。
75%的酒精溶液常用于手术前、打针、换药、针灸前皮肤脱碘消毒以及机。
1.显微观察法:如“观察细胞有丝分裂”“观察叶绿体和细胞质流动”“用显微镜观察多种多样的细胞”等.
2.观色法:如“生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”“观察动物毛色和植物花色的遗传”“DNA和RNA的分布”等.
3.同位素标记法(元素示踪法):如“噬菌体浸染细菌的实验”“恩格尔曼实验”等.
4.补充法:如用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等.
5.摘除法:如用“阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素或生长激素的作用”“雌蕊受粉后除去正在发育着的种子”等.
6.杂交法:如植物的杂交、测交实验等.
7.化学分析法:如“番茄对Ca和Si的选择吸收”“叶绿体中色素的提取和分离”等.
8.理论分析法:如“大、小两种草履虫的竞争实验”“植物向性动物的研究”等.
9.模拟实验法:如“渗透作用的实验装置”“分离定律的模拟实验”等.
10.引流法:临时装片中液体的更换,用吸水纸在一侧吸引,于另一侧滴加换进的液体.
选C.理论,实验,总结,创新 ,研究方法 生物学的一些基本研究方法——观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等是在生物学发展进程中逐步形成的。
在生物学的发展史上,这些方法依次兴起,成为一定时期的主要研究手段。现在,这些方法综合而成现代生物学研究方法体系。
观察描述的方法 在17世纪,近代自然科学发展的早期,生物学的研究方法同物理学研究方法大不相同。物理学研究的是物体可测量的性质,即时间、运动和质量。
物理学把数学应用于研究物理现象,发现这些量之间存在着相互关系,并用演绎法推算出这些关系的后果。生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。
生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。
生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。
这一繁重的术语制定工作,主要是C.von林奈完成的。人们使用这些比较精确的描述方法收集了大量动、植物分类学材料及形态学和解剖学的材料。
比较的方法 18世纪下半叶,生物学不仅积累了大量分类学材料,而且积累了许多形态学、解剖学、生理学的材料。在这种情况下,仅仅作分类研究已经不够了,需要全面地考察物种的各种性状,分析不同物种之间的差异点和共同点,将它们归并成自然的类群。
比较的方法便被应用于生物学。 运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。
G.居维叶在动物学方面,J.W.von歌德在植物学方面,是用比较方法研究生物学问题的著名学者。用比较的方法研究生物,愈来愈深刻地揭示动物和植物结构上的统一性,势必触及各个不同类型生物的起源问题。
19世纪中叶,达尔文的进化论战胜了特创论和物种不变论。进化论的胜利又给比较的方法以巨大的影响。
早期的比较,还仅仅是静态的共时的比较,在进化论确立后,比较就成为动态的历史的比较了。现存的任何一个物种以及生物的任何一种形态,都是长期进化的产物,因而用比较的方法,从历史发展的角度去考察,是十分必要的。
早期的生物学仅仅是对生物的形态和结构作宏观的描述。1665年英国R.胡克用他自制的复式显微镜,观察软木片,看到软木是由他称为细胞的盒状小室组成的。
从此,生物学的观察和描述进入了显微领域。但是在17世纪,人们还不能理解细胞这样的显微结构有何等重要意义。
那时的显微镜未能消除使影像失真的色环,因而还不能清楚地辨认细胞结构。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。
1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。
细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。 实验的方法 前面提到的观察和描述的方法有时也要对研究对象作某些处理,但这只是为了更好地观察自然发生的现象,而不是要考察这种处理所引起的效应。
实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。实验的方法是自然科学研究中最重要的方法之一。
17世纪前后生物学中出现了最早的一批生物学实验,如英国生理学家W.哈维关于血液循环的实验,J.B.van黑尔蒙特关于柳树生长的实验等。然而在那时,生物学的实验并没有发展起来,这是因为物理学、化学还没有为生物学实验准备好条件,活力论还占统治地位。
很多人甚至认为,用实验的方法研究生物学只能起很小的作用。 到了19世纪,物理学、化学比较成熟了,生物学实验就有了坚实的基础,因而首先是生理学,然后是细菌学和生物化学相继成为明确的实验性的学科。
19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。到了20世纪30年代,除了古生物学等少数学科,大多数的生物学领域都因为应用了实验方法而取得新进展。
实验方法当然包含着对研究对象进行某种处理,然而更重要的则是它的思维方式。用实验的方法研究某一生命过程,要求根据已有事实提出假说,并根据假说推导出一个可以用实验检验的预测,然后进行实验,如果实验结果符合预测,就说明假说是正确的。
在这里,假说必须是可以用实验加以验证的,而且只有经过实验的检验,假说才可能上升为学说或理论。实验方法的使用大大加强了研究工作的精确性。
19世纪以来,实验方法成为生物学主要的研究方法后,生物学发生巨大变化,成为精确的实验科学。 20世纪,实验方法获得巨大发展,然而单纯观察或描述方法,仍然是生物学的基本研究方法。
生物体具有多层次的复杂的形态结构。每一个历史时期都有形态描述的任务。
20世纪30年代出现了。
三、学生实验——细胞膜被动吸收的验证
1.实验原理 红细胞对水是自由渗透的,但对大多数物质具有选择透过性,在等渗条件下,稀释的红细胞悬浮液呈浑浊状且透光性差。但当红细胞溶血后,其悬浮液就变得透明且光线容易透过。本实验用稀释的红细胞悬浮液在不同溶质中是否出现溶血现象,来验证细胞膜的选择透过性。
2.材料、用具 量筒、试管和试管架、秒表、红细胞悬浮液、蒸馏水、乙二醇、甘油、10%葡萄糖、1%淀粉液。
3.方法步骤 取5支试管编号,并在试管底部背面衬1张印有印刷字体的小纸片,按下表加入下列各种物质,振动混匀后,置于试管架上。当通过试管看到其背面清晰的印刷字体时,此时间即是该溶剂或溶质分子透过红细胞膜所需的时间,用秒表记录,结果记录在下表中。
细胞膜对不同物质的透性
试管
编号
试剂(mL) 细胞悬浮液(滴) 结果及原因
1 蒸馏水2mL 2
2 乙二醇2mL 2
3 甘油2mL 2
4 10%葡萄糖2mL 2
5 1%淀粉液2mL 2
注:①取新鲜哺乳动物血液适量,按4:1加入5%的柠檬酸钠溶液,震荡混匀,静置数小时,待血液分层后,倒去血浆及部分血细胞,再按1:5的比例加入0.9%的生理盐水静置,分层后,倒去上清液即成。
②1g淀粉加0.9%的生理盐水至100mL,煮开后冷却。
4.实验结论 实验表明小分子物质(如、、甘油、乙二醇、葡萄糖)能够借助简单的扩散作用,透过细胞膜,而大分子物质(如淀粉、蛋白质)则不能通过。
生物学的主要研究方法有:观察描述的方法、比较的方法、实验的方法、系统的方法。
1、观察描述法
生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。
2、比较法
运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。
3、实验法
实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。实验的方法是自然科学研究中最重要的方法之一。19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。到了20世纪30年代,除了古生物学等少数学科,大多数的生物学领域都因为应用了实验方法而取得新进展。
4、系统法
系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学,从C.贝尔纳与W.B.坎农揭示生物的稳态现象、维纳与艾什比的控制论到贝塔郎菲的一般系统论,系统生态学、系统生理学等先后建立与发展,20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。从香农信息论到I.普里戈津的耗散结构理论,将生命看作自组织化系统。
扩展资料:
生物学是研究生物(包括植物、动物和微生物)的结构、功能、发生和发展规律的科学,是自然科学的一个部分。目的在于阐明和控制生命活动,改造自然,为农业、工业和医学等实践服务。几千年来,中国在农、林、牧、副、渔和医药等实践中,积累了有关植物、动物、微生物和人体的丰富知识。1859年,英国博物学家达尔文《物种起源》的发表,确立了唯物主义生物进化观点,推动了生物学的迅速发展。
生物分类学是研究生物分类的方法和原理的生物学分支。分类就是遵循分类学原理和方法,对生物的各种类群进行命名和等级划分。瑞典生物学家林奈将生物命名后,而后的生物学家才用域(Domain)、界(Kingdom)、门( Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)加以分类。最上层的界,由怀塔克所提出的五界,比较多人接受;分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界。 从最上层的“界”开始到“种”,愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。共有七大类,分别是:界门纲目科属种。
参考资料:百度百科-生物学(自然科学六大基础学科之一)
初一生物实验教学计划
生物科学实验是以认识生命运动的本质和规律为目标的实践。在每一个实验的过程中,从实验意念的产生到实验方案的设计,从实验结果的分析到实验报告的完成,每一步都有思维活动,每一步都是思维的结果。所以,生物科学实验有利于把学生带入发现问题的情境,使学生在分析实验问题之中和在解决实验问题中锻炼思维能力。现将本学期的生物实验教学工作制定计划如下:
一、指导思想
通过实验教学培养学生观察问题、思考问题和分析问题的能力及小组的协作精神。让学生通过现象观察事物的本质,从而认识和揭示自然科学规律,培养学生严谨的治学态度和追求真理的意识,切实让素质教育落实到实处。
二、教学要求
1.演示实验必须按大纲要求开足,教师在课堂上用演示的方法面向全体学生进行实验。通过观察实验现象,使学生能够获得感性的认识和验证,以加深对理论知识的理解。若有条件可改成分组实验,增强学生的切身体验。
2.学生分组实验,也要按教学大纲的要求把学生实验全部开齐。对于学生实验,若能当堂看清实验结果的须在实验室里教师指导下进行,教师监督学生对每个实验达到操作规范、熟练的程度;培养他们浓厚的生物学兴趣和语言表达能力。
3.在开放实验室方面,为了调动学生的积极性得到广大学生的欢迎,查找与教学内容相关并且学生感兴趣的实验内容,提前列出实验配档共学生们参考和选择。每次开放实验室之前精心准备实验材料、并且对实验进行预做,使教学能够得心应手。通过开放实验室活动,让学生的动手能力和实验操作能力有所提高,并且激发学生生物学的学习兴趣,培养学生的创新精神和实践能力。
三、实验课的教学方法
实验课教学应根据教学目的、教学内容、学生实际和设备条件等因素,采取探究式教学方法。让学生多动脑、多思考,锻炼自己能找到一些新方法、新步骤;在讲授理论知识时,最好让学生通过实验的方法去归纳出这些知识,这样做重在培养学生的科学素质,培养学生科学研究的思路与方法;加强能力的培养和知识的迁移,有利于充分发挥其科学思维和想象力。
四、实验教学的准备工作
1.制定出本学期实验教学进度计划,并写明实验目录,写明实验的日期、班级、节次、名称,教学中按计划安排实验。
2.任课教师须将实验通知单提前送交实验室,实验教师必须将每个实验用到的仪器、药品以及其他有关事宜提前准备好,做到有备无患。
五、教学措施
1、认真钻研教材,精心备课,精讲多练。
2、抓紧抓好课堂时间,完成完好本学期的生物实验教学任务。
3、能做的实验一定做,不能做的也要认真讲解尽量达到实验效果。
4、指导学生认真做实验,认真填写报告册,并给予批改和指正。
六、实验教学进度安排
初一上册
实验时间实验名称课题实验性质材料、用具
1光对鼠妇生活的影响第二节 环境对生物的影响分组每小组10只鼠妇、湿土、铁盘、纸板、玻璃板
2植物对空气湿度的影响第三节 生物对环境的适应和影响分组干湿
3练习使用显微镜第一节练习使用显微镜分组显微镜、写有“上”字的玻片、动物、植物的玻片标本、擦镜纸、纱布
4观察植物细胞第二节 观察植物细胞分组洋葱鳞片叶,显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,滴管,纱布,吸水纸,稀碘液,清水.
5观察人的口腔上皮细胞第三节 观察动物细胞分组生理盐水,稀碘液,消毒牙签,滴管,纱布,吸水纸,载玻片,显微镜.
6观察高等动物体的几种组织第二节 动物体的结构层次分组高等动物体的基本组织的永久切片显微镜
7观察植物体的几种组织第三节 植物体的结构层次分组玉米根尖纵切片,南瓜茎的横切片等,显微镜.
8观察草履虫第四节 只有一个细胞的生物体分组草履虫培养液、放大镜、显微镜、载玻片、盖玻片、吸管、棉花、。
9观察草履虫的应激性第四节 只有一个细胞的生物体分组草履虫培养液、放大镜、显微镜、载玻片、盖玻片、吸管、肉汁食盐等。
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