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一、實驗目的
初步掌握鑒定生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的基本方法。
二、實驗原理
1.還原糖的鑒定原理 生物組織中普遍存在的還原糖種類較多,常見的有葡萄糖、果糖、麥芽糖。它們的分子內都含有還原性基團(游離醛基或游離酮基),因此叫做還原糖。蔗糖的分子內沒有游離的半縮醛羥基,因此叫做非還原性糖,不具有還原性。本實驗中,用斐林試劑只能檢驗生物組織中還原糖存在與否,而不能鑒定非還原性糖。
斐林試劑由質量濃度為0.1 g/mL的氫氧化鈉溶液和質量濃度為0.05 g/mL的硫酸銅溶液配制而成,二者混合后,立即生成淡藍色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2與加入的葡萄糖在加熱的條件下,能夠生成磚紅色的Cu2O沉淀,而葡萄糖本身則氧化成葡萄糖酸。其反應式如下:
CH2OH—(CHOH)4—CHO+2Cu(OH)2CH2OH—(CHOH)4—COOH+Cu2O+2H2O
用斐林試劑鑒定還原糖時,溶液的顏色變化過程為:淺藍色 棕色 磚紅色(沉淀)。
2.蛋白質的鑒定原理 鑒定生物組織中是否含有蛋白質時,常用雙縮脲法,使用的是雙縮脲試劑。雙縮脲試劑的成分是質量濃度為0.1 g/mL的氫氧化鈉溶液(A)和質量濃度為0.01 g/mL(B)的硫酸銅溶液。在堿性溶液(NaOH)中,雙縮脲(H2NOC—NH—CONH2)能與Cu2+作用,形成紫色或紫紅色的絡合物,這個反應叫做雙縮脲反應。由于蛋白質分子中含有很多與雙縮脲結構相似的肽鍵,因此,蛋白質可與雙縮脲試劑發生顏色反應。
3.脂肪的鑒定原理 脂肪可以被蘇丹Ⅲ染成橘黃色,被蘇丹Ⅳ 染成紅色
三、實驗過程(見書P18)
四、實驗用品(見書P18)
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五、注意
1.關于鑒定還原糖的實驗,在加熱試管中的溶液時,應該用試管夾夾住試管上部,并放入盛開水的大燒杯中加熱。注意試管底部不要接觸燒杯底部,同時試管口不要朝向實驗者,以免試管內溶液沸騰時沖出試管,造成燙傷。如果試管內溶液過于沸騰,可以上提試管夾,使試管底部離開大燒杯中的開水。
2.斐林試劑的甲液和乙液混合均勻后方可使用,切勿將甲液和乙液分別加入組織樣液中。
3.蛋白質的鑒定中先加雙縮脲A,再加雙縮脲B
今天的最后一節課是生物,我們在生物實驗室里做了個有趣的生物實驗。
我們排隊進生物實驗室,只見里面整齊的擺放著十二張桌子。每張桌子上擺放了一臺顯微鏡,一個盛水的大燒杯,一個盛水的小燒杯,兩只滴管和一瓶稀碘液。我們三個人一桌,我和李傳明、任光勇分在一桌。
老師給我們發完了載玻片、蓋玻片、鑷子和吸水紙,講完了實驗步驟和重點難點,就讓我們自己做實驗。
由于我對這節課掌握得比較好,李傳明和任光勇就讓我先做。我先對光。對光很簡單,把底下的反光鏡一調就好了。接著,我又開始做玻片標本。我先擦干凈載玻片和蓋玻片,又在載玻片上滴了一滴水,在撕下一片洋蔥鱗片葉表皮,放到載玻片的水滴里,展開。由于我不會使用鑷子,不小心把一片蓋玻片給夾碎了。沒辦法,我只好用手把它放了上去。最后,我把玻片標本染上色,撥片標本就弄好了。
筆者認為,應該重視中學生物課外實驗的教學,其理由如下:
一、課外實驗有利于培養學生的獨立工作能力
由于課外實驗是在課堂之外進行的,所以實驗方案設計、實驗器材使用、實驗對象管理、實驗現象觀察和實驗結果分析、整理等環節均由學生獨立完成,實驗過程中遇到的各種問題也需要學生獨立解決,所以與課堂實驗相比,課外實驗更能發揮學生在學習活動中的主觀能動性,更有利于培養學生的獨立工作能力。
二、課外實驗有利于培養學生的實驗能力
課堂實驗由于受時間、空間、人數、器材等的限制,學生觀察、分析和動手操作的機會大為減少,而課外實驗大多分散在野外或學生家庭中進行,或者天地較為廣闊,或者參與實驗人數較少,再加上實驗延續時間較長,所用器材一般簡便易得或者容易自制,這就大大增加了學生觀察、分析及動手操作的機會,有利于培養學生的實驗能力。
三、課外實驗有利于培養學生的創造能力
許多課外實驗均為探索性實驗,如初中生物第一冊 (上)中的“看看種子怎樣萌發和長成幼苗”、“看看根尖的哪一部分在伸長”、“觀察葉色與光照有沒有關系”、“看看水分沿著莖的什么部分上升”等。這些實驗需時較長,無法在課堂實驗中完成,所以安排為課外實驗。
學生在這樣的實驗中通過動手操作、管理,親自觀察、記錄,并且動腦筋去比較、分析和思考,不僅獲取了新的知識,而且學會了探求新知識的方法。久而久之,學生便逐步養成了進行科學研究的初步能力和創造能力。
四、課外實驗有利于培養學生聯系實際的能力
生物學知識和人的生產、生活實踐有非常密切的關系,因此許多課外實驗的進行不僅有利于學生掌握生物學知識,而且有利于學生將所學知識變成自己的本領,掌握一定的技術及實際工作能力。如通過開展“向日葵人工輔助授粉”、“植物營養繁殖的操作”等課外實驗,學生不僅印證和掌握了有關知識,而且還學會了人工授粉、扦插、壓條和嫁接等實用技術,培養了學生理論聯系實際的能力。
五、課外實驗有利于鞏固和深化課內知識
由于受時間、地點等條件的限制,許多生物學知識的教學無法在課堂實驗中完成,單靠課內講授又不夠具體、直觀,所以學生較難掌握。如“種子萌發過程”、“根的向地性生長過程”等教學內容,在課堂實驗的有限時間內無法看到結果,課堂講授也只能作一般性描述,因此學生聽后印象不深、掌握不牢。對于這樣的內容,如果課后再輔之以課外實驗,既可克服時間限制,學生的觀察也會更具體、更直觀,當然也有利于鞏固和深化課內知識。
一、激發學生學習生物的興趣
在初中生物實驗教學中,要想激發學生的學習興趣,教師必須解放思想,更新觀念,放開學生的手、腳,不要牽著學生一步一步地走,讓學生去模仿,教師要相信學生都能成功的完成實驗,允許學生實驗失敗,鼓勵他們從失敗中找原因,直至實驗成功,要讓學生從實驗中品嘗到成功的喜悅。例如,在第二節調查周邊環境中的生物中,調查校園、公園或農田的生物種類,可以帶領學生到校園內調查校內的生物種類,并且可以把不認識的生物拍照課后查找。這樣學生既了解了生物種類又熟悉了校園。但在放手實驗時,首先要讓學生帶著明確的目的去實驗、去探究,把知識從實驗中體會出來,然后引導學生總結實驗結論,這樣既體現了教師的主導作用,又發揮了學生的主體作用,才能充分調動學生學習生物學知識的積極性。
二、不同實驗方式的不同功能
觀察實驗是人對客觀事物的一種生動的感性認識形式,它往往通過多種感覺器官的聯合活動,并在思維的參與下進行的。例如,在觀察花的結構中觀察時,必須對觀察者預先提出一定的目的或任務,擬定一定的計劃,按計劃仔細地觀察,提出問題,尋求某種答案,這樣才能保證注意力集中在所要觀察的事物中。
演示實驗是初中生物實驗教材的一個重要組成部分,它具有現象鮮明、直觀、簡潔明了等特點,它是課文文字敘述的一個重要輔助部分。例如,光合作用還能產生氧氣,教師演示學生觀察,現象明顯一目了然。離開了演示實驗的鋪墊,課文中的部分概念、原理及規律就顯得蒼白無力,如空中樓閣,飛來之峰了。
學生實驗是學生學習活動的一個不可缺少的重要組成部分。新課程標準倡導學生的學習方式為“自主、合作與探究”,而學生分組實驗正是這種學習方式的一個具體體現,也是落實“雙基”的一個重要環節。例如,在學生分組實驗中,練習使用顯微鏡、制作并觀察植物細胞臨時裝片和觀察認得口腔上皮細胞三節實驗課中雖然也是觀察實驗但動手能力要求比較高,通過三節的實驗練習,學生的觀察能力,動手能力得到了很大的提高。實驗前先將實驗步驟由繁化簡,再指導學生在預習中抓住每一步的關鍵,并在每個實驗步驟 中規范操作,這樣才可以收到好的實驗效果。中規范操作,這樣才可以收到好的實驗效果。如在學習使用顯微鏡時,如果用左眼觀察,要注意糾正學生用右眼觀察或閉著右眼的習慣;轉動轉換器時,應及時糾正學生轉換物鏡的錯誤操作。這樣學生就能很快對好光,觀察到標本在視野中的圖像。這樣學生的合作、探究能力,分析問題、解決問題的思維能力,以及動手操作技能都得到了鍛煉與提高。在實驗中讓學生體味了生物課其樂無窮,同時也鍛煉了他們各方面的能力 。
三、培養學生發散思維能力
愛因斯坦說過“提出一個問題比解決一個問題更加重要,因為后者僅僅是方法和實驗過程,而提出一個問題則要找到問題的關鍵、要害。”發現問題是解決問題的起點,而且也是解決問題過程中的一種動力,它孕育著希望的光芒、美好的情景,我們在教學中要盡量鼓勵學生積極開動腦筋,希望他們通過自己不懈的努力和辛勤的勞動去發現問題。例如,在研究“消化”的實驗里所提出的假設: “細胞膜只能透過小分子物質,食物中的大分子物質必須先變成小分子物質才能透過細胞膜。”這個假設的理論根據是:(1)人和動物都是由細胞構成的;(2)生活的細胞需要從外界吸收營養物質;(3)營養物質是通過細胞膜進入細胞里的;(4)人和動物的營養物質來源于食物;(5)食物營養成分中有大分子物質。通過生物實驗使學生理解科學研究的基本過程,經過反復訓練,從而提高學生分析問題和解決問題的能力。
關鍵詞:微生物;實驗室安全;管理
隨著2015年版《中國藥典》對微生物檢驗的要求越來越嚴格,以及國務院《病原微生物實驗室生物安全管理條例》的與實施[1],基層微生物實驗室的工作日益繁重。但安全問題仍是工作中的重點[3]。由于微生物實驗室與其他實驗室相比,具有一定的特殊性,即微生物實驗室要接觸病原微生物和生物指示劑所引發的生物安全問題。
在基層微生物實驗室中,檢驗生產檢品時的微生物感染預防問題;微生物培養物污染環境問題;微生物菌種安全保藏問題;生物指示劑保管問題;微生物廢棄物處理問題等,是噬待實驗室管理人員重視并加以解決的問題。本文結合多年在基層微生物實驗室工作及管理經驗,認為需做好以下幾方面的工作。
1.實驗室人員管理是基層微生物安全管理的核心
在影響實驗室生物安全的諸多因素中,人是最主要也是最重要的因素。實驗室的工作人員要認真學習生物安全知識,強化安全意識[4]。只有保證基層微生物實驗室人員具有良好的生物安全意識,操作技能和對生物安全設備良好操作和使用,才能保證在檢驗生產檢品時微生物感染預防的問題。因此,筆者認為,首先要做好基層實驗室人員的管理工作。
1.1強化基層實驗室工作人員生物安全知識
定期對員工進行生物安全知識培訓,對新進人員也要進行相關安全方面的培訓,保證實驗室人員掌握個人防護、實驗室操作技術規范、消毒與滅菌、菌種保藏、生物指示劑保管與使用、感染性廢棄物的處理,建立培訓檔案。全面提高基層實驗室工作人員對生物安全工作的認識水平。
2.規范的消毒與滅菌是保障基層實驗室生物安全的關鍵
基層實驗室由于每天需要完成大量的檢驗工作,加之品種豐富,產生的微生物培養物也日以增多。因此必須對含有病原微生物的廢物進行滅菌處理,才能作為普通廢物處理,對操作中可能產生的迸濺或泄漏,必須通過消毒處理,以達到對操作人員的保護,每次實驗后,要按照實驗室衛生消毒規范進行消毒處理。
2.1實驗室消毒實驗室空氣消毒可采取紫外線照射的方法。另外每周安排進行一次臭氧殺菌;地面和物體表面消毒可采用配制一定濃度的酸酚或堿酚消毒劑進行擦拭。
2.2生物安全柜消毒每次進行實驗前后用75%酒精擦拭工作臺面,四周及玻璃擋板內外側等部位來消毒。
2.3儀器消毒制備菌液使用的移液槍、移液吸頭、離心機等在使用前后都應進行消毒,滅菌。
2.4其他一般的實驗器材采用壓力蒸汽和干熱滅菌消毒,實驗人員每次使用后要消毒滅菌。實驗后要及時對使用的實驗臺面和有關儀器設備進行消毒滅菌處理,嚴禁存放不必要的物品,保持潔凈氣流不受干擾。
3.落實好微生物菌種保藏及生物指示劑管理制度
實驗菌種是生產單位微生物檢驗部門的重要生產資源,故而它是細菌工作中不可缺少而又具有傳染性的生物學因子。為了保證安全,對菌種必須妥善保存和保管。
生物指示劑作為產品工藝驗證的實驗用品,因含有耐熱芽孢細菌,故其管理方法應與菌種管理一致。
4.實驗室廢棄物管理
實驗室廢棄物的處理是控制實驗室生物安全的關鍵環節。切實安全的處理感染性廢棄物,必須掌握生物安全廢棄物的種類,并嚴格執行相應的處理程序,從而保證對實驗室感染和周圍環境影響的控制[5]。
由于生物實驗室感染性廢棄物屬于醫療廢棄物,必須按照《醫療廢棄物管理辦法》[2]規范廢棄物處置,防止感染發生。
4.1對感染性廢棄物進行分類收集
(1)實驗過程中的固體感染性廢棄物應棄置于專用的固體感染性廢棄物收集容器。
(2)實驗過程中產生的液體感染性廢棄物應放在硬質、防漏且耐高溫高壓的,有標識的專用容器中,對于產生的損傷性廢物,應棄于耐扎容器內。
4.2對感染性廢棄物進行處理
在實驗室內所有棄置的廢棄物,從實驗室取走之前,應經過高壓蒸汽滅菌處理,使其達到生物安全。其滅菌處理的效果要經過驗證,廢棄物應按規定統一存放、統一處理。
5結語
基層微生物實驗室是檢驗部門重要組成部分,實驗室生物安全直接關系到實驗室工作人員的生命安全,同時也對生產的藥品提供質量的保證,因此實驗室工作人員應自覺提高生物安全意識,在實驗過程中及實驗之后的物品處理中嚴格遵守相關的管理條例,加強對菌種、生物指示劑及儀器設備的管理,才能確保基層微生物實驗室的生物安全,保障生產企業的順利生產。
參考文獻
[1] 中華人民共和國國務院《病原微生物實驗室生物安全管理條例》.
[2] 中華人民共和國衛生部《醫療衛生機構醫療廢棄物管理辦法》.
[3] 季建軍康英芳微生物檢驗實驗室管理的幾點體會[J]檢驗醫學教育 2005,12(1):6-7.