生物技术大实验实验指导

生物技术大实验实验指导内容摘要：

15 第三章 实验数据的处理与分析 一、实验数据的误差分析 1．误差种类 （ 1）系统误差 方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差。 （ 2）偶然误差 由于某些偶然因素（如测定时的环境温度、湿度、气压等的微小波动，仪器性能的 微小变化等）所引起的。 偶然误差难以察觉，也难以控制，但在消除了系统误差后，在同样条件下进行多次测试，则可发现偶然误差完全服从一般的统计规律。 即，大小相等的正负误差出现的几率相等；小误差出现的几会多，大误差出现的几会少。 随着测试次数的增多，偶然误差的算数平均值趋近于零。 2．误差的表示方法 （ 1）准确度与误差 误差可分为绝对误差和相对误差 2 种： 绝对误差（ ? N） = 测定值（ N） 真实值（ N/） 相对误差（ %） =? N/ N/ 100% 例：用天平称两种蛋白质的质量各为 和 ，假定两者的真实值各为 和 ，则称量的绝对误差和相对误差分别为： 绝对误差： = （ g） = （ g） 相对误差分： 可见在用相对误差表示时，两种称量方法的准确度相差 10倍。 相对误差越小，准确度越高。 但因真实值是不可知的，所以实际工作中无法求准确度，一般用精确度来评价分析结果。 16 （ 2）精确度与偏差 精确度表示在相同条件年多次测定结果相互吻合的程度，它表现了测定结果的再现性。 精确度用“偏差”来表示，偏差越小，精确度越高。 偏差也可分为绝对偏差和相对偏差。 绝对偏差 = 测得值 – 测得平均值 相对偏差 = 绝对偏差 /测得平均值 100% 相对平均偏差： 设： m1； m2； mn 算数平均值为 M 算数平均偏差为： =（︱ m1M︱ +︱ m2M︱ ︱ mnM︱）/n 相对平均偏差（ %） = /M 100% 标准偏差： S= 3．提高分析准确度的方法 提高分析准确度就是要 尽可能地减小系统误差和偶然误差。 偶然误差可以通过正确的操作和选用可靠的分析方法来减小。 系统误差可通过以下方法减小： （ 1）对照实验 在测量前，利用标准试样来检验方法的准确度。 （ 2）空白试验 在测量过程中，设置空白溶液作为对照，消除由于试剂中含有的干扰物质所产生的系统误差。 （ 3）校准仪器 了解仪器的使用条件，熟悉仪器的操作环境，经常对仪器进行预先校正，并在实验结果中利用校正值。 二、实验数据的处理 1．有效数字 17 有效数字是在分析工作中实际能测量到的数字。 在记录和计算结果时应该保留几位有效数字须根据测 量方法和使用的仪器准确程度来决定。 在保留的有效数字中，最后一位的可凝数字。 例： 坩埚质量 六位有效数字 标准溶液体积 四位有效数字 万分之一天平精度为 ，滴定管读数能精确到。 所以， 坩埚质量应是 ； 标准溶液体积应的。 如果数据中有“ 0”，应根据具体情况分析哪些“ 0”是有效数字。 例： 五位有效数字 ； 31,05% 四位有效数字 ； 105 三位有效数字 ； % 二位有效数字 ； % 一位有效数字 2．有效数字的运算规则 在处理数据时合理保留有效数字，可节省运算时间，避免运算过繁而引起的错误。 常用的基本规则是： （ 1）记录测定数值时，只保留一位可凝数字。 （ 2）当有效数字位数确定后，其余数字（尾数）应一律弃去，采用“四舍六入五留双”的规则。 （ 3）第一位有效数字大于或第于 8 时，有效数字的 位数可多算一位。 （ 4）有效数字的加减法 应以小数点后位数最少的数据为依据进行加减法。 在进行大量数据的运算时，为使误差不迅速积累，可多保留一位有效数字，可多保留的有效数字叫“安全数字”。 （ 5）有效数字的乘除法 18 以有效数字位数最少的哪个数为依据。 （ 6）在对数运算中，所取对数位数应与真数有效数字位数相等。 （ 7） 、 e、 1/3 等的有效数字无限制。 （ 8）表示准确度和精确度时一般只取一位有效数字。 3．可疑测定值的舍弃 常用的方法： （ 1）四倍法 适合于 3 次以上的测定 基本步骤：除去可疑数据 计算其余数据的 算术平均值（ M）和平均偏差（ ） 如果 可疑值 M / 4 时 则可舍弃此可疑值。 否则应保留。 （ 2） Q检验法 适合于 3— 10 次的测定。 基本步骤：将数据排序并计算极差 找出可疑值与近邻值的差用极差除可疑值与其近邻值之差得到舍弃商（ rejection quotient）值 Q 查 Q 值表。 大于表中 Q 值舍弃，否则保留。 舍弃商 Q 的数值（置信概率为 90%）表 测定次数 3 4 5 6 7 8 9 10 如舍弃后仍有被怀疑的可疑值时，可再次进行检查。 4．显著性检验法 为了检验测定的两组数据是否存在显著的差异，常用的检验方法有： t检验和 F检验 19 三、实验报告的撰写 实验报告是做完每个实验后提交的书面报告，是对实验过程和实验结果的总结，加深对相关理论和技术的理解和掌握，同时也是学习撰写研究论文的过程。 实验报告的基本格式及注意点： 实验（编号） 实验名称 姓名 日期 页数 （ 1） 目的 （ 2） 原理 （ 3） 试剂和仪器 （ 4） 操作方法 （ 5） 实验结果 （ 6） 讨论 图表问题： 表的规范：三线表 表 X ======================================= 项目 A（单位） B（单位） 1 2 注： ====================== 图的规范： 在许多实验中，都有一个量（如温度、浓度、 pH 等）在不断变化，称自变量；要测量的是此量对另一 个量的影响，称应变量。 作图时应注意： （ 1）要有简明的标题。 （ 2）自变量放在横轴（ X）上，应变量放在纵轴上（ Y）。 （ 3）横轴（ X）和纵轴（ Y）要有名称和计量单位。 20 （ 4）用清楚的设计符号： ■□?????●。 不用小点 、 +、 等。 （ 5）各点分布均匀。 （ 6）根据需要可用线型、柱型等图型。 21 第四章 生物工程专业实验内容 实验一 可溶性糖的硅胶 G 薄层层析 一、目的 糖类是自然界存在的数量非常多的有机化合物。 它是构成植物躯体和细胞的必要物质，又是生命活动能量的主要来源， 与植物体内各类物质代谢密切相关。 分离鉴定植物组织中可溶性糖的种类及其变化，对于了解植物体内物质代谢和农产品的品质，具有重要意义。 本实验采取硅胶 G 薄层层析法，分离鉴定植物组织中可溶性糖的种类。 通过本实验，学习提取植物材料中可溶性糖的一般方法，掌握薄层层析的原理、技术及其在糖类定性鉴定中的应用。 二、原理 植物组织中的可溶性糖可用一定浓度的乙醇提取出来，经去杂质手续除去糖提取液中的蛋白质等干扰糖测定的物质，获得较纯的可溶性糖的混合液。 糖为多羟基化合物。 具有较强的极性，在硅胶 G 层上展层时，与硅胶分子间有一定的吸 附力。 各种糖羟基多少不同，造成吸附力的差异。 该吸附力的大小顺序为： 三糖＞二糖＞已糖＞戊糖。 根据吸附层析原理，极性不同的糖在硅胶 G 层上展层时，具有不同的 Rf值，通过比较，可分离鉴定植物样品提取液中糖的种类。 三、主要实验材料、仪器和试剂 1．实验材料：小麦面粉或其它植物材料。 2．仪器 （ 1）离心机及大离心管 （ 2）药物天平 （ 3）大研钵 （ 4）蒸发皿 （ 5）烧杯： 100mL 1 （ 6）量筒： 100mL （ 7）恒温水浴 （ 8）层析缸 （ 9）微量点样器 （ 10）吹风机 （ 11）玻璃板 2020cm （ 12）涂布器 （ 13）烘箱 （ 14）喷雾器 3．试剂 （ 1） ：称 溶解后定容至 1 000mL；每组 30mL。 （ 2）氯仿：每组 30mL （ 3）冰乙酸：每组 35mL （ 4） 1％标准糖溶液（ 10mg／ mL）：葡萄糖，蔗糖，麦芽糖 ，木糖 （ 5）硅胶 G：每组 10g （ 6）苯胺一二苯胺一磷酸显色剂： 2g 二苯胺，加 2mL苯胺， 10mL 85％磷酸， 22 1mL 浓盐酸， 100mL 丙酮，溶解后摇匀，置于棕色瓶中备用。 四、操作步骤 1. 硅胶 G 薄板的制备 称取硅胶 G粉 30g，羧甲基纤维素钠 ，加入 ，于研钵充分研磨，倾入涂布器中，薄层的厚度为 ，即将调节档放在涂布器的红线处，待硅胶 G 开始变稠时，将操纵杆扣过去，可铺 20X20cm 薄板 5 块。 铺层后的薄板放在 100℃烘箱中烘干，取出后放在干燥器备用，也 可以室温下风干过夜，用前于 110℃烘箱中活化 1 小时使用。 2. 面粉中可溶性糖提取液的制备 称取小麦面粉 5g，放入 100mL烧杯中，加入 40mL 水搅匀，置于 50℃恒温水浴中浸提 1h。 倒入大离心管中， 3 000r／ min，离心 5min，上清液即为糖抽提液。 3. 面粉提取液中可溶性糖的分离鉴定 取活化过的硅胶 G 玻板一块，在距底边 1． 5cm 水平线上确定 5 个点，相互间隔1cm 其中 4 个点分别点上木糖、葡萄糖、麦芽糖和蔗糖标准溶液各 3μ L 或适量，另一个点点上面粉提出液 3μ L或适量。 以氯仿：冰乙酸：水 =30： 35： 5 为展层剂上行展层，当展层剂前沿达距薄板顶端 1cm 处，停止层析。 取出玻璃板以吹风机吹干。 然后以苯胺一二苯胺 — 磷酸喷雾，于 85℃烘箱中烘 10min，各种糖即显出不同颜色，与标准糖比较，根据色斑颜色及 Rf值即可鉴定出面粉提取液中所存在的可溶性糖种类。 五、结果 1. 显色后照相或绘图记录层析图谱，也可用 CS— 930 进行扫描其展层图谱。 2. 计算 Rf值： Rf = 原点到层析斑点中心距离 原点到溶剂前沿中心距离 六、讨论 思考题：。 被分离物质的哪些性质进行分离的。 23 实验二 植物淀粉酶活性的测定 一、目的 植物中的淀粉酶能将贮藏的淀粉水解成麦芽糖。 淀粉酶几乎存在于所有植物中，其中以禾谷类种子的淀粉酶活性最强。 植物中α一淀粉酶（内切酶）及β一淀粉酶（外切酶），其活性因植物的生长发育时期不同而有所变化。 本实验的目的在于掌握分别测定这两种淀粉酶的方法。 二、原理 α一淀粉酶和β一淀粉酶，各有其一定的特性，如β — 淀粉酶不耐热，在高温下易钝化，而α一淀粉酶不耐酸，在 pH 以下则发生钝化。 通常提取液中同 时有两种淀粉酶存在，测定时，可根据它们的特性分别加以处理，钝化其中之一，既可测出另一酶的活性。 将提取液加热到 70℃维持 15min 以钝化β一淀粉酶，便可测定α一淀粉酶的活性，或者将提取液用 醋酸在 0℃处理，钝化α一淀粉酶，以求出β一淀粉酶的活性。 淀粉酶水解淀粉生成的麦芽糖，可用 3， 5 一二硝基水杨酸试剂测定。 由于麦芽糖能将后者还原生成 3氨基 5硝基水杨酸的显色基团，在一定范围内其颜色的深浅与糖的浓度成正比，故可求出麦芽糖的含量。 以单位时间产生麦芽糖的毫克数表示淀粉酶活性的大小。 三、主要实验材料、 仪器和试剂 1．实验材料：萌发的小麦（芽长 1cm 左右）。 2．仪器 （ 1）小台秤； （ 2）研钵； （ 3）容量瓶： 100 mL 1； （ 4）试管： 3 支； （ 5）具塞刻度试管： 20 mL 13；（ 6）刻度吸管： 1mL 2； 2 mL 2； 10 mL 2； （ 7）离心机； （ 8）恒温水浴 ； （ 9）分光光度计。 3．试剂 （ 1） l％淀粉溶液：每。