【文章內(nèi)容簡介】 15 第三章 實驗數(shù)據(jù)的處理與分析 一、實驗數(shù)據(jù)的誤差分析 1．誤差種類 （ 1）系統(tǒng)誤差 方法誤差、儀器誤差、試劑誤差、操作誤差。 （ 2）偶然誤差 由于某些偶然因素（如測定時的環(huán)境溫度、濕度、氣壓等的微小波動，儀器性能的 微小變化等）所引起的。偶然誤差難以察覺，也難以控制，但在消除了系統(tǒng)誤差后，在同樣條件下進行多次測試，則可發(fā)現(xiàn)偶然誤差完全服從一般的統(tǒng)計規(guī)律。即，大小相等的正負誤差出現(xiàn)的幾率相等；小誤差出現(xiàn)的幾會多，大誤差出現(xiàn)的幾會少。 隨著測試次數(shù)的增多，偶然誤差的算數(shù)平均值趨近于零。 2．誤差的表示方法 （ 1）準確度與誤差 誤差可分為絕對誤差和相對誤差 2 種： 絕對誤差（ ? N） = 測定值（ N） 真實值（ N/） 相對誤差（ %） =? N/ N/ 100% 例：用天平稱兩種蛋白質(zhì)的質(zhì)量各為 和 ，假定兩者的真實值各為 和 ，則稱量的絕對誤差和相對誤差分別為： 絕對誤差： = （ g） = （ g） 相對誤差分： 可見在用相對誤差表示時，兩種稱量方法的準確度相差 10倍。相對誤差越小，準確度越高。但因真實值是不可知的，所以實際工作中無法求準確度，一般用精確度來評價分析結(jié)果。 16 （ 2）精確度與偏差 精確度表示在相同條件年多次測定結(jié)果相互吻合的程度，它表現(xiàn)了測定結(jié)果的再現(xiàn)性。精確度用“偏差”來表示，偏差越小，精確度越高。偏差也可分為絕對偏差和相對偏差。 絕對偏差 = 測得值 – 測得平均值 相對偏差 = 絕對偏差 /測得平均值 100% 相對平均偏差： 設： m1； m2； mn 算數(shù)平均值為 M 算數(shù)平均偏差為： =（︱ m1M︱ +︱ m2M︱ ︱ mnM︱）/n 相對平均偏差（ %） = /M 100% 標準偏差： S= 3．提高分析準確度的方法 提高分析準確度就是要 盡可能地減小系統(tǒng)誤差和偶然誤差。 偶然誤差可以通過正確的操作和選用可靠的分析方法來減小。 系統(tǒng)誤差可通過以下方法減?。? （ 1）對照實驗 在測量前，利用標準試樣來檢驗方法的準確度。 （ 2）空白試驗 在測量過程中，設置空白溶液作為對照，消除由于試劑中含有的干擾物質(zhì)所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。 （ 3）校準儀器 了解儀器的使用條件，熟悉儀器的操作環(huán)境，經(jīng)常對儀器進行預先校正，并在實驗結(jié)果中利用校正值。 二、實驗數(shù)據(jù)的處理 1．有效數(shù)字 17 有效數(shù)字是在分析工作中實際能測量到的數(shù)字。在記錄和計算結(jié)果時應該保留幾位有效數(shù)字須根據(jù)測 量方法和使用的儀器準確程度來決定。在保留的有效數(shù)字中，最后一位的可凝數(shù)字。 例： 坩堝質(zhì)量 六位有效數(shù)字 標準溶液體積 四位有效數(shù)字 萬分之一天平精度為 ，滴定管讀數(shù)能精確到 。所以， 坩堝質(zhì)量應是 ； 標準溶液體積應的 。 如果數(shù)據(jù)中有“ 0”，應根據(jù)具體情況分析哪些“ 0”是有效數(shù)字。 例： 五位有效數(shù)字 ； 31,05% 四位有效數(shù)字 ； 105 三位有效數(shù)字 ； % 二位有效數(shù)字 ； % 一位有效數(shù)字 2．有效數(shù)字的運算規(guī)則 在處理數(shù)據(jù)時合理保留有效數(shù)字，可節(jié)省運算時間，避免運算過繁而引起的錯誤。常用的基本規(guī)則是： （ 1）記錄測定數(shù)值時，只保留一位可凝數(shù)字。 （ 2）當有效數(shù)字位數(shù)確定后，其余數(shù)字（尾數(shù)）應一律棄去，采用“四舍六入五留雙”的規(guī)則。 （ 3）第一位有效數(shù)字大于或第于 8 時，有效數(shù)字的 位數(shù)可多算一位。 （ 4）有效數(shù)字的加減法 應以小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)進行加減法。 在進行大量數(shù)據(jù)的運算時，為使誤差不迅速積累，可多保留一位有效數(shù)字，可多保留的有效數(shù)字叫“安全數(shù)字”。 （ 5）有效數(shù)字的乘除法 18 以有效數(shù)字位數(shù)最少的哪個數(shù)為依據(jù)。 （ 6）在對數(shù)運算中，所取對數(shù)位數(shù)應與真數(shù)有效數(shù)字位數(shù)相等。 （ 7） 、 e、 1/3 等的有效數(shù)字無限制。 （ 8）表示準確度和精確度時一般只取一位有效數(shù)字。 3．可疑測定值的舍棄 常用的方法： （ 1）四倍法 適合于 3 次以上的測定 基本步驟：除去可疑數(shù)據(jù) 計算其余數(shù)據(jù)的 算術平均值（ M）和平均偏差（ ） 如果 可疑值 M / 4 時 則可舍棄此可疑值。否則應保留。 （ 2） Q檢驗法 適合于 3— 10 次的測定。 基本步驟：將數(shù)據(jù)排序并計算極差 找出可疑值與近鄰值的差用極差除可疑值與其近鄰值之差得到舍棄商（ rejection quotient）值 Q 查 Q 值表。大于表中 Q 值舍棄，否則保留。 舍棄商 Q 的數(shù)值（置信概率為 90%）表 測定次數(shù) 3 4 5 6 7 8 9 10 如舍棄后仍有被懷疑的可疑值時，可再次進行檢查。 4．顯著性檢驗法 為了檢驗測定的兩組數(shù)據(jù)是否存在顯著的差異，常用的檢驗方法有： t檢驗和 F檢驗 19 三、實驗報告的撰寫 實驗報告是做完每個實驗后提交的書面報告，是對實驗過程和實驗結(jié)果的總結(jié)，加深對相關理論和技術的理解和掌握，同時也是學習撰寫研究論文的過程。 實驗報告的基本格式及注意點： 實驗（編號） 實驗名稱 姓名 日期 頁數(shù) （ 1） 目的 （ 2） 原理 （ 3） 試劑和儀器 （ 4） 操作方法 （ 5） 實驗結(jié)果 （ 6） 討論 圖表問題： 表的規(guī)范：三線表 表 X ======================================= 項目 A（單位） B（單位） 1 2 注： ====================== 圖的規(guī)范： 在許多實驗中，都有一個量（如溫度、濃度、 pH 等）在不斷變化，稱自變量；要測量的是此量對另一 個量的影響，稱應變量。作圖時應注意： （ 1）要有簡明的標題。 （ 2）自變量放在橫軸（ X）上，應變量放在縱軸上（ Y）。 （ 3）橫軸（ X）和縱軸（ Y）要有名稱和計量單位。 20 （ 4）用清楚的設計符號： ■□?????● 。不用小點 、 +、 等。 （ 5）各點分布均勻。 （ 6）根據(jù)需要可用線型、柱型等圖型。 21 第四章 生物工程專業(yè)實驗內(nèi)容 實驗一 可溶性糖的硅膠 G 薄層層析 一、目的 糖類是自然界存在的數(shù)量非常多的有機化合物。它是構成植物軀體和細胞的必要物質(zhì)，又是生命活動能量的主要來源， 與植物體內(nèi)各類物質(zhì)代謝密切相關。分離鑒定植物組織中可溶性糖的種類及其變化，對于了解植物體內(nèi)物質(zhì)代謝和農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，具有重要意義。 本實驗采取硅膠 G 薄層層析法，分離鑒定植物組織中可溶性糖的種類。通過本實驗，學習提取植物材料中可溶性糖的一般方法，掌握薄層層析的原理、技術及其在糖類定性鑒定中的應用。 二、原理 植物組織中的可溶性糖可用一定濃度的乙醇提取出來，經(jīng)去雜質(zhì)手續(xù)除去糖提取液中的蛋白質(zhì)等干擾糖測定的物質(zhì)，獲得較純的可溶性糖的混合液。糖為多羥基化合物。具有較強的極性，在硅膠 G 層上展層時，與硅膠分子間有一定的吸 附力。 各種糖羥基多少不同，造成吸附力的差異。該吸附力的大小順序為： 三糖＞二糖＞已糖＞戊糖。根據(jù)吸附層析原理，極性不同的糖在硅膠 G 層上展層時，具有不同的 Rf值，通過比較，可分離鑒定植物樣品提取液中糖的種類。 三、主要實驗材料、儀器和試劑 1．實驗材料：小麥面粉或其它植物材料。 2．儀器 （ 1）離心機及大離心管 （ 2）藥物天平 （ 3）大研缽 （ 4）蒸發(fā)皿 （ 5）燒杯： 100mL 1 （ 6）量筒： 100mL （ 7）恒溫水浴 （ 8）層析缸 （ 9）微量點樣器 （ 10）吹風機 （ 11）玻璃板 2020cm （ 12）涂布器 （ 13）烘箱 （ 14）噴霧器 3．試劑 （ 1） ：稱 溶解后定容至 1 000mL；每組 30mL。 （ 2）氯仿：每組 30mL （ 3）冰乙酸：每組 35mL （ 4） 1％標準糖溶液（ 10mg／ mL）：葡萄糖，蔗糖，麥芽糖 ，木糖 （ 5）硅膠 G：每組 10g （ 6）苯胺一二苯胺一磷酸顯色劑： 2g 二苯胺，加 2mL苯胺， 10mL 85％磷酸， 22 1mL 濃鹽酸， 100mL 丙酮，溶解后搖勻，置于棕色瓶中備用。 四、操作步驟 1. 硅膠 G 薄板的制備 稱取硅膠 G粉 30g，羧甲基纖維素鈉 ，加入 ，于研缽充分研磨，傾入涂布器中，薄層的厚度為 ，即將調(diào)節(jié)檔放在涂布器的紅線處，待硅膠 G 開始變稠時，將操縱桿扣過去，可鋪 20X20cm 薄板 5 塊。鋪層后的薄板放在 100℃烘箱中烘干，取出后放在干燥器備用，也 可以室溫下風干過夜，用前于 110℃烘箱中活化 1 小時使用。 2. 面粉中可溶性糖提取液的制備 稱取小麥面粉 5g，放入 100mL燒杯中，加入 40mL 水攪勻，置于 50℃恒溫水浴中浸提 1h。倒入大離心管中， 3 000r／ min，離心 5min，上清液即為糖抽提液。 3. 面粉提取液中可溶性糖的分離鑒定 取活化過的硅膠 G 玻板一塊，在距底邊 1． 5cm 水平線上確定 5 個點，相互間隔1cm 其中 4 個點分別點上木糖、葡萄糖、麥芽糖和蔗糖標準溶液各 3μ L 或適量，另一個點點上面粉提出液 3μ L或適量。以氯仿：冰乙酸：水 =30： 35： 5 為展層劑上行展層，當展層劑前沿達距薄板頂端 1cm 處，停止層析。取出玻璃板以吹風機吹干。然后以苯胺一二苯胺 — 磷酸噴霧，于 85℃烘箱中烘 10min，各種糖即顯出不同顏色，與標準糖比較，根據(jù)色斑顏色及 Rf值即可鑒定出面粉提取液中所存在的可溶性糖種類。 五、結(jié)果 1. 顯色后照相或繪圖記錄層析圖譜，也可用 CS— 930 進行掃描其展層圖譜。 2. 計算 Rf值： Rf = 原點到層析斑點中心距離 原點到溶劑前沿中心距離 六、討論 思考題： ？ 被分離物質(zhì)的哪些性質(zhì)進行分離的？ 23 實驗二 植物淀粉酶活性的測定 一、目的 植物中的淀粉酶能將貯藏的淀粉水解成麥芽糖。淀粉酶幾乎存在于所有植物中，其中以禾谷類種子的淀粉酶活性最強。植物中α一淀粉酶（內(nèi)切酶）及β一淀粉酶（外切酶），其活性因植物的生長發(fā)育時期不同而有所變化。 本實驗的目的在于掌握分別測定這兩種淀粉酶的方法。 二、原理 α一淀粉酶和β一淀粉酶，各有其一定的特性，如β — 淀粉酶不耐熱，在高溫下易鈍化，而α一淀粉酶不耐酸，在 pH 以下則發(fā)生鈍化。通常提取液中同 時有兩種淀粉酶存在，測定時，可根據(jù)它們的特性分別加以處理，鈍化其中之一，既可測出另一酶的活性。將提取液加熱到 70℃維持 15min 以鈍化β一淀粉酶，便可測定α一淀粉酶的活性，或者將提取液用 醋酸在 0℃處理，鈍化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麥芽糖，可用 3， 5 一二硝基水楊酸試劑測定。由于麥芽糖能將后者還原生成 3氨基 5硝基水楊酸的顯色基團，在一定范圍內(nèi)其顏色的深淺與糖的濃度成正比，故可求出麥芽糖的含量。以單位時間產(chǎn)生麥芽糖的毫克數(shù)表示淀粉酶活性的大小。 三、主要實驗材料、 儀器和試劑 1．實驗材料：萌發(fā)的小麥（芽長 1cm 左右）。 2．儀器 （ 1）小臺秤； （ 2）研缽； （ 3）容量瓶： 100 mL 1； （ 4）試管： 3 支； （ 5）具塞刻度試管： 20 mL 13；（ 6）刻度吸管： 1mL 2； 2 mL 2； 10 mL 2； （ 7）離心機； （ 8）恒溫水浴 ； （ 9）分光光度計。 3．試劑 （ 1） l％淀粉溶液：每