Planowanie doświadczeń biologicznych

Szczegóły

Opublikowano: piątek, 25, styczeń 2013 07:53

Odsłony: 3965

Polecam bardzo przydatne opracowanie dotyczące planowania doświadczeń biologicznych:

www.zdammature.pl/.../planowanie_doswiadczen_biologicznych.pdf

A. Pękala

Copyrights LCE LOGOS Centrum Edukacyjne www.zdammature.pl
Planowanie doświadczeń biologicznych
Po realizacji zajęć powinieneś wiedzieć:
- co to jest eksperyment biologiczny
- jakie są zasady prowadzenia doświadczeń
- co to jest problem badawczy, hipoteza i teza
- czym różni się grupa kontrolna od badawczej
- jak zaplanować doświadczenie do podanego problemu badawczego
1. Problem badawczy:
pytanie, które stawiamy sobie przed rozpoczęciem doświadczenia. Problem, którego
rozwiązania szukać będziemy wykonując eksperyment. Powinien być jasno i prosto
sformułowany. Odpowiedź na nasze pytanie uzyskujemy w wyniku przeprowadzenia
doświadczenia.
Np. Czy obecność w glebie soli mineralnych wpływa na wzrost i rozwój siewek?
Można go też postawić w postaci równoważnika zdań
Np. Wpływ soli mineralnych znajdujących się w glebie na wzrost i rozwój siewek.
2. Hipoteza – twierdzenie wyrażające nasze przypuszczenie co do wyniku
eksperymentu. Hipotezę stawiamy po zadaniu sobie problemu badawczego –
formułujemy w niej odpowiedź na nasze pytanie. Ważne jest, że stawiamy ją przed
wykonaniem eksperymentu. Hipoteza nie zawsze musi być słuszna, jest tylko naszym
przypuszczeniem. W toku prowadzenia doświadczenia dokonujemy jej weryfikacji,
czyli sprawdzamy słuszność.
Np. Obecność soli mineralnych w glebie jest niezbędna do prawidłowego wzrostu i
rozwoju siewek.
3. Przebieg eksperymentu biologicznego.
a) planowanie doświadczenia
· sformułuj temat doświadczenia w postaci problemu badawczego;
· sformułuj hipotezę roboczą;
· odpowiednio dobierz materiał (wszystko, co wykorzystujemy w
doświadczeniu) i metodę pracy;
· określ czasu trwania doświadczenia;
· ustal próbę kontrolną i badawczą:
próba kontrolna: warunki kontrolne
- wszystkie parametry są niezmienne
- brak czynnika, który mógłby wpłynąć na przebieg eksperymentu
- warunki jak najbliższe rzeczywistym
- służy jako „wzorzec”, wobec którego dokonuje się porównywania
Np. nasiona wysiane w skrzynce z glebą podlewane wodą bez minerałów
próba badawcza: warunki badawcze (zmienione)
- w niej zmieniony zostaje parametr, wpływ którego badamy
Np. nasiona wysiane w skrzynce z glebą podlewana wodnym roztworem minerałów.
Copyrights LCE LOGOS Centrum Edukacyjne www.zdammature.pl
Zarówno do próby badawczej jak i kontrolnej wykorzystujemy stosunkowo dużą liczbę
osobników (np. 200 nasion daje bardziej wiarygodne wyniki niż dane z próby 5 nasion)!
b) uzyskiwanie wyników:
· pomiary bezpośrednie (mierzenie, ważenie, odmierzanie czasu itp.);
· pomiary pośrednie (porównywanie wyników, np. ogólniki: szybciej – wolniej);
· obserwacje
c/ wnioskowanie:
· przedstawienie wyników średnich w postaci: tabel, wykresów itp. (konieczne są
nagłówki, podpisanie osi x i y i ustalenie jednostki dla każdej z osi wykresu).
· Na podstawie uzyskanych i przedstawionych wyników formułujemy wniosek – tezę
Teza: wniosek poparty wynikami eksperymentu
Teza jednoznacznie potwierdza lub obala hipotezę!
Przykładowe zadania:
Zad. 1 Uzupełnij plan doświadczenia dotyczącego następującego problemu badawczego:
Problem badawczy: Czy obecność w glebie soli mineralnych wpływa na wzrost i rozwój
roślin?
Hipoteza: sole mineralne są niezbędne do prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin.
Obiekt badań: nasiona pszenicy
Materiał: 2 skrzynki z jednakową ilością gleby, woda destylowana, wodny roztwór soli
mineralnych np. azotanów, zlewka do podlewania, linijka
Próba kontrolna: do jednej ze skrzynek wysiewamy 30 nasion pszenicy i podlewamy
woda destylowaną bez azotanów
Próba badawcza: do drugiej skrzynki wysiewamy 30 nasion pszenicy i podlewamy
wodnym roztworem azotanów.
Ważne jest aby pozostałe parametry w obu skrzynkach były takie same: np. natężenie
światła, ilość wody użyta do podlewania, częstość podlewania, temperatura itp. !
Obserwacje: po kilku dniach obserwujemy wzrost siewek porównując wyniki w obu
próbach.( można zmierzyć średnią długość siewki w każdej ze skrzynek)
Wniosek: Nasza hipoteza potwierdziła się. Wzrost siewek w glebie z solami mineralnymi
jest intensywniejszy.
Zad 2. Uzupełnij plan doświadczenia dotyczącego następującego problemu badawczego:
Problem badawczy: Czy stężenie soli w roztworze wpływa na szybkość pulsowania wodniczek
tętniących u słodkowodnego pantofelka?
Copyrights LCE LOGOS Centrum Edukacyjne www.zdammature.pl
Wodniczki tętniące usuwają nadmiar wody. Woda tym szybciej przenika im jest jej więcej w
roztworze, czyli im roztwór jest bardziej hipotoniczny (mniej stężony).
Hipoteza: Im wyższe stężenie soli w roztworze tym mniejsza częstość pulsowania
wodniczek.
Materiał: zestaw szkiełek, woda destylowana, roztwór 1% soli kuchennej, stoper, mikroskop
optyczny
Próba kontrolna: Pojedynczego pantofelka umieszczamy w wodzie i mierzymy ilość
skurczów wodniczki w ciągu 1 minuty pod mikroskopem
Próba badawcza: Inne osobniki umieszczamy na szkiełkach podstawowych w różnych
roztworach wodnych soli (pierwszego w danym roztworze 1 %, inne w roztworach bardziej
rozcieńczonych – dodajemy wodę do danego roztworu) i dokonujemy analogicznych
obserwacji.
Obserwacje: Częstość pulsowania jest największa w przypadku wody destylowanej i maleje
wraz ze wzrostem stężenia soli w roztworze.
Wniosek: Nasza hipoteza potwierdziła się, wodniczki tętniące są charakterystyczne dla
protistów słodkowodnych, gdyż one muszą usuwać nadmiar wody (takiego problemu nie
mają protisty morskie).
Standardy dotyczące planowania doświadczeń najczęściej sprawdzane na egzaminie
maturalnym.
Enzymy i ich właściwości:
· Reguła van’t Hoffa: Podwyższenie temperatury o 10 stopni powoduje wzrost
szybkości reakcji o 2 - 4 razy (uwaga: dla enzymów i innych białek sprawdza się
jedynie w granicach fizjologicznych, czyli do temperatury ok. 45 oC, w wyższych
następuje denaturacja białka i enzym nieodwracalnie traci swoje funkcje!).
· Enzymy przewodu pokarmowego i ich działanie:
Enzym Trawi: Optimum działania:
amylaza ślinowa α - polisacharydy
(głównie skrobia)
pH = 7
jama ustna
Pepsyna białka pH = 2; żołądek z HCl
trypsyna,
chymotrypsyna
białka
lipazy tłuszczowce
nukleazy DNA lub RNA
amylazy jelitowe α - polisacharydy
(głównie skrobia)
disacharydazy (sacharaza,
maltaza)
dwucukry (głównie sacharoza,
maltoza)
pH = 8; jelito cienkie
z sokiem trzustkowym
Należy pamiętać, że kwaśny odczyn soku żołądkowego hamuje trawienie cukrów i
tłuszczów, stąd w takich warunkach enzymy amylolityczne nie zadziałają!
W innym pH niż optymalne enzymy nie działają efektywnie!
Enzymy zwierząt nie trawią β - polisacharydów (np. celulozy - roślinnego błonnika) - potrafią
to mikroorganizmy - bakterie (mają enzym celulazę).
2. Wykrywanie substancji organicznych:
Substancja Odczynnik Barwa
skrobia (bulwa ziemniaka) płyn Lugola (jodyna) fioletowa
tłuszczowce (nasiona rzepaku) Sudan III, IV pomarańczowa
glukoza Cu(OH)2 + ogrzewanie
(odczynnik Fehlinga)
ceglasto -
czerwona
białko aleuronowe (nasiona fasoli) płyn Lugola żółta
białko (np. wieprzowina, ser
biały)
HNO3 - reakcja ksantoproteinowa
Cu(OH)2 - reakcja biuretowa
Pb(CH3COO)2 - reakcja cystynowa
żółta
niebieska
czarna
celuloza (np. trawa) zieleń jodowa zielony
3. Mechanizmy dyfuzji prostej i osmozy:
· dyfuzja - swobodne się przemieszczanie małych cząsteczek (np. gazu, wody) z
miejsca, gdzie jest ich więcej do miejsca, gdzie jest ich mniej w celu wyrównania
stężeń.
Copyrights LCE LOGOS Centrum Edukacyjne www.zdammature.pl
· osmoza - swobodne przemieszczanie się cząsteczek wody przez błonę
półprzepuszczalna z roztworu rozcieńczonego - hipotonicznego, gdzie jest wody
więcej do roztworu hipertonicznego, gdzie jest jej mniej.
Osmoza to szczególny rodzaj dyfuzji!
4. Osmotyczność środowisk naturalnych:
· śr. słodkowodne - hipotoniczne;
· śr. morskie - hipertoniczne;
· płyny ustrojowe (np. krew) - izotoniczne (odpowiednik: 0,9 % roztwór NaCl).
5. Zasadniczy wpływ hormonów roślinnych na wzrost i rozwój roślin:
· auksyny: stymulacja wzrostu pędu głównego i korzenia głównego, opóźnianie wzrostu
pędów i korzeni bocznych;
· gibereliny i cytokininy: stymulacja wzrostu pędów i korzeni bocznych, indukcja
kiełkowania, regeneracji, kwitnienia (tylko gibereliny);
· etylen (H2C=CH2) i kwas abscysynowy: przyspieszanie dojrzewania owoców
i opadania liści (defoliacja).
6. Wpływ czynników zewnętrznych na fotosyntezę i kiełkowanie:
Parametr Fotosynteza Kiełkowanie
światło + -
woda + +
temperatura + (wyższa niż 40 st. hamuje) + (dodatnia)
sole mineralne + - (są w nasieniu)
„+” - konieczny
„-” - niekonieczny
Warunki Bezpłatnych Przedruków:
Możesz wykorzystać te materiały bezpłatnie na własny użytek, na własnej stronie
internetowej, albo w czasopismie poza internetem -- pod warunkiem, ze nie będziesz niczego
zmieniać bez porozumienia się z nami. Na dole musi być umieszczona następująca informacja
(w internecie, muszą być także linki do naszej strony):
www.zdammature.pl - kursy maturalne i gimnazjalne