We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Noktaları Görmek
Bu çocuğun dilindeki lekeler, iskorbüt olarak da adlandırılan C vitamini eksikliğinin erken bir belirtisidir. Ölümcül olabilen bu bozukluk, günümüzde yaygın değildir çünkü C vitamini yüksek gıdalar nispeten mevcuttur. Bunlara domates, biber ve portakal, limon ve misket limonu gibi turunçgiller dahildir. Ancak iskorbüt, 1700'lerde donanma gemilerinde iyi bilinen bir sorundu. İskorbüt hastalığının İngiliz filosunda Fransız ve İspanyol silahlarından daha fazla ölüme neden olduğu söylendi. O zamanlar iskorbüt hastalığının nedeni bilinmiyordu ve vitaminler henüz keşfedilmemişti. Anekdot niteliğindeki kanıtlar, narenciye yemenin iskorbüt hastalığını iyileştirebileceğini öne sürdü. Bununla birlikte, John Lind adlı bir İskoç deniz hekimi, fikri test etmek için bir deney yaptığında, 1747'ye kadar kimse kesin olarak bilmiyordu. Lind'in deneyi, tıp tarihindeki ilk klinik deneylerden biriydi.
Deney Nedir?
Bir deney kontrollü koşullar altında gerçekleştirilen özel bir bilimsel araştırma türüdür. Ancak diğer bazı araştırma türlerinin aksine, bir deney, sonucu nasıl etkilediğini görmek için bir sistemdeki bazı faktörlerin manipüle edilmesini içerir. İdeal olarak, deneyler, deneysel sonuçların nedenini izole etmek için mümkün olduğu kadar çok başka faktörün kontrol edilmesini de içerir.
Bir deney genellikle belirli bir değişkenin başka bir belirli değişkenden nasıl etkilendiğini test eder. Etkilenen değişken denir bağımlı değişken, veya sonuç değişkeni. Bağımlı değişkeni etkileyen değişkene denir. bağımsız değişken. Araştırmacı tarafından manipüle edilen değişken olduğu için manipüle edilmiş değişken olarak da adlandırılır. Diğer değişkenler (kontrol değişkeni) bağımlı değişkeni de etkileyebilecek değişkenler sabit tutularak bağımsız değişkenin tek başına etkileri ölçülür.
Lind'in İskorbüt Deneyi
Lind iskorbüt deneyine bir İngiliz gemisinde iki aydır denizde kaldıktan ve denizciler iskorbüt belirtileri göstermeye başladıktan sonra başladı. İskorbütlü 12 kişilik bir denizci grubu seçti ve grubu 6 çifte ayırdı. 12 denizcinin tümü aynı diyeti aldı, ancak her bir çift de diyet için farklı bir günlük takviye aldı (Tablo (PageIndex{1})).
|Konu Çifti||Günlük Bu Çiftin Aldığı Diyete Ek|
|1||1 çeyrek elma şarabı|
|2||5 damla sülfürik asit|
|3||6 kaşık sirke|
|4||1 su bardağı deniz suyu|
|5||2 portakal ve 1 limon|
|6||baharatlı macun ve bir bardak arpa suyu|
Lind'in deneyi, taze narenciye meyveleri çift 5 için tükendiğinde sadece beş gün sonra sona erdi. Ancak, bu çiftteki iki denizci zaten tamamen iyileşmiş veya büyük ölçüde iyileşmişti. 1. çiftteki denizciler (çeyrek elma şarabı alan) da bir miktar gelişme gösterdi, ancak diğer çiftlerdeki denizciler hiçbir şey göstermedi.
Lind'in deneyindeki bağımsız ve bağımlı değişkenleri tanımlayabilir misiniz? Bağımsız değişken, çiftler tarafından alınan günlük takviyedir. Bağımlı değişken, iskorbüt semptomlarında iyileşme/iyileşme olmamasıdır. Lind'in sonuçları, iskorbüt için narenciye tedavisini destekledi ve kısa süre sonra İngiliz donanması tarafından iyi sonuçlarla kabul edildi. Ancak, iskorbüt hastalığının C vitamini eksikliğinden kaynaklandığı gerçeği, yaklaşık 200 yıl sonrasına kadar keşfedilmedi.
Örnekleme
Lind'in iskorbüt deneyi sadece 12 denek içeriyordu. Bu, modern bilimsel standartlara göre çok küçük bir örnektir. NS örneklem Bir deneyde veya başka bir araştırmada, gerçekten çalışılan bireylerden veya olaylardan oluşur. Nadiren tüm nüfusu içerir çünkü bunu yapmak muhtemelen pratik veya imkansız olacaktır.
Tüm popülasyon yerine bir örnek üzerinde çalışıldığında oluşabilecek iki tür hata vardır: şans hatası ve yanlılık.
- Örnek çok küçükse şans hatası oluşur. Örneklem ne kadar küçükse, tüm popülasyonu adil bir şekilde temsil etmeme şansı o kadar yüksektir. Daha büyük bir örneklem kullanılarak şans hatası azaltılır.
- Örneklem, çalışmadaki bir değişkene göre rastgele seçilmediğinde yanlılık oluşur. Rastgele bir örneklem seçilmesine özen gösterilerek bu sorun azaltılır.
Bu potansiyel hata kaynaklarının her ikisini de en aza indirmek için güvenilir bir deney tasarlanmalıdır. Başka bir dönüm noktası deneyde hata kaynaklarının nasıl ele alındığını görebilirsiniz: Jonas Salk'ın yeni geliştirdiği çocuk felci aşısının 1953'teki ünlü denemesi. Salk'ın devasa deneyine "tarihin en büyük halk sağlığı deneyi" adı verildi.
Salk'ın Çocuk Felci Aşısı Deneyi
Esas olarak çocuklara saldıran ve sıklıkla felce neden olan bulaşıcı, grip benzeri bir hastalığın ülke çapında bir salgın olduğunu hayal edin. 20. yüzyılın ilk yarısında ABD'de olan tam olarak buydu. 1900'lerin başlarından başlayarak, tekrarlanan çocuk felci salgınları döngüleri vardı ve her biri bir öncekinden daha güçlü görünüyordu. Birçok çocuk, solunum kasları hastalık nedeniyle felç olduğu için "demir akciğerler" olarak adlandırılan yaşam desteğine (aşağıdaki fotoğrafa bakın) son verdi.
Çocuk felcine bir virüs neden olur ve bu potansiyel olarak yıkıcı hastalık için hala bir tedavi yoktur. Neyse ki, artık aşılarla önlenebilir. İlk çocuk felci aşısı 1952'de Jonas Salk tarafından keşfedildi. Aşının güvenliğini değerlendirmek için kendisi ve aile üyeleri üzerinde test ettikten sonra Salk, bir milyondan fazla okul çocuğunu denek olarak kullanarak aşının etkinliğini test etmek için ülke çapında bir deney yaptı. Çocukları "kobay" olarak kullanan deneysel bir aşının ülke çapında denenmesini hayal etmek zor. Bugün asla olmayacaktı. Ancak 1953'te çocuk felci ebeveynlerin yüreğine öyle bir korku saldı ki, Salk'ın aşının güvenli olduğu sözünü kabul ettiler ve çocuklarının araştırmaya katılmasına memnuniyetle izin verdiler.
Salk'ın deneyi çok iyi tasarlanmıştı. İlk olarak, iki çok büyük, rastgele çocuk örneğini içeriyordu - tedavi grubunda 600.000, deney grubuve tedavi edilmeyen grupta 600.000, kontrol grubu. Çok büyük ve rastgele örneklerin kullanılması, deneyde şans hatası ve yanlılık olasılığını azalttı. Deney grubundaki çocuklara deneysel çocuk felci aşısı enjekte edildi. Kontrol grubundaki çocuklara zararsız tuzlu su (tuzlu su) solüsyonu enjekte edildi. Salin enjeksiyonu bir plaseboydu. A plasebo aslında sağlık üzerinde hiçbir etkisi olmayan "sahte" bir tedavidir. Deneklerin hangi gruba (kontrol veya deneysel) yerleştirildiğini bilmemeleri için aşıların ve diğer tıbbi tedavilerin denemelerine dahil edilir. Plasebo kullanımı, araştırmacıların Plasebo etkisi. Bu, tedavinin gerçek bir etkisi olmasa bile, sadece özne tedavi edildiği için ortaya çıkan bir tedaviye psikolojik temelli bir tepkidir.
Plasebonun kullanıldığı deneyler genellikle kör deneyler çünkü denekler deney grubuna "kör". Bu, deneyde yanlılığı önlemeye yardımcı olur. Çoğu zaman, araştırmacılar bile her grupta hangi konuların olduğunu bilmiyorlar. Bu tür deney denir çift kör deney çünkü hem denekler hem de araştırmacılar, hangi deneklerin her grupta yer aldığına "kör"dür. Salk'ın aşı denemesi çift kör bir deneydi ve çift kör deneyler artık aşıların, terapötik ilaçların ve diğer tıbbi tedavilerin klinik denemelerinin altın standardı olarak kabul ediliyor.
Salk'ın çocuk felci aşısının oldukça başarılı olduğu kanıtlandı. Çalışmasından elde edilen verilerin analizi, aşının çocuk felcini önlemede yüzde 80 ila 90 oranında etkili olduğunu ortaya koydu. Neredeyse bir gecede Salk ulusal bir kahraman olarak selamlandı. Kapağında göründü Zaman dergisi ve Beyaz Saray'a davet edildi. Birkaç yıl içinde milyonlarca çocuğa çocuk felci aşısı yapıldı. 1961 yılına gelindiğinde, ABD'de çocuk felci insidansı yüzde 96 oranında azalmıştı.
Deneme Sınırları
İyi yapılmış deneyler genellikle en titiz ve güvenilir bilimsel araştırmalardır. Ancak, sonuçları test etmek için değişkenleri manipüle etmelerinin ayırt edici özelliği, tüm araştırmalarda mümkün, pratik veya etik değildir. Sonuç olarak, birçok fikir deney yoluyla test edilemez. Örneğin deneyler, atalarımızın milyonlarca yıl önce ne yediği veya uzun süreli sigara içmenin akciğer kanserine nasıl katkıda bulunduğu hakkındaki fikirleri test etmek için kullanılamaz. Atalarımızın durumunda, onları doğrudan incelemek imkansızdır. Araştırmacılar bunun yerine fosilleşmiş dişlerinin ayrıntılı gözlemleri gibi dolaylı kanıtlara güvenmek zorunda. Sigara içme durumunda, insan denekleri zararlı sigara dumanına maruz bırakmak etik değildir. Bunun yerine, araştırmacılar, sigara içme alışkanlıkları ile akciğer kanseri arasındaki korelasyonları araştırmak için, sigara içmeyenlerin kontrolleri olarak, halihazırda sigara içen insanlarla ilgili geniş gözlemsel çalışmaları kullanabilirler.
Özellik: Haberlerde İnsan Biyolojisi
Lind, dünyayı keşfederken binlerce denizcinin bu beslenme hastalığından öldüğü bir dönemde, turunçgillerin iskorbüt üzerindeki etkilerini test etmek için deneyini üstlendi. Günümüzün kaşifleri uzayda astronottur ve beslenmeleri de görevlerinin başarısı için çok önemlidir. Bununla birlikte, uzayda astronotlarda iyi beslenmeyi sürdürmek zor olabilir. Bir problem, astronotların uzaydayken daha az yeme eğiliminde olmalarıdır. Sadece görevleriyle çok meşgul olmakla kalmazlar, aynı zamanda uzay gıda tayınlarından da bıkabilirler. Uzayın çevresi başka bir sorundur. Mikro yerçekimi ve daha yüksek radyasyona maruz kalma gibi faktörlerin insan sağlığı üzerinde büyük etkileri olabilir ve bunlara karşı koymak için beslenme ayarlamaları gerektirebilir. Astronot beslenmesini ve sağlığını incelemenin yeni bir yolu, tek yumurta ikizi astronotlar Scott ve Mark Kelly tarafından sağlanmaktadır (Şekil (PageIndex{3})).
Kelly'ler ilk özdeş ikiz astronotlardır, ancak ikiz çalışmaları yeni bir şey değildir. Bilim adamları, uzun yıllardır araştırma konusu olarak özdeş (homozigotik) ikizleri kullandılar. Tek yumurta ikizleri aynı genlere sahiptir, bu nedenle aralarındaki herhangi bir farklılık genellikle genetik nedenlerden ziyade çevresel etkilere bağlanabilir. Mark Kelly, 2015 ve 2016 yılları arasında Uluslararası Uzay İstasyonu'nda (ISS) neredeyse tam bir yıl geçirirken, ikizi Scott Kelly yerde kaldı ve deneyde kontrol görevi gördü. Mark Kelly'nin Mart 2016'da Dünya'ya dönüşüyle ilgili medyada çokça yer aldığını fark etmiş olabilirsiniz, çünkü uzayda sürekli olarak kalması, o sırada herhangi bir Amerikan astronotunun en uzunuydu. NASA, ikizlerdeki beslenme göstergelerini ve diğer sağlık verilerini ölçerek ve karşılaştırarak uzun süreli uzay yolculuğunun insan vücudu üzerindeki etkileri hakkında çok şey öğreniyor.
Gözden geçirmek
- Deneylerin diğer bilimsel araştırma türlerinden farkı nedir?
- Salk'ın ülke çapındaki çocuk felci aşısı denemesindeki bağımsız ve bağımlı değişkenleri belirleyin.
- Örneklemede şans hatası ve yanlılığı karşılaştırın ve karşılaştırın. Her bir hata türü nasıl en aza indirilebilir?
- Plasebo etkisi nedir? Salk'ın deneysel tasarımının bunu nasıl kontrol ettiğini açıklayın.
- Boşlukları doldurun. ____________ değişkeni, ____________ değişkeni üzerindeki etkileri görmek için değiştirilir.
- Doğru ya da yanlış. Tek yumurta ikizleri üzerinde yapılan çalışmalarda bağımsız değişken onların genetiğidir.
- Doğru ya da yanlış. İnsanlar üzerinde deneyler yapılamaz.
- Doğru ya da yanlış. Bilimsel deneylerde daha büyük örnek boyutları genellikle daha küçük olanlardan daha iyidir.
- Lind'in iskorbüt deneyi ile ilgili aşağıdaki soruları cevaplayın.
- Denizcilerin diyetlerinin günlük takviye dışında aynı tutulması sizce neden önemliydi?
- Deneyin sonucunu etkilemiş olabilecek, denizciler arasında potansiyel olarak farklı olabilecek diyet dışında bazı faktörler düşünebiliyor musunuz?
- Elma şarabı içen denizcilerin iskorbüt semptomlarında neden bir miktar iyileşme olduğunu düşünüyorsunuz?
- Çift kör deneylerin neden normal kör deneylerden daha titiz olarak kabul edildiğini açıklayın.
- Tek yumurta ikizlerini kullanan çalışmalar neden bu kadar faydalı?
- Hayvanların kullanıldığı deneylerde bir plaseboya (bir ilaç testi deneyinde salin enjeksiyonu gibi) dahil etmenin gerekli olduğunu düşünüyor musunuz? Neden veya neden olmasın?
Daha Fazlasını Keşfedin
Biyokimyacı Kary Mullis'in modern bilimin temeli olarak deney hakkında konuştuğu bu eğlenceli TED konuşmasını izleyin.
Bilimsel deneyler yapma hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu videoyu izleyin:
Nesne Dersleri
Bir balonu mumla ısıtmak boş bir balonu patlatır, tıpkı bir günahın Tanrı ile olan bağımızı zedelemesi gibi. Ancak suyla dolu bir balon, doğrudan mum alevine konulsa bile patlamaz. “Yaşayan sudan” sağlanan koruma, hem paha biçilmez, hem de ücretsiz, her ikisi de herkesin kullanımına açık ve hem fiziksel hem de sonsuz yaşam için gerekli olan kurtuluştan korunmaya benzer.
David'in Goliath'ı yenebilmesi gibi, en küçük insan bile 2 litreden Diet Coke çekmek için bir yarışmada en büyük kişiyi geride bırakarak ne kadar büyük ya da küçük olursak olalım harika şeyler başarabileceğimizi gösteriyor. Allah'ın yardımı ile dua yoluyla idrak edilmiştir.
Bu alıştırmada, mucizevi olarak görülecek birkaç inanılmaz görev gerçekleştirilecek. Bunlar arasında bir muzu açıp dilimlenmiş olarak bulmak, bir eli bir kavanoza daldırıp tamamen kuru olarak çıkarmak ve tamamen ters çevrildiğinde bile bir bardak sudan su dökülmesini önlemek için oyun kartı kullanmak ve oyun kartı kullanmak sayılabilir. kart kaldırıldı. Ancak, bu görevler bilimin hilelerinden başka bir şey değildir. Ancak İncil'deki mucizevi olaylar, tanımı gereği bilimsel açıklamayı aşan gerçek mucizelerdir. Bu İncil olaylarının İncil'de yazıldığı gibi gerçekleştiği inancı, Tanrı ile bir bağlantı kurmak için çok önemlidir.
Hepimizin İsa'nın ışığının parlamasına izin vermemiz gerekiyor. Sönmesine izin verirsek, boşluğu doldurmak için gelen dünyevi şeylere karşı daha duyarlı hale geliriz. Aynı şey bilimde de geçerlidir. Bir su birikintisi olan yanan mum, üzerine vazo konulduğunda söner. Alevin (ısı) kaybı, yükselen su tarafından doldurulan bir boşluk yaratır. Ancak bu ışığa sahip olmak, Tanrı'nın planını yerine getirmek için yeterli değildir, çünkü dünyayı değiştirmek için yeterli gücü sağlamak için birçok kişiye ihtiyaç vardır. Aynı şey bilim için de geçerlidir. Buna sinerjizm denir ve hem bir lastik top hem de bir torba deneyi kullanılarak gösterilebilir.
Markos 4:3-8'de yazıldığı şekliyle "Ekinci Mesel", Tanrı'nın halkına verdiği sözünü tanımlar. Matta 25:14-30'da yazıldığı şekliyle "Kiracıların Mesel", O'nun sözünü büyütme sorumluluğumuzu açıklar. Bir çiftçinin ektiği tohum bir yola, kayalık yerlere, dikenlere veya iyi toprağa düşebileceği gibi, O'nun sözünün büyümesi için verimli bir zemin sağlamalıyız. Ayrıca, bu kelime maksimum büyümeyi sağlamak için beslenmelidir. Bu ancak Şeytan'ı ortadan kaldırmak, güçlü kökler kurmak, dünyevi arzuların Tanrı'nın sözünü boğmasına izin vermemek, duada aktif olmak ve kiliseye gitmekle mümkündür. İyi toprağı garanti eder ve sözü beslersek, İncil der ki, tohum ekilenin otuz, altmış, hatta yüz katı ürün verir. Bu gösterimde, bereketli topraklara &ldquoseeds&rdquo ekiyoruz, besleyici maddeler ekliyoruz ve kelimenin genişlemesinin anında 100 kat büyümesini izliyoruz.
Daniel aslanlardan ve Şadrak'tan nasıl korunuyorsa, Meşak ve Abednego da ateşli fırından korunuyorsa, aynı şekilde kum da suyun altına konabilir ve kuru kalabilir ve bir bez tutuşmadan yanabilir. Tanrı her zaman dünyasal bedenlerimizi korumayı istemese de, göksel bedenlerimiz, eğer istersek, oğlu İsa'nın kurban edilmesiyle Tanrı tarafından korunur.
Müthiş Yüksek Uçan Bilim
Fırlatmak, fırlatmak, havaya uçurmak ve gökyüzüne uçan şeyleri göndermek her yaş için eğlenceli olabilir. Bu hafta, çocuklara, evde yapması kolay aktivitelerle fırlatma ve uçma heyecanını yaşatan basit, yüksekten uçan Müthiş Yaz Bilimi Deneyleri ile karşınızdayız.
ABD'de Bağımsızlık Günü (4 Temmuz) bu hafta gerçekleşiyor. Havai fişekler ve renklerinin ardındaki bilim (4 Temmuz "gökkuşağı ateşi" bilim deneyimize bakın) keşfetmek için çok eğlenceli olsa da, bu haftanın Müthiş Yaz Bilim Deneyleri teması, kutlamalara tam olarak uyacak etkinliklerle göklere çıkıyor, ancak ayrıca her zaman eğlencelidir!
Müthiş Yaz Bilimi Deneyleri serimizin 4. Haftasındaki aktiviteler, çeşitli roketler, ev yapımı uçurtmalar ve kağıt uçaklarınıza daha fazla güç kazandırmanın eğlenceli bir yolunu içeriyor.
Yaprak Sürtünmeleri Sanatı ve Bilimi Çocuklarla Maceralar
Doku ovma sanat sınıfında temel bir maddedir ve Jacquie'nin ağaç bilimini çocuklarıyla birleştirmesini seviyorum. Bu aktiviteyi kesinlikle ev okulumda kullanacağımı biliyorum!
Biyologlar tarafından kullanılan bilimsel yöntem nasıldır?
Hızlı özet: Biyologlar ve diğer bilim adamları, doğal dünya hakkında sorular sormak için bilimsel yöntemi kullanırlar. Bilimsel yöntem, bilim insanını bir soru sormaya yönlendiren bir gözlemle başlar. O daha sonra bir hipotez, soruyu ele alan test edilebilir bir açıklama.
Bir hipotez mutlaka doğru değildir. Bunun yerine, bu bir “en iyi tahmindir” ve bilim adamının gerçekten doğru olup olmadığını görmek için onu test etmesi gerekiyor. Bilim adamları, tahminlerde bulunarak hipotezleri test ederler: X hipotezi doğruysa, Y doğru olmalıdır. Ardından, tahminlerin doğru olup olmadığını görmek için deneyler veya gözlemler yaparlar. Eğer öyleyse, hipotez desteklenir. Değillerse, yeni bir hipotezin zamanı gelmiş olabilir.
Hipotezler kontrollü deneyler kullanılarak test edilir
Kontrollü bir deneyin temel bileşenleri nelerdir? Örneklemek için basit (hatta aptalca) bir örnek düşünelim.
Diyelim ki mutfağımda pencerenin yanında fasulye filizi yetiştirmeye karar verdim. Fasulye tohumlarını topraklı bir tencereye koydum, pencere pervazına koydum ve filizlenmelerini bekledim. Ancak, birkaç hafta sonra filizim yok. Neden olmasın? Görünüşe göre tohumları sulamayı unutmuşum. Bu yüzden, su eksikliğinden dolayı filizlenmediklerini varsayıyorum.
Hipotezimi test etmek için kontrollü bir deney yapıyorum. Bu deneyde iki özdeş kap kurdum. Her ikisi de aynı tür toprağa ekilmiş on tane fasulye tohumu içerir ve her ikisi de aynı pencereye yerleştirilir. Aslında iki potadan farklı yaptığım tek bir şey var:
- Her öğleden sonra bir kap tohum sulanır.
- Diğer saksıya ise hiç su gelmiyor.
Bir hafta sonra, sulanan saksıdaki on tohumdan dokuzu filizlenirken, kuru saksıdaki tohumların hiçbiri filizlenmedi. Görünüşe göre 'tohumların suya ihtiyacı var' hipotezi muhtemelen doğru!
Bu basit örneğin kontrollü bir deneyin bölümlerini nasıl gösterdiğini görelim.
Kontrol ve deney grupları
Deneyde iki grup vardır ve birinin muamele (su) alması, diğerinin almaması dışında aynıdır. Bir deneyde tedaviyi alan gruba (burada sulu saksı) denir. deney grubu, tedavi almayan gruba (burada kuru saksı) denir. kontrol grubu. Kontrol grubu, tedavinin bir etkisi olup olmadığını görmemizi sağlayan bir temel sağlar. Kontroller olabilir pozitif kontroller sürecin veya tedavinin gerçekten işe yaradığını veya bunların negatif kontroller, burada deney sırasında herhangi bir değişiklik olmamalıdır.
Bağımsız ve bağımlı değişkenler
Kontrol ve deney grupları arasında farklı olan faktör (bu durumda su miktarı) olarak bilinir. bağımsız değişken. Bu değişken bağımsızdır çünkü deneyde ne olduğuna bağlı değildir. Bunun yerine deneycinin uyguladığı veya kendisinin seçtiği bir şeydir. Deneylerde birden fazla bağımsız değişken olabilir.
Buna karşılık, bağımlı değişken bir deneyde, tedavinin bir etkisi olup olmadığını görmek için ölçülen tepkidir. Bu durumda, filizlenen fasulye tohumlarının oranı bağımlı değişkendir. Bağımlı değişken (filizlenen tohumların oranı) bağlı olmak bağımsız değişkende (su miktarı) ve tersi değil.
Deneysel veri (tekil: veri) deney sırasında yapılan gözlemlerdir. Bu durumda topladığımız veriler, bir hafta sonra her saksıdaki fasulye filizi sayısıydı.
İçindekiler
Bilimsel yöntemde deney, rekabet halindeki modelleri veya hipotezleri tahkim eden ampirik bir prosedürdür. [2] [3] Araştırmacılar ayrıca, onları desteklemek veya çürütmek için mevcut teorileri veya yeni hipotezleri test etmek için deneyi kullanırlar. [3] [4]
Bir deney genellikle, belirli bir sürecin veya olgunun nasıl çalıştığına dair bir beklenti olan bir hipotezi test eder. Bununla birlikte, bir deney aynı zamanda, deneyin ne ortaya çıkardığına dair belirli bir beklenti olmaksızın bir "eğer" sorusuna cevap vermeyi veya önceki sonuçları doğrulamayı da amaçlayabilir. Bir deney dikkatli bir şekilde yürütülürse, sonuçlar genellikle hipotezi destekler veya çürütür. Bazı bilim felsefelerine göre, bir deney asla bir hipotezi "kanıtlayamaz", yalnızca destek sağlayabilir. Öte yandan, bir karşı örnek sağlayan bir deney, bir teoriyi veya hipotezi çürütebilir, ancak bir teori, basitlik pahasına uygun geçici değişikliklerle her zaman kurtarılabilir.
Bir deney, olası karıştırıcı faktörleri de kontrol etmelidir - deneyin doğruluğunu veya tekrarlanabilirliğini veya sonuçları yorumlama yeteneğini bozacak herhangi bir faktör. Karışıklık, genellikle bilimsel kontroller yoluyla ve/veya rastgele deneylerde rastgele atama yoluyla ortadan kaldırılır.
Mühendislik ve fizik bilimlerinde deneyler, bilimsel yöntemin birincil bileşenidir. Fiziksel süreçlerin belirli koşullar altında nasıl çalıştığına ilişkin teorileri ve hipotezleri test etmek için kullanılırlar (örneğin, belirli bir mühendislik sürecinin istenen bir kimyasal bileşiği üretip üretemeyeceği). Tipik olarak, bu alanlardaki deneyler, her tekrarda aynı sonuçları üretme umuduyla aynı prosedürlerin tekrarlanmasına odaklanır. Rastgele atama nadirdir.
Tıpta ve sosyal bilimlerde, deneysel araştırmaların yaygınlığı disiplinler arasında büyük farklılıklar gösterir. Bununla birlikte, kullanıldığında, deneyler tipik olarak, deney birimlerinin (genellikle bireysel insanlar) bir veya daha fazla sonucun değerlendirildiği bir tedavi veya kontrol koşuluna rastgele atandığı klinik deney biçimini takip eder. [5] Fizik bilimlerindeki normların aksine, odak noktası tipik olarak ortalama işlem etkisi (tedavi ve kontrol grupları arasındaki sonuçlardaki fark) veya deney tarafından üretilen başka bir test istatistiğidir. [6] Tek bir çalışma tipik olarak deneyin tekrarlarını içermez, ancak sistematik inceleme ve meta-analiz yoluyla ayrı çalışmalar bir araya getirilebilir.
Bilim dallarının her birinde deneysel uygulamada çeşitli farklılıklar vardır. Örneğin, tarımsal araştırmalar sıklıkla rastgele deneyler kullanır (örneğin, farklı gübrelerin karşılaştırmalı etkinliğini test etmek için), deneysel ekonomi genellikle bireylerin tedavi ve kontrol koşullarına rastgele atanmasına dayanmadan teorik insan davranışlarının deneysel testlerini içerir.
Modern anlamda deneylere yönelik ilk metodik yaklaşımlardan biri, Arap matematikçi ve bilgin İbn el-Heysem'in eserlerinde görülebilir. Optik alanındaki deneylerini, Ptolemaios'un eserlerindeki optik ve matematiksel problemlere geri dönerek, özeleştiri, deneylerin görünür sonuçlarına güvenme ve terimler açısından kritiklik gibi faktörlerden dolayı kontrol ederek gerçekleştirdi. önceki sonuçlardan. Sonuçlara ulaşmak için tümevarımsal-deneysel bir yöntem kullanan ilk bilim adamlarından biriydi. [7] Onun Optik Kitabı bilgi ve araştırmaya yönelik temelden yeni yaklaşımı deneysel anlamda açıklıyor:
"Yani, araştırmamıza var olan şeylerin incelenmesi ve görünür nesnelerin koşullarının incelenmesiyle başlayarak, ilkeleri ve öncüllerini yeniden incelemeye başlamalıyız. Tikellerin özelliklerini ayırt etmeli ve tümevarım yoluyla ne olduğunu toplamalıyız. görme gerçekleştiğinde göze ve duyu biçiminde bulunanların tek tip, değişmez, açık ve şüpheye tabi olmayan şeylerle ilgilidir.Ardından araştırma ve muhakemelerimizde kademeli ve düzenli olarak, öncülleri eleştirerek ve dikkatli davranarak yükselmeliyiz. Sonuçlarla ilgili olarak - teftiş ve incelemeye tabi kıldığımız her şeydeki amacımız, adaleti uygulamak, önyargıya uymamak ve yargıladığımız ve eleştirdiğimiz her şeyde gerçeği aradığımıza ve fikirlere kapılmamaya özen göstermektir. Bu şekilde nihayetinde kalbi tatmin eden gerçeğe ulaşabilir ve yavaş yavaş ve dikkatli bir şekilde kesinliğin ortaya çıktığı sona ulaşabiliriz, ancak eleştiri ve ihtiyat yoluyla bu gerçeği yakalayabiliriz. ihtilâfı ortadan kaldıran ve şüpheli meseleleri çözen hakikat. Bütün bunlara rağmen, insanın tabiatında var olan o insan bulanıklığından kurtulamıyoruz ama elimizdeki insan gücüyle elimizden gelenin en iyisini yapmalıyız. Allah'tan her şeyde destek alıyoruz." [8]
Onun açıklamasına göre, insanın doğası gereği sonuçların öznelliğine ve duyarlılığına duyarlı, sıkı kontrollü bir test uygulaması gereklidir. Ayrıca, daha önceki bilim adamlarının sonuçları ve çıktıları hakkında eleştirel bir görüş gereklidir:
"Öyleyse, amacı gerçeği öğrenmekse, bilim adamlarının yazılarını inceleyen kişinin görevi, kendisini okuduğu her şeye düşman yapmak ve zihnini içeriğinin özüne ve kenarlarına uygulayarak, saldırıya geçmektir. Önyargıya veya hoşgörüye düşmemek için eleştirel incelemesini yaparken kendinden de şüphe etmelidir." [9]
Bu nedenle, nesnel bir deney için önceki sonuçların deneysel sonuçlarla karşılaştırılması gereklidir - görünür sonuçlar daha önemlidir. Sonunda bu, deneysel bir araştırmacının, özellikle bu sonuçlar deneysel değil de mantıksal/zihinsel bir türevden kaynaklanıyorsa, geleneksel görüşleri veya sonuçları reddetmek için yeterli cesareti bulması gerektiği anlamına gelebilir. Bu eleştirel değerlendirme sürecinde, insanın kendisi, "önyargılar" ve "hoşgörü" yoluyla öznel görüşlere meyilli olduğunu unutmamalı ve bu nedenle, kendi hipotezlerini kurma biçimi konusunda eleştirel olmalıdır. [ kaynak belirtilmeli ]
17. yüzyılda aktif olan bir İngiliz filozof ve bilim adamı olan Francis Bacon (1561-1626), İngiliz rönesansında deneysel bilimin etkili bir destekçisi oldu. İbnü'l-Heysem'e benzer şekilde, bilimsel soruları tümdengelim yoluyla cevaplama yöntemine katılmadı ve bunu şöyle tanımladı: "İnsan önce soruyu kendi iradesine göre belirledikten sonra, daha sonra deneyime başvurur ve onu kendi yerlerine uygun hale getirir. , onu bir tören alayı içindeki bir tutsak gibi gezdirir." [10] Bacon, tekrarlanabilir gözlemlere veya deneylere dayanan bir yöntem istedi. Özellikle, bugün anladığımız şekliyle bilimsel yöntemi önce o emretti.
Geriye, olduğu gibi alınırsa tesadüf, aranırsa deney adı verilen basit deneyim kalır. Gerçek deneyim yöntemi, önce mumu [hipotezi] yakar ve sonra mum aracılığıyla, beceriksiz veya düzensiz değil, usulüne uygun olarak düzenlenmiş ve sindirilmiş deneyimle başladığı gibi [deneyi düzenler ve sınırlar] yolu gösterir ve ondan çıkarımlar yapar. aksiyomlar [teoriler] ve yerleşik aksiyomlardan yine yeni deneyler. [11] : 101
Sonraki yüzyıllarda bilimsel yöntemi farklı alanlarda uygulayan insanlar önemli ilerlemeler ve keşifler yaptılar. Örneğin, Galileo Galilei (1564-1642) zamanı doğru bir şekilde ölçtü ve düşen bir cismin hızı hakkında doğru ölçümler ve sonuçlar çıkarmak için deneyler yaptı. Fransız kimyager Antoine Lavoisier (1743-1794), yanma ve biyokimya gibi yeni alanları tanımlamak ve kütlenin (maddenin) korunumu teorisini geliştirmek için deneyi kullandı. [12] Louis Pasteur (1822-1895), geçerli spontan oluşum teorisini çürütmek ve hastalığın mikrop teorisini geliştirmek için bilimsel yöntemi kullandı. [13] Potansiyel olarak kafa karıştırıcı değişkenleri kontrol etmenin önemi nedeniyle, mümkün olduğunda iyi tasarlanmış laboratuvar deneylerinin kullanılması tercih edilir.
Ronald Fisher (1890–1962), Jerzy Neyman (1894–1981), Oscar Kempthorne (1919–2000), Gertrude gibi istatistikçilerin katkılarıyla, 20. yüzyılın başlarında deneylerin tasarımı ve analizinde önemli miktarda ilerleme kaydedildi. Mary Cox (1900–1978) ve William Gemmell Cochran (1909–1980), diğerleri arasında.
Deneyler, farklı çalışma alanlarındaki mesleki normlara ve standartlara bağlı olarak bir dizi boyuta göre kategorize edilebilir.
Bazı disiplinlerde (örneğin, psikoloji veya siyaset bilimi), 'gerçek deney', iki tür değişkenin olduğu bir sosyal araştırma yöntemidir. Bağımsız değişken deneyci tarafından manipüle edilir ve bağımlı değişken ölçülür. Gerçek bir deneyin belirleyici özelliği, denekleri deneyci yanlılığını nötralize etmek için rasgele tahsis etmesi ve deneyin çok sayıda yinelemesinde tüm karıştırıcı faktörleri kontrol etmesini sağlamasıdır. [14]
Disipline bağlı olarak, farklı ama birbirini dışlamayan hedeflere ulaşmak için deneyler yapılabilir: [15] teorileri test edin, fenomenleri araştırın ve belgeleyin, teoriler geliştirin veya politika yapıcılara tavsiyelerde bulunun. Bu hedefler aynı zamanda geçerlilik kaygılarıyla da farklı şekilde ilişkilidir.
Kontrollü deneyler Düzenle
Kontrollü bir deney, genellikle deneysel örneklerden elde edilen sonuçları karşılaştırır. kontrol Etkisi test edilen bir yönü (bağımsız değişken) dışında deneysel örnekle pratik olarak aynı olan örnekler. İyi bir örnek, bir ilaç denemesi olabilir. İlacı alan örnek veya grup deney grubu (tedavi grubu) ve plasebo veya düzenli tedavi alan grup kontrol olacaktır. Birçok laboratuvar deneyinde, gerçekleştirilen test için birkaç tekrarlı numuneye sahip olmak ve hem pozitif hem de negatif kontrole sahip olmak iyi bir uygulamadır. Tekrarlanan numunelerden elde edilen sonuçların genellikle ortalaması alınabilir veya tekrarlardan biri diğer numunelerin sonuçlarıyla bariz bir şekilde tutarsızsa, deneysel bir hatanın sonucu olarak atılabilir (test prosedürünün bazı adımları yanlışlıkla yapılmış olabilir). bu örnek için atlanmıştır). Çoğu zaman, testler iki veya üç kopya halinde yapılır. Pozitif kontrol, gerçek deneysel teste benzer bir prosedürdür ancak önceki deneyimlerden pozitif sonuç verdiği bilinmektedir. Negatif bir kontrolün negatif sonuç verdiği bilinmektedir. Pozitif kontrol, gerçek deneysel numunelerin hiçbiri pozitif bir sonuç vermese bile, deneyin temel koşullarının pozitif bir sonuç üretebildiğini doğrular. Negatif kontrol, bir test ölçülebilir bir pozitif sonuç vermediğinde elde edilen temel sonucu gösterir. Çoğu zaman, negatif kontrolün değeri, test numunesi sonuçlarından çıkarılacak bir "arka plan" değeri olarak ele alınır. Bazen pozitif kontrol, standart bir eğrinin kadranını alır.
An example that is often used in teaching laboratories is a controlled protein assay. Students might be given a fluid sample containing an unknown (to the student) amount of protein. It is their job to correctly perform a controlled experiment in which they determine the concentration of protein in the fluid sample (usually called the "unknown sample"). The teaching lab would be equipped with a protein standard solution with a known protein concentration. Students could make several positive control samples containing various dilutions of the protein standard. Negative control samples would contain all of the reagents for the protein assay but no protein. In this example, all samples are performed in duplicate. The assay is a colorimetric assay in which a spectrophotometer can measure the amount of protein in samples by detecting a colored complex formed by the interaction of protein molecules and molecules of an added dye. In the illustration, the results for the diluted test samples can be compared to the results of the standard curve (the blue line in the illustration) to estimate the amount of protein in the unknown sample.
Controlled experiments can be performed when it is difficult to exactly control all the conditions in an experiment. In this case, the experiment begins by creating two or more sample groups that are probabilistically equivalent, which means that measurements of traits should be similar among the groups and that the groups should respond in the same manner if given the same treatment. This equivalency is determined by statistical methods that take into account the amount of variation between individuals and the number of individuals in each group. In fields such as microbiology and chemistry, where there is very little variation between individuals and the group size is easily in the millions, these statistical methods are often bypassed and simply splitting a solution into equal parts is assumed to produce identical sample groups.
Once equivalent groups have been formed, the experimenter tries to treat them identically except for the one değişken that he or she wishes to isolate. Human experimentation requires special safeguards against outside variables such as the Plasebo etkisi. Such experiments are generally çift kör, meaning that neither the volunteer nor the researcher knows which individuals are in the control group or the experimental group until after all of the data have been collected. This ensures that any effects on the volunteer are due to the treatment itself and are not a response to the knowledge that he is being treated.
In human experiments, researchers may give a subject (person) a stimulus that the subject responds to. The goal of the experiment is to measure the response to the stimulus by a test method.
In the design of experiments, two or more "treatments" are applied to estimate the difference between the mean responses for the treatments. For example, an experiment on baking bread could estimate the difference in the responses associated with quantitative variables, such as the ratio of water to flour, and with qualitative variables, such as strains of yeast. Experimentation is the step in the scientific method that helps people decide between two or more competing explanations—or hypotheses. These hypotheses suggest reasons to explain a phenomenon, or predict the results of an action. An example might be the hypothesis that "if I release this ball, it will fall to the floor": this suggestion can then be tested by carrying out the experiment of letting go of the ball, and observing the results. Formally, a hypothesis is compared against its opposite or null hypothesis ("if I release this ball, it will not fall to the floor"). The null hypothesis is that there is no explanation or predictive power of the phenomenon through the reasoning that is being investigated. Once hypotheses are defined, an experiment can be carried out and the results analysed to confirm, refute, or define the accuracy of the hypotheses.
Experiments can be also designed to estimate spillover effects onto nearby untreated units.
Natural experiments Edit
The term "experiment" usually implies a controlled experiment, but sometimes controlled experiments are prohibitively difficult or impossible. In this case researchers resort to natural experiments veya quasi-experiments. [16] Natural experiments rely solely on observations of the variables of the system under study, rather than manipulation of just one or a few variables as occurs in controlled experiments. To the degree possible, they attempt to collect data for the system in such a way that contribution from all variables can be determined, and where the effects of variation in certain variables remain approximately constant so that the effects of other variables can be discerned. The degree to which this is possible depends on the observed correlation between explanatory variables in the observed data. When these variables are Olumsuz well correlated, natural experiments can approach the power of controlled experiments. Usually, however, there is some correlation between these variables, which reduces the reliability of natural experiments relative to what could be concluded if a controlled experiment were performed. Also, because natural experiments usually take place in uncontrolled environments, variables from undetected sources are neither measured nor held constant, and these may produce illusory correlations in variables under study.
Much research in several science disciplines, including economics, human geography, archaeology, sociology, cultural anthropology, geology, paleontology, ecology, meteorology, and astronomy, relies on quasi-experiments. For example, in astronomy it is clearly impossible, when testing the hypothesis "Stars are collapsed clouds of hydrogen", to start out with a giant cloud of hydrogen, and then perform the experiment of waiting a few billion years for it to form a star. However, by observing various clouds of hydrogen in various states of collapse, and other implications of the hypothesis (for example, the presence of various spectral emissions from the light of stars), we can collect data we require to support the hypothesis. An early example of this type of experiment was the first verification in the 17th century that light does not travel from place to place instantaneously, but instead has a measurable speed. Observation of the appearance of the moons of Jupiter were slightly delayed when Jupiter was farther from Earth, as opposed to when Jupiter was closer to Earth and this phenomenon was used to demonstrate that the difference in the time of appearance of the moons was consistent with a measurable speed.
Field experiments Edit
Field experiments are so named to distinguish them from laboratory experiments, which enforce scientific control by testing a hypothesis in the artificial and highly controlled setting of a laboratory. Often used in the social sciences, and especially in economic analyses of education and health interventions, field experiments have the advantage that outcomes are observed in a natural setting rather than in a contrived laboratory environment. For this reason, field experiments are sometimes seen as having higher external validity than laboratory experiments. However, like natural experiments, field experiments suffer from the possibility of contamination: experimental conditions can be controlled with more precision and certainty in the lab. Yet some phenomena (e.g., voter turnout in an election) cannot be easily studied in a laboratory.
An observational study is used when it is impractical, unethical, cost-prohibitive (or otherwise inefficient) to fit a physical or social system into a laboratory setting, to completely control confounding factors, or to apply random assignment. It can also be used when confounding factors are either limited or known well enough to analyze the data in light of them (though this may be rare when social phenomena are under examination). For an observational science to be valid, the experimenter must know and account for confounding factors. In these situations, observational studies have value because they often suggest hypotheses that can be tested with randomized experiments or by collecting fresh data.
Fundamentally, however, observational studies are not experiments. By definition, observational studies lack the manipulation required for Baconian experiments. In addition, observational studies (e.g., in biological or social systems) often involve variables that are difficult to quantify or control. Observational studies are limited because they lack the statistical properties of randomized experiments. In a randomized experiment, the method of randomization specified in the experimental protocol guides the statistical analysis, which is usually specified also by the experimental protocol. [17] Without a statistical model that reflects an objective randomization, the statistical analysis relies on a subjective model. [17] Inferences from subjective models are unreliable in theory and practice. [18] In fact, there are several cases where carefully conducted observational studies consistently give wrong results, that is, where the results of the observational studies are inconsistent and also differ from the results of experiments. For example, epidemiological studies of colon cancer consistently show beneficial correlations with broccoli consumption, while experiments find no benefit. [19]
A particular problem with observational studies involving human subjects is the great difficulty attaining fair comparisons between treatments (or exposures), because such studies are prone to selection bias, and groups receiving different treatments (exposures) may differ greatly according to their covariates (age, height, weight, medications, exercise, nutritional status, ethnicity, family medical history, etc.). In contrast, randomization implies that for each covariate, the mean for each group is expected to be the same. For any randomized trial, some variation from the mean is expected, of course, but the randomization ensures that the experimental groups have mean values that are close, due to the central limit theorem and Markov's inequality. With inadequate randomization or low sample size, the systematic variation in covariates between the treatment groups (or exposure groups) makes it difficult to separate the effect of the treatment (exposure) from the effects of the other covariates, most of which have not been measured. The mathematical models used to analyze such data must consider each differing covariate (if measured), and results are not meaningful if a covariate is neither randomized nor included in the model.
To avoid conditions that render an experiment far less useful, physicians conducting medical trials—say for U.S. Food and Drug Administration approval—quantify and randomize the covariates that can be identified. Researchers attempt to reduce the biases of observational studies with matching methods such as propensity score matching, which require large populations of subjects and extensive information on covariates. However, propensity score matching is no longer recommended as a technique because it can increase, rather than decrease, bias. [20] Outcomes are also quantified when possible (bone density, the amount of some cell or substance in the blood, physical strength or endurance, etc.) and not based on a subject's or a professional observer's opinion. In this way, the design of an observational study can render the results more objective and therefore, more convincing.
By placing the distribution of the independent variable(s) under the control of the researcher, an experiment—particularly when it involves human subjects—introduces potential ethical considerations, such as balancing benefit and harm, fairly distributing interventions (e.g., treatments for a disease), and informed consent. For example, in psychology or health care, it is unethical to provide a substandard treatment to patients. Therefore, ethical review boards are supposed to stop clinical trials and other experiments unless a new treatment is believed to offer benefits as good as current best practice. [21] It is also generally unethical (and often illegal) to conduct randomized experiments on the effects of substandard or harmful treatments, such as the effects of ingesting arsenic on human health. To understand the effects of such exposures, scientists sometimes use observational studies to understand the effects of those factors.
Even when experimental research does not directly involve human subjects, it may still present ethical concerns. For example, the nuclear bomb experiments conducted by the Manhattan Project implied the use of nuclear reactions to harm human beings even though the experiments did not directly involve any human subjects.
With all the rain we have been experiencing in the Triad lately, we decided it would be the perfect opportunity to have a lesson on the water cycle!
For this experiment you will need the following:
- Plastic ziplock bag
- Sharpie (to draw clouds and waves)
- ¼ cup of water
- Blue food coloring
- Painter’s tape
Begin your experiment by drawing clouds around the top and water around the bottom of your plastic bag. This will serve as a visual aid of the water cycle and how it works.
Next, fill your plastic bag with ¼ cup of water, and add about 4 drops of food coloring.
Seal your bag shut, and hang it in a window (we recommend using painter’s tape since it is easy to remove once your experiment is over.)
Now it’s time to let nature run its course! Check on your bag periodically and notice how much condensation your baggie collects over time.
In nature, the sun’s heat causes water to evaporate from streams, lakes, rivers, and oceans. As the water vapor rises, it condenses to form clouds when it reaches cooler air. When the clouds are full of water, or saturated, they release some of the water as rain. Then the cycle starts over again.
The same principle can be applied to your experiment. Over the next few days, you will see that the water has warmed in the sunlight and evaporated into vapor. As that vapor cooled it began changing back into liquid, just like a cloud. When enough water condensed, the air couldn’t hold it anymore and the water fell down in the form of precipitation.
Remember, it is important to note that an experiment uses a variable (something that changes) to answer a question. To turn this demonstration into an experiment, you have to change something! Check out these questions to get you started:
- Does the location (North facing, South facing, partial shade, full sun, etc) of the window have any impact on the cycle?
- Does the amount of food coloring used have any impact?
- How does the outside temperature impact the experiment?
Give it a try and let us know how your experiment turned out on our Facebook, Instagram, or Twitter pages using the hashtag #gscscience!
Landmark Experiments in Molecular Biology
Landmark Experiments in Molecular Biology critically considers breakthrough experiments that have constituted major turning points in the birth and evolution of molecular biology. These experiments laid the foundations to molecular biology by uncovering the major players in the machinery of inheritance and biological information handling such as DNA, RNA, ribosomes, and proteins. Landmark Experiments in Molecular Biology combines an historical survey of the development of ideas, theories, and profiles of leading scientists with detailed scientific and technical analysis.
Landmark Experiments in Molecular Biology critically considers breakthrough experiments that have constituted major turning points in the birth and evolution of molecular biology. These experiments laid the foundations to molecular biology by uncovering the major players in the machinery of inheritance and biological information handling such as DNA, RNA, ribosomes, and proteins. Landmark Experiments in Molecular Biology combines an historical survey of the development of ideas, theories, and profiles of leading scientists with detailed scientific and technical analysis.
Activities to Explore Chemical Reactions
1. Elephant Toothpaste
There is no actual toothpaste involved, but the Elephant Toothpaste reaction creates a fun, high-impact foaming demonstration of the reaction created when hydrogen peroxide is mixed with yeast and dish soap. (Optional: students can use various colors of food dye to create their own unique displays.)
2. Chemical Reaction Lava Lamp
İçinde Make an Alka-Seltzer Powered Lava Lamp activity, students can enjoy a groovy, bubbling lava lamp effect when they combine Alka-Seltzer®, mineral or vegetable oil, and water.
3. Lemon Volcano
İçinde Make a Lemon Volcano activity, students make their own fizzing volcanoes when they mix baking soda and lemon (citric acid) and see what the release of carbon dioxide (CO2) gas has to do with the volcano effect.
4. Invisible Ink
Have turmeric? İçinde Secret Messages With Invisible Ink! activity, students explore two different kinds of chemical reactions to see which works best for writing and decoding secret messages. (Tip! Get a firsthand look at how things went when this family did the activity at home.)
5. Bath Bombs
İçinde Making Homemade Bath Bombs activity, students explore different recipes and ingredients to see which will produce the fizziest bath bomb &mdash and why. (A convenient Bath Bomb Kit is available for students doing science projects about this chemical reaction.)
6. Exploring Enzymes
İçinde Exploring Enzymes activity, students learn about enzymes in the body and find out how the catalase enzyme helps protect cells.
7. Fire Snake
İçinde Make a Fire Snake activity, the combination of lighter fluid, sand, baking soda, and sugar triggers a chemical reaction in which an impressive fire snake seems to magically grow as it burns.
8. Cabbage Chemistry
İçinde Color-changing Cabbage Chemistry activity, students use cabbage to make an indicator solution and then learn about acids and bases by testing various foods and liquids.
9. Foamy Fake Snow
İçinde Foaming Fake Snow activity, students make fake snow and explore chemical reactions and surfactants.
Experiments on Biotechnology | Biyoloji
Are you researching experiments on biotechnology ? You are in the right place. The below mentioned article includes a collection of seven experiments on biotechnology: 1. Culture Media 2. Callus Tissue Culture 3. Tissue Culture Medium 4. Tissue Culture in Plants 5. Isolation of Single Cells 6. Cell Planting Technique 7. Isolation of Protoplasm.
- Experiment on Culture Media
- Experiment on Callus Tissue Culture
- Experiment on Tissue Culture Medium
- Experiment on Tissue Culture in Plants
- Experiment on Isolation of Single Cells
- Experiment on Cell Planting Technique
- Experiment on Isolation of Protoplasm
1. Experiment on Culture Media:
Aim of the Experiment:
Prepare a list of nutritional requirements for root culture of Convolvulus arvensis.
Mix the above-mentioned macronutrient salts:
(A) micronutrient salts (B) and organic components (C). Adjust the pH of this medium to 4.5 and autoclave it for 15 minutes at 15 pounds per square inch.
2. Experiment on Callus Tissue Culture:
Aim of the Experiment:
Prepare a list of nutritional requirements of callus tissue culture of roots of Convolvulus arvensis.
2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2, 4-D), nicotinic acid, pyridoxine HCl, adenine sulphate, myoinositol and 1-glutamine.
List of nutritional requirements:
All components mentioned above in Experiment No. 1 plus some additional organic components mentioned below:
3. Experiment on Tissue Culture Medium:
Aim of the Experiment:
To prepare a tissue culture medium.
Tissue culture medium:
The simple method of preparing tissue culture medium is to use commercially available media of some good companies (e.g., SIGMA Chemical Company, St. Louis, USA or Hi Media Laboratories Pvt. Ltd., 23 Vadhani Industrial Estate, Bombay-86) in the market.
These are dry powdered media containing the desired macronutrients, micronutrients, vitamins and amino acids. The powder is dissolved in distilled water. Agar, sugar and other constituents are added in it, and distilled water is again added to prepare the final volume. The medium is autoclaved after the adjustment of the desired pH .
Composition of murashige-skoog medium:
Murashige-Skoog’s (MS) medium is the most widely used medium in the tissue culture laboratories for culturing plant tissue and cell culture of both monocotyledons and dicotyledons.
The composition of the various constituents of this medium is under mentioned:
4. Experiment on Tissue Culture in Plants:
Aim of the Experiment:
To work out the generalized steps used in the methodology of tissue culture in a plant material.
Plant material (e.g., mature carrot plant), water, scalpel or razor, cork borer, sterile petri-dishes, callus initiation medium (e.g., Murashige-Skoog’s medium) with 2,4-D, shoot development medium, pot with soil.
1. Take a mature carrot plant (Fig. 65 A) with its tap roots intact, remove its leaves and wash its tap roots thoroughly (Fig. 65 B).
2. Cut the tap root into 3 or 4 pieces (Fig. 65 C) with a sharp scalpel or razor.
3. Insert the cork borer into a tap root piece (Fig. 65 D) and take out the desired regions of root.
4. Put such a removed tap root piece in a sterile petri- dish and cut it transversely into small pieces as shown in Fig. 65 E.
Fig. 65. Various steps showing protocol for somatic embryogenesis in Carrot
5. Take some callus initiation medium (e.g., Murashige-Skoog’s medium or MS medium) with 2,4-D in a sterile petri-dish, place some discs or cut pieces of tap root on it and incubate for 6-8 weeks. Callus formation starts within 4-6 weeks (Fig. 65 F).
6. Transfer the callus to another petri-dish containing shoot development medium. Young plants with roots and shoots (Fig. 65G) start to develop within 4-8 weeks.
7. These young plants are transferred to pots containing soil (Fig. 65 H) where they develop into mature plants (Fig. 65 A).
5. Experiment on Isolation of Single Cells:
Aim of the Experiment:
To demonstrate the isolation of single cells from intact plant organs.
Fresh leaves of plant, 95% ethyl alcohol, calcium hypochlorite (7% solution), sterile distilled water, blade, potter-Elvehjem glass homogenizer tube, Rossini culture medium, sterile metal Tyler filters, centrifuge, agar plates, and incubator.
1. Take the fresh leaves and immerse them in 95% ethyl alcohol.
2. Rinse these leaves for 15 minutes in calcium hypochlorite solution (7%) and then wash 2-3 times in sterile distilled water.
3. Cut these leaves into small pieces of about 1 sq. cm., and put 1.5 gm. of such pieces in a potter- Elvehjem glass homogenizer tube.
4. Add 10 ml of Rossini culture medium into this homogenizer tube and homogenize the leaves.
5. Filter the medium containing homogenized leaves through two layers of such sterile metal Tyler filters of which the mesh diameter of upper layer is 61 mm and of lower layer is 38 mm.
6. Centrifuge the filtrate and discard the supernatant.
7. The sediment consists of free mesophyll cells. Suspend this sediment in a volume of medium.
8. Inoculate the free mesophyll cells into an agar plate or into the liquid medium and incubate these plates or vials in dark or light at 26°C.
Observations and results:
Sediment in the centrifuge tube contains free mesophyll cells. On a suitable medium these cells can be cultured.
6. Experiment on Cell Planting Technique:
Aim of the Experiment:
To demonstrate the Cell Planting Technique or process of Single Cell Culture and callus formation.
Free mesophyll cells (as obtained in Exercise No 5), beaker, Murashige-Skoog (MS) liquid medium (as prepared in Experiment No. 3), MS solid medium containing 0.6% agar, fine gauze, petri-dishes, sealing agent, inverted microscope, glass-marking pencil, incubator.
1. Take MS liquid medium in a beaker and suspend in it the free cells as obtained in Experiment No. 5.
2. Pass this cell suspension through a fine gauze.
3. In a separate beaker, dissolve MS solid medium and allow it to cool down to 35°C.
4. In a separate beaker, mix this molten MS agar medium and cell suspension in equal proportions (50: 50) and shake it well. By doing so the cells, would be evenly distributed throughout the medium.
5. Take some sterile petri-dishes and pour about 10 ml of this medium containing cells in each of them. Seal these petri-dishes with a sealing agent and incubate them in dark at about 25°C for 3-4 weeks.
Observations and results:
Prior to incubation, observe the single cells in the petri-dishes under an inverted microscope and mark the location of these cells on the outside of petri-dishes by a glass-marking pencil. This will make you sure about the isolation of pure single cells. After 3-4 weeks calli or colonies will develop on the agar surface in each petri-dish.
7. Experiment on Isolation of Protoplasm:
Aim of the Experiment:
Isolation of protoplast from different tissues using commercially available enzymes.
Root tips of Allium sativum, alcohol, distilled water, sodium hypochlorite, autoclave, mannitol, driselase enzyme, Knop’s solution, incubator, small sterile tubes, centrifuge, slides, microscope, agar- based culture medium, ultraviolet microscope.
Method and Observations:
1. Dip some young root tips of Allium sativum in 80% alcohol for 30 seconds and rinse them thoroughly with some sterile distilled water.
2. Now dip the root tips in 1.5% sodium hypochlorite for about 10 minutes and again rinse them thoroughly with sterile distilled water.
3. Repeat the rinsing process with distilled water 2-3 times.
4. Now cut the tips into small pieces in freshly prepared and autoclaved 0.5 M mannitol.
5. Prepare 5% stock solution of enzyme driselase by adding 2 ml of stock driselase in 18 ml of 0.5 M mannitol.
6. Now put the cut tips in 0.5% driselase for about 30 minutes.
7. Transfer the tips into a solution of mannitol and Knop’s solution (1:1) and incubate them at 37°C for about 15 hours.
8. The incubated tips are now taken in small sterile tubes to release the protoplast. Centrifuge them in mannitol two times for about 15 minutes at 1500 rpm.
9. After centrifuge process, discard the supernatant. The settled residue contains protoplasts.
10.Put a drop of this residue on a clean slide and observe under microscope carefully to see that cell wall has been removed.
The protoplasts have now been isolated. These isolated protoplasts can now be transferred to the culture medium for regeneration, and this process is called protoplast culture.
Now suspend the residue containing the isolated protoplasts in isotonic solution of mannitol. This will provide appropriate concentration of protoplast. This is now transferred to a suitable agar-based culture medium. Wait for a few hours.
The isolated protoplasts now begin to develop new cell wall, which can be detected by ultraviolet microscopy. The cells soon start to divide and form small callus colony. From the so-formed small colonies of callus, new intact plants can be regenerated.