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生物医学动物实验研究论文
1实验设计
在开展生物医学研究时，研究者通过正确地运用统计学知识，可直接影响研究的质量。统计学设计的任务在于对研究的部署、实施，直到研究结果的解释进行系统的安排，力争做到以最少的人力、物力获得可靠的结论和信息。其目的在于确定某种处理是否会表现出某种特定的效应。在实验设计时应遵循惟一差异原则，即在进行两组比较时，两者之间仅有因处理因素不同而引起的差异，而其他实验条件相关的非处理因素都应保持等同。然而，处理组与对照组在反应上表现出的差别并不一定意味着是处理的结果。另有两种引起差别的可能性，即偏倚和偶然性。偏倚是指系统性差别，它不是因组间在处理上的不同所引起。生物医学实验中统计学设计和分析的目标就是消除潜在的偏倚，减少偶然性[2]。
实验的偏倚和控制
偏倚是在研究中从设计到实验实施和结果分析的各环节存在一些人为的、有系统倾向的非随机误差，它不是由于抽样造成的，而是某种偏性使得实验结果偏离它的真值。从所选择的生物医学问题到研究方案的制订与实施、实验的完成过程、实验的分析与解释，乃至实验结果的发表，均可能存在各式各样的偏倚[2]。这种偏倚常常表现为系统误差。偏倚的大小取决于研究的方法和具体的实验条件。常见的偏倚主要有选择性偏倚、观察性偏倚和混杂性偏倚。必须认识实验过程的偏倚，从实验设计起直到整个研究过程结束均要加以控制。正确的实验设计可控制选择性的偏倚，事前人为控制和采取相应的措施可避免和减少观察性的偏倚。对于混杂性偏倚，可将重要的混杂因素在设计阶段进行分层随机设计，使混杂因素在组间分布均衡；在统计分析阶段将混杂因素作为分层因素或采用有协变量分析方法，以消除混杂因素的影响。只有有效地控制或消除偏倚，方可减少结果的假阳性或假阴性。
减少偶然性的潜在影响
偶然性因素的作用可以减少，但不能完全排除。因为即使是在精心实施的研究中，接受同样处理的动物，其反应也不可能完全一样。适当的统计分析可使实验人员评估出现假阳性的概率，即根本不存在处理效应的情况下观察到差异的概率。这种概率越小，实验者发现真实效应的可能性就越大。为了更有把握地检测出真实效应，有必要减少偶然性的作用，并通过实验设计确保能在“噪声”之上识别真正的“信号”。
实验设计的要素
要消除生物医学实验中潜在的偏倚，减少偶然性，就应对实验对象、处理因素和实验效应这三个实验设计要素，按照对照、重复、随机化和均衡四项原则进行周到的设计与控制[3]。实验对象实验中处理因素所作用的对象称为实验对象。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验对象，一个完整的实验设计中所需实验对象的总数称为样本含量。生物医学试验中考虑动物实验对象时应关注以下几个方面：①动物种属的选择：选择实验动物的种属与品系时，尤其需要注意其背景反应的水平。为了将反应“信号”水平最大化，常常意味着应避免选择那些背景反应水平极低的动物种属或品系，但如果采用过度反应的动物种属或品系也同样会出现问题。动物物种选择中的其他问题，无论是实际问题（寿命、体型、易得性、对动物学特征的了解情况）或是理论问题（生化、生理或解剖结构与人的相似性），都需要从专业的角度认真加以考虑和权衡。②动物的数量：虽然从统计设计角度考虑可得出某项实验所需的动物数（样本含量），但所得出的数值往往很大。因此，虽然样本含量估计是保证结论可靠性（精度和检验效能）的前提，但基于实验的可操作性及经济原则方面的考虑，应结合统计学的计算结果与以往的生物医学研究经验予以确定。③动物的体重与年龄：为确保实验对象的同质性，实验中所使用的动物体重与年龄应尽可能相近；动物体重的标准差不应超出平均值的10%；啮齿类等小动物年龄相差不应超出1周，大动物年龄相差不应超出1个月。④动物的分层：为了准确检测一种处理因素引起的差别，各处理组在可能影响实验结果的其他非处理因素方面应尽可能具有同质性。当存在动物亚系间的差别时，有两种方法可得到更为准确的结论。一是在结果分析阶段将亚系作为一个“分层变量”处理，包括对两个亚系的结果进行单独分析，然后将结果综合，得出处理效应的总结论；二是将亚系作为实验设计的“区组因素”，这种情况下可使对照组与处理组中每个亚系动物数量相等。除以上所讨论的“亚系”之外，其他的非处理因素，如性别、窝别、体重段等也可作为分层变量进行局部控制，并据此进行分层随机化分组。处理因素设计实验研究时，要明确研究中的处理因素和影响实验效应的非处理因素。研究者希望通过对研究设计进行有计划的安排，从而能科学地考察其效应大小的因素称为处理因素或实验因素；研究者往往忽略对评价实验因素作用大小有一定干扰的重要的非处理因素或非实验因素（如动物的窝别、体重等）；其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。实验结果是处理因素和非处理因素共同作用而产生的实验效应，因此如何控制和排除非处理因素的干扰，正确显示处理的效应，是实验设计的基本任务。实验效应实验效应是处理因素作用于受试对象的反应和结果，是反映实验因素作用强弱的标志，它通过观察指标（统计学常将指标称为变量）来体现。如果指标选择不当，未能准确反映处理因素的作用，获得的研究结果就缺乏科学性，因此选择好观察指标是关系整个研究成败的重要环节。指标的观察应避免带有偏性或偏倚，要结合专业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观（如尿液pH试纸读数值）或主观指标（行为测量、病理观察），一定要事先规定读取数值的严格标准，只有这样才能准确地分析实验结果，从而提高实验结果的可信度。
实验设计的原则
为了防止结果的偏倚，保证实验结果的准确性和最大化的表达，在进行生物医学实验设计时必须遵循统计学设计的对照、重复、随机化和均衡四个基本原则。生物医学实验中对照组的设置必须具备三个条件：①对等原则，即惟一差别原则，除处理因素外，对照组具备与实验组对等的非处理因素。在相互比较的各组间，除了给予的处理因素不同外，其他方面应与实验组具有一致性，如相同的实验单位来源（动物种属、体重等）和相同的实验条件、操作方式和喂养环境等。②同步原则，对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设原则，任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往结果或其他研究资料作为本研究之对照。
生物医学中常用的实验设计类型
如果需要在同一实验中同时评价几种不同的效应，实验者应该安排能区别各自效应差别的实验设计方法。生物医学中常用的实验设计有以下几项。完全随机设计完全随机设计是生物医学动物实验中最为常用的一种实验设计方法，它是一种单因素有k个水平（k≥2）组的实验设计。即实验设计可设置一个对照或多个剂量组的实验方案。本设计保证每个实验动物都有相同机会接受任何一种处理，而不受实验人员主观倾向的影响。本设计应用了重复和随机化两个原则，因此能使实验结果受非处理因素的影响基本一致，真实反映出实验的处理效应。随机区组设计随机化完全区组设计，简称随机区组设计，又称配伍组设计，是配对设计的扩展，它将几个条件相同的受试者划分在同一个区组或配伍组，然后再按随机的原则，将同一配伍组的受试者随机分配到各实验组。该设计方法的优点是每个区组内的k个实验单位有较好的同质性，比完全随机设计更容易察觉处理间的差别。这种方法须特别注意的是要求区组内实验单位数与处理数相同，实验结果中若有缺失值，统计分析将损失部分信息。拉丁方设计拉丁方设计从横行和直列两个方向进行双重局部控制，使得横行和直列两向皆成区组，是比随机区组设计多一个区组因素的设计。在拉丁方设计中，每一行或每一列都成为一个完全区组，而每一处理在每一行或每一列都只出现一次，也就是说，在拉丁方设计中，实验处理数=横行区组数=直列区组数=实验处理的重复数。析因设计析因实验设计又称全因子实验设计，属于多因素、多水平单效应的设计。它不仅可以检验每一因素各水平之间的效应差异，而且可以检验各因素之间的交互作用。交互作用是指一个因素不同水平间的效应差受另一因素的影响，包括协同交互作用和拮抗交互作用。析因实验主要用于分析交互作用，当因素及水平数过多时，所需的实验对象数、处理组数和实验次数大幅度增加，故一般采用较简单的析因实验。含有较多因素和水平的实验一般采用正交实验设计[5]。
2生物医学动物实验的描述统计学
生物医学实验资料的类型
生物医学实验对实验对象（动物）进行干预后测定的观测指标通常有以下类型：①连续性数据：测定结果表现为有数字大小和单位的数据，统计上称定量资料，如生理、生化指标，体重值，器官重量等。②分类数据：测定结果表现为按某属性划分的定性类别，统计上称为定性资料，具体又可以分为二值资料、多值名义资料和多值有序资料。如某反应为出现或不出现，死亡或未死亡，有畸形或无畸形；病理损害的严重程度（无、轻度、中度、重度）等。
统计描述指标
描述性统计学（或归纳统计学）是对样本观察/测量数据频率分布的定量研究，描述性统计的目的在于：①对测量值或观察值进行归纳浓缩，用统计量、统计图或统计表的形式表现；②估计总体分布的参数。资料的整理与探索对于某一测量指标，一般应从文献资料中了解其分布类型。如果没有判断概率分布的理论基础，应重复以大样本测定，绘制样本的频数分布图（理论上样本量要大于100），并经统计学检验拟合其分布。数据的描述统计量①连续性数据的频数分布：通过对样本资料编制频数分布表或做茎叶图，以确定资料分布的类型、频数分布的集中趋势和离散趋势、估计总体参数，也便于发现离群值。②中心位置的描述统计量：描述数据分布的集中趋势，常用指标为算术均数、中位数、众数、几何均数等。③离散程度的描述统计量：描述数据分布的离散趋势，常用指标为标准差和方差、极差和四分位数间距、变异系数和离散系数等。④统计学图表：统计图包括连续性数据分布的直方图、茎叶图，表示数据中心位置和离散程度的点杆图（做图时表示均数和标准差）和盒须图（做图时表示中位数、极差、四分位数间距），描述构成比数据资料的百分条图、饼图，描述经时变化趋势的线图，以及预测和检验分布类型的概率-概率图（P-P图）等[6]。统计表具有简单、明了、易于理解、便于比较的优点。编制统计表时原则上应当重点突出、层次分明、避免层次过多或结构混乱。一般的统计表应为三线表，表中只有横线，无竖线和斜线。统计表的标目应层次清楚，不宜过于复杂。
3生物医学动物实验的假设检验
生物医学动物实验中最常见的情况是给予不同受试物后进行组间比较，通过统计学中的假设检验，说明受试物的作用。假设检验时应注意以下问题。
检验方法的选用依据
资料的类型和变量的数目不同类型的资料（定量、定性）的组间比较应采用不同的统计检验方法。单变量、多变量的`统计检验方法也各不相同。实验设计类型应该根据实验设计的具体类型选择对应的统计检验方法，以便得到处理组效应的真实结论。检验方法的前提条件选用假设检验方法前，应了解所分析的数据资料是否满足相应检验方法的前提条件，如t检验和方差分析等参数检验方法要求数据满足正态性和方差齐性，2检验要求样本含量大于40且理论频数大于5。
正态性检验及拟合优度检验
统计学假设检验须判定样本的频数分布是否符合某一理论分布，如符合要求就可按此理论分布来进行统计学处理。对正态分布可采用正态性检验，其他分布可用拟合优度检验。通常可通过查阅文献，了解实验参数符合何种理论分布。
方差齐性检验
连续性数据未达到参数法统计分析前提的第二种原因即为方差不齐。一般而言，数值愈大，其固有的变异性也愈大。例如，若某组动物的平均反应值为100，其数值范围可能为80~120；而另一组动物的平均反应值为300，其数值范围可能会扩大至240~360。解决方差不齐的措施是进行数据转换。若数据的标准差与平均值成正比，在统计分析前宜将数据转换为对数值之后再进行分析，据此，不仅数据的变异度与平均值大小无关，同时还可确保其更符合正态分布。若数据变异度增加幅度与平均值的关系不太明显，采用平方根转换则更易使数据的变异度与平均值大小无关。某些数据经对数或平方根转换后可能仍存在方差不齐，此时宜采用非参数检验。
单侧检验与双侧检验
检验假设选择单侧检验或双侧检验，应事先根据专业知识做出选择。一般而言，若研究目的仅须了解是否存在组间差异、实验者无法预测组间变化的方向以及实验者希望获得正负两方面的结果时，应采用双侧检验。若事先可预测组间差异的变化方向，实验者仅对某一方面的重要性感兴趣，实验者仅希望了解与对照组差异或正或负一个方向，则应采用单侧检验。此外，剂量设计预试验中应采用双侧检验，正式试验在了解相关信息后可采用单侧检验。
多重比较及多重性问题
生物医学实验经常在处理组和对照组之间做多个变量的比较。即使不存在真正的实验效应，也有可能纯粹由于偶然性而有一个或多个变量在5%检验水平出现显著性差别。除了上述均数多重比较导致Ⅰ类错误概率增加的多重性问题之外，其他的多重性问题还包括多次的中期分析、关注多个结局、亚组间的多重比较。处理多重性问题的原则包括：①预先计划进行多重比较；②限制比较的次数；③多重比较时采用更严格的界值标准；④多重比较具有生物学方面的依据。
观察值或实验对象的独立性
许多统计检验方法要求比较的观察值或实验对象相互独立，如二项分布的率检验、t检验和方差分析等。但是，有的生物医学实验中观察单位并不独立。例如，生殖和发育研究中就存在窝效应：由于遗传因素、宫内的发育环境和药物的代谢环境相似，与异窝胎仔相比，同窝胎仔之间对毒性效应的反应概率趋于系统，即同窝内数据为聚集性数据，这就是一种常见的非独立数据。在统计学分析时，忽略数据的窝内相关性具有潜在的风险；因同窝母鼠所产k个胎仔的观察值存在共性，其所提供的信息不及k个独立的来自不同母鼠所产胎仔所提供的信息；窝内相关性愈大，其信息量愈少。聚集性数据的均数标准误小于独立的数据，因此，若基于观察值独立的统计分析方法，就会增加犯Ⅰ类错误的概率，即假阳性的风险增加，降低实验的有效性。
历史对照数据的应用
某些情况下，尤其是在发生率较低的情况下，单项研究可能提示处理可影响肿瘤发生率，但无法得出明确的结论。可能想到的分析办法之一是将处理组的数据与来自其他研究的对照组动物相比较。虽然历史对照数据具有重要意义，但值得强调的是，众多原因可导致不同研究之间的变异度大于研究之内的变异度。动物来源、饲料及饲养条件，研究期限，研究中的动物死亡率、读片的病理学家等均可能影响最终的肿瘤发生率。故此，忽视这些差异，将处理组的肿瘤发生率与合并的对照组发生率相比较，可能得出严重错误的结果，并进而明显夸大统计显著性水平。Tarone[4]曾对历史对照组的比率数据分析进行过综述。
假设检验的局限性
首先，假设检验中的P值并未提供有关处理诱发效应大小的直接信息。某一受试物可诱发一定量的、反应的增加，但增加的幅度是否具有统计显著性则取决于研究的规模和数据的变异性。在规模较小的研究中，有可能错失较大、重要的效应，尤其是在检测终点测量精度不高的情况下。相反，在规模较大的研究中，较小、非重要的效应则具有统计显著性。例如，D药与C药相比，降血压效应相差近30mmHg，但因为例数仅10例，假设检验未发现显著性差异（P=）；相反，B药与A药相比，降血压效应仅相差，但因为例数达500例，假设检验却发现存在显著性差异（P<）。由此可见，统计学显著性与效应大小无直接相关性。因此，愈来愈多的统计学家主张以处理组与对照组差异值的95%置信区间表述处理的效应。据此，若处理反应的增加值为10个单位（95%置信区间3~17单位），则该区间包含真实差异的几率为95%。若置信区间的下限大于零，则双侧检验的P值小于。其次，假设检验无法消除实验设计或实施不当所带来的影响。虽然前述的分层分析等有助于发现真实的差异，但若实验设计存在偏倚，或实验实施过程中存在偏差或失误，假设检验方法一般也于事无补。因此，在生物医学实验过程中应注重对实验设计或实施过程进行严格的质量控制和质量保证措施，强化GLP规范意识。其三，对统计学分析本身的质量控制和质量保证也是确保研究质量的重要环节。所用统计分析软件包应经过充分的认证，以确保分析结果的准确、可靠性。数据的录入、核对和分析结果的报告与归档，均应制订并严格执行相关的标准操作规程。综上所述，在动物实验研究的多个环节，统计学中的相关理论和方法都能够发挥重要作用。统计学不仅可以保证结果的科学性和可靠性，在很多情况下也可以极大地提高研究效率，节约研究成本。在这里还必须强调，除了实验后期的数据分析以外，在实验方案的制定阶段也需要统计学人员的早期介入，这样有助于避免实验设计出现大的偏差和漏洞，有利于研究目标的顺利实现。
至少30个从统计上说，至少30才可以，才算大样本。但是还是要看变量数，原则上说样本数至少比变量数多一个，这些是样本的最低要求。对于研究生毕业论文，对数据样本的选择可以根据研究课题进行调整，通常分析的的问题越复杂需要的数据量就会越大。
做一个小的生物实验，你自己能胜任的，每天观察，记录数据（要表明实验日期和每天的变化），然后把数据整理一下做成实验报告，贴在小论文最后一页，至于小论文就把你实验过程中遇到的困难和你如何解决的，还有你的一些新发现，最后写上你关于这个实验的自己的一些看法和建议，稍微整理通顺了，就是一篇好的生物小论文了，祝你实验顺利！建议你做的小实验：1种子发芽需要的条件2蚕的结茧过程3蚕卵是如何孵化的4面包发霉的过程5酸奶的制作6任何一株植物的开花过程和花的结构等等，还有很多，你自己想想喜欢什么小实验都可以做，不一定复杂的就好，关键要仔细观察。加油！祝你成功！
寂孟德尔和他的遗传理论 1965年夏天的一个傍晚，在捷克布林诺的摩拉维亚镇的一座教堂里，曾举行过一次盛大的纪念会。参加这次纪念会的大部分人并非教徒，而是应捷克科学院邀请而来的各国遗传学家。他们怀着崇敬而又惋惜的心情来纪念一位为遗传学奠定了基础，而其成果又被埋没35年之久的伟大生物学家。他就是格里戈．孟德尔神父。1965年是他的研究成果发表一百周年。 孟德尔其人 孟德尔（G．J．Mendel，1822－1884）出生于奥地利摩亚维亚的海因申多夫村。现今这个地方是捷克境内的海因西斯村。孟德尔的父亲是个农民，素性酷爱养花。因此，孟德尔自幼养成了养花弄草的兴趣。这也许是这位科学家后来在豌豆实验上成名的一个最初的契机吧。 孟德尔的童年不但平常，且有些寒苦。整个小学可以说是在半饥半饱中念完的。中学毕业后，主要靠妹妹准备作嫁妆的钱，读了欧缪兹学院的哲学系。大学毕业后，21岁的孟德尔在老师的建议下，进了设在鄂尔特伯伦的奥古斯丁派的修道院当了一名修士，取了一个教名叫格里戈。25年后被选为该修道院院长。 如果说童年的孟德尔是在贫寒中度过的，那么青年的孟德尔则饱历了生活道路的坎坷。孟德尔不满意于修道院的单调、古板的修士生活，兼任了布林诺一所实验学校代课教师的职务。他曾两次申请转为正式教师，但经考试的均名落孙山。特别令人气愤的是，在第二次考试中，主考官竟这样来评论他的考卷说：“这次的考卷使我们认为，该生连作为初等学校的老师也不够格”。在这期间他还到维也纳大学旁听了植物生理学、数学和物理学等课程。 好学勤奋和充满进取的孟德尔，考试落榜后，便在修道院的花园里从事植物杂交的研究工作。他的成果只发表了很小一部分。除了死后使他成名的《植物杂交实验》（1865）外，还有《人工授粉得到的山柳菊属的杂种》（1870）和《1870年10月13日的旋风》（1871）。 孟德尔的晚年，可说是在愁云惨雾中度过的。他孑身一个，无妻无子，孤苦令仃。又因拒绝缴纳当局对修道院征收的一笔税金，而遭受着与当局僵持之苦。学志未酬而又愤懑填膺的孟德尔，终于于1884年1月6日因患肾炎不治而与世长辞，享年只有62岁。当人们吊唁这位少年清贫，中年研究成果遭冷遇，晚年孤独悲惨的老人时，谁也未想到他是一位在科学史上留下峥嵘篇章的伟大科学家。 孟德尔的业绩 孟德尔开始研究植物杂交工作，所用的实验材料是豌豆。他选用了22个豌豆品种，按种子的外形是圆的还是皱的，子叶是黄的还是绿的……等特征。把豌豆分成了7对相对的性状。然后，按一对相对性状和两对相对性状，分别进行了杂交实验，得到了如下的一些结果。 一对相对性状的杂交实验孟德尔通过人工授粉使高茎豌豆跟矮茎豌豆互相杂交。第一代杂种（子1代）全是高茎的。他又通过自花授粉（自交）使子1代杂种产生后代，结果子2代的豌豆有3／4是高茎的，1／4是矮茎的，比例为3：1。孟德尔对所选的其它6对相对性状，也一一地进行了上述的实验，结果子2代都得到了性状分离3：1的比例。 两对相对性状的杂交实验孟德尔又用具有两对相对性状的豌豆作了杂交实验。结果发现，黄圆种子的豌豆同绿皱种子的豌豆杂交后，子1代都是黄圆种子；子1代自花授粉所生的子2代，出现4种类型种子。在556粒种子里，黄圆、绿圆、黄皱、绿皱种子之间的比例是9：3：3：1。 通过上述实验材料，孟德尔天才地推出了如下的遗传原理。 1．分离定律。孟德尔假定，高茎豌豆的茎所以是高的，是因为受一种高茎的遗传因子（DD）来控制。同样，矮茎豌豆的矮茎受一种矮茎遗传因子(dd)来控制。杂交后，子1代的因子是Dd。因为D为为性因子，d为隐性因子，故子1代都表现为高茎。子1代自交后，雌雄配子的D，d是随机组合的，因此子1代在理论上应有大体相同数量的4种结合型别：DD，Dd，dD，dd。由于显性隐性关系，于是形成了高、矮3：1的比例。孟德尔根据这些事实得出结论：不同遗传因子虽然在细胞里是互相结合的，但并不互相掺混，是各自独立可以互相分离的。后人把这一发现，称为分离定律。 2．自由组合定律。对于具 有两种相对性状的豌豆之间的杂交，也可以用上述原则来解释。如设黄圆种子的因子为YY和RR，绿皱种子的因子为yy和rr。两种配子杂交后，子1代为YyRr，因Y，R为显性，y，r为隐性，故子1代都表现为黄圆的。自交后它们的子2代就将有16个个体，9种因子型别。因有显性、隐性关系，外表上看有4种类型：黄圆、绿圆、黄皱、绿皱，其比例为9：3：3；1。根此孟德尔发现，植物在杂交中不同遗传因子的组合，遵从排列组合定律，后人把这一规律称为自由组合定律。 孟德尔的发现被埋没 孟德尔从1856年开始，经过8个的专心研究，得出了上述两上定律并写成一篇题为《植物杂交实验》的论文。在好友耐塞尔（一个气象学家）的鼓励的支援下，他于1865年2月8日和3月8日举行的布林诺学会自然科学研究会上，报告了这一论文。与会者很有兴致地听取了他的报告，但大概并不理解其中的内容。因为既没有人提问题，也没有人进行讨论。不过该会还是于1866年在自己的刊物《布林诺自然科学研究会会报》上全文发表了这篇论文。 曾一个时期，人们以为孟德尔的工作被埋没，是由于当时学术情报囿闭不通，交流不广，人们不知道他的工作造成的。后经调查，才知情况并非如此。原来该学会至少同120个协会或学会研究会有交流资料关系。刊载孟文的杂志，共寄出115本。其中，当地有关单位12本，柏林8本，维也纳6本，美国4本，英国2本（英国皇家学会和林耐学会）。孟德尔本人还往外寄送过该论文的抽印本。迄今有据可查的至少有5个人了解他的工作。第一个是耐格里。他是19世纪著名的植物学家。他的研究对解剖学、生理学、分类学和进化论的发展，有一定的推动作用。在植物学方面，他是心柳菊属方面的权威。孟德尔不仅把自己的论文寄给了他，且还给他写过进一步说明论文的长信。第二个是A．凯尔纳。他曾在因斯布罗克任教授，在维也纳植物园当主任。第三个是H．霍夫曼，一位植物学教授。第四个是威廉．奥尔勃斯．福克，他是植物杂交方面的权威。第五个是俄国的施马尔豪森。但是，刊物也好，论文也好，都如石沉大海，没有得到明显的反响。这样，孟德尔的为遗传学奠定了基础的、具有划时代意义的发现，竟被当代人们所忽视和遗忘，被埋没达35年之久。 1900年，对孟德尔盖棺后成名具有重要意义。这一年，有三人几乎同时重新作出了孟德尔那样的发现。第一个是德弗里期，他于1900年3月26日发表了同孟德尔的发现相的的论文；第二个人是科仑斯，收到他论文的时间是1900年4月24日；第三个人是丘歇马克，收到他论文的时间为1900胪6月20日。也就是在这一年里，他们也都发现了孟德尔的论文。这时，他们才清楚，原来自己的工作，早在35年前就由孟德尔做过了。 对孟德尔发现被埋没的原因分析 有不少生物史学家。对这一问题很感兴趣，也曾进行了一些调查。但因事情发生已年深日久，有确凿证据的材料所得无几，尤其关系到人们心理方面的活材料更难以到手。现据已有材料作如下分析： 历史的局限性 1866年孟德尔发表自己的论文时，正值达尔文的《物种起源》发表的第七个年头。这期间各国的生物学家，特别是著名生物学家都把兴趣转到了生物进化问题上，而物种杂交问题自然就不是人们瞩目的中心问题了。“这一事实也许对孟德尔的工作所遭到的命运，起到了更为决定性的作用”。其次，由于历史条件的限制，当时学术资料不能广泛地交 流也是一个原因。如，对杂交问题蒐集资料较多的达尔文，就没有看到过孟德尔的论文。虽然也有人说，即使达尔文看到了这一成果，也不一定能充分地认识到它的意义。但，这样推论是没有多大根据的。又如，了解孟德尔工作的俄国的施马尔豪森，他本来在自己学位论文的历史部分加了一个附注，正确地评价了孟德尔的工作。但遗憾的是，当1875年《植物区系》杂志发表他的论文译本时，删去了加有评价孟德尔工作的附注。这样，就又减少了后人了解孟德尔工作的机会。 怀疑以至完全不相信这是一项新发现孟德尔发表他的新发现时，当时只是一名普普通通的修士。至于他从事植物杂交的研究，只被人们看作“不过是为了消遣，他的理论不过是一个有魅力的懒汉的唠叨罢了”。的确，在一个专业学者的眼里，他还够不上一名地道的生物学家。因为他既没有生物学专业的学历，也没有博士、教授的头衔。因此，他的具有挑战性的发现，自然不易被人们所相信。从已知的少数几个看过他论文的人的反映和态度看，怀疑以至不相信孟德尔这个小人物能有什么新发现，乃是忽视他成果的一个和重要原因。当时了解孟德尔最多的是生物学家耐格里。孟德尔跟他素来关系甚密，相互交往达七年之久，孟德尔常同他交换种子。他也是读过孟文的第一个人。然而，正是由于他不仅没有正确地认识孟德尔的工作，而且还提出种种怀疑和责难，从而成为这桩遗憾后世的科学蒙难案的重要原因。现已查到，他看过孟德尔论文后，于1866年12月31日给孟德尔的覆信。从中可以确凿地看到他是怎样地怀疑、责难以至忽视了孟的工作。他在信中说：“我认为，你用豌豆属作的实验还远远没有完成，其实还只是个开端。……能为最重要的结论提出无可争辩的证明的这样一套试验，决不是已在着手进行了。……你打算在你的试验中包括其他植物，这是很好的，我相信，从其他品种中会得到完全不同的结果（就遗传性而言）”。他还怀疑孟德尔得出的3：1的规律。如他说：“你应当把数量的表现看作仅仅是经验的理象，因为它们还不能被证明是合理的”。在耐格里看来，“只有那些在最模糊的专业领域能够作出正确判断的人，才能探究这个问题”。另一个了解孟德尔工作的A．凯尔纳，接到孟德尔寄送的论文后，曾给孟德尔写过覆信。但据凯尔纳的助手说，孟德尔的论文在凯尔纳的图书室中压根就没有拆过封。人们是否可以推论：在凯尔纳的眼中，像孟德尔这样的小人物的文章，简直是不屑一顾的。 不理解其成果的重要意义 孟德尔的发现本身，在一定程度上超出了当时的流行观念。在当时，传统的遗传学观点是融合遗传理论，而孟德尔的思想则是粒子遗传；其次，当时在生物学领域主要的研究方法是定性的观察和实验，而孟德尔用的是定量的数学统计分析。所以，即使是认真地看过他的文章，如果跳不出传统框框，也不一定能理解其重要意义。如H．霍夫曼不仅看过他的文章，而且在自己的著作中，五处引用了孟德尔的文章，但现在看来，不是没有引到重要的地方，就是有所误解，总之，没有真正理解孟德尔工作的意义。所以，在霍夫曼的书中完全忽视了孟德尔的贡献。福克也曾多次提到孟德尔的成果，但他说：“孟德尔所作的很多次杂交的结果，十分类似于奈特的结果，但孟德尔自以为发现了各种杂种型别之间稳定的数量关系”。他所否定的正是孟德尔的成功之处，说明他根本不理解孟德尔发现的意义。他的提到孟德尔，不过是因为孟德尔培育成了植物杂种，不得不得一下而已。 教训和启示 埋没孟德尔发现一案，已经过去一百多年了。今天，孟德尔在科学史上的地位及其光辉业绩已被充分肯定，以他的成果为基础的遗传学也已取得辉煌胜利。然而，我们不应忘记，忽视孟德尔发现的代价是沉重的，它也许使生物学的发展延 缓了几十年。难道我们不应从中悟出应有的教训，找出以古鉴今的富有启发性的道理，以便今后不犯或少犯同类错误吗？ 警惕传统观念的束缚 有些人认为孟德尔的发现是早产儿，它超越了时代的认识水平，因此被埋没是必然的。然而，我们却认为，孟德尔的发现不被理解从而导致被埋没，主要应归咎于传统观念的束缚。理由是，孟德尔的课题当时已经摆到了人拉的面前。至少有向个人的工作接近于孟德尔的结论（参阅斯多倍《遗传学史》，第126－138页，第189页），其中甚至包括人所共知的达尔文，他关于金鱼草的杂交实验距离孟德尔的结论只差一小步。这充分说明，孟德尔的发现决非偶然的早产儿，而是具备成熟的历史条件的。上述几个人和看过孟德尔论文的人，之所以没有作出孟德尔那样的结论和没有认识到其意义，主要因为他们没有冲破传统观念的束缚和跳出传统的定性方法的局面。而孟德尔的成功，正由于他的老框框少些，所以才有可能冲破当时的研究方法和流行的
怎样写生物小论文 1、 在中小学课外科技活动，对生物学科的某一专题是某一现象进行探索研究，把研究过程中枢观察纪录的资料，加工整理，综合分析，去会有共，并指出自己的观点。把上述的工作用文字系统全面的表达出来，这就是生物科学小论文。 2、 学生论文的特点 课题应具体，题目不应过大。因为基础知识薄弱，研究深度浅。生物科技小论文是学生进行生物科技活动的总结，这对扩大学生知识领域、培养能力、发展创造力，都有重要的实践意义。 完成生物小论文课题的方法 小论文课题确定后，怎样去完成研究课题呢？下面分别作些介绍。 （一） 考察法 即调查某一区域内的某些生物种类组成、数目和分布的规性等。如某的去昆虫种类及数目变化;环境宝物种的各种动物吹气候变化的调变，等等。 这种研究犯法化钱少，不需要复杂的仪器和装置一般的中小学都可进行。但指导教师事前应适当扑导，让学生与县长掌握一定的动物分类知识，并且事先订好固定的考察计划。 （二） 观察法：就是对某种动植物的个体进行仔细的观察，以了解掌握其生活习性和生长发育的规定性。佩观察的物件必须要有一定的数目，因为只对一个个体进行观察，其必然性的因素太大，回引响研究的结论。观察的同时，应随时注意收集实物资料，使证据更完全，效果更好。 （三） 实验法 在人物改变某个环境因素条件下（如营养、温度、光照等），观察在某一特定环境下，环境对生物产生的引响，找出其中的规定性的研究方法。注意点：1：要有对照组 2:研究的物件要有一定的数目。 例："营养对青蛙蝌蚪发育的影响"。 实验时，分天然水和坦然谁加少是农家肥，两族作对照。试验过程中，除了营养条件不同外，其他条件如蝌蚪的来源、大小、水温、光照等都要尽权，一免其他因素影响了实验。 以上三种方法在实验研究中常有的，以那一中为止，以课题内容、性质而定。但不要用那种方法，都要引导学生进行仔细的观察，特别是在变化过程，要做好计数和测量，记录下来，然后用统计学得出正确的结论
哪方面的？我自由发挥了。。 现如今计算机技术应用越来越广泛，越来越多的人开始探讨人机互动（人类与计算机进行资讯互换）的可行性。英国雷丁大学的奇云·沃里克博士在自己的左臂植入100多块晶片以此来控制计算机，他还打算将晶片植入妻子脑中与妻子进行资讯交流，这项技术几乎使他获得了第六感。这项生物与计算机技术相结合的新兴技术迟早会有重大突破它将彻底改变我们的生活，我们的思维将通过无线网路与因特网相连，可以快速获取大量知识，计算机，手机也将被淘汰。其实这项技术并不年轻，之前有科学家在大脑完好的渐冻症患者体内神经中接入电极板，通过训练让他们用“意念”操控滑鼠以此与人交流。如果解决了蛋白质富集和产生大量自由基这些问题人机互动必将带给我们福音，人类医疗史上多数神经系统疾病也将被治愈。现在这项技术仍有许多路要走，在未来也许我们要解决的就是如何区分人类和智慧机器人了！ 纯手打，也许不太严谨，高中不会强求吧。。。看我这么不容易求采纳。
可以
去猿题库会伐？实在不行，一遍过啊，高中必刷题啊等等有你做的了。
你确定600字就是论文了吗？ 树干为什么是圆的 在观察大自然的过程中我偶然发现，树干的形态都近似圆的——空圆锥状。树干为什么是圆锥状的?圆锥状树干有哪些好处?为了探索这些问题，我进行了更深入的观察、分析研究。 在辅导老师的帮助下，我查阅了有关资料，了解到植物的茎有支援植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支援作用主要由木质部木纤维承担，虽然木本植物的茎会逐年加粗，但是在一定时间范围内，茎的木纤维数量是一定的，也就是树木茎的横截面面积一定。接着，我们围绕树干横截面面积一定，假设树干横截面长成不同形状，设计试验，探索树干呈圆锥状的原因和优点。 经过实验，我们发现：(1)横截面积和长度一定时，三棱柱状物体纵向支援力最大，横向承受力最小；圆柱状物体纵向支援力不如三棱柱状物体，但横向承受力最大；(2)等质量不同形状的树干，矮个圆锥体形树干承受风力最大；(3)风是一种自然现象，影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干，重心低，加上庞大根系和大地连在一起，重心降得更低，稳度更大；(4)树干横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。同时，受风力的影响，树干各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，树干承受的阻力大小相似，树干不易受到破坏。 以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示：(1)横截面呈三角形的柱状物体，具有最大纵向支援力，其形态可用于建筑方面，例如角钢等；(2)横截面是圆形的圆状物体，具有最大的横向承受力，类似形态的建筑材料随处可见，如电视塔、电线杆等。 在我的观察、试验和分析过程中，逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘，增长了知识，把学到的知识联络实际加以应用，既巩固了学到的知识，又提高了学习的兴趣，还初步学会了科学观察和分析方法。
例： 数学小论文 关于“0” 0，可以说是人类最早接触的数了。我们祖先开始只认识没有和有，其中的没有便是0了，那么0是不是没有呢？记得小学里老师曾经说过“任何数减去它本身即等于0，0就表示没有数量。”这样说显然是不正确的。我们都知道，温度计上的0摄氏度表示水的冰点（即一个标准大气压下的冰水混合物的温度），其中的0便是水的固态和液态的区分点。而且在汉字里，0作为零表示的意思就更多了，如：1）零碎；小数目的。2）不够一定单位的数量……至此，我们知道了“没有数量是0，但0不仅仅表示没有数量，还表示固态和液态水的区分点等等。” “任何数除以0即为没有意义。”这是小学至中学老师仍在说的一句关于0的“定论”，当时的除法（小学时）就是将一份分成若干份，求每份有多少。一个整体无法分成0份，即“没有意义”。后来我才了解到a/0中的0可以表示以零为极限的变数（一个变数在变化过程中其绝对值永远小于任意小的已定正数），应等于无穷大（一个变数在变化过程中其绝对值永远大于任意大的已定正数）。从中得到关于0的又一个定理“以零为极限的变数，叫做无穷小”。 “105、203房间、2003年”中，虽都有0的出现，粗“看”差不多；彼此意思却不同。105、2003年中的0指数的空位，不可删去。203房间中的0是分隔“楼（2）”与“房门号（3）”的（即表示二楼八号房），可删去。0还表示…… 爱因斯坦曾说：“要探究一个人或者一切生物存在的意义和目的，巨集观上看来，我始终认为是荒唐的。”我想研究一切“存在”的数字，不如先了解0这个“不存在”的数，不至于成为爱因斯坦说的“荒唐”的人。作为一个中学生，我的能力毕竟是有限的，对0的认识还不够透彻，今后望（包括行动）能在“知识的海洋”中发现“我的新大陆”。
谈历史 - 我不敢说历史是什么，我只能说历史像什么。 历史像一条满满的海滩，古人是海滩的缔造者，而我们是一个个悠闲地过客，我们在历史的海滩上散步，又想拾起点什么 于是我们知道了秦前的战乱纷飞、群雄争霸；汉朝的文景之治、丝绸之路；盛唐的公主出嫁，歌舞升平；宋末的骨肉分离，词人思瘦；还有大元并不属于我们的莫斯科，我们的祖宗通过郑和下西洋将恩泽遍洒蓝色星球，我们还看到了史上最贵的一把火怎样烧掉天朝上国的尊严，烧毁半个中国的骄傲，烧痛我们后辈人的心，月光下破碎的斑驳是那些琉璃的泪吗？ 我们就在这条海滩上一步一步的前行，拾起古人留给我们的记忆，岳飞、秦桧同样应该被记住，就像石头钻石同样硌脚。 人累了，天黑了，海滩却同样在那里，我不敢说明天也不敢信明天，但愿明天的海滩有更多下陷的足迹。 历史是一首唱不完的歌，大自然来作词，人类来谱曲，农民和领袖同样唱得出转音，只不过秦始皇转的大一点，陈胜转的小一点，五线谱写满了前辈们足够的功底，让他们一直从离骚唱到东方红，有花美的霓裳羽衣曲，也有悲凉的骊山怀古，还有黄河大合唱和雄壮的义勇军进行曲，每一个词都是历史的赐予，每一个音符都是感人的触控，在音乐的灵魂里我读出了历史的发展壮大，80后华人的历史不止只唱到R&B，中国人的历史是一首唱不完的歌，我不敢说明天也不敢信明天，但愿明天的歌谣可以让更多的人传唱。 历史不是谁写给谁看得而是谁来书写的，古人写下了万里长城，近现代人写下了万里长征，我们应该写下更多可以万年来辉煌，历史是伟大的。
就高中生物来说，遗传学部分属于有点困难，需要理科思维的部分。但高中学的遗传学也只是最基础的东西罢了
是啊 楼上说的对啊 你要哪方面的啊？ 我记得我高中的时候主要做的是有丝分裂的观察
谈生物教学的课题引入艺术不少人认为生物学并不好教，难以将学生带入门。俗话说：万事开头难，好的开始是成功的一半，生物学教学的课堂引入也是如此。好的开始，可以在大脑皮层中建立一个占优势的兴奋中心，在学习的开始，神经往往处于“惰性”状态，要想进行高效率的教学，首先应做好开始的调节，教学过程的第一步是激发学生的学习兴趣，如何将学生引入一个较高的兴奋点呢？我认为可以采用以下的方法，将学生带入多彩多姿的生物界。1.让最好的老师牵引学生走进生物世界―― 兴趣说到科学，给人的感觉便是高深难懂，是一些抽象的知识，其实学生此时进行的学习活动就是对基础科学知识的认知、掌握和运用，而兴趣，是学生学习的良师，是人们力求认识某种事物或爱好某种活动的心理倾向，是学习的强大内驱力。激发学生的学习兴趣途径有许多，就我来看，可采用以下方法： 以热门的生物科学事例开头基因工程是现在非常热门的话题，而且已经出来的成果也不少，如果在课堂中引入现在已经取得的科学成果，将会在课堂教学中取得较好的效果。如在讲述人教出版社高三选修本的这一个内容时，可引入通过基因工程获得荧光鼠的事例。具体内容是：1998年，加拿大的一个研究小组展示了一只能在荧光下变绿的小鼠。这种小鼠被做了遗传改造，携带了一个水母绿色荧光蛋白基因。荧光鼠已被用来研究胚的生长和细胞内蛋白的运动。再比如在讲述动物组织培养时，用长人耳朵的小白鼠的实验来引入课题。具体内容是：1995年，Massachusetts 的研究者们让一只老鼠长上了人的耳朵。他们在一个可生物降解的人耳形状的模子表面接种上人软骨组织细胞，然后将模子移植到裸鼠（身体上没有毛）身上（裸鼠因为存在天然的免疫系统缺陷，而不会对模子产生免疫排斥反应）。人软骨组织细胞从小鼠的血液中得到营养，不断生长并填满模子，最终造出了一个“耳朵”。 用大众关注的大众健康、医学美容知识现象开头爱美之心人皆有之，一说到减肥、美容之类的话题，学生会产生极大的兴趣，这样便可在学生强烈的求知、求证愿望下把学生引入一个学习生物学的情景中去。如在讲述三大营养物质的代谢时，可以引入：为什么有些肥胖的人去看医生，医生会建议他少吃糖，今天我们就来看看和减肥有关的话题……还有基因减肥等等。2、让学生心生疑虑―― 提问好奇、渴求知识是每一个学生的天性，如何将学生渴求知识的愿望落实到实际的行动之中，而问题则是学生学习新知识的生物学过程中不可缺少的一种教学方式。教学过程中让学生先对知识产生疑问，从而产生强烈的求知欲。利用问题引入课题，可从以下方面入手。 复习提问引入新课内容学习要注意前后知识的联系，复习提问不仅可以使知识巩固，也可使学生对新知识的理解掌握有较大的帮助。如讲述呼吸作用时，可以提问：回忆一下光合作用的实质是什么？呼吸作用是否与之相反，有什么联系？ 利用身边的生物学知识提问生物学是同生活联系非常紧密的学科，身边的生物学资料和知识非常丰富，让学生将生物学知识和生活实际联系起来学就不会枯燥，提问时利用身边的各种生物学现象，如呼吸作用一节内容的教学，可利用家庭酿酒的制作过程中为什么要使米饭温度在某一个范围内，米饭中间为什么要挖一个洞？为什么要密封？为什么要保温？一系列的问题都是他们身边的，可以让他们更有感性认识，产生浓厚的学习兴趣。再比如遗传达与变异一节内容的引入：孩子和父母相似，但仔细看又并不完全相同， 这是为什么呢？这便是今天我们要学习的遗传和变异。3、用生动形象的直观物体和手段引入课堂教学直观的教学手段能使学生注意力在很短时间内集中，可让学生轻松进入角色，所以据教学内容选择适合的标本、实验、模型、挂图、影片等，可使学生产生极大的兴趣，不过这种方法要注意引导学生正确的观察、操作。如讲解种子的结构时，将浸泡过的玉米和菜豆种子分发给每个学生，让学生自己动手解剖观察，让学生自己通过比较两种不同种子的相同点和不同点。讲述生态系统时，可将生态系统的电影片段播放给学生看，使学生对生态系统有一个整体的印象，然后再来看生物系统的结构成分等等。4、用与生物学有关的文学语言开头科学和艺术是人类思想史上的孪生姐妹，许多艺术语言本身就是科学的预测和经验的总结。在生物这人学科中，许多成语、俗语、谚语、名人名言本身就渗透着生物学知识。利用这些好言妙语将学生引入课题的教学，可以取得较好的效果。如“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃淤泥――食物链知识”、“龙生龙，凤生凤，老鼠生子会打洞――遗传”、“满园春色关不住，一枝红杏出墙来――向性运动”、“东施效颦――拟态”、“他山之石，可以攻玉――转基因技术”……等等。5、可利用某些广告词、歌谣引入课题时下，许多与生物学知识相关的广告词不少人都能耳熟能详，还有些歌谣也同生物知识有关，在课堂中适当引入可使学生对新课内容产生学习兴趣。如讲述植物对水分的吸收、运输和利用时，可引用一句广告词：“锁住他的心，先要锁住水分”转移话题，人需要多喝水、要将水分锁住从而使自己看起来更水嫩，那植物怎么样获得水分？植物是不是也要为了美丽而把水分牢牢锁住呢？从而将课题导入。6、开门见山，直截了当的引入课题一进入课堂就告诉学生要学习的内容是什么，这种方法可使学生首先明确学习内容的范围、重点和难点，而这种方法一般用于新课内容较多、较复杂、前后知识联系较少的内容的教学。一堂新课的引入是教学的首要环节，引入课题的方法和艺术又有着其内在的规律，没有规矩就不成方圆。在引课时，应考虑采用的方法与教学内容是否相匹配，教师需要在日常的教学工作中不断收集、积累好的素材用以改善课题引入的方法，当学生对要学习的内容产生了想学习的愿望的话，意味着最难的门槛跨过去了。教学的首要环节固然重要，但一节好的课不能只有一个好的开始，还需要在整个教学过程中仔细构思、认真对待，这样才能将生物课上好。
生物研究性学习论文 在新的《全日制普通高级中学课程计划》和高中《生物》新教材中，明确地将“研究性学习”作为普通高中的必修内容和生物教学的重要组成部分。以培养学生创新精神和实践能力为重点的素质教育，基本的指导思想是要以学生发展为本，因而一个重要的着眼点是要改变学生的学习方式，改变学生在原有的教育、教学条件下所形成的那种偏重于记忆和理解、立足于接受教师知识传输的学习方式，帮助他们形成一种主动探求知识、并重视解决实际问题的积极的学习方式，这是一种有利于终身学习、发展学习的方式。而“研究性学习”就是学生主动探究问题的一种新型的学习模式。在高中生物课堂上开展研究性学习的时间虽然是有限的，但教学方式的变革和研究性学习的开展，也会对学生学习方式的转变起到一定的推动作用。为此，我在高中生物课中就如何进行研究性学习作了初步的探索。一、教师观念的转变是搞好研究性学习的前提。有人以为研究性学习只能在“研究性学习课”上开展，或只是语文、数学、外语等大学科的专利。事实上，每一门学科中，甚至每一节课，均有进行研究性学习的可能，生物学作为一门实验性较强的学科，理应在研究性学习上做足文章。国家教育部有关人士也指出，设立专门的研究性学习课是不得已而为之的，是一种过渡，研究性学习应在每一节课中都有体现。当然我们在专门的研究性学习课上可以进行一些较大的课题研究，而在平常课堂上可进行较小课题的研究，或大课题中一个小环节的研究，但必须是由这门具体学科或其中的具体内容引起的“研究课题”，其“研究量”可小到几分钟甚至几句话，但必须是经过学生分析、综合、总结的，或是独立完成，或是合作完成，或是运用课本知识分析社会现象，或是为生活现象寻找理论依据等等。其课题的产生可由教师根据案例或在特定背景下提出，更可由学生自己提出，教师在此“研究”中仍是配角，对主角——学生进行组织、引导、启发。如我在复习“高等植物无性生殖的特点”时，提出为什么“能保持母本的性状”。让学生带着这个问题去思考，并让学生把“无性生殖”与“有性生殖”的过程进行比较，学生带着这样的问题去探究生物遗传和变异的原因，就会比老师直接讲授的效果要好得多，而且也会使学生学得灵活、学得扎实。可见，先有教师教学观念的改变，才会产生教学行为的改变，原来“授之以鱼”的教学模式改变为“师生共同探索”的教学模式，以教师为中心的“讲堂”改变成了以学生为中心的“学堂”，学生的学习能力才能在课堂上得到锻炼和提高，为其终身的发展奠定基础。二、课堂教学仍是开展研究性学习的主阵地发现问题和解决问题是我们要培养学生具备的两个最重要的能力，但能力的形成与提高决不是靠每周专门的研究性学习课就能解决的，所以必须把它贯彻到每一节课中去。研究性学习的实施需要依托相应的课程载体，生物学教学在此大有用武之地。在课堂教学的各个环节中适时适度引入研究性学习，可以促进学生创新精神和实践能力的发展。 1、指导学生正确观察，引导自主研究生物教学中涉及不少生物标本和模型，正确指导学生对其结构进行认真的观察，将激发起学生开展自主研究的兴趣。例如，学习“植物的个体发育”时，先指导学生对大豆和玉米的种子进行观察，然后让学生复习和识别各个组成部分，教师提示学生要搞清楚各个结构的来源。再让学生自学课本内容，最后由学生归纳总结“胚的发育”和“胚乳的发育”的过程及特点。学生对整个学习过程，表现出强烈的探求欲。 2、组织学生相互交流，促成合作研究在日常生活中，一个复杂的问题，往往需要多人合作才能解决。所以在教学过程中培养学生的合作精神，显得尤为重要。 我在生物教学上，也注意到了指导学生合作研究活动的开展。如在讲授“减数分裂与有丝分裂的图形区别”。这是一个难点，我就组织学生在认真观察课本图形的基础上相互讨论，通过同学之间的相互协作探究，归纳出最后得出正确的结论，使学生体验到合作学习的成功与快乐。 3、要求学生大胆实践，开展模拟研究实践活动是生物教学中开展研究性学习的重要内容，它不但可以使学生将学到的生物学理论知识变成现实，而且可以使学到的知识得以“升华”。所以我在讲授“植物的营养生殖”时，就指导学生开展用根、茎、叶繁殖的实践活动，并进行仔细观察生根成活的过程。利用已有知识综合研究，最终由学生自己得出结论。三、专题研究性学习课是开展研究性学习的又一重要途径国家教育部的新课程计划中明确规定，高中各年级必须开设研究性学习课程。作为高中生物学的任课教师也必须参加到学生的研究性学习中去。 1、确定课题我在指导学生专题研究性学习的过程中，首先让他们明白“在干什么”。他们不是为了学会具体的某一知识，而是要学会获取某一知识的方法，不要只重视研究的结果，更重要的是掌握研究过程中的每一步是如何展开的。学生在目的很明确的前提下，就会有探索的积极性，就会投入到研究过程中去。起步阶段在帮助学生确定课题和研究方案时要多参与，因为课题确定是关键，课题太大则无法实施，而课题太小研究价值又不高，另外，课题要尽可能结合本地实际情况，要具备开展研究的条件。而到研究已比较成熟时，最好让学生独立提出课题，当然教师也可提出指导性意见。 2、专题研究的展开教师在指导学生学习的过程中要及时了解学生开展研究的情况，有针对性地进行指导，对课题难度较大的组可适当多予以指导，或给他们提供一些必要的条件，或在他们遇到困难时重新审视研究方案或是方案中的某一步骤。教师所有的指导活动都要对学生有所启发，让学生明白为何“错了”，怎样才能由“错”到“对”，让学生不管是在“对”中还是在“错”中都能有所提高。如一个课题组在研究课题“高等植物的营养生殖”时分别提出了“扦插茎的长度对提高成活率有何影响”的问题。我将学生分成两组，由他们对问题提出设想，收集资料，利用菊花茎开展实验，最终在实践中找到正确的认识。 3、开展结题指导研究性学习虽然不一定要求学生得出什么结果，但是，通过一段时间的研究，他们或在知识方面、或在技能方面，或在思想道德方面会有一定的收获。所以及时帮助他们总结成果是非常有意义的。我要求学生能写出小论文的就尽量写出小论文，实在不能写论文的，就要求学生写出心得体会，使他们在理论和实践上以及思想品德上得到新的提高。通过开展研究性学习，学生已逐步由原有的被动学习变成了主动学习，在研究性学习中既与合作伙伴同心协力，又能独立地运用已有知识、能力去解决问题；既注重研究结果，更注重通过亲身体验加深对学习价值的认识，了解进行科学研究的方法，增强了探究和创新意识，培养科学态度和科学精神，学习与人沟通合作，培养社会责任感。新世纪的“文盲”是不会学习的人，教会学生学习是研究性学习的核心任务。我们教师只有在转变观念、认真学习的前提下才能切实指导好研究性学习，让我们的学生在以后的学习生活中具备较强的适应能力和创新能力，也才能逐步提高我国国民的素质。
写作思路：首先可以开篇点题，直接给出文章的主旨，接着表达自己的想法以及观点，用举例子的方式来进行阐述论证自己的看法，中心要明确等等。
一、高中生物实验教学中存在的问题
1、学校、老师对实验课的重视度不高
大多数生物教师在传统教学理念的影响下，认为生物实验教学只是生物教学的一种辅助工具而存在，没有理论课来的重要．这就导致许多学校的实验课基本上是讲解、背诵实验目的，实验原理，实验器材，实验步骤，实验结果。
考试时也仅仅是粗略地考查实验，片面强调实验操作的熟练化，注重实验的结果，轻视在实验中发现问题，分析看到的实验现象，实验课沦为一种简单的实验技能训练，而研究方法的探寻不被重视，它的重要科学价值被抹杀．常此以往学生不仅失去了独立思考的机会，更会变成只会机械背诵。
应付考试的机器，创新精神的缺失将更加严重．生物学的教学形式迫切需要变革，生物实验教学急需改进，一定要将生物实验教学落到实处才能培养出具有创新精神的新时代学生。
另一方面，实验室利用率很低，大都闲置着．大部分学校都有单独的生物实验室，但平均利用率很低．学校在进行课程安排时将大部分的时间安排在理论课教学上，学生的实验课时间被大大压缩，理论与实践存在脱节的现象。
2、学校的硬件设施没有跟上
学校硬件设施的配备与学校对生物实验的重视程度，学校所在地的经济文化的发展程度有着极其密切的关联．总体而言，当前大多数地区的经济发展程度都可以满足基本的硬件设施配备需要，只要学校更加重视这方面的教育。
加大一定的投入，基本的实验器材还是可以满足的．但生物学实验受外界客观因素的影响较大．客观条件的限制是实验课开设度不高的重要影响因素。
有一些生物学实验需要用到较为先进的观察仪器，但这些仪器的价格高昂，大多数学校很难拿出足够的经费引进。
另一些实验需要用到活体，像家兔，小白鼠，蟾蜍等，这些实验材料的储存需要找专人看管，投入的人力物力较大。
其次，在一些偏远地区或者比较偏远的农村，想达到和大城市学校一样的实验配备在现有的经济条件下是不允许的，许多农村中学缺乏实验课程必备实验器材，开设实验课困难重重．
3、缺乏实验研究意识
当前学校开设的一些生物学实验，仅仅是从书本中选取一些操作相对简便，耗费的人力物力相对较少，没有危险性的最基本的实验，这已经远远不能满足新课程的需要．理想与现实总是存在一定的差距，当前的生物学教学中存在一些薄弱环节需要加强。
二、提高高中生物实验教学水平的举措
1、增强学校和老师对于高中生物实验教学的重视
生物教师和学生都应当充分地认识到，上实验课不是一种上课的新形式，重要的是通过实验能使学生更愿意动手操作、与他人展开合作和积极探索科学。
在实验过程中，学生为着相同的实验目的进行相互分工合作，在合作中认识到人与人之间合作的重要性;亲身参与实验的每一个步骤，学生实事求是的科学态度得到培养。
实验的失败与成功存在很大的不确定性，失败的痛苦，成功的喜悦教会学生要有一个健康良好的心理素质，不畏失败，坚持不懈，克服艰难、勇于探索，积极进取。
这些实验可以教给学生知识的同时，助力学生的健康成长．学校和老师要从根本上真正认识到实验课的重要性，协调好实验课与理论课的比重，培养学生学习生物的兴趣，引导学生参与到生物实验教学中来。
关于大学物理实验教学实践与思考摘要：实验在物理教学中有着不可替代的重要地位。通过实验提高学习物理的兴趣，培养实践能力、分析能力，形成严谨的、实事求是的世界观，同时还培养学生的实验观察和操作能力，全面提高物理教育教学质量。关键词：物理；实验；教学 实验在物理教学中有着不可替代的重要地位，通过实验提高学习物理的兴趣，培养实践能力、分析能力，形成严谨的、实事求是的世界观。如何进行物理实验教学是教师们研究的问题，下面谈此观点仅供参考。 1.提高教师自身素质是上好实验课的前提 教学中要真正运用好物理实验，提高教学质量，发挥独特的作用，需要提高教师自身素质是上好实验课的前提：①教师要有物理学理论和实验知识；有教育学、心理学和教学法的知识；亲手实践；②具备良好的实验能力和实验技能，通过不断学习实验教学能力和知识水平提高；③有钻研和创新精神；对疑难实验进行专题学习和研究、改进方法，接受新的教育理论和思想，指导教学实践；④积极参加针对物理实验中对实验的设计，测量操作技巧、改进方法及排除故障的创造性能力，实验考核的命题能力等培训及各级物理实验研讨会，提高自身素质。 2.利用实验史和事例，激发氛围 实验教学中：①对物理史上著名实验介绍。如：《科学之旅》中介绍了“伽利略对摆动的探究”从而发现“摆的等时性原理”，并根据这个原理制作“机械摆钟”。点评：展示科学发现、技术发明的过程；展示科学家创造思维和创新精神，同时对学生进行科学精神和创新意识的培养。②介绍典型物理实验事例，培养创新意识和欲望。如：教学凝固后，介绍“姆潘巴”现象及其发现过程，同时介绍中央电视台《走近科学》栏目的片段：上海某中学三位学生在物理老师的指导下，经历几个月、做了上百次实验，获得上万个数据，最后论证“姆潘巴”现象不存在。向学生介绍此事例：A要求学生向坦桑尼亚中学生姆潘巴和上海的几位中学生学习，学习他们敢于质疑、有实验探究的精神；B用榜样的示范作用来激励学生的创新意识和创新精神，从而激发创新氛围。 3.实验教学中需强调的注意事项 动手实验是学生参与实践的具体过程，师在实验前强调实验室规则和要求：(1)实验前必须完成预习内容；(2)按分好的组坐好，不得乱动器材；(3)实验时不能大声喧哗；(4)实验完后将器材摆放整齐，经检查后可离开；(5)不能将器材带出实验室，如有损坏及时说明：另外带危险性或损坏性的实验，要先检查，避免损坏和意外。如：①在用电流表测量电路时，开关应断开，电流表应与被测部分串联，注意电流必须从电流表的正极流入负极流出，被测电流不超过电流表的量程，不能将电流表不经过用电器而直接接在电源的两端。在此检查后闭合开关进行实验：②在“做”观察水的沸腾实验时，注意酒精灯的正确使用。即：不允许用酒精灯去引燃另一盏酒精灯，使用完后不能用嘴去吹灭酒精灯，应用灯帽盖灭，操作过程如果不当，洒出的酒精燃烧，用湿抺布盖灭。 4.提倡动手实验，掌握其方法 学生动手实验的作用：①学生动手实验有利于调动学习兴趣和积极性。据统计：喜欢物理的占84％，不喜欢占3％。②学生对学习内容的巩固程度与学习的方式关系很大。据统计：通过听讲授，能记住25％；能看到实物或现象能记住40％；双方都做到能记住65％；看到实物或现象自己又描述过，能记往83％；既动手边做边描述能记住97％。所以在物理实验教学中让学生动手实验，在实验的基础上讨论、分析，归纳概念和规律，有利于学生理解和掌握知识。③教育家陶行知提倡手脑并用的学习方式，教学中提倡动手实验，正是遵循陶行知先生的教育理论去实践的，培养实验能力。 ④动手实验是学习研究过程，在直接参与动手实验过程中，逐渐认识到实验是获得物理事实的根据；是检验假设真理性的标准；逐步领会科学家是如何通过物理实验获得物理事实，得出概念和规律的。点评：通过长期动手实验的训练，能掌握学习和研究的基本方法。 5.实验教学有利于培养观察能力，提高分析能力 观察是人们对客观事物、现象感知过程中的一种最直接的方法。物理课本中的每个概念和规律一般由观察、实验、分析、归纳概念、规律应用、实际问题等构成，为了提高观察能力，在引导观察实验现象时应注意：①从什么地方观察，发生什么现象？现象发生变化过程的条件是什么？②观察同时思考、分析、比较、归纳此现象有什么特征？说明什么问题？③如何判断推理，概括有关性质和规律？逐步形成边观察边思考的习惯、掌握观察方法和提高观察能力。如：观察水被加热至沸腾时，提出问题让学生边实验、边思考：A、开始加热的烧杯底和内壁是否有小气泡？怎样产生的？B、初始阶段如水温度有什么变化？为什么？小气泡在上升至水面过程中其体积有什么变化？C、当水中有大量气泡产生，并迅速上升过程中，体积不断增大，到水面破裂时，温度是否变化？瓶口出现的“白气”是什么？D、如果沸腾时间较长，还会看到水位比加热前有些下降为什么？这将膨胀、热传递、气化、液化等知识有机地联系起来，从而提高观察和思维分析能力。 6.把“测量、验证”型实验变为探究性实验 目前中考实验设计题需要学生具有探究性实验能力的有力体现，这就要求学生具备多种机智或具备发散思维、换元思维、转向思维和创优思维等思维能力。这些能力都靠平时培养。如：教学“恒定电流”后，根据学生以学知识，将“伏安法测电阻”实验改为：有5种不同测量电阻实验的分套器材，请根据各套器材设计不同的实验并比较哪种方法测得电阻值较准确，分析其原因。器材：共用器材为待测电阻R(10Ω，)，电源，电键，滑动变阻器，导线若干。测量方法；①伏特表、安培表各1 个，共用器材；②伏特表2 个，电阻箱1 个，共用器材；③安培表2 个，电阻箱1 个，共用器材；④伏特表1 个，电阻箱1 个，共用器材；⑤安培表1 个，电阻箱1 个，共用器材。评析：改进后的实验称为物理教学中的实验探究，此方法的特点是：培养学生创造思维的多向选择性，使学生积极主动地探究知识。 7.借助多媒体将实验达到效果 造成学习物理知识困难的原因是学生缺乏物理实验和分析、概括规律的能力。如：教学《惯性》时，借助多媒体运用抽拉活动片模拟演示小车遇到障碍物阻力而停止运动，而小车上的木块没有受到障碍物的阻力，由于惯性保持原来的运动状态仍向前运动，而因木块底部与小车面的摩擦，使木块底部受到摩擦力作用不能继续向前运动，只好倒向前方，利用多媒体图像再用“慢镜头”展示在学生面前，同时对小车、木块及两者之间的关系进行逐个分析，由于图像清晰，模拟逼真，讲解和观察、理解，能收到良好的效果。 8.开展课外动手实验，发展创造力 教师在物理实验教学中开设课外实验，以开阔视野，拓展知识面，发展动手实验的创造力。如：①组织物理课外兴趣活动小组，指导动手搞小制作。如：制作橡皮测力计、潜望镜、土电话等；②组织用物理知识解决实际问题，培养分析、解决实际问题的能力，如：开展实地测量、电路安装等社会实践活动；③开展科技活动，如：举办物理晚会、撰写物理论文等。在这些活动中，教师悉心辅导，帮助克服困难，让学生有表现的机会，互帮互学，逐步培养有趣的爱好和创造能力及团结协作精神，从中领略到成功的喜悦，同时能发展创造力。 总之，实验教学过程中，不断地激发学习兴趣，培养实验观察能力和操作能力，充分能挖掘各种智力因素，全面提高教育教学质量。 参考文献 [1] 林立，新课标和初中物理教材中学物理,2008.[2] 浦荣.开发型物理实验的研究和探索 [3]探究式教学在物理实验中的应用[J].中学物理,2007. [4]袁冬媛.大学物理实验教程[M].长沙:中南大学出版社，2002.
大学物理实验报告一般有这样几个部分： 1 简要地叙述一下实验的原理； 2 实验所需要的仪器； 3 实验步骤； 4 实验的数据：依次列出所有测量量的数值。 这里最好是列表表示，这样会更方便，同时也把误差列在表中，按照误差计算的方法逐个分步算出。
哈哈，不错，，，
谈生物教学中科学素质与品质的培养 在中学阶段的生物教学中,科学素质教育的任务是什么?笔者认为科学素质教育应包括运用科学的方法、选择适当的实验材料、执着的钻研精神、敏锐的观察能力、实事求是的态度以及耐得住清贫和寂寞的生活方式的教育等。科学品质的培养则依赖于正确的思想观念的确立和高尚的道德情感的陶冶。运用科学的观念看待问题、分析问题和解决问题:用辩证唯物主义思想指导探索活动和研究过程;具有崇高的爱国情操和道德规范,则是优秀科学品质的具体表现。如何在生物教学中进行科学素质与品质教育?结合在生物实验课的教学中的科学素质与品质教育是一个重要方面,而贯穿在实验课以外的生物教学中的科学素质与品质教育也是一个不可忽视的重要方面,下面就后者的有关问题作初步探讨。1 从探讨科学实验到科学发现的艰难历程,理解认识发展的规律,培养科学素质高中生物教材中,有很多科学实验及科学发现的实例,教师通过问题启发学生思考:科学实验成功的关键是什么?科学探索与发现有什么内在联系?科学实验成功与否是否有其必然性和偶然性?通过长期的教育实践,对学生科学素质与品质的提高有明显的意义。 从细胞发现到“细胞学说”创立,进行科学发现与认识水平的教育在学习细胞发现到“细胞学说”的知识时,教师没有因为内容浅显而一带而过,而是引导学生思考:什么时候在什么条件下由谁发现了细胞?这时看到的是什么样的细胞?什么时候在什么条件下是谁创立了“细胞学说”?为什么1665年就已在显微镜下看到了细胞,却迟迟在200多年后才形成并创立“细胞学说”?在这200多年中影响“细胞学说”创立的最重要因素是什么?经过思考讨论,教师指导学生回顾显微镜技术的发展历史,追溯由显微镜技术的发展而带来的细胞研究水平的革命,推想有多少科学工作者作出了艰苦的努力,付出了辛勤的劳动,从而为研究微观生物世界奠定了坚实的基础。以此引导学生认识到,生物科学发展与社会其他科学技术的发展是密切联系的,许多科学家的过渡性工作,是科学技术发展与科学发现的必不可少的环节,正因为如此才有从细胞发现到“细胞学说”的创立直至“细胞学说”的更进一步的完善。而今天高度发达的科学技术水平,为生物科学的发展提供了更广阔的天地,教育学生立志为科学进步作出自己的贡献。 从探索生长素发现的过程,看科学思维方式对认识发展的影响教师有感于生长素发现及对其功能的探讨过程的曲折,设计创作了多媒体课件“植物生命活动的调节——生长素的发现及生理功能”配合教学,将从达尔文开始的对植物向光性的研究直至生长素的测定形象地动态地展示出来。在教学中,运用探索学习法,使学生在学习过程中,观察科学家的实验方法,模仿科学家的思维方式,推测科学家的实验目的,探究科学实验的最终结果。这样,学生模拟在科学思维方式指导下的科学实验的探索过程,并学习运用科学的思维方式来解决新问题。在观察研究有关生长素的实验中,学生发现,历代科学家都用燕麦胚芽鞘作实验材料,教师一方面赞扬学生勤于思考,一方面指出,科学实验成功的原因之一在于科学思维方式与科学方法的有机结合,而实验材料的选择也是至关重要的,正是在许多植物生理学家的研究基础上,达尔文等认识到了用燕麦胚芽鞘作实验材料的优越性。燕麦胚芽鞘伸出后,细胞以伸长为主,很少细胞分裂,这就避免了在研究一种生理活动时,受另一种生理活动的干扰,为解释生长素促进细胞生长的原理取得令人信服的实验证据创造了条件。这样在进行知识教育的同时,又教学生学习科学家的思维方式、科学方法和实验有关的其他行为方式,有利于启发学生理论联系实际,从而使学生的科学品质得到提高。2 从科学实验到科学发现的突破,进行科学方法与科学态度的素质教育通过引导学生分析科学家实验成功的原因,教育学生学习科学家们以科学态度运用科学方法进行科学实验的严谨的工作作风,使学生因此逐渐形成求实求是的学习态度,从而达到素质的全面提高。科学实验方法和材料的选择,是实事求是的科学态度的体现对实验方法和材料的选择,是科学实验成功的第一步。它既体现了科学家对实验目的的认识,也反映了科学技术进步影响下的最优化原则。以DNA是遗传物质的实验为例,教师启发学生分析科学家为什么最终选择了“噬菌体侵染细菌的实验”?直接用人体细胞做实验可能会遇到什么麻烦?作为证明遗传物质的材料应有什么特点?学生受启发经讨论认为,作为证明遗传物质的实验材料应尽量结构简单、容易分离、性状表现明显、繁殖周期短等。学生“发现”细菌和病毒等微生物符合上述条件。教师充分肯定学生的讨论,赞扬他们的思路和科学家完全一致,许多科学家正是利用病毒与细菌作材料,找到了遗传物质的证据。在这样积极的思维活动中,学生“发现”并确认遗传物质,从而掌握遗传物质的特点。这个实验也给予学生这样的启示:一个创造性的实验的过程可能是平凡的,材料是不起眼的、甚至是司空见惯的,而过程的每一步的选择必须是慎重的可靠的,符合客观实际的,科学的态度就是实事求是。
一、 选择课题 选择课题（题目）要注意“实用性”、“可行性”和“创造性”。 “实用性”就是选择的课题要在生产、生活或科学上有一定的实用价值，即研究成果有可能进行移植应用，为人类服务，在科学上有一定的价值。 “可行性”就是要从实际出发，也就是要从我们的知识基础和人力、现有的实验条件和经费条件来确定课题，是经过努力可以达到的目标。学生搞小论文，选题时宜“小”，切忌“大”而“全”。 “创造性”就是选择的课题要新颖，有新的设想，在研究的方法上有所创新，不要简单地重复别人已经做过的实验。 二、 研究方法 课题确定后，就要选用确当的研究方法来完成课题。研究方法主要有考察法（调查法）、观察法和实验法三种。 考察法就是调查某一地区的一些生物在组成、数量和分布上的规律性，像昆虫种类、某些鸟兽的种类及数量变化、药用植物、环保中抗污染植物和指示植物的调查……，这些调查结果有可能被有关部门采纳，发挥出一定的社会效益和经济效益。这种研究方法花钱少，不需要复杂的仪器和设备，一般的学校都可以进行。 观察法就是对某种生物的部分个体进行细致的观察，以了解其生活习性和生长发育的规律性。在研究过程中，被观察的对象要有一定的数量，因为如果只对某一个体进行观察，会产生偶然性，得出的结论可能不具有普遍性和代表性。还要注意进行重复的观察，可以多设几个观察点同时进行，以得出科学的结论。在观察的同时，如能注意采集，制作出生活史标本，则效果更好。 考察法和观察法一般都是在不改变生物的环境条件下进行的，而实验法则是人工改变环境中的某个因素（如食物、温度、光照等），观察对有机体所产生的影响，找出其规律性。 实验的方法要注意科学性。例如，选择“不同饲料对蟾蜍蝌蚪发育的影响”的课题，在实验时，可以分动物性饲料、植物性饲料和混合饲料三个组。饲养过程中，三个组在实验中只允许喂蝌蚪的饲料不同，其他的条件，例如：蝌蚪的来源和大小、容器、水质、水温、光照……都要求尽量相同，以避免其他因素影响实验结果的科学性。饲养的蝌蚪要有一定的数量，每组20条左右。数量太少，实验结果容易产生偶然性，说明不了问题；数量太多，又会给饲养和观察带来问题。 三、 撰写“小论文” “小论文”是同学们自己研究“成果”的小结，因此写作时，可以以第一人称“我”或“我们”来进行叙述。“小论文”一般包括：①题目。论文的题目要求简洁、新颖，吸引读者。②引言。在文章的开头，可以写一篇简单的引言，说明进行该项研究的目的，作者是怎样想到要开展这方面研究工作的等等。③材料和方法。要写清楚考察和观察的对象，实验的材料、材料的来源、研究方法以及所用的仪器设备等等。④结果。结果是论文的论据部分，如有可能则最好用数据的形式表示，整理成表格；如能进一步画成曲线图，则更加形象，有说服力。⑤讨论。讨论是论文的论证和论点部分。是在分析所得到的数据后，得出科学的结论，也就是论点，并在理论上加以说明。⑥结束语及参考文献。可以谈谈该项研究的实用价值；有的还可谈谈该研究的不足之处，注明参考文献。范文1：树干为什么是圆的 在观察大自然的过程中我偶然发现，树干的形态都近似圆的——空圆锥状。树干为什么是圆锥状的?圆锥状树干有哪些好处?为了探索这些问题，我进行了更深入的观察、分析研究。在辅导老师的帮助下，我查阅了有关资料，了解到植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担，虽然木本植物的茎会逐年加粗，但是在一定时间范围内，茎的木纤维数量是一定的，也就是树木茎的横截面面积一定。接着，我们围绕树干横截面面积一定，假设树干横截面长成不同形状，设计试验，探索树干呈圆锥状的原因和优点。经过实验，我们发现：(1)横截面积和长度一定时，三棱柱状物体纵向支持力最大，横向承受力最小；圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体，但横向承受力最大；(2)等质量不同形状的树干，矮个圆锥体形树干承受风力最大；(3)风是一种自然现象，影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干，重心低，加上庞大根系和大地连在一起，重心降得更低，稳度更大；(4)树干横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。同时，受风力的影响，树干各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，树干承受的阻力大小相似，树干不易受到破坏。以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示：(1)横截面呈三角形的柱状物体，具有最大纵向支持力，其形态可用于建筑方面，例如角钢等；(2)横截面是圆形的圆状物体，具有最大的横向承受力，类似形态的建筑材料随处可见，如电视塔、电线杆等。在我的观察、试验和分析过程中，逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘，增长了知识，把学到的知识联系实际加以应用，既巩固了学到的知识，又提高了学习的兴趣，还初步学会了科学观察和分析方法。范文2：醋对花卉有什么影响醋是生活中常用的调味品，花卉则能净化生态环境，并美化我们的生活。你是否想到过，醋和花卉有什么关系呢?我们怀着好奇心，开展了这个课题的探究。据富有种花经验的人告诉我们，对盆栽花卉施些醋溶液，可改善盆花的生长，增加花朵，而且花艳叶茂。这一点我们在实验中很快就证实了。浓度不同的醋溶液，对花卉有不同的影响吗?这是我们第二阶段的实验。我们选取长势相同的满天星、报春花、月亮花各四盆，分为四组，每组（三盆）各有三种花卉，分别编号、贴上标签。同时，我们取食用白醋配制成1％（pH值为2~3）、0．01％（pH值≈4）、0．0001％(pH值≈6)三种浓度不同的溶液，每天分别给三组盆花固定喷洒一种醋液，第四组盆花洒不含醋的清水。每五天观察记录花卉的生长情况。这项实验的结果是：喷洒低浓度醋液(pH值≈6)对这几种花卉没有明显影响；喷洒中等浓度醋液（pH值≈4）的花卉明显长得比其他几组好，花苞多，开花期提前，而且花色较浓艳，花期也延长了；喷洒pH值2－3的高浓度醋液后，反而使花朵过早凋萎。通过这次实验，我们可以告诉你：种花时适当喷洒一些醋液，可使花卉长得更好。不过要掌握好醋液的浓度，醋酸过浓则会伤害花卉。
生物小论文 (关于种子) 一、种子的发芽率 种子发芽率一般是指在适宜的条件下，经浸种吸足水分的种子,在l0天内发芽的种子数占供试种子总数的百分率。它是决定种子质量和实用价值，确定播种量和用种量的主要依据。不同的种子，其发芽力往往有很大差别，相同的种子，其发芽力也会有变化。种子的发芽力受栽培条件、成熟程度、收获时的气候、入库时的种子含水率以及贮藏条件好坏、贮藏时间长短等多因素的复杂影响。如果不进行发芽测定，盲目地进行浸种、催芽或者直接播种，就有可能出现出苗不齐、苗数不足、甚至完全不出苗等现象，其结果不仅浪费粮食，又耽误了季节，造成生产被动。认真做好种子的发芽力测定，周密计算用种量，有计划地进行生产，不但可以避免出现上述情况，还可以提高产量。水稻种子发芽率常用的测定计算方法是：先从供试品种的种子容器中，分上、中、下、边缘、中央不同部位分别随机取出少量种子，去除杂质后，在水温20—30℃条件下浸24小时，然后将吸足水分的种子以100粒为一组，分成四组，分别均匀排列在铺有滤纸或草纸的4个培养皿内，并分别以等量适量的水，放在气温30—35℃环境条件—下，逐日记载发芽数，从试验开始记载10天，最后分组计算其发芽率，四组的平均数即为该种子的发芽率，其计算公式为：发芽率（%）=发芽的种子数*100/供试种子总数 二、种子发芽需要的条件 种子发芽必需的条件是水分、温度、氧气及阳光。 水分是种子发芽的首要条件。种子必须吸收足够的水分才能加速种子内部的生理作用，促进酶的活动，有利于贮藏养料的溶解和胚的增长，从而促进种子的萌发。 温度也是种子发芽必要条件之一。种子在吸收足够水分和氧气后，还需要一定的温度才能萌发，温度是种子萌发的能量来源。温度作用在于促进酶的活性，种子萌发的最适温度也就是酶的最适宜温度。此外，温度也直接影响到种子吸水快慢和呼吸强弱。在一定温度范围内，温度越高，种子吸水越快，呼吸也越强，发芽越快。 种子发芽试验需要大量的氧气。种子发芽时呼吸作用增强，如种子缺氧呼吸，造成种子不宜发芽。 不同作物种子，发芽时对光的反应不同。大部分农作物种子（如玉米、禾谷类等种子）对光照要求不严格。这些种子发芽试验时用光照或黑暗均可。有一些好光性的种子如烟草种子，芹菜种子等，只有在光照条件下才能发芽或促进发芽。还有一些嫌光性的种子，如黑草种有光照时会抑制发芽。这些种子发芽试验时应给黑暗处理。 三、种子萌发的过程 当一粒种子萌发时。首先要吸收水分。子叶或胚乳中的营养物质转运给胚根、胚芽、胚轴。随后，胚根发育，突破种皮，形成根。胚轴伸长，胚芽发育成茎和叶。 我也曾经做过两次种子萌发的实验，是用绿豆做的，第一次实验的时候，因为总是忘了给种子加水，结果种子全都干死了，终于第一次实验以失败而告终。接着马上就迎来了第二次实验，这次记得了上次的教训，我的种子终于发芽了。 我的论文主题是关于种子的，介绍了怎么样测种子的发芽率、种子萌发的条件与种子萌发的过程。这就是我的生物小论文。
生物科学实验是以认识生命运动的本质和规律为目标的实践。它不是盲目的行为，而是在理性指导下的变 革现实的实践活动。在每一个实验的过程中，从实验意念的产生到实验方案的设计，从实验结果的分析到实验 报告的完成，每一步都有思维活动，每一步都是思维的结果。所以，生物科学实验有利于把学生带入发现问题 的情境，使学生在分析实验问题之中和在解决实验问题中锻炼思维能力。 科学的思维能力是科学素质的重要方面，而科学素质的培养又是全面实现素质教育的重要内容。本文结合 初中生物实验关于培养学生的思维能力问题谈几点看法。 一、启发学生的思维积极性 兴趣是思维活性的触发剂，求知的需要是学习动机的基础。当学生对某个问题发生兴趣时，就会围绕着这 个问题积极地思考起来。但是，单纯由“实验”表面的“魅力”所引起的，只是直接的兴趣，如果没有更深层 次内涵的吸引，维持不了多久。要想保持学生持久的兴趣，就要善于“创造”种种诱因。比如，从生产实际和 学生生活实际引出实验课题，不断明确实验目的意义，不断提出有趣而又有思考性的问题引起学生思考，等等 。通过这些手段，及时地把学生的直接兴趣发展为间接兴趣。 思维总是在观察和解决问题的过程中进行的。当一个人产生必须排除困难的需要，或要了解某一问题时， 思维就活跃起来。实践证明，有意识地创设发现问题的情境是引导学生积极思维的好方法。我们要善于利用实 验中的〔观察与思考〕、〔讨论〕等栏目中的问题，以及在辅导实验的教学中用有启发性的问题巧妙地引导和 调动学生思维的积极性。 二、帮助学生掌握科学研究的基本过程 科学思维方法的首要问题是明确科学研究的基本过程，即解决问题的程序。 例如，〈观察鼠妇活动〉的实验设计思路。 首先，通过观察发现问题。为什么在花盆下、石块下等处容易找到鼠妇？这些地方有什么特点？ 其次，提出假设（对发现的问题大胆提出猜测和解释）。 1.鼠妇的活动可能与光照条件有关。 2.鼠妇的活动还可能和水分，以及其它外界因素有关，等等。 第三步，设计实验，验证假说。在这个阶段，实验的目的任务、方法、材料、装置等等都是根据假设来确 定的。所以，实验的理论依据主要是假设（当然还有赖于学生对有关科学知识的掌握情况）。 1.先检验“光照”对鼠妇活动有无影响。 2.为了消除无关变量的干扰，突出自变量，找出自变量和因变量的因果联系，必须创造一个除“光照”以 外其它条件均相同的、只有明暗两处相通的场所。把一定数量的鼠妇放在其中，观察鼠妇在明暗两处的数量分 布情况。 第四步，分析、讨论实验结果，推导结论验证假设的真伪。 通过“鼠妇实验”，要帮助学生感受和理解科学研究的基本过程：问题→假设→实验→结论。初中所有的 生物实验几乎都体现了这条思路，这里不再重复。 需要说明一点，科学的“假设”绝不是无根据的凭空捏造，而是要有科学根据的。这种根据来源于头脑中 已有的知识，或者来源于别人的研究成果，或者来源于对客观实际的观察。例如，在研究“消化”的实验里所 提出的假设：“细胞膜只能透过小分子物质，食物中的大分子物质必须先变成小分子物质才能透过细胞膜。” 这个假设的理论根据是：①人和动物都是由细胞构成的；②生活的细胞需要从外界吸收营养物质；③营养物质 是通过细胞膜进入细胞里的；④人和动物的营养物质来源于食物；⑤食物营养成分中有大分子物质。通过生物 实验使学生理解科学研究的基本过程，经过反复训练，完全可以把这种思考问题的程序内化为学生的思维习惯 。 三、训练学生的思维操作技能 思维操作技能包括分析、综合、比较、抽象和概括等几个步骤。在生物实验中要实现对某生命现象的本质 和规律的认识，就要对实验中的感性材料进行一系列的思维操作才能实现。 首先，是对要研究的事物进行分析。根据系统论的观点，任何一个生命体或一种生命现象都是由部分、层次、要素组成的开放的有序整体。对于这样一个整体如果囫囵吞枣地研究是无法进行的。只有将其分解，才能 一部分一部分地研究，深入其内部，发现其本质。在头脑中把整体分解为部分而进行逐个研究的过程就是分析 。比如，在研究“影响鼠妇活动的外部条件”时，必须先把“外部条件”分析成光、水、化学物等单个因子， 然后逐一考查和鼠妇活动的关系；在研究“光合作用”时，也是将其分解为原料、条件、产物几部分，而这每 一部分又是由次一级的成分组成。为了便于研究还须进行更深层次的分解。所有的科学实验都离不开分析。 综合，在头脑中把生命体的各部分，把生命现象的各个方面和属性联合起来，形成对生命体和生命现象整 体的认识，这就是综合。比如在了解了细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核等构造之后，再把它们联合起来就形 成了一个完整的生活的细胞的概念。分析和综合是相反相成、紧密联系的对立统一的关系。它们是思维活动的 基础。 比较，是把生物各部分构造、功能和某些属性加以对比，并确定它们之间的异同点。这就为进一步认识生 命的本质和规律、进行抽象和概括打下基础。例如，比较各种细胞在形态构造、功能等方面的相同点和不同点 ，比较各种种子的构造，比较淀粉酶在不同条件下对淀粉的作用情况，等等，这些都是比较的过程。 抽象和概括，是找出各种生物体或各种生命现象中共同的本质的属性，或找出各部分构造之间，功能与构 造之间，生物与环境条件之间的因果关系，而抛开次要的、非本质属性和非因果的偶然联系。并且，把抽象出 来的本质属性，必然联系加以综合形成概念和判断，达到对生物现象的本质和规律的认识。比如，在研究了植 物的各种花之后，舍去颜色，形状等次要属性而抽取出都有“花蕊”及担负“有性繁殖”功能这两个最本质的 特征，形成花的一般概念，这就是对花的抽象和概括。 分析、综合、比较、抽象和概括等在同一次思维活动中都是共同参与，紧密结合。一般说来，分析、比较 、综合是抽象和概括的基础，而抽象和概括是思维的核心。只有通过抽象和概括才能认识事物的本质和发展规 律，形成概念和原理，从而达到对事物理性的认识。 四、培养学生思维的逻辑性 思维的逻辑性主要指能正确运用概念、判断、推理的形式进行思维和表达思维的结果。在实验过程中，学 生通过观察获得大量具体的、形象直观的感性材料，对这些材料经过思维，抽象和概括出各种生命现象的本质 属性和必然联系，再以概念、判断、推理的形式表达出来或贮存起来。生物学中的各种基本概念、规律、原理 等都是概念、判断、推理的具体体现。这些就构成了生物学的知识体系。 生物学的基本概念和概念体系是生物科学知识的基础，所以，我们必须重视基本概念的教学。但是，应该 让学生自己通过“劳动”取得这些概念，让学生通过实验、观察、思考形成这些概念，并且能够用科学的语言 把它们表达出来。坚持让学生给概念下定义，让学生推导实验的结论，实际上是训练了学生思维的逻辑能力。 生物实验中经常用到的推理方法主要有归纳推理和演绎推理。这就为培养学生的推理能力创造了有利条件 。 归纳法是从个别事例概括出一般原理的思维形式。它一般又分为完全归纳、简单枚举法和因果归纳。简单 枚举法在中学生物实验中是普遍存在的。比如，一个鼠妇喜暗怕光，二个鼠妇喜暗怕光，……，从多数的鼠妇 喜暗怕光，归纳出所有的鼠妇都喜暗怕光。再比如，花、种子等许多生物学概念均是简单枚举归纳推理的结果 。 因果归纳可有求同法、求异法和剩余法等多种形式。这些方法在设计生物实验时都有所应用。例如在光合 作用实验中就应用了求异法。求异法是研究现象（a）和条件（A）的因果联系。如果当A存在的场合a现象也出 现，当A不存在时a也不出现，则可归纳出a与A有因果联系。光合作用和“光照”条件的关系推理如下表： 处理 光(A) 其它条件(B) 光合作用(a) ①光照 √√√ ②遮光 ×√× 结论 光合作用与光照条件有关 演绎推理，是从一般原理到特殊事例的推理。它有三种类型，其中以“三段论”应用最为广泛。比如，检 验光合作用产物之一——淀粉就应用了“三段论”的思维形式。 大前提 所有遇碘变蓝的物质都是淀粉， 小前提 如果光合作用产物之一遇碘变蓝
生化酶类项目室内及室间质控评价与分析目前，随着《医疗事故处理条例》举证颠倒的需要，医学检验质量控制工作显得尤其重要，检验质量的科学治理受到广泛重视。我科在做好室内质控的同时，参加了历年来生化室间质控活动。本文主要对我科生化酶类项目室内、室间质控结果进行了评价和分析。1 材料、方法及项目1．1 质控血清 室内进口液体质控血清BackmanLevel 1(L1)和Level 3(L3)两个浓度水平，由金坛试剂站提供。室间质控血清由省临检中心提供。1．2 试剂、仪器及方法学分类 使用上海复旦张江公司的酶类生化试剂，并在岛津CL-7200全自动生化分析仪上按使用说明优化编程测定。1．3 测定时间、方式 2个批号的室内质控血清天天上午随机顺序上机丈量，天天丈量一次。室间质控血清按临床中心要求进行。酶类项目反应温度是37℃ ，每月均对结果进行统计处理，并在每季度28日前寄回省临床中心。我室对22项进行了测定评价，其中酶类项目7项，分别是ALT、AST、ALP、GGT 、CK 、LDH—L、AM Y。1．4 评价方式 靶值；标准差(S)；变异系数(CV)；均匀误差；组内室间质评靶值，标准差，变异系数。2 结果7种酶类项Et室内质控评价结果见表1，室间质控评价见表2，均匀误差见表3。室内质评7种酶类项目S、RCV均小于组内相同条件实验室均匀水平，室间质评按PT评价方案均符合，各项得分均为100分。3 讨论近年来，随着省临检中心同一订购室内质控品，我科完善了室内质量控制制度，并对工作职员进行了质控专题培训，为进步生化检验质量建立了良好的基础。采用了室内质控CV和室间质控cV同步评价方式，及时了解和把握了我科结果正确与否以及在全省质量控制活动中出现的题目，查找和分析结果出现误差的原因，寻求解决的方法，进步了我科生化质量治理水平。室内质控两个批号血清的均匀值，从表3统计来看，我室ALT、AST、ALP、CK、AMY 质控血清L1均匀误差为，GGT均匀误差为，室间质控各项结果在 之间。分析原因可能由于仪器试剂冷躲室故障使试剂质量受到影响，同时省中心质控尚有特殊对待可能。通过使用“同一”浓度质控物做室内质控，使得各参评单位有了一个相对恒定的“标准”，可利用“中心”的反馈信息，经常性校对本实验室的测定结果，以求得与其他实验室结果的一致。可见使用全省相同浓度的质控血清且认真测定，按时回报室内质控结果，对进步室间质评成绩的意义很大。
郑承纲 李宗田 张汝生
（中国石化石油勘探开发研究院，北京 100081）
摘 要 针对中低温油藏压裂破胶施工的需求，筛选出生物破胶酶生产菌株——地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）BG1，通过两水平试验设计确定了该菌株产酶培养基中的显著因素（碳源、有机氮源和无机氮源），在此基础上，又通过中心法则试验设计对该菌株的产酶培养基组成做进一步优化，最终确定了发酵培养基组成为碳源，有机氮源，无机氮源，2g/L磷源，硫源，微量元素。采用该优化培养基，BG1菌株的生物破胶酶产量达239 U/L。该菌株所产生物破胶酶拥有良好的稳定性，在低于50℃中温浴6h，酶活力保持率可达85％以上，同时该酶对非极端pH条件、常规地层离子和化学助剂亦表现出良好的稳定性。通过对该酶破胶性能进行研究，发现该酶在中、低温环境下破胶效果好，30 ～60℃温度下破胶后的压裂液黏度分别为、、和，破胶返排后地层伤害小，模拟实验伤害率仅为％，体现了该生物破胶酶在中、低温油藏压裂施工中的良好应用前景。
关键词 地衣芽孢杆菌 生物破胶酶 中低温油藏 稳定性 破胶效能
Production of Enzymatic Gel Breaker and Its
Gel Breaking Potential Evaluation
ZHENG Chenggang，LI Zongtian，ZHANG Rusheng
（Exploration and Production Research Institute，SINOPEC，Beijing 100081，China）
Abstract In order to fill the fracturing gel breaking demand in those moderate－/low－temperature reservoirs， Bacillus licheniformis BG1 was selected for the production of enzymatic gel breaker（EGB）.The significant variables in the EGB fermentation medium were identified as carbon source，organic nitrogen and inorganic nitrogen source by two－level factorial design and were further optimized through full－factorial central composite optimal composition of EGB fermentation medium was g/L carbon source， g/L organic nitrogen， g/L inorganic nitrogen，2 g/L phosphorus source， g/L sulfur source， g/L trace elements and the maximum EGB production yield was 239U/ EGB produced by BG1 exhibited good thermostability that after incubation at a temperature below 50 ℃for 6 h，the residual activity was still above 85％ retention enzymatic breaker also showed a good stability withthe non－extreme pH conditions，conventional ion formation and chemical viscosities of broken fracturing fluids were cP， cP， cP and cP at a temperature ranging from 30℃ to 60℃， operation caused little damage to the formation that the damage rate was merely ％ in the physical simulation on the results from this work，the enzymatic gel breaker presents a good prospect in the hydraulic fracturing.
Key words Bacillus licheniformis；enzymatic gel breaker；moderate－/low－temperature reservoirs； stability；gel breaking efficiency
水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施，全国压裂措施工艺每年达上万井次，年增油近千万吨。其过程是用压裂泵组将压裂液以高压力压开地层，形成裂缝；并用支撑剂支撑裂缝，增加导流能力、减小流动阻力，是一种增产、增注措施。压裂液的性能是影响压裂施工成败的关键因素，压裂液的破胶效果直接影响压裂液的反排和增产效果，破胶失败或者不理想会造成严重的地层伤害。根据低渗透储层的特点，利用核磁共振技术及岩心流动试验进行了压裂液伤害机理研究，结果表明：压裂液黏滞力和大分子基团滞留是造成伤害的主要因素。因而提高破胶效果，降低压裂液的黏滞阻力，是解决压裂液伤害的一个重要办法［1，2］。
大多数水基压裂液所使用的稠化剂为（变性）胍豆胶，压裂作业中常用化学（氧化型）破胶剂为过硫酸钾、过硫酸铵等，其优点是价格低、使用方便、破胶迅速、破胶液黏度在10mPa·s以下。但在实际应用中，氧化破胶剂存在着一些缺陷，包括：(1)反应时间及其活性主要依赖于温度，温度低于50℃时，反应很慢，必须添加低温催化剂，而高于93℃时降解反应发生很快，反应不易控制，反应迅速，使压裂液提前降解而失去输送支撑剂的能力，甚至导致压裂施工失败；(2)它属于非特殊性反应物，能和遇到的任何反应物如管材、地层基质和烃类等发生反应，易生成与地层不配伍的污染物，造成地层伤害；(3)作用时间短，氧化型破胶剂往往在到达目的裂缝前消耗殆尽，达不到有效破胶的目的；(4)反应不彻底，造成胍豆胶不能完全降解，约20％的分子量大于×106的聚合物基本上未降解，并产生大量残渣。而生物破胶酶是具有高催化能力和很好活性的生物蛋白，它在催化反应时自身的形态和结构不发生改变，其反应特异性决定了其专一性分解多糖聚合物结构中特定的糖苷键，并将其降解为单糖和二糖，这些特异性的生物破胶酶主要有Beta－1，4甘露聚糖酶、Beta－甘露糖苷酶和Alpha－半乳糖苷酶等。研究表明，化学破胶剂破胶后的聚合物分子量为（～）×105Da，而生物酶破胶方法后的胶液分子量仅为2000～4000Da，其破胶性能大大高于氧化型破胶剂，压裂后无残渣，返排效果好［3］。同时，生物破胶酶主要应用于30～60℃的油藏，有效弥补化学破胶剂在中、低温油藏应用中的瓶颈问题（如反应缓慢、需要添加催化剂、破胶难以控制）［4～6］。本文对新型压裂液生物破胶酶进行了研究，优化了其发酵生产条件，并对其破胶性能进行了相关分析。
1 生物破胶酶的发酵生产和纯化
菌种、培养基和发酵条件
本研究中所用生物破胶酶生产菌株为本实验所保存菌种BG1，分离自某油田原油污染土样，经16SrDNA序列分析和生理生化反应鉴定为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis），菌株保存于－80℃冰箱甘油管（20％，v/v）中，使用前经固体培养基进行活化后作为接种物。
种子液培养采用LB培养基，其组成为：10g/L蛋白胨，5g/L酵母膏，10g/L氯化钠，pH＝～；经响应面法优化后的发酵培养基组成为：碳源，有机氮源，无机氮源，2g/L磷源，硫源，微量元素。接种浓度为％，接种后的培养物置于37℃摇床中在转速180rpm条件下培养48h。
酶活力的测定
本研究中破胶酶的酶活力检测采用3，5－二硝基水杨酸法（DNS法），分别以0mg/mL、2mg/mL、4mg/mL、6mg/mL、8mg/mL和10mg/mL浓度的还原糖溶液作为反应物制作标准曲线。将发酵结束后的菌液于4℃下转速为8000rpm离心10min，去除菌体，取上清液作为粗酶液，以％浓度胍豆胶溶液作为底物进行水解反应，反应条件为50℃温浴中反应10min，检测反应物中还原糖的浓度。1个酶活力单位（U）定义为：在50℃温浴条件下，每分钟释放1μmol还原糖所需要的酶量［7］。
破胶酶发酵生产的优化
为了获得高产量的生物破胶酶，在菌株最佳培养的基础上，对发酵培养基组成进行优化。首先将破胶酶发酵生产中的碳源、有机氮源、无机氮源、磷源、硫源和微量元素，作为培养基优化实验中的6个试验因素（X1—X6），通过两水平试验设计（Two－level factorial design）筛选其中的显著因素，进而对显著因素的浓度进行进一步优化。本实验中，因素的两水平包括正效应（＋）和负效应（－），正效应的因素均取高值，负效应的因素均取低值，通过使因素同时朝响应值增大的方向变化，找出峰值，从而确定逼近最大响应区域的水平值，并把对响应值影响较大的因素（F＜，置信度95％）作为显著因素［8］。
两水平试验设计及其响应值如表1所示，通过对实验结果进行分析发现，对破胶酶的生产有显著影响的因素为碳源（％）、有机氮源（％）和无机氮源（％），而磷源（％）、硫源（％）和微量元素（％）对发酵液酶产量影响较小。6个试验因素中，碳源、有机氮源、无机氮源和磷源对破胶酶的发酵生产均呈现负效应，而硫源和微量元素对破胶酶的合成呈现正效应。将碳源、有机氮源和无机氮源3个显著因素分别作为自变量（A、B和C），采用中心法则试验设计（central composite design）对影响破胶酶发酵生产的底物浓度水平进行优化。中心法则试验设计共包括20组实验，其中交互试验23组、中心点6组和边际点6组，每一自变量的5个试验水平分别以－、－1 、0、＋1和＋进行编码［9］，如表2所示。
表1 两水平试验设计及其响应值（n＝6）
续表
表2 中心法则试验设计及其响应值
通过拟合得到一个描述响应值与自变量关系的多元回归模型，如公式（1）所示。模型的P－value值为，该值远远小于，表明回归方程的F检验显著，所获得的模型能够准确地反映破胶酶的发酵生产情况。
油气成藏理论与勘探开发技术（五）
由响应面回归分析和回归方程拟合绘制酶产量与碳源、有机氮源和无机氮源的响应面，如图1所示。
图1 碳源、有机氮源和无机氮源对破胶酶产量影响的响应面
通过该模型计算出响应值（酶产量）对因素A、B、C存在极值点，对Y进行极值分析，确定3个因子最优试验点（A、B、C）的代码值（、、），即碳源浓度为，有机氮源和无机氮源浓度分别为和时，该模型预测的破胶酶产量存在极大值，通过实验验证实际酶产量为239U/mL。
破胶酶的分离、纯化和保存
破胶酶发酵结束后，将发酵液在转速5000～10000rpm情况下离心30min去除菌体，并用μm滤除去残余菌体和不溶物质，将获得的粗酶液经琼脂糖层析柱（20mm×250mm）洗脱：层析柱以pH＝的Tris－HCl缓冲液平衡后以～的NaCl溶液进行梯度洗脱，洗脱速率为5～15mL/h，收集酶液并用饱和硫酸铵溶液沉淀，将获得的破胶酶由缓冲液稀释至200～400U/mL后低温保存［10］。用于压裂液破胶酶保存的缓冲液组成为：的pH＝的磷酸缓冲液，杀菌剂50×10－6，甘油50％。
2 生物破胶酶稳定性研究
由于生物破胶酶使用过程中要面临油藏复杂的物理化学条件，同时其破胶活性还会受到压裂液体系中其他助剂的影响，因此，本研究中考察了各种物理化学因素（温度、pH、地层离子和化学助剂等）对生物破胶酶活力的影响。
温度和pH因素对酶活力保持率的影响
首先，研究温度和pH因素对生物酶活力保持情况的影响，酶活力保持率如图2所示，实验结果表明：生物破胶酶在中低温条件下有良好的热稳定性，在低于50℃的环境中温浴6h后，其酶活力保持率能达到85％以上，而超过50℃后，酶活力保持率随温度升高开始下降，70℃时，温浴后的酶活力仅为初始值的35％；生物破胶酶在非极端pH环境中（pH ＝～）能较好地维持其活性，而超出这一pH值范围后，酶活力保持率会迅速下降。
图2 温度和pH因素对酶活力保持率的影响
地层离子和化学助剂对酶活力保持率的影响
本文还对地层离子和化学助剂对生物酶活力保持情况的影响进行了研究，如表3所示。实验结果表明：地层水中的主要无机离子对破胶酶活力无明显影响；而压裂体系中的常规助剂对酶活力的保持有一定影响，本实验中，生物破胶酶在含有EDTA、杀菌剂和交联剂的溶液中温浴6h后，酶活力的保持率分别为81％、76％和94％。现场的压裂液体系非常复杂，因此，在实际应用中，有必要对各种助剂组分对生物酶活性的影响进行预实验。
表3 地层离子和化学助剂对酶活力保持率的影响
3 生物破胶酶的破胶性能研究
生物酶破胶降黏性能研究
针对中、低温储层的特点，本实验中所使用的压裂液配方为％羟丙基胍胶、6％交联剂（％硼砂溶液）、％黏土稳定剂、％杀菌剂，pH ＝，生物破胶酶的添加浓度为20U/L。本文研究了不同温度下（20～80℃）的破胶效果，压裂液的降黏效果如图3所示，在40℃和50℃下反应10h后，破胶后的胶液黏度仅为和，而在30℃和60℃时，破胶后的胶液黏度分别为和。在破胶反应30min时，压裂液尚保持较高的黏度，维持了较好的携砂能力。可见，本研究中的生物破胶酶，完全可以满足中、低温油藏压裂施工的作业要求。
物理模拟破胶岩心伤害实验
当压裂液返排时，由于破胶不彻底往往留下很多残渣（固体不溶物），降低裂缝的导流能力。在室内应用物理模拟实验，制作人工胶结岩心模型（10cm×）模拟水力压裂伤害过程，50℃恒温箱中，驱替人工配制的模拟地层水并计算模型的原始渗透率；将模型饱和含有20U/L破胶酶的压裂液液，关闭驱替系统，并在恒温箱中进行破胶反应12h；反应结束后，以模拟地层水进行反向驱替，计算返排后的模型渗透率（驱替至压力恒定），并以未添加破胶酶（APS破胶）的实验组作为对照模拟地层伤害实验，并计算伤害率［11］。
图3 不同温度下破胶酶的破胶效果
表4 地层伤害实验
从表4的结果不难看出，相比空白对照，生物破胶酶的加入可以有效实现压裂液破胶降黏，由于生物酶的破胶作用彻底，实验岩心并未观察到显著的地层伤害（伤害率仅为％），远低于对照组％的伤害率，体现了生物酶破胶剂在中、低温油藏压裂施工作业中的良好应用前景。
4 结论
本研究采用响应面优化法获得了影响地衣芽孢杆菌BG1菌株发酵生产生物破胶酶的培养基组成中的显著因素，并通过建立多项数学模型，采用统计分析对模型进行显著性检验来优化发酵培养基。优化得到的最佳培养基组成为：碳源，有机氮源，无机氮源，2g/L磷源，硫源，微量元素。在优化的条件下，地衣芽孢杆菌BG1菌株的生物破胶酶活力达239U/L，表明采用响应面法优化发酵培养基组成是提高菌株产酶活性的有效途径之一，从而为该技术的推广奠定了较好的基础。该菌株产生的生物酶具有良好的稳定性，能够较好地耐受中低温和非极端pH环境，并较好耐受各种无机离子和化学助剂。通过对其破胶性能进行研究，发现该破胶酶能够有效降低压裂液黏度，破胶彻底，对地层伤害小，因此，本研究的研究成果在中、低温油藏压裂施工作业中有着良好的应用前景。
致谢 本研究工作是在中国石化前瞻性项目 “微生物降解压裂残渣和重烃研究” 资助下完成的。在研究中，李宗田教授，中国石化石油勘探开发研究院采油工程研究所苏建政所长和苏长明高级专家都给予了宝贵的指导和建议，对他们表示衷心的感谢。
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酶，指具有生物催化功能的高分子物质。 在酶的催化反应体系中，反应物分子被称为底物，底物通过酶的催化转化为另一种分子。几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与，以提高效率。与其他非生物催化剂相似，酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速率，大多数的酶可以将其催化的反应之速率提高上百万倍；事实上，酶是提供另一条活化能需求较低的途径，使更多反应粒子能拥有不少于活化能的动能，从而加快反应速率。酶作为催化剂，本身在反应过程中不被消耗，也不影响反应的化学平衡。酶有正催化作用也有负催化作用，不只是加快反应速率，也有减低反应速率。与其他非生物催化剂不同的是，酶具有高度的专一性，只催化特定的反应或产生特定的构型。虽然酶大多是蛋白质，但少数具有生物催化功能的分子并非为蛋白质，有一些被称为核酶的RNA分子 和一些DNA分子同样具有催化功能。此外，通过人工合成所谓人工酶也具有与酶类似的催化活性。 有人认为酶应定义为具有催化功能的生物大分子，即生物催化剂。[1]酶的催化活性会受其他分子影响：抑制剂是可以降低酶活性的分子；激活剂则是可以增加酶活性的分子。有许多药物和毒药就是酶的抑制剂。酶的活性还可以被温度、化学环境（如pH值）、底物浓度以及电磁波（如微波）等许多因素所影响。一般来说，动物体内的酶最适温度在35到40℃之间，植物体内的酶最适温度在40-50℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。动物体内的酶最适PH大多在之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适PH为，植物体内的酶最适PH大多在之间。酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行，使物质代谢与正常的生理机能互相适应。若因遗传缺陷造成某个酶缺损，或其它原因造成酶的活性减弱，均可导致该酶催化的反应异常，使物质代谢紊乱，甚至发生疾病，因此酶与医学的关系十分密切。酶之所以能够加速化学反应的进行，是因为它能降低反应的活化能。因为任何一种酶，对于它所能催化的反应都有极强的选择性，这种选择性决定着每一个细胞在特定的时候发生特定的化学反应。酶分子是蛋白质，每种蛋白质都有特定的三维形状，而这种形状就决定了酶的选择性。酶所催化的反应中的反应物称为底物，酶只能识别一种或一类专一的底物并催化专一的化学反应，这种性质称为酶的底物专一性。 酶的重要性：生物体由细胞构成，每个细胞由于酶的存在才表现出种种生命活动，体内的新陈代谢才能进行。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。人体内酶越多，越完整，其生命就越健康。当人体内没有了活性酶，生命也就结束。人类的疾病，大多数均与酶缺乏或合成障碍有关。酶使人体所进食的食物得到消化和吸收，并且维持内脏所有功能包括：细胞修复、消炎排毒、新陈代谢、提高免疫力、产生能量、促进血液循环。酶主宰了内脏和细胞的所有功能，没有酶就没有生命！