生理学实验的基本原则
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第一章总论第一节生理学实验简介一、生理学教学实验概述生理学是生物科学中的一个分支,它以生物机体的功能为研究对象。
即研究这些生理功能的发生机制、条件以及机体的内外环境中各种变化对这些功能的影响,从而掌握各种生理变化的规律。
自17世纪以来,生理学实验研究的大量开展,积累了大量各器官生理功能的知识。
生理学是一门实验性科学,任何生理学的知识与理论都来源于实践和观察。
一个只能记忆生理学概念而不会动手的人,是不可能对实验性科学做出贡献的。
同时,生理学是医学的一门基础理论科学,医学中的其他基础理论研究或关于疾病问题的理论研究都是以人体生理学的基本理论为基础的。
因此,国内外生理学家、医学院校无不重视生理学实验课,它是培养合格医学人才的必要过程。
二、生理学实验课的目的1.了解生理学实验设计的基本原则,进一步了解获得生理学知识的过程和方法。
2.加深对生理学基本概念和基本理论的理解。
3.掌握、熟悉或了解生理学实验的基本实验技术和操作。
4.培养对事物进行观察、分析综合的能力,以及独立思考和独立解决问题的能力。
5.培养对科学工作严肃的态度,严格的要求,严密的工作方法和实事求是的工作作风。
三、生理学实验课的要求(一)实验课之前1.预习实验指导,了解每一次实验课的目的、内容、操作程序和要求。
2.复习与实验内容有关的理论,以理解实验设计的基本原理,提高实验过程中的主动性和效率,并进一步巩固有关理论知识。
(二)实验课之中1.遵守实验室规章制度,不进行与实验无关的活动。
2.各实验小组内要分工合作,积极参与,认真操作,仔细观察,对实验中出现的各种现象随时真实准确地记录,并对引起各种生理现象的原因、意义进行分析和思考。
3.各组使用的仪器和器材,不得随意与别组调换。
实验器材的安放力求整齐、稳妥。
要保持清洁卫生,随时清除污物。
实验桌上不得放置与实验无关的物品。
4.如仪器损坏或发生故障,及时报告老师,以便修理和更换。
5.爱惜实验动物和标本,爱护实验器材,节约试剂和药品。
生理学实验设计与分析一、引言在生理学研究中,实验设计和数据分析是非常重要的环节。
通过合理的实验设计和科学的数据分析,可以得到准确可靠的结果,并推动生理学研究的进展。
本文将介绍生理学实验设计和数据分析的基本原则和常用方法。
二、实验设计1. 实验目的实验目的是指确定实验所要研究的问题或验证的假设。
在确定实验目的时,需要明确问题的关键点和实验的可行性。
2. 变量选择变量是实验中需要测量、操控或比较的观察对象。
根据实验目的,选择适当的自变量和因变量,并进行细致的操作定义。
3. 实验组设计实验组是进行处理或操作的对象,是实验中重要的对照组。
根据实验目的和变量选择,确定实验组的数量、分组和配对设计等。
4. 控制组设计控制组是对照实验组进行比较的组。
合理选择和设计控制组是保证实验可靠性和结果可比性的重要因素。
5. 样本选择样本选择是实验中非常重要的步骤,可通过随机抽样、代表性选择和足够样本量等方法来提高样本的代表性和可靠性。
三、数据收集和处理1. 数据记录在实验过程中,需要准确记录实验数据,包括观察数据、测量数据和实验操作等。
数据记录的准确性和一致性是数据分析的基础。
2. 数据处理数据处理的目的是对原始数据进行整理、归类和计算,提取有效信息。
常见的数据处理方法包括数据清洗、数据转换和数据计算等。
3. 统计分析统计分析可以帮助我们从实验结果中提取有意义的信息,并进行合理的推断和决策。
常用的统计分析方法包括描述统计、推断统计和回归分析等。
四、结果展示与解读1. 图表设计通过图表展示实验结果是清晰有效的方式之一。
根据实验设计和数据分析的需要,选择合适的图表类型,如柱状图、线图和散点图等。
2. 结果解读对实验结果进行解读,要基于实验目的和数据分析的结果。
可以根据图表和统计数据,对实验效果、差异和趋势进行分析和解释。
五、讨论与结论1. 讨论结果在讨论中,可以对实验结果进行更深层次的解释和探讨,评价实验设计的合理性和可靠性,并与已有研究进行对比和讨论。
实验一、生理学实验的基本要求及基本技能一、生理实验基本要求(一)家畜生理学实验及其方法动物生理学是一门实验性科学,生理学实验是生理学教学不可分割的一部分。
生理学实验研究绝大部分是在实验动物身上进行,利用一定的仪器设备和方法,人为地控制某些因素再现动物机体的某些生命活动过程,或将一些感官难以观察到的内在的、迅速而微小变化着的生命活动展现、记录下来,便于人们观察、分析和研究。
动物生理学实验的方法一般根据动物的组织器官是在整体条件下进行实验,还是将其解剖取下,置于人工环境条件下进行实验,可分为在体实验方法和离体实验方法。
1.在体实验方法在动物处于整体条件下,保持欲研究的器官于正常的解剖位置或从体内除去(拟从反证的角度),研究动物或某器官生理功能的实验方法。
在体实验又可分为活体解剖实验和慢性实验。
(1)活体解剖实验在动物麻醉(或去除脑髓)情况下,对其进行活体解剖,以便观察组织、器官机能在不同情况下的变化规律。
这种方法比慢性实验方法简单,易于控制条件,有利于观察器官间的相互关系和分析某一器官功能活动过程与特点,但与正常功能活动仍有一定差别。
(2)慢性实验是使动物处于清醒状态,观察动物整体活动或某一器官对于体内情况或外界条件变化时的反应。
在慢性实验前,首先必须对动物进行较为严格的消毒、手术,根据实验目的要求,对动物进行一定处理,如导出或去除某个器官,或埋入某种药物、电极等。
手术之后,使动物恢复接近正常生活状态,再观察所暴露器官的某些功能、摘除或破坏某器官后产生的生理功能紊乱等。
慢性实验以完整动物为实验对象,所取得的结果能比较客观地反映组织或器官在正常生活时的真实情况,比离体实验有更大的真实性,但是由于动物处于体内各种因素综合控制下,因此,对于实验结果所产生原因比较难以确定。
2.离体实验方法离体实验是根据实验目的和对象的需要,将所需的动物器官或组织按照一定的程序从动物机体上分离下来,置于人工环境中,设法在短时间内保持它的生理功能,而进行研究的一种实验方法。
生物实验设计原则
1 实验设计的基本原理
生物实验设计原则是指在实验验证、测试或解释一个或多个假设时,遵循一定准则所作出的设计解决方案。
它通常是包含一套指导方
针和行动指南,可帮助科学家进行合乎逻辑的实验设计、执行和评估。
设计生物实验的基本原则包括:
2 确定实验目的
成功的实验设计需要明确实验的目的和目标,而且需要有一个可
行的问题语句来描述目的。
这样可以使实验的结果具有可操作性,也
可以帮助科学家找出要研究的现象,从而可以迅速得到结果。
3 确定实验假设
设计实验之前,需要根据课题确立假设,并回答一些关键问题。
此外,还要预测实验的期望结果,以确定是否有必要进行实验,以及
为实验提供理论依据。
4 分析处理数据
实验完成后,需要使用合适的统计方法对实验数据进行分析,以
确定结果是否符合假设中的预期,还是与预期结果存在较大差距。
5 归纳结论
最后,结合以上所述,根据实验数据和结果得出意见和结论,并
结合实验目的对假设进行再次检验。
如果假设在实验结果中得到确认,
可以说实验成功,但是如果实验的结果与预期的结果不一致,可能需要进行重新设计来实现预期效果。
生理学实验和动物试验的设计原则及其伦理问题生理学实验和动物试验是生命科学领域中非常重要的手段。
它们能够通过实验的方式,深入研究生命现象,解决一些问题,促进科学的发展。
然而,这些实验的进行也面临着一些伦理问题。
本文将探讨生理学实验和动物试验的设计原则及其伦理问题。
1. 生理学实验设计原则生理学实验的设计应该考虑到以下几个原则:1.1 实验的目的实验应该有一个明确的目的。
研究者应该清楚地了解自己的目的,并且在实验过程中遵守这个目的。
1.2 实验设计的严谨性实验设计应该是经过许多修订、严格的反复测试和控制的。
实验者应该知道如何正确地进行实验,以便从结果中得出可靠而正确的结论。
1.3 可重复性实验的结果应该是可以重复的。
实验应该能够在不同的环境条件下得出相同的结果。
1.4 避免不必要的痛苦实验应该尽可能地减少动物的痛苦和不适,而同时保持实验的有效性。
1.5 避免资源的浪费实验设计应该考虑资源的使用情况,尽可能减少资源的浪费。
2. 动物试验的设计原则动物试验是指在实验室用动物进行的实验,以研究生命现象。
为确保该实验的质量,并且保护实验动物的利益,设计动物试验应遵循以下原则:2.1 选择动物根据实验的目的,应该选择合适的动物进行试验。
试验应该遵循“3R”原则,即减少(Reduce)、替代(Replace)和改善(Refine)。
2.2 实验环境及条件动物试验应该在恰当的环境和条件下进行,以保证试验结果的准确性。
此外,动物应该有足够的休息和食物。
2.3 避免痛苦和苦难动物试验应尽可能减少动物的痛苦和苦难,而同时保持实验的有效性。
在必须进行痛苦实验时应该采取麻醉和处理疼痛的方法。
2.4 实验的持续时间动物试验持续时间应该控制在最小范围内,而且应该在试验周期结束后及时停止。
3. 伦理问题生理学实验和动物试验的实施会涉及一些伦理问题。
这些伦理问题包括实验者与被试者之间的责任以及动物的保护等等。
以下是两个重要的伦理问题:3.1 人体试验的伦理问题人体试验是生理学实验的一种形式。
生物实验三大原则
生物实验三大原则是指:
1. 尊重生命原则
尊重生命原则是指在进行任何类型的生物实验时,都要尊重生命,尤其是人类的生命。
在生物实验中,不能对生物进行残酷的实验,也不能损害、伤害或杀死任何生物。
在实验过程中,必须把生物的舒适度放在第一位,尊重它们的生命,保证它们的生存权利。
2. 科学原则
科学原则是指在进行生物实验时,要遵循科学的原理和方法,而不是靠事后猜测。
所有的实验都要有明确的假设,并进行科学的验证和确认,才能真正成为科学实验。
只有根据科学原理和方法进行实验,才能使实验结果充分可信,从而推动生物学的发展。
3. 效率原则
效率原则是指生物实验的目的是为了获得有效的结果,而不是为了耗费时间。
因此,在进行实验时,应尽量减少不必要的实验步骤,优化实验流程,提高实验的效率。
同时,实验的结果也应该尽可能的准确,而不是做多余的实验来增加统计数据的量。
以上就是“生物实验三大原则”的全部内容,它们是生物实验工作者必须遵守的原则,才能获得正确可信的实验结果,也可以有效地保护生物的权益。
生物实验应该遵循的原则Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】生物实验应该遵循的原则主要有一下八大原则:1、科学性原则是指在设计实验时必须有充分的科学根据。
实验的原理要科学,实验材料的选择要科学,实验的方法步骤要科学,实验的结果、结论要科学。
2、对照性原则是实验设计的最基本的原则。
对照有多种形式:有空白对照(对照组不加任何处理因素。
如研究甲状腺激素对蝌蚪个体发育的影响时,实验组的饲料添加甲状腺素,对照组的饲料不添加任何制剂)、条件对照(如探究唾液淀粉酶的活性需要有适宜的PH值,设立过酸、过碱、接近中性实验条件,进行相互对比)、自身对照(对照与实验在同一受试生物上进行。
如观察一条雄性鲫鱼对注射雄性激素前、后的活动变化情况)、相互对照(不独立设立对照组,而是几个实验组之间相互对照。
如比较过氧化氢酶和氯化铁对催化过氧化氢水解反应的催化活性。
)、标准对照(不设立对照组,实验结果与标准值或正常值对比。
如测试人体摄入500克葡萄糖80分钟后血糖浓度是否正常)。
设计实验时可根据实验研究的目的和内容加以合理选择。
3、单一变量原则是在一组实验中实验组和对照组之间只能有一个反应变量,也就是说只有一个不相同,其他的都要一样。
变量唯一能使复杂的问题简单化,变量唯一才能正确地找出实验组和对照组的差别,从而证明实验变量的作用。
如在验证唾液淀粉酶具有专一性的时候,对照组和实验组的温度、PH 值、所采用的试管大小、试剂多少、反应条件、溶液量等均要一致,只有一个变量,即实验组为淀粉溶液,对照组为蔗糖溶液4、等量性原则是指实验组和对照组除一个实验变量不同外,其他无关变量要全部相同,以消除无关变量对实验结果的影响。
如探究PH值对酶活性的影响时,实验变量是PH值,除PH值不同外,其他无关变量(如温度、试管大小、添加的溶液量、试剂多少、实验时间等)在实验组和对照组中要完全相同、等量。
5、可操作性原则是指设计生物学实验时要尽量做到实验材料容易获得,实验装置比较简单,实验药品比较便宜,实验步骤比较少,实验时间比较短,实验效果比较明显,而且在常态下可操作,具有可行性。
生理实验复习题生理实验复习题生理实验作为生物学和医学领域中的重要一环,对于理解人体生理功能和疾病机制起着至关重要的作用。
它通过实验手段来验证和探究生理学的基本原理,为科学研究和临床应用提供了重要的支持。
下面将针对生理实验的一些重要概念和常见问题进行复习。
1. 什么是生理实验?生理实验是一种通过对生物体进行操作和观察来研究生理学问题的方法。
它可以通过体外实验(如细胞培养)或体内实验(如动物实验)来进行。
生理实验可以帮助我们了解生物体在不同条件下的生理反应和机制,揭示生物体的结构和功能之间的关系。
2. 生理实验的基本原则是什么?生理实验的基本原则包括:有目的性、可重复性、可验证性和伦理性。
有目的性意味着实验应该有明确的研究目标和问题,并采取相应的实验设计和操作。
可重复性要求实验结果可以在不同实验条件下进行重复,并得到相似的结果。
可验证性要求实验结果可以通过其他实验方法或理论进行验证。
伦理性是指实验应该符合伦理规范,尊重生物体的权益和福利。
3. 生理实验中常用的技术方法有哪些?生理实验中常用的技术方法包括:细胞培养、免疫染色、PCR、蛋白质电泳、荧光显微镜等。
细胞培养可以用于研究细胞的生长、分化和功能。
免疫染色可以用于检测特定蛋白质在细胞或组织中的表达情况。
PCR可以用于扩增和检测特定的DNA序列。
蛋白质电泳可以用于分离和检测蛋白质的组成和表达水平。
荧光显微镜可以用于观察细胞和组织中的荧光标记物。
4. 生理实验中的控制组和实验组有什么区别?控制组是在实验中设置的对照组,用于与实验组进行比较。
控制组接受与实验组相同的条件,但不接受实验操作或处理。
通过与控制组的比较,可以排除其他因素对实验结果的影响,从而确定实验操作或处理对结果的影响。
控制组的设置是生理实验设计的重要一环,确保实验结果的可靠性和准确性。
5. 生理实验中的统计分析方法有哪些?生理实验中常用的统计分析方法包括:t检验、方差分析、相关分析和回归分析等。
在生理学研究中如何严格遵循试验设计四原则胡完;孙岩松;胡良平【摘要】目的:为从事生理学研究的科研工作者严格遵循试验设计四原则(以下简称四原则)提供一些有效的技术方法.方法:通过简单介绍“四原则的概念”、举例阐述“生理学研究中在落实四原则方面出现的常见错误和案例”和简单介绍“生理学研究中如何遵循四原则”来阐述遵循四原则的具体做法.结果:需要根据实际情况,选择合适的随机化方法,分层随机化是常用的好方法;应力求设置合理的对照组,才能真正体现出对照原则的价值;有根据地给出每个小组合适的样本含量,是试验结果具有重现性的基本保证;严格遵循随机、对照和重复原则,最终才能实现对比组之间达到极好的均衡效果,这说明均衡原则是一个把关的原则.结论:在生理学科研中,严格遵循四原则对保证生理学研究结果准确可靠至关重要.【期刊名称】《中国应用生理学杂志》【年(卷),期】2017(033)001【总页数】5页(P89-93)【关键词】生理学;试验设计;随机原则;对照原则;重复原则;均衡原则【作者】胡完;孙岩松;胡良平【作者单位】军事医学科学院生物医学统计学咨询中心,北京100850;军事医学科学院疾病预防控制所,北京100850;军事医学科学院生物医学统计学咨询中心,北京100850【正文语种】中文【中图分类】R181【DOI】 10.12047/j.cjap.5408.2017.023为了使试验能够较好地控制随机误差,避免系统误差,以较少的受试对象取得可靠的信息,达到科学完善经济高效的目的,试验设计时必须遵循随机、对照、重复和均衡四原则。
1.1 随机原则随机的含义是指在抽样时总体中的每个试验对象均有同等机会或概率被抽取到;分配样本时样本中的每个个体都有相同的机会或概率被分配到试验组和对照组中的任何一组中去。
而随机原则就是指无论是从总体中获得受试对象还是把样本中的受试对象分配到各组中去,都必须进行随机化,即没有人为因素的干扰或影响。
生物实验基本原则1、科学性原则:所谓科学性,是指实验目的要明确,实验原理要正确,实验材料和实验手段的选择要恰当,整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则分析问题、设计实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性。
2、平行重复原则:即控制某种因素的变化幅度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果影响的程度。
任何实验都必须能够重复,这是具有科学性的标志。
任何实验必须有足够实验次数,才能避免结果的偶然性,使得出的结论准确、科学平衡重复原则要求控制某种因素的变化强度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果的影响程度。
由以上实验设计的特点来看,采用了平行重复的原则来进行,消除了无关变量与额外变量的干扰,可多次重复该实验,使得实验结果更加客观、科学。
3、对照性原则:科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了,且使实验结论更有说服力。
实验中的无关变量很多(同一种实验结果可能会被多种不同的实验因素所引起),必须严格控制,要平衡和消除无关变量对实验结果的影响,对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。
4.单因子变量原则和等量性原则:所谓单因子变量原则,强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量,只有这样当实验组和对照组出现不同结果时,才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的,从而证明实验组所给实验因素的作用,因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置,所要验证的中心条件即为变量。
如要验证光合作用需要光则应将光作为变量;要验证光合作用需要二氧化碳则把二氧化碳作为变量等等。
等量性原则与单因子变量原则是完全统一的。
只不过强调的侧面不同,单因子变量原则强调的是实验变量的单一性,而等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同,以平衡和消除无关变量对结果的影响,需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时,不但要等量,而且是在适宜条件下的等量,常态条件下的等量。
一、生理学实验的基本原则
(一)生物系统
生物系统一般来说在各个方面都是非常复杂的,它常常是一个分层次的“多级”系统,而且它往往是非线性的、时变的(即参数值是随时间变化的)、多输入—多输出的,其中的各个部分相互交联非常复杂,有时还是非因果性和有源的。
由于生物系统的这种复杂性,我们在研究时必须注意下面几点,以减少这种复杂性。
首先,为了避免时变性,我们往往要求生物实验在尽可能短的时间内完成。
因为时间一长,离体标本或急性实验的动物会死亡,或者由于缺氧及其他原因而机能已不正常。
即使对于慢性实验的动物或正常动物,时间一长,由于疲劳和饥饿或其他原因,机能状态也会发生变化。
因此在搜集生物系统的数据时,实验时间必须尽可能地短。
这除了在实验操作和安排上应尽量紧凑之外,在实验设计及使用的手段上也必须加以考虑,这一点我们以后还要讲到。
其次,为了减少非线性的困难,我们往往企图在一定的条件下把系统“线性化”。
例如采用“小信号技术”,即使刺激信号落在正常生理负荷范围内作振幅不大的变化,以避免生物系统一般都有的“阈值”和“饱和”等非线性效应。
当然采用小信号技术之后,是否确已线性化了,最后还需看由此得到的实验结果是否和理论预期相一致。
最后,为了减少生物系统各级水平和各个部分之间的相互影响,我们往往要求把我们感兴趣的系统从其内外环境中孤立出来。
要完全做到这一点常常是十分困难的。
因为很难把生物体内的一个系统与另一个系统分得很清楚,例如人体内的血压系统就与呼吸系统密切相关,它还与内分泌系统、水代谢系统等也有一定的关系,此外大脑皮层这样的高级中枢还要对它进行制约。
再者,在生物系统中如果把它的一个“部件”不顾一切地硬从其周围环境中孤立出来,常常会失去了它原先的正常特性,因此我们在孤立某个生物系统时,必须考虑到这种可能,对于由此得出的结论必须慎重对待。
但是为了简化问题/孤立还是十分必要的,只是需要慎重罢了。
除了外科手术这种对系统扰动很大的方法之外,为了把生物系统中的某个部件孤立出来,还常常采用药物使它在机能上孤立出来,例如用河豚毒素可以阻断神经元的脉冲发生机制,然而却不会影响其膜电位的变化,从而可以“切断”发放脉冲本身对膜电位的反馈回路,因而便于研究刺激和膜电位之间的关系。
当研究生物的感觉系统时,为了避免运动系统对它的影响,可以注射箭毒一类的药物以阻
断运动终板。
最后还值得一提的是,有些药物可以使生物系统失去“生物特性”而只留下物理特性,从而通过用药前后的对比研究,了解系统的“生物特性”。
例如用罂粟硷灌注血液循环系统后,血管的活动受到破坏,因此循环系统就变成了一种仅受流体动力学规律支配的物理系统。
又如离体蛙神经用士的宁杀死后,它的神经纤维仍旧象电缆一样能传导电刺激信号。
这样在其他实验条件尽可能不变的情况下,通过用药前后实验结果的比较,就可以知道哪些是属于生物系统的生物特性,而哪些则仅仅是它的物理属性。
“孤立”和“简化”,这是生物系统研究工作者为了减少生物系统复杂性所带来的困难不得不采取的途径,但这样做的代价是使研究结果只适用于比较严格的条件和狭窄的范围之内。
如何实现这种“孤立”和“简化”,其方法是多种多样的,必须具体问题具体对待,这就是研究者的技巧。
当然控制理论和数学工具的发展,以及实验方法的进步,使我们可以逐步放松这种“孤立”和“简化”。
Basar提出所谓的“生物系统分析提纲”,它可以分成两种情形:
(1)平稳的(非时变的)生物过程的生物系统分析提纲:
1)系统理论的抽象方法:
a,瞬态反应分析法,
b,频率特性法,
c.瞬态反应—频率特性法,
d.理论隔离法,
e.时序分析(自相关、功率谱),
f,非线性研究。
2)生物系统的特殊方法:
a.使用药物:
(a)系统的选择阻断,
(b)系统的部分破坏,
(c)把系统化归为它的无源反应,
b、把部分从系统中切除或去掉,
c.走出系统。
(2)非平稳的(时变的)生物过程的生物系统分析提纲:在研究非平稳过程时,系统的信号或测得的变量必须经过初步的信号处理。
其中一些方法是:
1)信号平均, 2)维纳滤波, 3)选择性叠加。
(二)正常功能依赖内环境的动态平衡。