A. 从育种到生命科学实验 详解中国空间生命科学发展
作者:中国科学院空间应用工程与技术中心战略规划室主任张伟
本次天舟一号上,空间生命科学实验占了较大比重。这也是中国空间科学与应用领域规划的落实(规划中的第一个领域就是空间生命科学和生物技术)。
空间生命科学是随着人类空间探索活动,特别是载人空间探索而产生和发展的新兴交叉学科,是空间科学的一个重要的分支学科,同时也是与之相关的生命科学学科在空间特殊环境下的延伸。
空间生命科学的核心目标是:促进现代农业和医疗发展,改善人类健康,维持人类长期空间生存能力。
国际空间生命科学研究
国际空间生命科学研究的发展历程可以分为3个阶段:
空间生命科学研究路线规划
B. 微生物实验室常用仪器设备有哪些
微生物实验室常用仪器设备有厌氧培养箱、恒温培养箱、干热灭菌箱、高压蒸汽灭菌器、超净工作台。
1、厌氧培养箱
厌氧培养箱亦称厌氧工作站或厌氧手套箱。厌氧培养箱是一种在无氧环境条件下进行细菌培养及操作的专用装置。它能提供严格的厌氧状态恒定的温度培养条件和具有一个系统化、科学化的工作区域。
C. 二氧化碳培养箱较高性对饱和湿度百分之九十五是怎样控制在这个范围之内的 用什么方法 用什么原理
>> 您的位置:首页 > 文章列表 二氧化碳培养箱的原理及选择 [阅读:1345次]细胞是构成所有活的有机体的基本单位。要想研究细胞的功能、代谢以及细胞对环境诸因素影响的反应等,需要创造既能使细胞脱离复杂环境的直接影响,又能维持正常生命活动的环境条件。二氧化碳培养箱就是这样一种能使细胞在人工环境正常生长的科学实验装置。二氧化碳培养箱广泛应用于医学 、免疫学、遗传学 、微生物 、农业科学 、药物学的研究和生产 ,已经成为上述领域实验室最普遍使用的常规仪器之一, 其通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境如恒定的酸碱度(P H值:7.2—7.4)、稳定的温度 (37℃)、较高的相对湿度 (95%)、稳定的CO2水平 (5%),来对细胞/组织进行体外培养的一种装置。全世界的用户对二氧化碳培养箱都有两条最基本的要求:一是要求二氧化碳培养箱能够对温度、二氧化碳浓度和湿度提供最精确稳定的控制,以便于其研究工作的进展;二是要求二氧化碳培养箱能够对培养箱内的微生物污染进行有效的防范,并且能够定期消除污染,以保护研究成果,防止样品损失。所以,选购二氧化碳培养箱的老师最关心的当然就是其高可靠性、对污染的防范和控制及使用方便。
1 温度控制
1.1 加热方式
气套式加热和水套式加热 ,两种加热系统都是精确和可靠的,同时他们都有着各自的优点和缺点。水套式加热是通过一个独立的水套层包围内部的箱体来维持温度恒定的,其优点:水是一种很好的绝热物质,当遇到断电的时候,水套式系统就可以比较长时间的保持培养箱内的温度准确性和稳定性(维持温度恒定的时间是气套式系统的3—4倍 ),有利于实验环境不太稳定 (如有用电限制 ,或者经常停电)并需要保持长时间稳定的培养条件的用户选用。气套式加热是通过遍布箱体气套层内的加热器直接对内箱体进行加热的,又叫六面直接加热。气套式与水套式相比,具有加热快,温度的恢复比水套式培养箱迅速的特点 ,特别有利于短期培养以及需要箱门频繁开关的培养。此外,对于使用者来说气套式设计比水套式更简单化(水套式需要对水箱进行加水、清空和清洗,并要经常监控水箱运作的情况 )。
1.2 温控系统
保持培养箱内恒定的温度是维持细胞健康生长的重要因素,因此精确可靠的温控系统是培养箱不可或缺的重要部分。为 了使培养箱更加稳定的工作 ,我们推荐用户选用具备相互独立三重温度控制功能的二氧化碳培养箱,即箱内温度控制、超温报警控制和环境温度监控。
1.3 温度均一性
二氧化碳培养箱箱体内的温度均一性也是用户需要考虑的主要因素,一般在箱体内配备了风扇以及风道的培养箱的均一度要好很多,同时此装置还有助于箱内温度、CO2浓度和相对湿度的迅速恢复。
2 二氧化碳浓度控制
2.1 两种控制系统 :
红外传感器 (IR)或热导传感器 (TC D)进行测量。两种传感器都是准确的,但都各有优缺点。热导传感器监控CO2浓度的工作原理是基于对内腔空气热导率的连续测量,输入CO2气体的低热导率会使腔内空气的热导率发生变化,这样就会产生一个与CO2浓度直接成正比的电信号。红外传感器(IR)它是通过一个光学传感器来检测CO2水平的。IR系统包括一个红外发射器和一个传感器,当箱体内的CO2吸收了发射器发射的部分红外线之后,传感器就可以检测出红外线的减少量,而被吸收红外线的量正好对应于箱体内CO2的水平,从而可以得出箱体内CO2的浓度。由于IR系统是通过红外线减少来确定箱内CO2浓度 ,而箱体内颗粒物能够反射或部分吸收红外线,使得 IR系统对箱体内颗粒物的多少比较敏感,因此IR传感器应用在含 高效空气过滤器的培养箱内比较合适。
2.2 CO2测量系统自动校准功能:
无论哪种CO2测量系统在使用一段时间后都会产生漂移,而产生漂移后直接会导致箱体内二氧化碳浓度不能稳定在我们的设定值,致使培养失败,所以我们在建议用户选购培养箱考虑选择带有CO2校准功能的培养箱。
2.3 CO2浓度均一性:此点与温度均一性的要求类似。
3 相对湿度
箱内湿度对于培养工作来说是一项非常重要然而又经常被忽略的因素。维持足够的湿度水平并且要有足够快的湿度恢复速度 (如在开关门后 )才能保证不会由于过度干燥而导致培养失败。目前大多数的二氧化碳培养箱是通过增湿盘的蒸发作用产生湿气的,我们在此建议用户在选购二氧化碳培养箱的时候尽量选择湿度恢复较快的培养箱。
4 防污染设计和消毒灭菌系统
污染是导致细胞培养失败的一个主要因素,因而,二氧化碳培养箱的制造商们设计了多种不同的装置去减少和防止污染的发生 ,其主要途径都是尽量减少微生物可以生长的区域和表面,并结合自动排除污染装置来有效防止污染的产生。例如 ,鉴于CO2培养箱在使用过程中有时会伴有霉菌生长,为确保培养箱免受污染并且保证仪器箱体内的生物清洁性 ,相继问世了多种消毒灭菌方式,如带有紫外消毒功能的CO2培养箱,还有的设计生产了带过滤器的培养箱,此外,还开发设计了能使箱内达到高温湿热的环境从而杀死污染微生物,达到消毒灭菌 目的的培养箱。这些装置对于细胞培养来说是必不可少 ,但选择何种清洁装置呢?首先 ,我们考虑的当然是各种方式的灭菌能力,紫外消毒能力是与紫外灯距离目标的距离的二次方成反比,距离越远,消毒能力越差,所以紫外消毒方式有其局限性,难以达到彻底灭菌的要求 ;过滤器由于受到过滤膜孔径的影响,无法去除病毒和一些微小细菌,也有局限性;相比较而言,高温消毒是目前比较有效消毒灭菌的方法,高温消毒又分为两类 ,一是传统的高温干热消毒 ,另一种是先进的高温湿热灭菌。接下来我们重点说一下高温干热和高温湿热两种方法的优劣。高温湿热由于蒸汽潜热大,穿透力强,容易使蛋白质变性或凝固,因此该法的灭菌效率比干热灭菌法高。原因有三:①蛋白质凝固所需的温度与其含水量有关,含水量愈大,发生凝固所需的温度愈低。湿热灭菌的菌体蛋白质吸收水分,所以较同一温度的干热空气中易于凝固。②湿热灭菌过程中蒸汽放出大量潜热,加速提高湿度。因而湿热灭菌比干热所需温度低 ,如在同一温度下,则湿热灭菌所需时间比干热短。③湿热的穿透力比干热大,使其深部也能达到灭菌温度,故湿热比干热收效好一些。所以高温消毒并不是简单的看消毒温度,主要是看是否消毒。另外,从使用角度看,湿热消毒一般控制在90℃就能达到很彻底的消毒效果,整个消毒过程中培养箱内的所有附件都不用取出,可以全部进行消毒;而干热消毒为了达到较好的效果,温度一般都在100℃以上,在这种温度下消毒培养箱内的传感器、过滤器等都要在消毒过程中取出,等消毒结束再装上,这样即麻烦,附件又不能同时消毒,而且增加二次污染的几率,再者要达到100℃以上的高温,培养箱的加热系统的电热丝必然要加粗,这会导致培养箱的温度控制难度增加,均一性变差。所以我们建议用户在选购二氧化碳培养箱时选择含高温湿热灭菌方式的培养箱。
5 其它因素
二氧化碳培养箱的容积也是一个不可忽略的因素,买小了不够用,大了又浪费又占地方。二氧化碳培养箱的可选容积非常广,而且每种类型又有不同的容积可选。此时,就需要您在选购前对所需培养箱容积的范围有一个比较准确的了解,并在此基础上多预留一点空间,以保证不时之需。此外,每一个使用者都希望所用
D. 什么是科学实验 科学实验的特点
1、科学实验,是人们为实现预定目的,在人工控制条件下,通过干预和控制科专研对象而观察和探属索科研对象有关规律和机制的一种研究方法。它是人类获得知识、检验知识的一种实践形式。
2、科学实验的特点:
第一,科学实验是以认识为直接目的的探索性活动。
第二,科学实验借助于一定的物质手段,通过干予和控制来认识客观对象。科学实验借助的物质手段,主要是工具、仪器和实验装置。
E. 如何利用自制教具完善小学科学的教学
随着科技的发展,教学设备的更新,实验仪器也逐渐丰富和完善起来.这些一站式的实验器材为我们农村小学科学教学提供了便利.可在专业实验仪器的使用过程中,基于小学生安全意识薄弱、动手能力弱的特点,教学中存在着安全隐患.而自制实验仪器则可以很好地补救这个缺陷.[关键 词]:变废为宝 突破教材中的重点和难点 提高教学质量
随着科技的发展,教学设备的更新,实验仪器也逐渐丰富和完善起来.在实际的教学过程之中,教师们会感叹这些一站式的实验器材给实验教学提供便利,可在专业实验仪器的使用过程中,基于小学生安全意识薄弱、动手能力弱的特点,教学中存在着安全隐患.而自制实验仪器则可以很好地补救这个缺陷.在这种情况下我凭着对教育事业的满腔热情,为了使科学课教学走到科学的轨道上来,我探索出了一条用自制教具提高、创新科学教学的改革之路,取得了很好的效果.俗话说得好,耳听十遍,不如手过一遍,在科学教学中我非常重视对学生研究科学的兴趣和实际操作能力的培养.为了培养学生思维、想象、观察和推理能力,增强学生利用自然现象来分析和解决实际问题的能力,激发他们学习科学课的兴趣,就想方设法和动手制作了大量构思新颖、设计巧妙、简便实用、有效的教具,让学生通过亲身体验、动手操作、积极思考探索大自然的奥妙,用生活中的小常识去认识自然规律,去理解掌握科学知识.1、变废为宝破损、丢失零部件以及老化的实验仪器,他们总被遗弃在实验仪器室柜底或被废品收购站接收.其实这些看似废品的实验仪器都可转废化为宝.如有裂痕的烧杯,虽不能装水,但可盛装仪器的固体零散部件;生锈的砝码可作为不需要进行定量测量的工具使用,如在四年级下车《小车运动》一课中就可作为小车承载的重物.2、生活物品替代专业实验仪器
以课本中《神奇的水》所设计的会托举的水这个实验为例说明.根据书本所提供的实验设计,学生要使用到烧杯、砝码等实验仪器.在实际的操作过程中,学生发现烧杯、砝码这样的专用仪器并不是实验仪器的最佳选择,并在课后对我提出了自己的看法,如用废弃的塑料瓶代替烧杯来装水;用小石块来取代砝码,从而避免砝码生锈的可能.在实际的教学中,这些看似普通的建议,不但保护了专业仪器,甚至还消除了实验中的安全隐患.这样的例子在实际的教学过程中不胜枚举.3、师生动手自制教具有很强的参与性和实践性,培养了学生克服困难,与科学探索精神.如:讲固体热胀冷缩实验时,传统的教具是铜球过圈,实验中费时费力,为了改变这个实验,研制了一件偏转式指针实验器,用一根火柴就完成了实验.学生设计的实验装置有偏转轴式,滚动式、电路组合式,还有用新材料启辉器的元器件制作的.
只这一件教具就有十几种做法,教具的研制过程培养了学生勇于探索的精神,并与教材和实验教学内容紧密结合.4、自制教具有利于突破教材中的重点和难点.如:在讲空气占据空间一课时,空气看不见摸不着很难讲清,有的老师研制了即看的见又摸得着的实验装置.在传统的实验装置上,又加了一个导管,插入烧杯的水中,当向漏斗注水时,水不入瓶.当打开插入烧杯中的导管开关时,同学们看到了水入瓶,空气跑出.看不见的空气,看得见了,说不清的道理讲明了.5、自制教具活动使学生更加珍爱自己的作品,精心使用,养成了尊重自己和他人的劳动成果.有些学校虽已配备了足够的仪器,但学生且不知珍惜,所以造成仪器耗损严重.通过开展自制教具活动,即培养学生爱护实验器材的良好行为习惯,又为实验教学贡献了自己的力量.
6、自制教具在教学中的应用
(一)激趣新课的导入在教学中,爱因斯坦曾说过:我们的思想和发展在某中意义上常常来源于好奇心.小学生好奇心强,求知欲望浓,好学、好问、好动手是他们天生的心理品质,他们对周围事物有强烈的敏感性和认识上的积极性,而这正是主动观察事物、思索问题的内在动力,因此要依据这些特点,抓住时机,积极扶植,把他们引到爱科学,学科学,用科学的轨道上来.利用自制教具适时适度地进行演示,有意识的创设好奇情景,激发学生的求知欲,导入新课.比如我在教学《磁铁的磁性》一课时,利用磁铁的磁性为学生表演了一个小魔术用自制的教具神奇的钓钩钓起一条条小鱼,学生感到奇怪,注意力完全被吸引了.我接着钓起一个个红的绿的辣椒、一颗颗晶莹剔透的葡萄,孩子们新奇地看着这一切禁不住小声赞叹起来哇!太神了!真是不可思议!一下子就激发了学生强烈的好奇心,学习兴趣来了.我相机提问:小小的铁勾居然能钓起这些东西,你们知道是怎么回事吗?孩子们一个个兴致勃勃,争先恐后的举手发言,气氛十分活跃,有的说:钓竿上可能有吸铁石.有的说:小鱼上、葡萄辣椒上可能有吸铁石.还有的说:也许是小鱼等里面藏有铁,钓钩上有吸铁石,鱼竿一动小鱼就被吸上来了.有了猜测,当然要去弄个明白了,然后就是揭谜,自然而然地促使学生自主参与到下面的学习中去.(二)扩大视野变演示实验、小实验为探究活动培养学生良好的实验习惯是培养学生科学素养的基础.有资料显示:有半数以上的学生乐于接受老师采用实验的方法上课,并且也想做老师做的实验,但没有合适的器材,只好作罢.可见中学生具有好奇、好动的特点,这需要的是老师的指导和帮助.例如,我在液化演示实验的改进教学课后,鼓励学生课外收集材料,主动制作学具,共同探究液体的汽化以及气体的液化等实验,从而理解液化石油气在生活中的应用.这样,在教学中利用自制教具鼓励学生模仿、创新制作学具,注重科学探究精神的培养,扩大了学生活动的视野.(三)突破教材中的重点和难点.如:在讲空气占据空间一课时,空气看不见摸不着很难讲清,有的老师研制了即看的见又摸得着的实验装置.在传统的实验装置上,又加了一个导管,插入烧杯的水中,当向漏斗注水时,水不入瓶.当打开插入烧杯中的导管开关时,同学们看到了水入瓶,空气跑出.看不见的空气,看得见了,说不清的道理讲明了.
总之,自制教具既经济实用,又直观形象,对师生素质的提高都有促进作用.有助于教师改进教学方法,提高教育教学的质量.学生既提高了动手、动脑的能力,也加深了对基础知识的理解和运用.对教好学好科学有着重要的促进作用和极为显著的效果.而自制教具往往不是一帆风顺的,常常会遇到种种困难.因此,我们要有百折不挠的精神,反复仔细地实验研究,把理论和实践结合起来,用理论来指导实践,用实践来证明理论、巩固理论.这样,自制教具中所遇到的许多困难都会迎刃而解,教具才会越做越多,越做越精.自制教具时要相互学习,取长补短,对行之有效的优秀教具,只要对自己的教学有利,仿制照搬也无妨;自己有一些心得,有一些成就,也应把其公开出来,给大家模仿学习,使人家少走弯路.当然,在制作的过程中,要根据自己的实践经验,尽可能使教具具有自己的特色,甚至创新,做到务实争先,使教具尽可能填补教学仪器配备上的空白.
F. 如何提高小学科学实验有效性
科学课程是一门以实验为基础的学科,《课程标准》指出:小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程,科学学习要以探究为核心,科学探究是科学学习的中心环节,而科学实验教学就为学生科学探究提供了一条有效途径,对于培养学生学习兴趣,动手操作能力,观察能力,思维能力和表达能力起到了积极的促进作用,可以使小学生体验到探究的乐趣,获得自信,形成正确的思维方式,而且可以使他们识别什么是科学,什么不是科学。作为小学科学教师,怎样才能保证和提高小学科学实验教学的有效性呢?
一、认真做好课前准备
教师在实验之前要做好充分的准备。教师要熟练的把握教材体系,明确实验目的,做好相关实验器材的准备;实验教学的实验课前教师要反复多次试做,才能对实验过程、实验现象要做到精准把握,心中有数。通过反复多次试做实验可以检验自己实验的设计是否科学有效,选定的实验方法是否正确;对于教科书上设计的实验装置、教师还要根据实验的可行性进行适当的改装,如在进行《水的浮力》大小测量时,教科书上要求用橡皮泥将滑轮固定水槽的底部,教师通过课前实验,发现这种固定方法极不稳定,对实验过程可能产生影响,所以教师采用了吸盘固定的方式或是课前用胶水固定滑轮,才能保证了课上实验的顺利操作。
二、演示实验科学规范
教师做演示实验时,要严格按实验规范进行实验操作,不仅要做到试验流程清晰明白,还要体现科学实验的严谨性,这样才会促进学生养成规范科学的实验习惯。演示实验仪器要做到可见度大,实验现象清晰可辨。如教师教授《电能产生磁》一课时,对于线圈的缠绕方式,教师在演示时,线圈如何在是手指间旋转,如何打结的操作,就要求教师教学语言表述准确,演示到位,让学生动手操作时能顺利完成,学生操作实验器材的能力才能得到培养,为后面研究指南针在通电线圈中指针的变化提供实验的基础。
三、分组实验目的明确
分组实验中,要制定明确的实验研究目标,切忌毫无目的。教师在设定实验目标时应力求使学生在实验过程中发现规律,理解规律,从而掌握规律。学生在观察实验现象时,如果教师不加指导或指导不明确,学生往往会出现无目的、漫不经心地观察实验现象的情况,学生常常只是注意那些感觉新奇或有强烈感官刺激的现象,对实验现象中体现科学知识理论形成的关键部分容易忽略或是停留在较浅的理解层面,放过了实验所要求观察的主要内容。如,在研究《液体受热后膨胀》实验中,如果教师对于不同液体受热后液面上升的高度没有一个具体的测量要求,学生就会停留在只注重实验的现象,忽略不同液体受热后液面上升数据的科学读取,得出不同液体受热时体积变化不同这一结论。所以教师要提醒学生运用一切感觉器官去全面观察。因此,课堂上,教师要有意识的引导学生科学地观察,及时提醒学生注意观察实验中每一个细节,每一步细小的变化,体验实验现象是如何被科学家捕捉并形成科学理论的,在实验中培养学生良好的科学素养。
四、检测实验精准掌控
在实验运用阶段,教师对发放的检测实验样品要做到心中有数,可以使课堂秩序井然,及时反馈学习效果。如教学《电能产生磁》这节课时,一位教师为每个实验小组准备了一些待检测的电池,通过本节课所学检验待检测的电池是否有电,学生汇报检查结果时,由于这位教师没有对每节待检测的电池进行编号和提前检测,对于学生的汇报的检查结果就不能很好进行判断,教师再次对小组实验进行验证,课堂秩序和效率就会收到影响。所以,授课教师对于待检测的实验材料一定要做到心中有数,精准掌控。
科学实验是科学理论的源泉,没有实验就不会有现代科学技术。做为我们新时代的教师,我们肩负着历时的使命,只有通过我们不懈的努力和追求,培养学生良好的科学素养,用科学的精神引导学生在实验中体验科学知识的生成过程,感受科学的伟大力量,才能将实施素质教育、培养学生创新意识、提高学生实践能力的基本要求在我们的课堂中落到实处,引领着学生在通往科学殿堂的道路上不断前行。
G. 科学里一种装置有玻璃棒,漏斗,铁架台,烧杯的是什么装置
化学实验装置
H. 神舟系列飞船资料
一、上文三段依次介绍了我国研制的载人宇宙飞船的( 用途 )、( 构造 )和解决飞船的一些特殊问题的措施。
二、从第二段看,对载人飞船各舱段的共同要求是什么?(用文中句子回答)
能承受起飞、上升和轨道运行阶段的各种应力和环境条件
三、 为确保宇航员安全返回,文中介绍了哪三点措施?
1设置可靠的防热保护层保证返回舱不致被烧毁
2使返回过程中的制动过载装置非常有效
3同时还要提高落点精度
从文中看,宇宙飞船在正式载人飞行之前要完成哪三方面的工作?目的是什么?
1飞船各系统和设备均要进行可靠设计2关键部件采用双备份或三备份3飞船须在严格的环境条件下进行地面测试,并进行模拟飞行试验。
目的:高可靠性措施,主要是力争万无一失
I. 这个是哪一种科学实验器材有什么用
铁架台
可用来做高锰酸钾制氧气的实验
还有提取精盐的实验
J. 实验是进行科学探究重要的手段。下图是初中教材中出现的几个实验装置 请你回答下列问题:(
(1)氢气、氧气(或H 2 、O 2 ) Zn + H 2 SO 4 == ZnSO 4 + H 2 ↑(或2H 2 O 2 ![]() (2)装置E正放,气体由a端进入(或倒放,气体由b端进入) 装置E充满水后正放,气体由b端进入(充满水后倒放,气体由a端进入) (3)洗气(或干燥气体、除去某些气体中的杂质等) |