معلومة

ما مدى سرعة تأثير النشاط على تكوين التشابك العصبي؟

ما مدى سرعة تأثير النشاط على تكوين التشابك العصبي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ما الوقت الذي يستغرقه النشاط المتزايد بسبب الحافز الجديد للتسبب في زيادة توليد المشبك؟

هناك العديد من الدراسات التي تظهر أن عدد نقاط الاشتباك العصبي في الدماغ يزداد خلال 24 ساعة من القيام بمهمة جديدة ، لذلك أعرف أن العدد أقل من 24 ساعة. أنا مهتم بأسئلة مثل "إذا كنت أمارس اليوجا لمدة ساعة ، فهل سيستفيد الجزء الأخير من الساعة من إنشاء المشبك العصبي الذي حدث في وقت مبكر من الساعة؟" من الواضح أنني لا أعرف ما إذا كانت اليوغا على وجه الخصوص ستستفيد من نقاط الاشتباك العصبي المذكورة ، ولكن إذا لم يتم تنظيم التشابك العصبي في أقل من ساعة ، فيمكنني بالتأكيد استبعاد مثل هذا التأثير.


لا يزال التوليف في مثل هذا القرار الزمني الدقيق حاليًا أفضل دراسة في النماذج الحيوانية ومستحضرات مخفضة حيث يمكن التحكم في مستويات النشاط بشكل أكثر دقة ويمكن استخدام طرق التصوير المتقدمة لمراقبة التغيرات المورفولوجية. تم إجراء سلسلة من الدراسات ذات الاستبانة الزمانية والمكانية عالية نسبيًا في المختبر و في الجسم الحي مع الفحص المجهري ثنائي الفوتون على العمود الفقري الشجيري ، والذي يعتبر بمثابة وكيل لوجود المشابك ، حيث يحتوي حوالي 98 ٪ منها على واحد.

أسرع تأثير بعد التحفيز هو تضخم العمود الفقري الموجود مسبقًا أو المشكل حديثًا ومشابك نقاط الاشتباك العصبي ، بسرعة تصل إلى دقيقتين (ماتسوزاكي وآخرون ، 2004 ، هارفي وآخرون ، 2007 ، هيل وزيتو 2013). بعد ذلك ، بدأت الهياكل غير الناضجة (تسمى غالبًا أرجل الخيط) في التكون خلال أول 15 دقيقة تقريبًا (Maletic-Savatic et al. 1999). ليس من الواضح حتى الآن ما هي النسبة المئوية من تلك الهياكل التي تحمل مشابكًا فعلية ، لكنها بالتأكيد لديها القدرة على الحصول عليها. تحدث زيادة تدريجية في عدد العمود الفقري الذي يستمر لعدة ساعات ومن المحتمل جدًا أن يحتوي على المشبك في مراحل لاحقة ، بعد 30 دقيقة تقريبًا من التحفيز (Engert and Bonhoeffer ، 1999 ؛ Nägerl et al. ، 2004 ، 2007). ومع ذلك ، لاحظ أن الكثافة الكلية للعمود الفقري لا تتأثر أبدًا في الجسم الحي (Holtmaat and Svoboda 2009) ، مما يشير إلى أن آليات التعويض توازن معادلة أي تشابك تشابكي ، لذلك يجب ألا تتوقع أن ترى عددًا إجماليًا متزايدًا من نقاط الاشتباك العصبي.

مراجع
- ماتسوزاكي ، إم ، هونكورا ، إن ، إليس ديفيز ، جي سي آر ، وكاساي ، هـ. (2004). الأساس الهيكلي للتقوية طويلة المدى في العمود الفقري الشجيري. الطبيعة، 429 (6993) ، 761-766. https://doi.org/10.1038/nature02617
- Harvey، C.D، & Svoboda، K. (2007). قواعد التعلم التشابكي الديناميكي محليًا في التشعبات العصبية الهرمية. الطبيعة، 450 (7173) ، 1195-1200. https://doi.org/10.1038/nature06416
- Hill، T.C، & Zito، K. (2013). استقرار طويل الأمد الناجم عن LTP للأشواك التغصنية الوليدة. مجلة علم الأعصاب، 33 (2) ، 678-686. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1404-12.2013
- ماليتيك-سافاتيك ، إم ، مالينو ، آر ، آند سفوبودا ، ك. (1999). التشكل الشجيري السريع في التشعبات الحُصَينية CA1 الناجم عن النشاط المشبكي. العلوم (نيويورك ، نيويورك) ، 283 (5409) ، 1923-1927. https://doi.org/10.1126/science.283.5409.1923
- إنجرت ، إف ، وبونهوفر ، ت. (1999). تغييرات العمود الفقري الشجيري المرتبطة باللدونة المشبكية طويلة المدى للحصين. الطبيعة ، 399 (6731) ، 66-70. https://doi.org/10.1038/19978
- Nägerl، U. V.، Eberhorn، N.، Cambridge، S.B، & Bonhoeffer، T. (2004). اللدونة المورفولوجية المعتمدة على النشاط ثنائي الاتجاه في الخلايا العصبية الحُصَينية. نيورون، 44 (5) ، 759-767. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2004.11.016
- Nagerl، U. V.، Kostinger، G.، Anderson، J.C، Martin، K.AC، & Bonhoeffer، T. (2007). التوليف المطول بعد التكوّن المعتمد على النشاط في الخلايا العصبية الحُصينية. مجلة علم الأعصاب، 27 (30) ، 8149-8156. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0511-07.2007
- Holtmaat، A.، & Svoboda، K. (2009). اللدونة المتشابكة الهيكلية المعتمدة على الخبرة في دماغ الثدييات. مراجعات الطبيعة علم الأعصاب، 10 (9) ، 647-658. https://doi.org/10.1038/nrn2699


اللدونة المشبكية التي تنظمها تفاعلات البروتين والبروتين وتعديلات ما بعد الترجمة

4.1.2 البروتينات التي تتفاعل مع المجالات خارج الخلية من AMPARs

تم عزل البنتاكسين المنظم للنشاط العصبي (Narp) في الأصل عن طريق تقنيات الاستنساخ التفاضلي من قرن آمون المحفز بنوبة تشنج كهربائي قصوى (تسوي وآخرون ، 1996). Narp عبارة عن IEG مُفرز ينظمه نشاط متشابك في الدماغ ، وهو فريد من نوعه من حيث أنه يرتبط بالمجال خارج الخلية (NTD) من AMPARs ، ويحث على تجميع AMPARs كبروتين سقالة خارج الخلية (O & # x27Brien et al. ، 1999 Sia et al. . ، 2007). أظهرت ورقة بحثية حديثة بأناقة الدور الفسيولوجي لـ Narp في تنظيم AMPAR (Chang et al. ، 2010). يتراكم Narp الذي يفرز قبل المشبكي بشكل بارز في المشابك المثيرة على parvalbumin (PV) - intereurons (INs) وينظم "التحجيم المتشابك المتماثل". تؤدي زيادة نشاط الشبكة إلى تحفيز تعبير Narp وإفراز Narp اللاحق. يقوم Narp خارج الخلية بتجنيد GluA4 عند المشبك الاستثاري على PV-INs وبالتالي يزيد من قوة التشابك الاستثارة على PV-INs التي تتوسط محرك المثبط لتقليل نشاط الشبكة الكلي بدوره. تمشيا مع هذا النموذج ، فإن الاستجابة التماثلية مفقودة في PV-INs من فئران Narp KO ، ولم يتم رؤية أي استجابات للسموم الرباعية (TTX) (عادةً ما يتم تقليل EPSCs على PV-INs) ولا إلى bicuculline (عادةً ما يتم زيادة EPSCs على PV. –INs) (تشانغ وآخرون ، 2010).


تكوين الأطراف الفقارية

29.5 الاستنتاجات ووجهات النظر

أدت دراسات علم الأجنة الكلاسيكي وعلم الوراثة الجزيئي في الكائنات الحية النموذجية إلى تحديد المسارات الجزيئية التي تتحكم في نمو الأطراف المنسق وثلاثي الأبعاد. كما قدمت هذه الدراسات نظرة ثاقبة في فهم الآليات الجزيئية والمرضية لعيوب الأطراف البشرية الخلقية. ستكون المبادئ العامة ذات صلة بابتكار مناهج جديدة لإصلاح الأنسجة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للتأثيرات متعددة التغذية لمسارات تطور الأطراف في عمليات التطور الأخرى ، كما هو موضح في الدراسات الوراثية للفئران والبشر ، فقد قدم الطرف النامي نظامًا نموذجيًا ممتازًا لفهم كيفية عمل مسارات الإشارات المختلفة وتفاعلها مع بعضها البعض في التطور الجنيني. على الرغم من تحديد العديد من الجينات والمسارات ذات الأدوار في نمو الأطراف ، إلا أننا ما زلنا بعيدين عن الصورة الكاملة لكيفية التحكم في نمو الأطراف على المستوى الجزيئي. هناك فجوات كبيرة في فهمنا الحالي. لاكتساب فهم أعمق للأساس الخلوي لتطور الأطراف ، نحتاج أيضًا إلى إيجاد طرق إبداعية جديدة لتصور سلوك جزيئات الإشارات خارج الخلية وقياس تركيزاتها والاستجابات الخلوية التي تثيرها. علاوة على ذلك ، لم يتضح بعد كيف يتم دمج المعلومات الموضعية ثلاثية الأبعاد ، التي يتم التحكم فيها بواسطة مسارات إشارات مميزة ، في كل خلية من خلايا الطرف النامي. الآن بعد أن تم تسلسل الجينوم البشري والفأر ، فإن التطورات الأخيرة في الدراسات الجينومية الوظيفية في الفئران ، مثل الطفرات الكيميائية والتدخلية واستهداف الجينات على نطاق واسع ، ستوفر قدرًا هائلاً من المعلومات الجديدة لفهم تطور الأطراف. سمحت هذه الدراسات ، جنبًا إلى جنب مع التقنيات القوية المحسنة باستمرار في رسم الخرائط الجينية للأمراض البشرية ، بتقدم فهمنا لتطور الأطراف بسرعة غير مسبوقة.


علم وقت رد الفعل: ما مدى سرعة أنت؟

هل يعتقد طفلك أن لديه ردود أفعال جيدة؟ الآن فرصته لإثبات ذلك! إليك تجربة سريعة وبسيطة تقيس وقت رد فعل طفلك. كل ما تحتاجه هو مقياس ، وصديق ، وبعض الأوراق. لن يقوم طفلك بالكشف عن بعض الاكتشافات الشخصية حول الطريقة التي يعمل بها جسمه فحسب ، ولكنه أيضًا يستخدم الرياضيات والطريقة العلمية أثناء قيامه بذلك!

ماذا تحتاج:

  • مقياس
  • ما لا يقل عن اثنين من المشاركين الراغبين
  • ورقة وقلم لتسجيل النتائج
  • علامات وورقة رسم بياني (اختياري)

ماذا تفعل:

  1. قبل أن تبدأ ، تأكد من أن طفلك يعرف أن الغرض من هذه التجربة هو قياس الوقت الذي يستغرقه دماغه في معالجة الأوامر اللفظية والتصرف بناءً عليها.
  2. ابدأ بالضغط على المقياس في وضع مستقيم على بعد بضعة أقدام من الأرض.
  3. اجعل طفلك يضع أصابعه وإبهامه حول جوانب المقياس. اطلب منه أن يغمض عينيه حتى يعتمد فقط بالأمر وليس بالإشارات البصرية.
  4. قل & # 39 اذهب! & # 39 وأنت تسقط عصا الفناء. يجب أن يتفاعل طفلك بإغلاق أصابعه على المقياس في نفس الوقت للإمساك به. للحصول على قياس دقيق ، تأكد من أن أصابعه تبدأ دائمًا في الجزء السفلي من المقياس.
  5. بعد أن يمسك عصا الفناء ، شجعه على قياس عدد البوصات التي سقطت قبل أن يمسك بها. استخدم مخطط التحويل أدناه للحصول على وقت رد فعله. تذكر أن تسجل النتائج.
  6. لضمان دقة تجربتك العلمية ، تأكد من إجراء هذا الاختبار أكثر من مرة. بعد ذلك ، انظر إلى النتائج وناقش مع طفلك سبب اختلاف أوقات رد فعله من تجربة إلى أخرى.

يمكنك تمديد هذا النشاط عن طريق تغيير المتغيرات المختلفة. على سبيل المثال: هل وقت رد فعل طفلك أفضل عندما تكون عيناه مفتوحتين؟ لما و لما لا؟ يمكنك أيضًا استخدام ورق الرسم البياني والعلامات لتسجيل أوقات رد فعل أفراد العائلة والأصدقاء الآخرين. اجعلها مسابقة وقارن بين من لديه أفضل ردود الفعل!


إنزيم التحفيز

مقدمة:
بشكل عام ، الإنزيمات عبارة عن بروتينات تنتجها الخلايا الحية ، وتعمل كمحفزات في التفاعلات الكيميائية الحيوية. أ عامل حفاز يؤثر على معدل التفاعل الكيميائي. تتمثل إحدى نتائج نشاط الإنزيم في أن الخلايا يمكنها القيام بأنشطة كيميائية معقدة في درجات حرارة منخفضة نسبيًا. في تفاعل محفز بالإنزيم ، المادة التي يتم التصرف عليها ( الركيزة = S. ) يرتبط بشكل عكسي بامتداد موقع نشط من الانزيم (ه). تتمثل إحدى نتائج هذا الاتحاد المؤقت في انخفاض الطاقة المطلوبة لتنشيط تفاعل جزيء الركيزة بحيث يكون المنتجات (ف) من التفاعل.

باختصار: E + S & # 8212 & gt ES & # 8211 & gt E + P.

لاحظ أن الإنزيم لا يتغير في التفاعل ويمكن حتى إعادة تدويره لتفكيك جزيئات الركيزة الإضافية. كل إنزيم خاص بتفاعل معين لأن تسلسله للأحماض الأمينية فريد من نوعه ويؤدي إلى أن يكون له هيكل فريد ثلاثي الأبعاد. ال موقع نشط هو جزء من الإنزيم يتفاعل مع الركيزة ، بحيث تؤثر أي مادة تمنع أو تغير شكل الموقع النشط على نشاط الإنزيم. فيما يلي وصف للعديد من الطرق التي قد يتأثر بها عمل الإنزيم:

1. تركيز الملح. إذا كان تركيز الملح قريبًا من الصفر ، فإن سلاسل الأحماض الأمينية الجانبية المشحونة لجزيئات الإنزيم سوف تجذب بعضها البعض. سوف يفسد الإنزيم ويشكل راسبًا غير نشط. من ناحية أخرى ، إذا كان تركيز الملح مرتفعًا جدًا ، فسيتم حظر التفاعل الطبيعي للمجموعات المشحونة ، وستحدث تفاعلات جديدة ، ومرة ​​أخرى سوف يترسب الإنزيم. تركيز الملح المتوسط ​​مثل الدم البشري (0.9٪) أو السيتوبلازم هو الأمثل للعديد من الإنزيمات.

2. الرقم الهيدروجيني. تحتوي سلاسل الأحماض الأمينية الجانبية على مجموعات مثل & # 8211 COOH و NH2 التي تكتسب أو تفقد أيونات H + بسهولة. مع انخفاض الرقم الهيدروجيني ، يميل الإنزيم إلى اكتساب أيونات H + ، وفي النهاية ستتأثر سلاسل جانبية كافية بحيث يتعطل شكل الإنزيم & # 8217. وبالمثل ، مع ارتفاع الأس الهيدروجيني ، تفقد الإنزيمات أيونات H + وتفقد شكلها النشط في النهاية. تعمل العديد من الإنزيمات بشكل صحيح في نطاق الأس الهيدروجيني المحايد ويتم تغيير خصائصها إما عند درجة حموضة عالية جدًا أو منخفضة. بعض الإنزيمات ، مثل البيبسين ، الذي يعمل في معدة الإنسان حيث يكون الرقم الهيدروجيني منخفضًا للغاية ، يكون له درجة حموضة منخفضة بشكل مثالي.

3. درجة حرارة. بشكل عام ، تسرع التفاعلات الكيميائية مع ارتفاع درجة الحرارة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، يكون لدى جزيئات التفاعل طاقة حركية كافية للخضوع للتفاعل. نظرًا لأن الإنزيمات هي محفزات للتفاعلات الكيميائية ، فإن تفاعلات الإنزيمات تميل أيضًا إلى أن تكون أسرع مع زيادة درجة الحرارة. ومع ذلك ، إذا تم رفع درجة حرارة تفاعل محفز بالإنزيم بشكل أكبر ، أ درجة الحرارة المثلى عند الوصول إلى هذه القيمة أعلى من هذه القيمة ، فإن الطاقة الحركية للإنزيم وجزيئات الماء كبيرة جدًا بحيث يتعطل تكوين جزيئات الإنزيم. التأثير الإيجابي لتسريع التفاعل الآن أكثر من تعويضه بالتأثير السلبي لتغيير شكل المزيد والمزيد من جزيئات الإنزيم. يتم تغيير طبيعة العديد من البروتينات بدرجات حرارة تتراوح بين 40 و 50 درجة مئوية ، لكن بعضها لا يزال نشطًا عند 70-80 درجة مئوية ، وبعضها يتحمل الغليان.

4. التفعيل & # 8217s والمثبطات. قد تتفاعل العديد من الجزيئات غير الركيزة مع إنزيم. إذا كان هذا الجزيء يزيد من معدل التفاعل فهو المنشط، أو إذا كان يقلل من معدل التفاعل فهو المانع. يمكن لهذه الجزيئات أن تنظم سرعة عمل الإنزيمات. أي مادة تميل إلى الكشف عن الإنزيم ، مثل المذيب العضوي أو المنظفات ، سوف تعمل كمثبط. تعمل بعض المثبطات عن طريق تقليل الجسور -S-S- التي تعمل على استقرار بنية الإنزيم & # 8217s. تعمل العديد من المثبطات من خلال التفاعل مع السلاسل الجانبية الموجودة في الموقع النشط أو بالقرب منه لتغيير شكله أو حجبه. العديد من السموم المعروفة مثل سيانيد البوتاسيوم و curare هي مثبطات إنزيمية تتداخل مع الموقع النشط للأنزيمات الحرجة.

يحتوي الإنزيم المستخدم في هذا المختبر ، الكاتلاز ، على أربع سلاسل متعددة الببتيد ، كل منها يتكون من أكثر من 500 حمض أميني. هذا الإنزيم موجود في كل مكان في الكائنات الهوائية. تتمثل إحدى وظائف الكاتلاز داخل الخلايا في منع تراكم المستويات السامة من بيروكسيد الهيدروجين المتكون كمنتج ثانوي لعمليات التمثيل الغذائي. قد يشارك الكاتلاز أيضًا في بعض تفاعلات الأكسدة العديدة التي تحدث في الخلية.

في حالة عدم وجود الكاتلاز ، يحدث هذا التفاعل تلقائيًا ، ولكن ببطء شديد. يعمل الكاتلاز على تسريع التفاعل بشكل كبير. في هذه التجربة ، سيتم تحديد معدل رد الفعل هذا. يمكن تعلم الكثير عن الإنزيمات من خلال دراسة حركية التفاعلات المحفزة بالإنزيم. على سبيل المثال ، من الممكن قياس كمية المنتج المتكون ، أو كمية الركيزة المستخدمة ، من لحظة تجميع المواد المتفاعلة معًا حتى توقف التفاعل. إذا تم قياس كمية المنتج المتكون على فترات منتظمة وتم رسم هذه الكمية على الرسم البياني ، يتم الحصول على منحنى مثل الذي يليه.


إجراء

سيتم تقسيم هذه التجربة إلى مرحلتين. سيستخدم الاختبار الأول مسطرة واحدة ، بينما سيستخدم الاختبار الثاني مسطرتين.

التجربة 1: في هذه المرحلة ، ستختبر أنت وشريكك أوقات رد الفعل البصري والسمعي واللمسي باستخدام مسطرة واحدة.

  1. اجعل صديقك يجلس على طاولة ويده المهيمنة على الحافة.
  2. أولاً سنختبر الاستجابة البصرية. أمسك المسطرة عند علامة 30 سم بحيث تكون نهاية 0 سم عند إصبع السبابة الخاص بصديقك فقط.
  3. أخبر صديقك أنه عند تحرير المسطرة يجب أن يمسكها بأسرع ما يمكن. لا تصدر أي أصوات أو إيماءات أنك تطلق المسطرة. يجب أن يتفاعلوا مع الحافز البصري لرؤية المسطرة يتم إطلاقها. سجل علامة السنتيمتر.
  4. كرر التجربة ثلاث مرات أخرى. ثم بدل الأماكن مع شريكك وأعدها.
  5. الآن سوف تسجل ردود الفعل السمعية. اجعل شريكك يجلس على الطاولة كما كان من قبل ، وتأكد أيضًا من أن شريكك يضع ظلال العيون.
  6. اختبر اليد المهيمنة مرة أخرى ، أخبر شريكك أنك ستقول كلمة "حرر" أثناء تحرير المسطرة. بمجرد الاستيلاء عليها ، سجل علامة السنتيمتر وكرر 3 مرات. تبديل الأماكن مع شريك حياتك مرة أخرى.
  7. في الاختبار الأخير ، اجعل شريكك يجلس على الطاولة مرتديًا ظلال العيون مرة أخرى. هذه المرة سوف تختبر الاستجابة اللمسية. أخبر شريكك أنك سوف تلمس كتف ذراعه غير المسيطرة وأنت تحرر المسطرة.
  8. لا تمنح شريكك أي إشارة سمعية تطلقها ، فقط لمسة بسيطة. سجل القياس وما شابه ذلك من قبل ، كرر ثلاث مرات ، ثم بدّل الأماكن وأعد.
هنا جدول التجربة الأولى:

التجربة 2: في هذه المرحلة ، ستختبر أنت وشريكك أوقات رد الفعل البصري والسمعي باستخدام مسطرة.

  1. بالنسبة للجزء المرئي من هذه التجربة ، اجعل شريكك يجلس كالطاولة ، كما كان من قبل ، لكن يديه على الحافة.
  2. ستحمل كلا الحاكمين هذه المرة بدلاً من واحد فقط.
  3. أخبر شريكك أنك ستطلق مسطرة واحدة فقط وعليهم اختيار المسطرة الصحيحة والاستيلاء عليها بأسرع ما يمكن - أخبرهم أنه لا يجب أن يضغطوا على كلتا يديه ، بل واحدة فقط.
  4. عندما تكون مستعدًا للبدء ، قرر عشوائيًا إسقاط مسطرة واحدة. لا يهم أيهما ، ستجري هذا الاختبار 3 مرات أخرى ، لكن لا تخبر شريكك مطلقًا بالمسطرة التي ستسقطها.
  5. مرة أخرى كما كان من قبل ، قم بتبديل الأدوار والإعادة.
  6. أخيرًا ، سنختبر التفاعل السمعي مرة أخرى. هذه المرة باستخدام كلا المسطرة.
  7. احصل على نفس الوضع كما كان من قبل مع كلا المسطرة. تأكد من أن شريكك يرتدي ظلال العيون.
  8. ستنتقل بعد ذلك إلى قول "يسار" أو "يمين". كما تقول ، سوف تقوم بإسقاط المسطرة اليمنى أو اليسرى المقابلة. يجب أن يقرر شريكك أي مسطرة يجب أن يمسكها بناءً على الإشارة السمعية التي تقدمها: "يسار" أو "يمين". كما في السابق ، يجب أن يضغط شريكك على يد واحدة فقط.
  9. سجل القياس وكرر 3 مرات أخرى ، تذكر أن تقرر عشوائيًا أي مسطرة تريد إسقاطها. بدّل الأدوار وكرر الأمر.
هنا جدول التجربة الثانية:

في المخطط أعلاه ، ستأخذ جميع قياسات السنتيمتر التي جمعتها وتحول القياس بالسنتيمتر إلى الثواني. سيخبرك هذا بالوقت الذي يستغرقه الجسم (المسطرة) بالثواني ليسقط مسافة معينة. تتكون الصيغة أدناه من ثلاثة متغيرات.

فيما يلي مثال على المعادلة المستخدمة:

قد يبدو تحويل كل رقم قمت بتسجيله يدويًا مملاً ، لذا بدلاً من ذلك سيتم تزويدك بمخطط سريع لتحويل قياس السنتيمتر إلى ثوانٍ. ومع ذلك ، هناك العديد من القيم المفقودة في الجدول. ستحتاج إلى تعبئتها لإكمال الجدول. استخدم المعادلة أعلاه لملء باقي الرسم البياني. إذا كنت خبيرًا ، يمكنك أيضًا تصميم برنامج كمبيوتر للقيام بذلك.

بعد استخدام الرسم البياني وتحويل قياسات السنتيمتر إلى ثوانٍ ، سيكون لديك وقت رد فعل المسطرة بالثواني. بالنظر إلى بياناتك ، قد تفكر في كيفية مقارنتها بمتوسط ​​وقت رد الفعل البشري. ها هو! متوسط ​​زمن رد الفعل عند البشر هو 0.25 ثانية للمنبه البصري ، و 0.17 للمحفز الصوتي ، و 0.15 ثانية لمنبه اللمس.


مستوى التعليم

موضوعات

مقدمة

تغيرات درجات الحرارة لها تأثيرات عميقة على الكائنات الحية. التفاعلات المحفزة بالإنزيم حساسة بشكل خاص للتغيرات الصغيرة في درجة الحرارة. وبسبب هذا ، فإن عملية التمثيل الغذائي لـ poikilotherms ، الكائنات التي يتم تحديد درجة حرارة جسمها الداخلية من خلال البيئة المحيطة بها ، غالبًا ما يتم تحديدها من خلال درجة الحرارة المحيطة. يدرك الخبازون الذين يستخدمون الخميرة في صنع الخبز هذا الأمر تمامًا. تستخدم الخميرة لتخمير الخبز (جعله يرتفع). الخميرة تخمر الخبز عن طريق تخمير السكر ، وإنتاج ثاني أكسيد الكربون ، وأول أكسيد الكربون2، كمنتج نفايات. يحبس العجين بعض ثاني أكسيد الكربون ويشكل جيوبًا "هوائية" صغيرة تجعل الخبز خفيفًا. إذا لم يتم تدفئة الخميرة بشكل صحيح ، فلن تكون ذات فائدة كبيرة كعامل تخمير ، حيث ستحرق خلايا الخميرة السكر ببطء شديد. في هذه التجربة ، ستشاهد خلايا الخميرة وهي تختمر (تحرق السكر في غياب الأكسجين) عند درجات حرارة مختلفة وتقيس معدلات تخمرها. سيتم تخصيص درجة حرارة واحدة لكل فريق وسيشارك نتائجهم مع أعضاء الفصل الآخرين.

ستلاحظ الخميرة في ظل الظروف اللاهوائية وتراقب التغير في ضغط الهواء بسبب ثاني أكسيد الكربون2 أطلقها الخميرة. عندما تحرق الخميرة السكر تحت ظروف لاهوائية ، فإن الإيثانول (الكحول الإيثيلي) وثاني أكسيد الكربون2 يتم تحريرها كما هو موضح بالمعادلة التالية:

وبالتالي ، يمكن قياس نشاط التمثيل الغذائي للخميرة من خلال مراقبة ضغط الغاز في أنبوب الاختبار. إذا كانت الخميرة ستتنفس هوائيًا ، فلن يكون هناك تغيير في ضغط الغاز في أنبوب الاختبار ، لأن غاز الأكسجين سيستهلك بنفس معدل ثاني أكسيد الكربون2 ويتم إنتاج.

أهداف

في هذه التجربة ، سوف تفعل

  • استخدم مستشعر ضغط الغاز لقياس التغير في الضغط بسبب ثاني أكسيد الكربون المنطلق أثناء التنفس.
  • تحديد معدل تخمر الخميرة عند درجات حرارة مختلفة.

أجهزة الاستشعار والمعدات

تتميز هذه التجربة بأجهزة الاستشعار والمعدات التالية. قد تكون هناك حاجة إلى معدات إضافية.

الخيار 1

الخيار 2

معلومات عنا
اتصل بنا

احصل على تجارب مجانية وأفكار معملية مبتكرة وإعلانات المنتجات وتحديثات البرامج والأحداث القادمة وموارد المنح.

نظرة عامة على الخصوصية

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربتك أثناء التنقل عبر الموقع. من بين ملفات تعريف الارتباط هذه ، يتم تخزين ملفات تعريف الارتباط المصنفة حسب الضرورة على متصفحك لأنها ضرورية لعمل الوظائف الأساسية للموقع. نستخدم أيضًا ملفات تعريف الارتباط الخاصة بطرف ثالث والتي تساعدنا في تحليل وفهم كيفية استخدامك لهذا الموقع. سيتم تخزين ملفات تعريف الارتباط هذه في متصفحك فقط بموافقتك. لديك أيضًا خيار إلغاء الاشتراك في ملفات تعريف الارتباط هذه. لكن إلغاء الاشتراك في بعض ملفات تعريف الارتباط هذه قد يكون له تأثير على تجربة التصفح لديك.

بسكويتنوعمدةوصف
شاتراالحفلة الثالثةأسبوع 1تستخدم لأداة الدردشة
CloudFlare (__cfduid)مثابرشهر واحدمستخدمة بواسطة خدمة CloudFlare لتحديد السعر
الموافقة على ملفات تعريف الارتباط: ضروريةحصة12 ساعةتستخدم للاحتفاظ بإجابة الموافقة على ملفات تعريف الارتباط لملفات تعريف الارتباط الضرورية
الموافقة على ملفات تعريف الارتباط: غير ضروريةمثابرةسنة واحدةتستخدم للاحتفاظ بإجابة الموافقة على ملفات تعريف الارتباط لملفات تعريف الارتباط غير الضرورية
الموافقة على ملفات تعريف الارتباط: سياسة ملفات تعريف الارتباط المعروضةمثابرسنة واحدةتستخدم لتذكر ما إذا كان المستخدم قد شاهد سياسة ملفات تعريف الارتباط
فيسبوك بيكسلالحفلة الثالثة3 اشهرتُستخدم لتتبع النقرات والإرسالات التي تأتي من خلال إعلانات Facebook و Facebook.
تحليلات جوجل (_ga)مثابرسنتانتستخدم لتمييز مستخدمي Google Analytics
تحليلات جوجل (_gat)مثابر1 دقيقةتستخدم لخفض معدل طلب Google Analytics
تحليلات جوجل (_gid)مثابر24 ساعةتستخدم لتمييز مستخدمي Google Analytics
تحليلات HubSpotالحفلة الثالثةيختلفتُستخدم لتتبع إعدادات الموافقة والخصوصية المتعلقة بـ HubSpot.
جلسة PHPحصةحصةتستخدم لتخزين نتائج API للحصول على أداء أفضل
WooCommerce: عربة التسوقمؤقتحصة يساعد WooCommerce في تحديد متى تتغير محتويات سلة التسوق / البيانات.
WooCommerce: العناصر الموجودة في سلة التسوقحصةحصة يساعد WooCommerce في تحديد متى تتغير محتويات سلة التسوق / البيانات.
WooCommerce: جلسةمثابر2 أيام يساعد WooCommerce من خلال إنشاء رمز فريد لكل عميل حتى يعرف مكان العثور على بيانات سلة التسوق في قاعدة البيانات لكل عميل.
ووردبريس: جلسة تسجيل الدخولجلسة مستمرةجلسة أو أسبوعين (إذا نقر المستخدم تذكرني)تستخدم بواسطة WordPress للإشارة إلى تسجيل دخول المستخدم إلى موقع الويب
WordPress: تفاصيل الحساب الآمنجلسة مستمرةجلسة أو أسبوعين إذا اختار المستخدم تذكر تسجيل الدخوليستخدمه WordPress لتخزين تفاصيل الحساب بأمان
ووردبريس: اختبار ملف تعريف الارتباطحصةحصةتستخدم بواسطة WordPress للتحقق مما إذا كان المتصفح يقبل ملفات تعريف الارتباط

تعد ملفات تعريف الارتباط الضرورية ضرورية للغاية لكي يعمل موقع الويب بشكل صحيح. تتضمن هذه الفئة فقط ملفات تعريف الارتباط التي تضمن الوظائف الأساسية وميزات الأمان لموقع الويب. لا تخزن ملفات تعريف الارتباط هذه أي معلومات شخصية.

أي ملفات تعريف ارتباط قد لا تكون ضرورية بشكل خاص لكي يعمل موقع الويب ويتم استخدامها خصيصًا لجمع بيانات المستخدم الشخصية عبر التحليلات والإعلانات والمحتويات المضمنة الأخرى تسمى ملفات تعريف ارتباط غير ضرورية.


تتواجد بكتيريا النشاط العملي في كل مكان!

الشكل 1. نمت هذه المستعمرات البكتيرية الملونة من البكتيريا الموجودة على أيدي الإنسان.

الاتصال الهندسي

الكلمة بكتيريا غالبًا ما يثير دلالات سلبية تتعلق بالمرض والمرض. ومع ذلك ، فإن العديد من البكتيريا مفيدة للبشر ومفيدة (حتى ضرورية) أيضًا. يجب أن يكون لدى المهندسين البيولوجيين والبيوكيميائيين فهم شامل للبكتيريا من أجل استخدام هذه الكائنات في ابتكار علاجات جديدة للأمراض وتنظيف أفضل لانسكاب الزيت وإنتاج أشكال طاقة بديلة. يقوم مهندسو الكيمياء الحيوية بتعديل وراثي الحمض النووي في البكتيريا لإنتاج "بروتينات مصممة" وبروتينات لمعالجة الأمراض ، مثل السرطان أو للعمل كمواد جديدة تمكن من تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء قابلة للاستخدام. يستخدم مهندسو البيئة البكتيريا أيضًا كطريقة صديقة للبيئة للهضم (حرفياً ، إلى تأكل) الكربوهيدرات الموجودة في الزيت من انسكابات النفط البحرية. تعد معرفة معدلات نمو البكتيريا أمرًا ضروريًا لهذه الأنواع من المهندسين من أجل استخدام الكائنات الحية الدقيقة بطرق قيمة للإنسان و الحياة البيئية.

أهداف التعلم

بعد هذا النشاط ، يجب أن يكون الطلاب قادرين على:

  • صف الأدوار الإيجابية والسلبية المحتملة التي تلعبها البكتيريا في حياتنا.
  • حدد ، بناءً على تحليل البيانات ، أفضل طريقة لإبعاد البكتيريا عن أيدينا.
  • بيانات مؤامرة وتحديد أهميتها.
  • اشرح بشكل عام أين يمكن العثور على البكتيريا.
  • صف الشروط والمتطلبات التي تحتاجها البكتيريا للبقاء على قيد الحياة.

المعايير التعليمية

كل تعليم الهندسة الدرس أو النشاط مرتبط بواحد أو أكثر من المعايير التعليمية في العلوم أو التكنولوجيا أو الهندسة أو الرياضيات (STEM).

جميع معايير K-12 STEM التي يزيد عددها عن 100،000 مغطاة بـ تعليم الهندسة يتم جمعها وصيانتها وتعبئتها بواسطة شبكة معايير الإنجاز (ASN)، مشروع D2L (www.achievementstandards.org).

في ASN ، يتم تنظيم المعايير بشكل هرمي: أولاً حسب المصدر على سبيل المثال، حسب الحالة داخل المصدر حسب النوع على سبيل المثالأو العلوم أو الرياضيات ضمن النوع حسب النوع الفرعي ، ثم حسب الصف ، إلخ.

NGSS: معايير علوم الجيل التالي - العلوم

MS-LS1-1. قم بإجراء تحقيق لتقديم دليل على أن الكائنات الحية تتكون من خلايا ، إما خلية واحدة أو عدة أعداد وأنواع مختلفة من الخلايا. (الصفوف 6-8)

هل توافق على هذا التوافق؟ شكرا لملاحظاتك!

اتفاقية المحاذاة: شكرًا على ملاحظاتك!

اتفاقية المحاذاة: شكرًا على ملاحظاتك!

اتفاقية المحاذاة: شكرًا على ملاحظاتك!

أدى التقدم الهندسي إلى اكتشافات مهمة في كل مجال من مجالات العلوم تقريبًا ، وأدت الاكتشافات العلمية إلى تطوير صناعات كاملة وأنظمة هندسية.

اتفاقية المحاذاة: شكرًا على ملاحظاتك!

MS-LS2-1. تحليل وتفسير البيانات لتقديم أدلة على آثار توافر الموارد على الكائنات الحية ومجموعات الكائنات الحية في النظام البيئي. (الصفوف 6-8)

هل توافق على هذا التوافق؟ شكرا لملاحظاتك!

اتفاقية المحاذاة: شكرًا على ملاحظاتك!

اتفاقية المحاذاة: شكرًا على ملاحظاتك!

في أي نظام بيئي ، قد تتنافس الكائنات الحية والمجموعات التي لديها متطلبات مماثلة للغذاء أو الماء أو الأكسجين أو الموارد الأخرى مع بعضها البعض للحصول على موارد محدودة ، مما يؤدي بالتالي إلى تقييد نموها وتكاثرها.

اتفاقية المحاذاة: شكرًا على ملاحظاتك!

نمو الكائنات الحية والزيادات السكانية محدودة بسبب الوصول إلى الموارد.

اتفاقية المحاذاة: شكرًا على ملاحظاتك!

اتفاقية المحاذاة: شكرًا على ملاحظاتك!

معايير الدولة الأساسية المشتركة - الرياضيات
  • تمثيل مشاكل العالم الحقيقي والرياضيات من خلال رسم نقاط بيانية في الربع الأول من المستوى الإحداثي ، وتفسير قيم تنسيق النقاط في سياق الموقف. (الصف الخامس) مزيد من التفاصيل

هل توافق على هذا التوافق؟ شكرا لملاحظاتك!

هل توافق على هذا التوافق؟ شكرا لملاحظاتك!

الرابطة الدولية لمعلمي التكنولوجيا والهندسة - التكنولوجيا
  • تطبق التكنولوجيا الحيوية مبادئ علم الأحياء لإنشاء منتجات أو عمليات تجارية. (الصفوف 6-8) مزيد من التفاصيل

هل توافق على هذا التوافق؟ شكرا لملاحظاتك!

معايير الدولة
نيويورك - العلوم
  • تخطيط وإجراء تحقيق لتقديم دليل على أن الكائنات الحية تتكون من خلايا إما خلية واحدة أو عدة أعداد وأنواع مختلفة من الخلايا. (الصفوف 6-8) مزيد من التفاصيل

هل توافق على هذا التوافق؟ شكرا لملاحظاتك!

هل توافق على هذا التوافق؟ شكرا لملاحظاتك!

هل توافق على هذا التوافق؟ شكرا لملاحظاتك!

قائمة مواد

  • 3 أطباق بتري (قطر 10 سم) مليئة بأجار الصويا التريبتيكي ، انظر تعليمات التحضير في قسم الإجراءات
  • 3 مسحات قطنية (1 لكل عينة) ، واحدة لكل طالب
  • أقلام و / أو علامات ملونة متنوعة

للمشاركة مع الفصل بأكمله:

  • تغرق بصابون اليد
  • مناديل ورقية
  • هلام مضاد للبكتيريا
  • 75 مل أجار تربتيك فول الصويا (TSA) متاح مقابل 31 دولارًا (20 طقمًا) من Carolina Biological Supply Company على: http://www.carolina.com/biological-media-kits/tryptic-soy-agar-media-kit/ 821040.pr؟catId=&mCat=&sCat=&ssCat=&question=tryptic+soy+agar+media+kit
  • كاميرا رقمية وجهاز كمبيوتر
  • يتوفر برنامج ImageJ® مجانًا على http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html

أوراق العمل والمرفقات

المزيد من المناهج مثل هذا

ينظر الطلاب إلى مكونات الخلايا ووظائفها. يركز الدرس على الفرق بين الخلايا بدائية النواة والخلايا حقيقية النواة.

مقدمة / الدافع

هل سبق لك أن لاحظت وجود كتل من العفن أو كائنات دقيقة ملونة بشكل غريب حول منزلك؟ ربما ظهرت هذه الكائنات الغريبة في طعام مشبوه أو في حلقة وردية حول الماء في وعاء مرحاض (متسخ). حسنًا ، الكائنات الحية الدقيقة موجودة في كل مكان حولنا ، ويمكننا حتى دراسة كيف بسرعة ينموون.

في نهاية هذا النشاط ، ستعرف العوامل المحددة التي تؤثر على نمو الكائنات الحية الدقيقة ، مثل البكتيريا ، وستعرف تأثير هذه العوامل المختلفة على البكتيريا. يعتقد الناس عمومًا أن البكتيريا ضارة لنا أو قذرة ، ولكن في الواقع ، العديد من أنواع البكتيريا المختلفة ضرورية ومفيدة لنا.

عندما ندرس البكتيريا عن كثب ، نجد أنها كائنات رائعة. لديهم ميزات خاصة تجعلهم كائنات مثالية للعلماء والمهندسين لاستخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات التي تتراوح من الطب إلى هندسة البيئة والطاقة. إحدى هذه الميزات هي أن البكتيريا تنمو بسرعة كبيرة. في المتوسط ​​، تتكاثر البكتيريا كل 20 دقيقة ، وهو ما تفعله كل بكتيريا عن طريق الانقسام إلى نسختين متطابقتين من الأم. هذا يعني أن بكتيريا واحدة تتحول إلى اثنتين ، وهذان الاثنان ينقسمان إلى أربعة ، ثم ينقسمان إلى ثمانية ، وهكذا. إذا استغرق كل شق 20 دقيقة فقط ، فلن يستغرق الأمر وقتًا طويلاً قبل أن يكون لدينا ملايين البكتيريا. يستخدم العلماء هذه المعرفة لصالحهم في زراعة كميات كبيرة من هذه الكائنات لمجموعة متنوعة من الأغراض. ميزة أخرى مهمة للبكتيريا هي أنها لا تحتاج إلى الكثير لتزدهر: كل ما تحتاجه للنمو هو الهواء والماء ومصدر للكربون (مثل السكر). تكيفت سلالات مختلفة من البكتيريا للبقاء على قيد الحياة في المناخات القاسية للغاية ، مثل الارتفاعات العالية ، وأعماق المحيط ، وفي درجات الحرارة شديدة البرودة أو الساخنة. تسمح كل هذه الميزات للعلماء والهندسة باستخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات.

لا تؤثر هذه الكائنات الحية على الجزء الخارجي والداخلي من أجسامنا فحسب ، بل تؤثر أيضًا على البكتيريا مثل بكتريا قولونية كما يستخدمها علماء الكيمياء الحيوية والمهندسون لإنتاج بروتينات مهمة للأغراض العلاجية من خلال التخليق الحيوي. يشير التخليق الحيوي إلى العملية التي تقوم بها الخلايا ، مثل البكتيريا ، بتجميع جزيئات بسيطة معًا لصنع جزيئات أكثر تعقيدًا. إنها عملية التخليق الحيوي بكتريا قولونية تستخدم لصنع بروتينات جديدة تبيعها شركات الأدوية كعلاج لأمراض مختلفة.

يضيف المهندسون أيضًا البكتيريا إلى الوقود الحيوي لتوليد طاقة قابلة للاستخدام وإزالة النفايات من منتجات التخمير الثانوية أثناء توليد الكهرباء. ويقوم العلماء والمهندسون بتعديل أنواع مختلفة من البكتيريا لتعمل كعوامل تنظيف لانسكاب الزيت: تستطيع البكتيريا تفكيك المركبات الزيتية لتبسيط إزالتها من البحار والمحيطات.

يوضح هذا النشاط أن البكتيريا موجودة في كل مكان وأنه من الصعب قتل البكتيريا حتى بعد غسل اليدين واستخدام معقم اليدين المضاد للبكتيريا. باستخدام برنامج معالجة الصور المسمى ImageJ® ، سوف تقدر كم العدد تنمو البكتيريا التي يتم جمعها من أسطح مختلفة بمرور الوقت.

إجراء

من خلال هذا النشاط ، يدرس الطلاب ثلاث حالات مختلفة يتم فيها العثور على البكتيريا ويقارنون نمو البكتيريا الفردية من كل مصدر: 1) يد غير مغسولة ، 2) يد مغسولة بالماء والصابون ، 3) يد مطهرة بمضاد للبكتيريا غسول اليد. يأخذ الطلاب عينات مسحة من أيدي أحد أعضاء فريقهم في ظل كل من الظروف الثلاثة ويضعون المسحات على أطباق بتري التي تحتوي على هلام أجار ، مما يدعم نمو البكتيريا. بعد أسبوع ، أظهرت العينات الثلاث في أطباق بتري نموًا ، مما يمنح الطلاب فرصة للمقارنة الكمية لكمية البكتيريا التي تنمو من كل حالة اختبار.

يتم إجراء التحليل الكمي لهذه العينات ، من خلال الصور الملتقطة لأطباق بتري في نقاط زمنية مختلفة ، من خلال تحليل الصور من خلال برنامج التصوير الخاص. بالإضافة إلى مراقبة كمية البكتيريا من الظروف المختلفة ، يسجل الطلاب أيضًا نمو البكتيريا بمرور الوقت ، وهي أداة ممتازة لدراسة الانشطار الثنائي وتكاثر الكائنات أحادية الخلية.

البكتيريا وحيدة الخلية الكائنات الحية التي تتكاثر بعملية تسمى الانشطار الثنائي، مما يعني أن كل بكتيريا مفردة تنقسم إلى قسمين بعد تكرار مادتها الجينية. طريقة التكاثر هذه لاجنسية ، لأن البكتيريا لا تحتاج إلى مادة وراثية للشريك لتكون قادرة على التكاثر. البكتيريا بدائية النواة الكائنات الحية ، مما يعني أنها خلايا ليس لها نواة. الوقت الذي تستغرقه البكتيريا لإكمال الانشطار الثنائي ، في المتوسط ​​، هو 20 دقيقة. لكي تنمو البكتيريا تحتاج إلى ثلاثة أشياء: الماء والهواء ومصدر الكربون (السكر على سبيل المثال). تتمتع معظم البكتيريا بالنمو الأمثل عند درجة حرارة 37 درجة مئوية ، أو 98.6 درجة فهرنهايت (درجة حرارة جسم الإنسان السليم). يمكن أن تنمو البكتيريا في مجموعة واسعة من البيئات المختلفة ، ولأنها لا تقوم بذلك البناء الضوئييمكن أن تنمو مع أو بدون ضوء الشمس.

يستخدم الباحثون طريقتين لعد البكتيريا:

  • قم بإلقاء الضوء من خلال وسط سائل حيث تنمو البكتيريا ، وقم بقياس كمية الضوء التي تشتت بواسطة العينة. المزيد من التشتت يعني المزيد من البكتيريا.
  • استخدم عداد الخلايا ، الذي يستخدم برنامجًا متصلًا بالمجهر ، لإلقاء نظرة على عينة من الوسائط بها بكتيريا. يحسب البرنامج عدد البكتيريا.
  • اجمع المواد واصنع نسخًا من أوراق العمل والتقييمات المسبقة / اللاحقة.
  • تحضير لوحات TSA: تعليمات التحضير: أضف 10 غ من أجار الصويا التريبتيكي (TSA) إلى 250 مل من الماء في وعاء قابل للضبط في الميكروويف. ضعي المحلول في الميكروويف لمدة 3 دقائق تقريبًا (حتى الغليان). اسكب المحلول الساخن في أطباق بتري بحيث تغطي القاع تمامًا. دع أطباق بتري تقف لمدة 20 دقيقة بينما يتصلب الأجار. (ملاحظة: 250 مل من محلول TSA سيجعل 30 طبق بتري يضبط الكميات بشكل مناسب حسب عدد الأطباق التي تريد تحضيرها.)
  • قم بتسمية ثلاثة أطباق بتري لكل مجموعة باستخدام علامة لكتابة رقم / اسم المجموعة والفئة على الأغطية. أيضًا ، ضع علامة واضحة على ما يلي على كل من الأغطية الثلاثة: غير مغسول ، مغسول ، مطهر.

الشكل 2. قام الطلاب بشق الألواح مع عينة بكتيريا موجودة على أيديهم.

أخبر الطلاب أنه سيتم جمع عينات من البكتيريا من سطح أيديهم وسوف تزرع البكتيريا بمرور الوقت. لتقليل الخطأ التجريبي ، خذ عينات من يد طالب واحد فقط ، ولكن في ظل ثلاثة شروط مختلفة:

  • يد غير مغسولة
  • يُغسل يدويًا بالماء والصابون
  • مطهر باليد مع جل اليد المضاد للبكتيريا

الجزء الأول: وضع خطوط على اللوحات

  1. وجه الطلاب لاختيار طالب واحد في كل مجموعة لكل من الأدوار التالية: عينة من الطالب (يوفر عينات اليد) ، ممسحة (يجمع عينات المسح) ، فإن مشرف (تأكد من استخدام طبق بتري الصحيح) و غسالة (يشرف على غسل وتعقيم العينة من جهة ثانية للطالب). ملاحظة: لتقليل الخطأ التجريبي ، من المهم أن تأتي جميع العينات من نفس الشخص.
  2. وزع ثلاثة أطباق بتري معدة مسبقًا لكل مجموعة ، واطلب من الطلاب ملاحظة كيفية تسمية كل غطاء.
  3. وجه الطلاب للبدء بطبق بتري "غير المغسول". من الطالب العينة ، يجب على عضو المجموعة الثاني ، المسحة ، أن يفرك بلطف قطعة قطن على سطح كف ذلك الطالب. تأكد من أن الماسحة لا تضع المسحة القطنية.
  4. The Supervisor, a third group member, should open the "unwashed" Petri dish containing agar.
  5. The Swabber should gently rub the cotton swab sample taken from the unwashed hand back and forth on the agar. Remind Swabbers to be very careful not to apply too much pressure when doing this, so as to not tear the agar.
  6. The Supervisor should close the Petri dish.
  7. Instruct the fourth group member, the Washer, to carefully wash واحد hand of the Sample Student's hands with soap and water. (Note: Groups should approach the sink one at a time to avoid cross contamination.)
  8. The Swabber and Supervisor should repeat steps 4-6 for this hand being careful to streak the dish labeled "washed."
  9. Finally, the Washer should apply hand sanitizer to the Sample Student's other hand (the hand that was not washed in the previous step). Allow the hand to air dry until all gel has evaporated.
  10. Instruct students to repeat Steps 4-6 for this hand, except being careful to streak the plate labeled "sanitized" this time.

If computing resources are limited, collect the data and demonstrate to the class how this part of the activity is done.

If computing resources permit, and students are able to process the images themselves, present the following ImageJ® instructions to them.

    Take a photo of each plate approximately four days after streaking. Save each file to your computer, naming it descriptively (such as, "unwashed_day4.jpg" or "sanitized_day5.jpg"). Figure 3. ImageJ® analyzes the size of the circular black particles (colonies) and expresses it as a fraction of the area analyzed.

Vocabulary/Definitions

aerobic respiration: Respiration that requires oxygen.

anaerobic respiration: Respiration that does not require oxygen.

bacteria: A unicellular microorganism with no nucleus.

colony: A visible cluster of bacteria.

eukaryotic: A cell that has a nucleus.

fission: One cell divides into two, which is how bacteria reproduce.

photosynthesis: Converting light energy into chemical energy to fuel an organism's activities.

prokaryotic: A cell that lacks a nucleus.

تقدير

Pre-Activity Survey – Instruct students to individually complete Pre-Assessment Bacteria Surveys. Review their answers to gauge their comprehension.

ورقة عمل – Have students use the Where's My Bacteria? Worksheet to guide the activity. They should work on the worksheets within their groups only, no sharing of answers across groups. And, each student should complete his/her own worksheet. Review their data, graphs and answers to gauge their mastery of the subject matter.

Post-Activity Survey – Instruct students to individually complete Post-Assessment Bacteria Surveys. Review their answers to gauge their depth of comprehension.

Safety Issues

  • As soon as the plates have been streaked and the Petri dish lid replaced, apply two pieces of tape to keep the lids connected however any closure لا يجب be made air-tight.
  • Keep the Petri dish plates away from students until the time of data analysis. No student, at any time, should touch the agar or the bacteria. When taking pictures, open the lid briefly and replaced it immediately.
  • When the activity is complete and pictures have been taken of all samples, immediately discard the Petri dishes in a trash container that is securely away from the student population.

Troubleshooting Tips

For optimal bacterial growth, place the Petri dishes in well-ventilated warm locations, between 22 ⁰C (72 ⁰F) and 37 ⁰C (99 ⁰F.)

Activity Scaling

  • For lower grades, omit analysis of the images and simply examine the bacterial growth by eye. Compare the three samples to each other to obtain a relative quantization of the amount of bacterial growth in the Petri dishes.
  • For upper grades, take images of the samples more frequently for quantifiying and plotting. Expect the resulting plots to show an exponential growth of bacteria over time. Mathematically fit the data exponential curves and perform regression to determine how closely the experimental data matches the theoretical predictions.

حقوق النشر

المساهمون

Supporting Program

شكر وتقدير

This activity was developed by the Applying Mechatronics to Promote Science (AMPS) Program funded by National Science Foundation GK-12 grant no. 0741714. However, these contents do not necessarily represent the policies of the NSF, and you should not assume endorsement by the federal government.

Additional support was provided by the Central Brooklyn STEM Initiative (CBSI), funded by six philanthropic organizations.


الهرمونات are the messenger molecules of the endocrine system. Endocrine hormones travel throughout the body in the blood. However, each hormone affects only certain cells, called target cells. أ target cell is the type of cell on which a hormone has an effect. A target cell is affected by a particular hormone because it has بروتينات المستقبل that are specific to that hormone. A hormone travels through the bloodstream until it finds a target cell with a matching receptor it can bind to. When the hormone binds to a receptor, it causes a change within the cell. Exactly how this works depends on whether the hormone is a steroid hormone أو أ non-steroid hormone.

Steroid Hormones

Steroid hormones are made of lipids, such as phospholipids and cholesterol. They are fat soluble, so they can diffuse across the plasma membrane of target cells and bind with receptors in the cytoplasm of the cell (see شكل أدناه). The steroid hormone and receptor form a complex that moves into the nucleus and influences the expression of genes, essentially acting as a transcription factor. Examples of steroid hormones include cortisol and sex hormones.

A steroid hormone crosses the plasma membrane of a target cell and binds with a receptor inside the cell.

Non-Steroid Hormones

Non-steroid hormones are made of amino acids. They are not fat soluble, so they cannot diffuse across the plasma membrane of target cells. Instead, a non-steroid hormone binds to a receptor on the cell membrane (see شكل أدناه). The binding of the hormone triggers an enzyme inside the cell membrane. The enzyme activates another molecule, called the second messenger, which influences processes inside the cell. Most endocrine hormones are non-steroid hormones, including insulin and thyroid hormones.

A non-steroid hormone binds with a receptor on the plasma membrane of a target cell. Then, a secondary messenger affects cell processes.


Keeping Track of Your Experiment

This experiment requires that you keep good records, since you'll be working with so many people. Be sure to record your data accurately as each person participates.

This first chart is the one on which you'll record information about each participant.

On the second chart, you'll record the average scores of each age group. Once you've averaged the scores of each group, you can make a bar graph illustrating that information.

Once you've averaged the scores of each age group, it shouldn't be difficult to use that information to make a bar graph.


شاهد الفيديو: جهد الفعل في الخلايا العصبية. action potential in the neuron. (شهر فبراير 2023).