BIOTEKNOLOGI
Metoder og begreber
Baggrund for bioteknologi
Bioteknologi A er et fag, der arbejder med den teknologiske udnyttelse af biologiske systemer. Det kræver en bred viden fra fagene kemi og biologi for at kunne forstå alle de enkeltdele, som påvirker biologiske systemer. Derfor skal man tilegne sig en basisviden indenfor mange områder i kemi og biologi for at kunne arbejde med bioteknologi.
For bioteknologi gælder det at der anvendes forskellige naturvidenskabelige metoder.
Den eksperimentelle metode
Den eksperimentelle metode står helt centralt i bioteknologi. Langt det meste af den viden og empiri, der anvendes indenfor bioteknologi er opnået gennem afprøvning og validering. Når man laver et eksperiment, så er der nogle metodemæssige ting der skal være på plads:
- Dokumentation. Forsøgsopstilling og udførelse skal beskrives så andre kan eftergøre eksperimentet.
- Repeterbarhed. Man skal kunne udføre samme eksperiment under samme forhold og opnå samme resultat.
- Reproducerbarhed. Andre skal ud skal kunne eftergøre eksperimentet andre steder og få samme resultat.
Der er forskellige tilgange til at uføre et eksperiment mht. de resultater man får ud af eksperimentet.
Kvantitativ metode
Den kvantitative metode (kvantitative eksperimenter), er eksperimenter med tal, hvor man fx undersøger sammenhængen mellem to fysiske størrelser.
EX 1. Kvantitativ metode. Det kunne være, at man undersøger kartoffelstykkers ændring i vægt i forhold til at de har lagt i opløsninger med forskellige saltkoncentration.
EX 2. Kvantitativ metode. Det kunne være en syre-basetitrering, hvor man undersøger, hvor mange mL af en natriumhydroxidopløsning med en kendt koncentration man skal tilsætte til en saltsyre opløsning, for at ramme ækvivalenspunktet.
Kvalitativ metode
Den kvalitative metode (Kvalitativ eksperimenter), er eksperimenter uden tal, hvor man forsøger at forklare, hvorfor resultatet bliver som det gør.
EX 1. Kvalitativ metode. Det kunne være at man kommer BTB i et gæringsrør for at se om det skifter farve fra blå til gul, når der sker gæring i en kolbe, for at bekræfte, at det er CO2-gassen der forlader gæringskolben.
EX 2. Kvalitativ metode. Det kunne være, at man lægger tabletter med forskellige antibiotika ned i en petriskål med en bestemt bakteriestamme for at teste om der kommer opklaringszoner rundt om nogle af tabletterne og dermed om bakteriestammen er resistent overfor nogle af de testede antibiotika.
Variabelkontrol metoden
Ved udførelse af eksperimenter kan der ofte være flere faktorer, der kan påvirke et resultat. I sådanne tilfælde er det vigtigt, kun at ændre på én faktor af gangen, mens de andre faktorer holdes konstante. Dette kaldes at have variabelkontrol på sine eksperimenter.
EX 1. Variabelkontrol. Hvis man vil undersøge, hvordan forskellige pH-værdier påvirker enzymers reaktionshastighed, ændre pH-værdien i de forskellige delforsøg, mens faktorer som temperatur, koncentration af substrat og koncentration af enzym holdes konstant, da disse faktorer også kan påvirke enzymers reaktionshastighed.
Hypotese, hypotetisk-deduktiv metode og empirisk induktiv metode
Empirisk induktiv og hypotetisk-deduktiv metode.
Kilde: Forfatter, Karsten Korsholm Mathiesen, figuren indeholder diverse Wiki creative commons billeder: Billede 1, Billede 2, Billede 3, Billede 4, ,Billede 5.
I bioteknologi, ligesom i andre naturvidenskabelige fag, kan man arbejde vha. den empirisk-induktive metode. Ved den induktive metode gør man sig først en masse generelle observationer (indsamling af empiri). Man laver så ud fra disse observationer en generel påstand (generalisere), som kan danne baggrund for en teori/forklare sammenhænge. Det vil sige, at man går fra de konkrete eller specifikke tilfælde til det generelle (teori/viden/sammenhænge).
EX 1. Empirisk-Induktiv metode. Man kan ud fra mange fæces-prøver se, at det ser ud til, at der er forskel på det enkelte menneskes tarmflora, når man undersøger fx 100 mennesker i den nordeuropæiske befolkning. Dette kan man gøre til en generel teori om, at menneskers tarmflora ikke er ens. (se figuren ovenfor)
Man kan også starte med at opstille en hypotese som er en forudsigelse på, hvad man forventer der vil ske i et konkret tilfælde. Herefter tester man om hypotesen holder gennem et eller flere eksperimenter. Dette kaldes den hypotetisk-deduktive metode. Hvis eksperimentet bekræfter hypotesen (verificere hypotesen), vil det styrke hypotesen. Hvis hypotesen testes og verificeres tilstrækkeligt mange gange eksperimentelt af det videnskabelige samfund, kan hypotesen danne grundlag for generel teori/viden. Hvis eksperimentet derimod afkræfter hypotesen (falsificere hypotesen), må man ændre sin hypotese, enten ved at rette den til eller helt forkaste den og danne en ny hypotese.
EX 1. Hypotetisk-deduktiv metode. Man ved at antibiotika dræber bakterier, derfor opstilles en hypotese om, at antibiotika behandling af mennesker også vil påvirke bakterierne som udgør deres tarmflora. Der tages fæcesprøver af nogle forsøgspersoner 10 dage i træk, på 3 dagen påbegynder for forsøgspersonerne antibiotika behandling. Mængden af forskellige bifidobakteriestammer følges vha. gelelektroforese. Hos forsøgspersonerne ses en reducering og ændring i bakteriefloraen efter antibiotikakuren. Hermed verificerer eksperimentet, at antibiotika påvirker menneskers tarmflora.
Kilder til diverse metoder gennemgået ovenfor
Steffen Samsøe: Naturvidenskabelige metoder – En opslagsbog til biologi, fysik, kemi og naturgeografi, 2012 L&R Uddannelser, København – et forlag under Lindhardt og Ringhof forlag A/S, et selskab i Egmont.