【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。1923年，法國(guó)物理學(xué)家路易德布羅意(Louis Victor de Broglie，1892—1987)證實(shí)了電子的波動(dòng)性，這就為用電子射線和電子透鏡制作顯微鏡提供了理論依據(jù)。1933年，德國(guó)物理學(xué)家魯斯卡(Ruska，1906一 )制造了一臺(tái)透射式電子顯微鏡。由于用電子代替光源，電子顯微鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡提高了幾百倍甚至上千倍。20世紀(jì)40年代，科學(xué)家們又研制出掃描電子顯微鏡，使物像更加清晰，立體感更強(qiáng)，因此，電子顯微鏡被廣泛地應(yīng)用到生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究中。又因?yàn)殡娮又荒芡ㄟ^(guò)很薄的物體，且通過(guò)電鏡觀察的又是生物體的超微結(jié)構(gòu)，因此，被觀察的物體切片必須做得很薄，于是，電子顯微鏡的問(wèn)世又推動(dòng)了生物超薄切片技術(shù)及材料染色技術(shù)的不斷進(jìn)步。隨著現(xiàn)代物理學(xué)、化學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)被引入現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中。20世紀(jì)40年代以后發(fā)明的核磁共振技術(shù)，可以在液體狀態(tài)下測(cè)定生物大分子結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了X射線銜射技術(shù)必須用結(jié)晶態(tài)樣品的不足；20世紀(jì)60年代，激光技術(shù)應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)中，可以在不損壞生物體周?chē)M織的條件下分別破壞細(xì)胞里的各個(gè)細(xì)胞器，以達(dá)到對(duì)這些細(xì)胞器生物功能進(jìn)行研究的目的；超速離心機(jī)及其在生物研究中的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要設(shè)備與技術(shù)，可以分離、純化生物高分子；層析技術(shù)、電泳技術(shù)等對(duì)生物體組織、細(xì)胞和化合物組成的各成分的分離、鑒定都有十分重要的作用。當(dāng)然，這些物理學(xué)和化學(xué)的新技術(shù)應(yīng)用到生物學(xué)領(lǐng)域中，促進(jìn)了現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展，反過(guò)來(lái)，現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展也對(duì)這些技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求，從而促進(jìn)了這些技術(shù)的發(fā)展與更新。1906年，俄國(guó)生理學(xué)家茨維特(Tsvet，1872—1919)發(fā)明了層析技術(shù)，并用此技術(shù)首次分離出多種類(lèi)型的葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素。1941年，英國(guó)生物化學(xué)家馬丁(Martin，1910一 )和辛格(Synge，1914一 )在研究羊毛蛋白質(zhì)的氨基酸組成時(shí)，發(fā)展了茨維特的吸附層析技術(shù)，改用濾紙作為固定相，將含有各種氨基酸或肽的羊毛蛋白質(zhì)水解液作為流動(dòng)相，從而達(dá)到分離目的。這二技術(shù)在生物學(xué)、化學(xué)與醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中迅速得到廣泛應(yīng)用及發(fā)展。電子顯微鏡也在不斷地發(fā)展、改進(jìn)和升級(jí)，使人們對(duì)生物超顯微結(jié)構(gòu)有了更深人的認(rèn)識(shí)。如今，掃描隧道電子顯微鏡已經(jīng)可以達(dá)到原子級(jí)的分辨率。2．生物學(xué)技術(shù)革命對(duì)現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的影響DNA的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生。分子生物學(xué)的建立，不僅對(duì)整個(gè)生物學(xué)及生物學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，而且對(duì)20世紀(jì)以來(lái)的技術(shù)革命也產(chǎn)生了不可估量的作用。20世紀(jì)70年代，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在微觀領(lǐng)域里實(shí)現(xiàn)了革命性的突破，那就是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代生物技術(shù)?，F(xiàn)代生物技術(shù)與古人在生產(chǎn)實(shí)踐中摸索出來(lái)的生產(chǎn)技術(shù)有著本質(zhì)的不同，它是應(yīng)用生物學(xué)和工程學(xué)原理，把生物材料定向地組建成生物新品種的綜合性技術(shù)，也稱(chēng)生物工程，包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程?；蚬こ淌前岩环N生物的遺傳物質(zhì)DNA片段(即目標(biāo)基因)從細(xì)胞中分離出來(lái)，在體外利用“化學(xué)剪裁”的辦法與載體(如細(xì)菌的質(zhì)粒)重新組合，再移植到另一種生物細(xì)胞中去，使后者含有目標(biāo)基因，從而改變這種生物的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出人類(lèi)所需要的新的生物類(lèi)型(圖1—8)。細(xì)胞工程是指用細(xì)胞生物學(xué)方法將一種細(xì)胞的染色體或細(xì)胞核等轉(zhuǎn)移到另一種細(xì)胞中去，從而獲得新的生物類(lèi)型。細(xì)胞融合、體細(xì)胞雜交、核移植、外源染色體導(dǎo)入、組織培養(yǎng)等技術(shù)都屬于細(xì)胞工程。酶工程是利用酶促反應(yīng)的高效性和高度專(zhuān)一性的特點(diǎn)，借助于工藝手段和生物反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行某種產(chǎn)品生產(chǎn)的一種技術(shù)。發(fā)酵工程也稱(chēng)微生物工程，是指利用微生物的發(fā)酵作用，通過(guò)現(xiàn)代工程技術(shù)手段來(lái)獲得所需要品種的一種技術(shù)。生物工程中的各種工程之間是相互聯(lián)系的，其中以基因工程為基礎(chǔ)，只有通過(guò)基因工程才能達(dá)到對(duì)生物的改造，從而按人類(lèi)愿望獲得新的生物產(chǎn)品，而基因工程、細(xì)胞工程、酶工程的成果，也要通過(guò)發(fā)酵工程才能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品?，F(xiàn)代生物技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，是現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的必然結(jié)果，它標(biāo)志著現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)模式，而直接將生命科學(xué)的理論和發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的探索。例如，遺傳工程為細(xì)胞分化、腫瘤發(fā)生等有關(guān)生物學(xué)基礎(chǔ)理論的研究提供了有效的實(shí)驗(yàn)手段，也促使工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)生重大變革。3．電子計(jì)算機(jī)對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的重大影響電子計(jì)算機(jī)在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中的應(yīng)用，從根本上改變了生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的面貌。它不同于一般的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)工具和手段，不僅具有運(yùn)算速度快，精確度高等特點(diǎn)，可以將人從繁雜的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)中解放出來(lái)，還能模擬人腦，具有記憶和判斷的功能，可以幫助人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、整理資料、辨別結(jié)果差異。電子計(jì)算機(jī)還可以追蹤自然現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)發(fā)展，既可以做分解實(shí)驗(yàn)，又可以模擬綜合。例如，環(huán)境對(duì)生物的影響是多因素綜合的；結(jié)果，人為進(jìn)行考察，往往很難嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象+條件等各種因素，而電子計(jì)算機(jī)可以通過(guò)模擬某一自然環(huán)境及其中的生物，分解各個(gè)獨(dú)立因素對(duì)生物的影響，也可以綜合各種因素對(duì)生物的整體影響，還可以模擬進(jìn)行生物對(duì)環(huán)境的作用的研究實(shí)驗(yàn)。因此，電子計(jì)算機(jī)可以使生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的周期大大縮短，而且使實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度大大提高。4．生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中數(shù)學(xué)模型的建立現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)革命的另一個(gè)標(biāo)志，就是數(shù)學(xué)模型的建立。數(shù)學(xué)模型已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)的生理學(xué)、復(fù)雜的生物系統(tǒng)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)的研究中。數(shù)學(xué)模型在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的意義在于：(l)可以進(jìn)行很大數(shù)量的分析處理，從而克服了實(shí)際實(shí)驗(yàn)中只能對(duì)少部分生物進(jìn)行分析的局限。(2)能夠?qū)?fù)雜的多因素以獨(dú)立的形式進(jìn)行分析，而實(shí)際實(shí)驗(yàn)很難做到。(3)能重復(fù)研究實(shí)驗(yàn)的各種信息、資料，而實(shí)際實(shí)驗(yàn)中很難做到。二、現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)從內(nèi)容到手段、方法，乃至實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，都發(fā)生了巨大的變革。歸納起來(lái)，現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)有如下幾個(gè)方面的特征。1．物理學(xué)和化學(xué)的新成果、新技術(shù)為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了日益完善和精密的實(shí)驗(yàn)手段近代物理學(xué)和化學(xué)的很多思想和手段應(yīng)用于生物學(xué)，促進(jìn)了生物學(xué)的發(fā)展。19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，物理學(xué)和化學(xué)對(duì)生物學(xué)及其實(shí)驗(yàn)的影響越來(lái)越明顯，物理學(xué)和化學(xué)的手段在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)亮中的應(yīng)用改變了以往生物學(xué)實(shí)驗(yàn)手段的簡(jiǎn)單和粗陋，為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了電子顯微鏡、激光器、核磁共振儀、色譜儀等靈敏度高、可靠性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)裝置。生物科學(xué)領(lǐng)域里很多重大成果的突破如DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)、生物工程的發(fā)展、克隆技術(shù)的突破等，都離不開(kāi)物理學(xué)和化學(xué)的手段。正如恩格斯曾經(jīng)論斷的：“只有在這些統(tǒng)治著非生物界的運(yùn)動(dòng)形式的不同的知識(shí)部門(mén)達(dá)到高度的發(fā)展以后，才能有效地闡明各種顯示生命過(guò)程的運(yùn)動(dòng)進(jìn)程。對(duì)這些運(yùn)動(dòng)進(jìn)程的闡明，是隨著力學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)的進(jìn)步而前進(jìn)的?！?《自然辯證法》)2．生物學(xué)實(shí)驗(yàn)與生物技術(shù)的關(guān)系日益緊密古代的生物技術(shù)只是為生活需要的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累，而現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到以理論為指導(dǎo)，并為新理論的產(chǎn)生提供研究方法的實(shí)踐活動(dòng)，它和生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系也日益緊密，其表現(xiàn)為：生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的成果迅速被運(yùn)用到生物技術(shù)中，而生物技術(shù)又迅速為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)提出新的課題和新的手段。3．生物學(xué)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)模式的變革；現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的模式與近代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的模式相比，有了很大的變化，它表現(xiàn)在：(1)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的突破。以往的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)大多局限在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，而現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)由于和生產(chǎn)技術(shù)的結(jié)合日益緊密，其實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所并不局限在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，它的規(guī)模也日益擴(kuò)大。(2)對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的突破。傳統(tǒng)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的對(duì)象都是具體的實(shí)物。電子計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)模型的建立，使實(shí)驗(yàn)對(duì)象可以變得抽象化、模型化，更便于實(shí)驗(yàn)和研究?？傊?，20世紀(jì)以來(lái)，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)取得了突破性的進(jìn)展，生物科學(xué)也獲得巨大的發(fā)展。21世紀(jì)，生物科學(xué)將成為整個(gè)科學(xué)的前沿學(xué)科，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用也將越來(lái)越重大。第二章 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)概述從生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)生及發(fā)展的過(guò)程中，我們可以看出，對(duì)生命本質(zhì)進(jìn)行研究的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)生命科學(xué)的發(fā)展是有著重要作用的。在深入研究生物學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，我們首先探討一下究竟什么是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，它包括哪些要素，有哪些類(lèi)型。第一節(jié) 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要素一、什么是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)一般的觀察是在保持自然狀態(tài)下對(duì)事實(shí)的考察，是對(duì)生命體的形態(tài)結(jié)構(gòu)或生命現(xiàn)象的記錄，而生物學(xué)實(shí)驗(yàn)則不同，它是在觀察的基礎(chǔ)上，運(yùn)用各種手段，運(yùn)用各種方法，通過(guò)人為干預(yù)某些因素，而對(duì)生命的發(fā)生、發(fā)展追根尋源的實(shí)踐過(guò)程。但是；兩者又是有著緊密聯(lián)系的，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和生物學(xué)觀察都是搜集科學(xué)事實(shí)、獲取感性材料的基本方法，是形成、發(fā)展和檢驗(yàn)生物科學(xué)理論的實(shí)踐基礎(chǔ)。因此，兩者是相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充、相互滲透、密不可分的?？梢赃@樣概括：觀察是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)是觀察的發(fā)展。我們從俄國(guó)生理學(xué)家巴甫洛夫(Pavlov，1849—1936)所進(jìn)行的著名的“條件反射建立”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)分析生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和生物學(xué)觀察的區(qū)別與聯(lián)系。巴甫洛夫在對(duì)狗的消化生理進(jìn)行研究的過(guò)程中意外地發(fā)現(xiàn)，飼養(yǎng)員的腳步聲可以引起狗的口水流出。這種發(fā)現(xiàn)完全是憑著一種自然觀察，即在自然狀態(tài)下所得到的，于是他做出一種與狗的唾液分泌無(wú)關(guān)的因素(腳步聲)和有關(guān)的因素(食物)之間存在著某種聯(lián)系的設(shè)想。為了證實(shí)這種設(shè)想，巴甫洛夫在狗進(jìn)食過(guò)程中進(jìn)行了某些控制，如設(shè)計(jì)了鈴聲、電光等與唾液分泌無(wú)關(guān)的因素的刺激，并在狗的頰部制造了唾液漏，以觀察和收集狗的唾液。這一系列的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是在人為控制或干預(yù)的條件下進(jìn)行的，它不同于開(kāi)始的自然觀察，但又是在最初的自然觀察的基礎(chǔ)上建立的。正是由于這些控制活動(dòng)，才創(chuàng)造了純化無(wú)關(guān)刺激與有關(guān)刺激的環(huán)境，從而建立了條件反射的概念，并創(chuàng)立了高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)學(xué)說(shuō)。巴甫洛夫的“條件反射建立”的實(shí)驗(yàn)不僅使我們認(rèn)識(shí)了生物學(xué)實(shí)驗(yàn)與自然觀察的區(qū)別與聯(lián)系，也為我們提示了究竟什么是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是有一定的研究對(duì)象，并根據(jù)研究目的，運(yùn)用一定手段(儀器、設(shè)備等)主動(dòng)控制、干預(yù)研究對(duì)象，或控制環(huán)境、條件，即創(chuàng)造一種典型環(huán)境或特殊條件，并在其中進(jìn)行的探索生命現(xiàn)象及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)踐活動(dòng)。二、生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要素從生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的概念中可以看出，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是人對(duì)生物體及生命現(xiàn)象的主動(dòng)認(rèn)識(shí)過(guò)程，因此，從認(rèn)識(shí)論的角度分析，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)者、實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象和實(shí)驗(yàn)手段等三種要素。又因?yàn)樯飳W(xué)實(shí)驗(yàn)是通過(guò)人的主動(dòng)控制而進(jìn)行的實(shí)踐活動(dòng)，所以，從方法論的角度分析，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)還應(yīng)包括觀察、假設(shè)、預(yù)測(cè)、控制、操作、記錄、析因、推理、結(jié)論等一系列環(huán)節(jié)。有關(guān)方法問(wèn)題，在后面還要進(jìn)行專(zhuān)題討論，因此，本節(jié)只從認(rèn)識(shí)論的角度來(lái)分析生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要素。1．實(shí)驗(yàn)者實(shí)驗(yàn)者是整個(gè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)主體，是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最積極、最活躍的因素，因此，從生物學(xué)實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，對(duì)研究對(duì)象、環(huán)境、條件的控制，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的具體運(yùn)作和探索活動(dòng)，直至得出結(jié)論，都應(yīng)體現(xiàn)認(rèn)識(shí)主體的主觀能動(dòng)性。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得預(yù)期的效果，能否成功，取決于實(shí)驗(yàn)者生物科學(xué)理論知識(shí)的水平和思維能力，也取決于實(shí)驗(yàn)者運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的技術(shù)水平，以及從實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲取信息的能力。在中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生就是認(rèn)識(shí)的主體，因此，通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行信息的獲取、操作技能的訓(xùn)練、思維的發(fā)展及創(chuàng)造力等方面的培養(yǎng)，是發(fā)揮他們主體性的重要方面。2．實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是生命及其各種形式的運(yùn)動(dòng)。究竟什么是生命?這是生物科學(xué)史上一直爭(zhēng)論的問(wèn)題。辯證唯物主義認(rèn)為：生命是宇宙中的物質(zhì)從原始星云經(jīng)過(guò)物理演化和化學(xué)演化而進(jìn)化來(lái)的最高級(jí)最復(fù)雜的物質(zhì)形態(tài)，其運(yùn)動(dòng)變化也是自然界中最高級(jí)最復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)方式。因此，作為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象，是不同于物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的。(1)研究對(duì)象的客觀性。盡管生命及其運(yùn)動(dòng)是特殊的、復(fù)雜的，但生物體和生命活動(dòng)是有其自身的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的。無(wú)論是微觀的超顯微結(jié)構(gòu)及其信息的復(fù)制和遺傳變異，還是宏觀的生物個(gè)體及其形成的生物種群和生物群落，這些都是客觀存在的，是在長(zhǎng)期的物種進(jìn)化中形成的，同時(shí)，也是可以被人類(lèi)通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)的。例如，生的進(jìn)化的歷程是按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低等到高等、從水生到陸生的規(guī)律進(jìn)化發(fā)展的，這些雖然是在人類(lèi)誕生之前經(jīng)歷的過(guò)程，現(xiàn)代人類(lèi)是無(wú)法直接觀察到的，但是從胚胎學(xué)、比較解剖學(xué)和生物化石中是可以找到線索并得到證明的。實(shí)驗(yàn)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程認(rèn)識(shí)其研究對(duì)象，就在于揭示它們的微觀或宏觀的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。(2)研究對(duì)象的可控性。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)之所以區(qū)別于自然觀察，就在于實(shí)驗(yàn)本身的可控性，而對(duì)研究對(duì)象的控制和干預(yù)，是揭示生命本質(zhì)特征的重要手段。例如對(duì)植物光合作用的研究，首先就是對(duì)研究對(duì)象的控制，包饑餓處理、遮光對(duì)照、酒精脫色及碘液反應(yīng)等一系列對(duì)研究對(duì)象控制，最后，間接地揭示出綠色植物這一生理過(guò)程。又如，在前提到的巴甫洛夫的生理實(shí)驗(yàn)，也是通過(guò)對(duì)研究對(duì)象的控制才可能成功的?？刂剖巧飳W(xué)實(shí)驗(yàn)的靈魂。實(shí)驗(yàn)的成功與否取決于控制的嚴(yán)密程度。如上述光合作用的實(shí)驗(yàn)，如果饑餓處理不夠，就會(huì)使遮光的葉片體內(nèi)殘存淀粉，而影響對(duì)照效果。(3)研究對(duì)象的主動(dòng)性和復(fù)雜性。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是具有生命的物質(zhì)，而生命和非生命的區(qū)別就在于生命體有應(yīng)激性，能夠生長(zhǎng)繁殖，有遺傳變異的特性，可以進(jìn)行新陳代謝，能與環(huán)境交換物質(zhì)與能量，還可以適應(yīng)一定的環(huán)境。這些都決定了生命體的主動(dòng)性。這種主動(dòng)性決定了它們有主動(dòng)趨向或主動(dòng)逃避某一環(huán)境或某一因素的行為，特別在動(dòng)物中，表現(xiàn)更為明顯。法國(guó)昆蟲(chóng)學(xué)家法布爾(Fabre，1823—1915)曾經(jīng)做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在雨夜中將一只雌蛾放在叢林中的黑屋里，并用紗籠罩住，盡管風(fēng)雨交加，但仍然有幾十只雄蛾冒雨頂風(fēng)前來(lái)尋找雌蛾交尾。植物雖然不能像動(dòng)物一樣奔跑飛翔，但也有明顯的感性運(yùn)動(dòng)。植物對(duì)改變其生活環(huán)境也起著非常重要的作用，它可以調(diào)節(jié)溫度、濕度，改變空氣成分。這些都顯示了生物不同于非生命體的主動(dòng)；性。當(dāng)然，這些研究對(duì)象的主動(dòng)性是與人的主動(dòng)性有著本質(zhì)的區(qū)別的。人的主動(dòng)性是有意識(shí)的，是自覺(jué)的行動(dòng)，而其他生物卻是本能。除此之外，生物的多樣性是任何非生命物質(zhì)所不能比擬的，每一種生物又有其適應(yīng)的生活環(huán)境，這就決定了研究對(duì)象的復(fù)雜性。因此在對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行控制時(shí)，要周密地分析影響生物的各種因素，即哪些是主要因素，哪些是次要因素，哪些是無(wú)關(guān)因素，才能避免不必要的錯(cuò)誤發(fā)生。3．實(shí)驗(yàn)手段生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的手段主要包括實(shí)驗(yàn)工具、儀器、實(shí)驗(yàn)裝置和設(shè)備等物質(zhì)手段。(1)實(shí)驗(yàn)手段的類(lèi)型。①工具類(lèi)：主要