Observatii asupra biologiei. Metode de biologie

Spre deosebire de bârfă, cunoștințele științifice sunt testabile și se referă la lucruri existente și evenimente recurente. Orice persoană, dacă dorește, poate repeta orice experiment științific, adică să se asigure că natura „răspunde” la o anumită întrebare exact în acest fel. Din această lecție veți învăța de unde provin cunoștințele științifice, ce sunt un fapt științific, o ipoteză și o teorie, vă veți familiariza cu conceptele de bază ale metodei științifice, veți afla ce metode de obținere a cunoștințelor folosește biologia. Lecția se concentrează pe metode comparative descriptive, istorice și experimentale.

Tema: Introducere

Lecția: Metode de cercetare în biologie

Știința- aceasta este una dintre sferele activității umane, al cărei scop este studierea și înțelegerea lumii înconjurătoare. Fiecare știință are a ei metode de cercetare, dar sarcina oricărei științe este construirea unui sistem de cunoștințe de încredere bazat pe fapteȘi generalizare, care ar putea fi confirmat sau infirmat.

Un fapt științific este doar unul care poate fi reprodus sau confirmat. Observațiile care nu pot fi reproduse sunt eliminate ca neștiințifice. Când un om de știință face o descoperire, el publică informații despre aceasta în reviste speciale; datorită publicării, rezultatele pot fi verificate și reverificate de alți oameni de știință - acest lucru servește ca un stimulent pentru o verificare și o analiză mai amănunțită a propriilor experimente.

O altă formă de diseminare a cunoștințelor sunt simpozioanele și conferințele, care sunt organizate de oameni de știință de diverse specialități (botaniști, zoologi, geneticieni, medici etc.). În timpul unor astfel de evenimente, oamenii de știință comunică între ei, discută despre munca colegilor și stabilesc conexiuni creative.

Metodă științifică- acesta este un set de tehnici și operații care sunt utilizate în construirea unui sistem de cunoștințe științifice.

Unul dintre principiile de bază ale metodei științifice este scepticismul - respingerea încrederii oarbe în autoritate. Un om de știință menține întotdeauna un anumit scepticism și verifică orice nouă descoperire.

Principal metode de biologie sunt: descriptiv, comparativ, istoricȘi experimental.

Metoda descriptivă este cea mai veche, deoarece a fost folosită de oamenii de știință antici; se bazează pe observație. Până în secolul al XVII-lea, a fost esențial pentru biologie, deoarece oamenii de știință s-au ocupat de descrierea animalelor și plantelor și de sistematizarea lor primară, dar nu și-a pierdut actualitatea astăzi, de exemplu, este folosit pentru a descrie specii noi (vezi Fig. 1).

Orez. 1. Noi specii de animale descrise de oamenii de știință

Metoda comparativă- vă permite să identificați asemănările dintre organisme și părțile lor. A început să fie folosit din secolul al XVII-lea.

Informațiile obținute prin această metodă au stat la baza taxonomiei lui Carl Linnaeus, au permis lui Theodor Schwann și Matthias Schleiden să formuleze teoria celulară și au stat la baza legii similitudinii germinale descoperită de Karl Baer.

În zilele noastre este foarte dificil să tragem granița dintre metodele descriptive și cele comparative, deoarece acestea sunt utilizate în mod cuprinzător pentru a rezolva problemele biologice.

Metoda istorica vă permite să înțelegeți faptele obținute anterior și să le comparați cu rezultatele cunoscute anterior. A devenit utilizat pe scară largă în a doua jumătate a secolului al XIX-lea datorită lucrării lui Charles Darwin, care cu ajutorul său a fundamentat modelele de apariție și dezvoltare a organismelor, formarea structurilor și funcțiilor lor în timp și spațiu (vezi Fig. 2). Utilizarea metodei istorice a făcut posibilă transformarea biologiei dintr-o știință descriptivă într-una explicativă.

Orez. 2. Istoria evoluției umane

Metoda experimentala- utilizarea acestei metode este asociată cu numele lui William Harvey, care a folosit-o în experimentele sale privind studiul circulației sanguine (vezi Fig. 3). Dar această metodă a început să fie utilizată pe scară largă tocmai în secolul al XX-lea, în primul rând în studiul proceselor fiziologice.

Orez. 3 Experiența lui W. Harvey în studiul circulației sanguine

Metoda experimentala vă permite să studiați un anumit fenomen prin experiență. O mare contribuție la stabilirea metodei experimentale în biologie a avut-o Gregor Mendel, care, în timp ce studia ereditatea și variabilitatea organismelor, a fost primul care a folosit experimentul nu numai pentru a obține date despre fenomenele studiate, ci și pentru a testa. ipoteza.

În secolul al XX-lea, metoda experimentală a devenit lider în biologie. Acest lucru a devenit posibil datorită apariției noilor instrumente, de exemplu, un microscop electronic, și utilizării metodelor de chimie, fizică și biologie (vezi Fig. 4).

Orez. 4. Experimente moderne și echipamente de laborator care simbolizează metoda experimentală de cercetare

În cercetarea biologică se utilizează adesea modelarea anumitor procese, adică se folosesc atât metode matematice, cât și modelare pe calculator.

Cercetare științifică se compune din următoarele etape: pe baza primitului fapte, se formulează observații sau experimente problemă, pentru a o rezolva ei propun ipoteze. Ipoteze sunt continuu îmbunătățite și dezvoltate în continuare. Ipoteză, care este în concordanță cu multe observații diferite devine teorie. bun teorie se dezvoltă și se extinde la suplimentare date pe măsură ce devin celebri.

bun teoria poate prezice fapte noi, precum și găsirea de noi conexiuni între fenomene, iar atunci teoria devine o regulă sau o lege.

Teme pentru acasă

1. Ce este știința?

2. Definiți conceptele: fapt, ipoteză, teorie.

3. Care sunt principalele etape ale cercetării științifice cunoașteți?

4. Care este esența metodelor de cercetare descriptivă comparativă?

5. Ce este un experiment?

6. Descrieţi metoda istorică de studiu a obiectelor biologice.

7. Cum s-au dezvoltat metodele biologiei? Care sunt cele mai vechi? Care dintre ele pot fi numite noi?

3. Educație biologică la MIPT ().

Bibliografie

1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Biologie generală grade 10-11 Buttarda, 2005.

2. Belyaev D.K. Biologie clasa 10-11. Biologie generală. Un nivel de bază de. - Ed. a 11-a, stereotip. - M.: Educație, 2012. - 304 p.

3. Biologie clasa a XI-a. Biologie generală. Nivelul profilului / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin și alții - ed. a 5-a, stereotip. - Buttard, 2010. - 388 p.

4. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biologie clasa 10-11. Biologie generală. Un nivel de bază de. - Ed. a VI-a, add. - Buttard, 2010. - 384 p.

Lecția practică nr. 1

Subiect: „Metode de cercetare în biologie”

Scop: studierea metodelor de cercetare de bază utilizate în biologie; învață să folosească cunoștințele dobândite pentru a rezolva probleme specifice

Prevederi teoretice

Biologia studiază sistemele vii folosind diverse metode. Principalele sunt observația și experimentarea, cele importante includ metode descriptive, comparative și istorice; În prezent, metodele statistice și metodele de modelare joacă un rol din ce în ce mai important în biologie.

Observare- punctul de plecare al oricărei cercetări în științe naturale. În biologie acest lucru este deosebit de remarcabil, deoarece obiectul studiului său este omul și natura vie din jurul lui. Observația ca metodă de colectare a informațiilor este din punct de vedere cronologic prima tehnică de cercetare care a apărut în arsenalul biologiei, sau mai bine zis, predecesorul ei, istoria naturală. Și acest lucru nu este surprinzător, deoarece observația se bazează pe abilitățile senzoriale umane (senzație, percepție, reprezentare).

Observațiile pot fi directe sau indirecte, pot fi efectuate cu sau fără dispozitive tehnice. Astfel, un ornitolog vede o pasăre prin binoclu și o poate auzi, sau poate înregistra sunete cu dispozitivul în afara intervalului audibil de urechea umană; un histolog observă o secțiune fixă ​​și colorată de țesut folosind un microscop și, de exemplu, pentru un biolog molecular, observația poate înregistra modificări ale concentrației unei enzime într-o eprubetă.

În observație, nu numai acuratețea, acuratețea și activitatea observatorului sunt importante, ci și imparțialitatea sa, cunoștințele și experiența sa și alegerea corectă a mijloacelor tehnice. Formularea problemei presupune și existența unui plan de observație, i.e. planificarea lor.

Metoda experimentala Studiul fenomenelor naturale este asociat cu influența activă asupra acestora prin efectuarea de experimente (experimente) în condiții controlate. Această metodă vă permite să studiați fenomenele în mod izolat și să obțineți repetabilitatea rezultatelor atunci când reproduc aceleași condiții. Experimentul oferă o perspectivă mai profundă asupra esenței fenomenelor biologice decât alte metode de cercetare. Datorită experimentelor, știința naturală în general și biologia în special au ajuns la descoperirea legilor de bază ale naturii. Metoda experimentala servește nu numai pentru a efectua experimente, a obține răspunsuri la întrebările puse, ci și pentru a demonstra corectitudinea ipotezei acceptate la început sau vă permite să o corectați.

Ciclul complet al cercetării experimentale constă din mai multe etape. La fel ca și observația, un experiment presupune prezența unui scop de cercetare clar formulat, a unui plan și se bazează pe presetări, de exemplu. pozitiile de start. Prin urmare, atunci când începeți un experiment, trebuie să determinați scopurile și obiectivele acestuia și să vă gândiți la rezultatele posibile. Un experiment științific trebuie să fie bine pregătit și condus cu atenție. În plus, experimentul necesită anumite calificări ale cercetătorilor care îl desfășoară.

În a doua etapă, sunt selectate tehnici și mijloace specifice de implementare și control tehnic. În ultima jumătate de secol, metodele de planificare și experimentare matematică au fost utilizate pe scară largă în biologie. Rezultatele experimentului sunt apoi interpretate, ceea ce face posibilă interpretarea lor. Astfel, proiectarea, proiectarea și interpretarea rezultatelor experimentale depind mult mai mult de teorie decât de căutarea și interpretarea datelor observaționale.

După ce s-au adunat materiale faptice, este necesar, în primul rând, să-l descriem. Prin urmare, observațiile biologice sunt întotdeauna însoțite de o descriere a obiectului studiat. Sub empiric Descriere se înțelege ca „înregistrarea prin intermediul unui limbaj natural sau artificial a informațiilor despre obiecte date în observație”. Aceasta înseamnă că rezultatul unei observații poate fi descris numeric, folosind formule, precum și vizual - folosind desene, diagrame și grafice. Un fapt obținut ca urmare a observației poate fi ambiguu, deoarece depinde de multe circumstanțe înconjurătoare și poartă amprenta observatorului, locul și timpul evenimentului. Prin urmare, strict vorbind, doar din prezența unui fapt, adevărul lui nu rezultă. Cu alte cuvinte, faptele au nevoie de interpretare.

Lucrare privind descrierea naturii vii, realizată în secolele XVI-XVII. în biologie, a avut o mare importanță pentru dezvoltarea sa. Ea a deschis calea către sistematizarea organismelor animale și vegetale, arătând toată diversitatea lor. În plus, această activitate a extins semnificativ informațiile despre formele și structura internă a organismelor vii.

Mai târziu, metoda descriptivă a stat la bazacomparativ şi istoric metode de biologie. Pot fi comparate descrieri compuse corect produse în locuri diferite în momente diferite. Acest lucru ne permite să studiem asemănările și diferențele dintre organismele și părțile lor prin comparație. Găsind tipare comune diferitelor fenomene, având la dispoziție descrierile corespunzătoare, un biolog poate compara dimensiunile cochiliilor de moluște ale aceleiași specii biologice astăzi și sub Lamarck, comportamentul elanului în Siberia și Alaska, creșterea culturilor celulare la nivel scăzut. și temperaturi ridicate și așa mai departe. Prin urmare, metoda comparativă a devenit larg răspândită încă din secolul al XVIII-lea. Sistematica s-a bazat pe principiile ei și s-a făcut una dintre cele mai mari generalizări - a fost creată teoria celulară.

Istoric metoda de studiu a fenomenelor naturale clarifică tiparele de apariție și dezvoltare a sistemelor biologice, formarea structurii și funcțiilor acestora; stă la baza creării teoriei evoluţiei. Odată cu introducerea acestei metode, în biologie s-au produs schimbări calitative: dintr-o știință pur descriptivă, a început să se transforme într-o știință explicativă.

StatisticMetoda de studiu a fenomenelor naturale se bazează pe colectarea, măsurarea și analiza informațiilor.

Metodămodelare este studiul unui anumit proces sau fenomen prin reconstrucția acestuia (sau a proprietăților sale) sub forma unui model.

Aceste metode nu epuizează întregul arsenal de metode folosite în biologie. Fiecare știință biologică are propriile sale metode de a-și studia subiectul. De exemplu, microbiologia folosește metode microscopice, cultivarea microorganismelor și metode de sterilizare; în genetică - gemeni, hibridologic, fenogenetic, populație și altele, despre care vor fi discutate mai detaliat în lecțiile următoare.

Principalele etape ale cercetării științifice includ următoarele:

    Formularea problemei.

    Formularea temei, a scopurilor și a obiectivelor studiului.

    Propunerea de ipoteze (ipoteze științifice).

    Planificarea unui experiment, alegerea metodelor de cercetare.

    Efectuarea părții practice a studiului, înregistrarea rezultatelor calitative și cantitative.

    Repetați experimentul de mai multe ori pentru fiabilitate.

    Prelucrarea rezultatelor obtinute.

    Analiza rezultatelor obtinute.

    Formularea concluziilor, testarea ipotezelor.

    Determinarea gamei de probleme nerezolvate.

    Prezentarea rezultatelor cercetării.

Pe baza analizei datelor experimentale sau a faptelor științifice (evenimente sau fenomene care au fost stabilite cu acuratețe și confirmate în mod repetat de cercetările multor oameni de știință), o teorie (un sistem al cunoștințelor cele mai generale dintr-un anumit domeniu al științei) sau o lege poate fi formulat - o afirmație verbală și/sau formulată matematic care descrie relațiile, conexiunile dintre diferitele concepte științifice, propusă ca explicație a faptelor și acceptată în această etapă de comunitatea științifică ca fiind în concordanță cu datele experimentale.

Sarcini

2. Folosind tabelul „Cele mai importante date din biologie” (Anexa 1), completați a patra coloană a tabelului, dând 2-3 exemple de utilizare a fiecărei metode.

3. Selectează cele mai importante trei evenimente (din punctul tău de vedere) în dezvoltare:

- microbiologie;

- citologie;

- genetica.

4. Laboratorul a studiat efectul temperaturii asupra creșterii bacteriilor. În urma experimentului s-au obținut următoarele date: la o temperatură de 5ºC numărul de bacterii a fost de 30, la 48ºC – 140, la 70ºC – 280, la 80ºC – 279, la 100ºC – 65. Reflectați aceste date într-un tabel și grafic . Descrieți modelul rezultat. Determinați temperatura optimă de dezvoltare pentru acest tip de bacterii.

5. Întocmește un plan experimental aproximativ pentru a studia cauzele deteriorării oricărui produs alimentar pe care îl alegeți, inclusiv punctele necesare:

- descrierea succintă a obiectului, enunţarea problemei, formularea ipotezei;

- scopul si obiectivele lucrarii;

- factori pe care doriți să-i studiați;

- parametrii de ieșire și metodele de control a acestora pe care doriți să le utilizați;

- numărul de repetări ale fiecărui experiment;

- posibile variante de prezentare a datelor obtinute;

- valoarea posibilă științifică și practică a rezultatelor dvs.

Biologie: manual pentru elevi. Miere. specialist. universități: În 2 cărți. / [V.N. Yarygin, V.I. Vasileva, I.N. Volkov, V.V. Sinelshchikova] ; editat de V.N. Yarygina, cartea 1. - Ed. a VI-a, șters. - M.: Şcoala superioară, 2004. - 429 p.

Biologie: manual pentru elevi. Miere. specialist. universități: În 2 cărți. / [V.N. Yarygin, V.I. Vasileva, I.N. Volkov, V.V. Sinelshchikova] ; editat de V.N. Yarygina, cartea a 2-a. – Ed. a VI-a, șters. – M.: Liceu, 2004. – 331 p. 27

Taylor, D. Biologie: în 3 volume / D. Taylor, N. Green, W. Stout; editat de R. Soper; BANDĂ din engleză, T.1. – M.: Mir, 2001. – 454 p.

Taylor, D. Biologie: în 3 volume / D. Taylor, N. Green, W. Stout; editat de R. Soper; BANDĂ din engleză, T.2. - M.: Mir, 2002. - 436 p.

Taylor, D. Biologie: în 3 volume / D. Taylor, N. Green, W. Stout; editat de R. Soper; BANDĂ din engleză, T.3. – M.: Mir, 2002. – 451 p.

Levitina T.P. Biologie generală: Dicţionar de concepte şi termeni. Sankt Petersburg: Paritet, 2002. – 538 p.

Biologie [Resursă electronică]. - Mod de acces: http://bse.sci-lib.com/article118100.html

Biologie [Resursă electronică]. - Mod de acces: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E8%EE%EB%EE%E3%E8%FF

Panteleev, M. Complexitatea biologică este principala problemă a biologiei moderne [Resursa electronică]. - Mod de acces: http://www.gazeta.ru/science/2011/08/14_a_3733061.shtml

Proiect „All Biology” [Resursă electronică]. - Mod de acces: http://sbio.info/

Anexa 1

DATE IMPORTANTE ÎN DEZVOLTAREA BIOLOGIEI

1500

S-a stabilit că animalele nu pot supraviețui într-o atmosferă în care nu are loc arderea (Leonardo da Vinci)

1600

S-a realizat primul microscop (G. Galileo)

1628

Circulația sângelui este deschisă (V. Harvey)

1651

A fost formulată poziția „Orice ființă vie provine dintr-un ou” (V. Harvey)

1661

Capilarele sunt deschise (M. Malpighi)

1665

A fost descoperită structura celulară a plutei (R. Hooke)

1668

Dezvoltarea larvelor de muște din ouăle depuse a fost dovedită experimental (F. Redi)

1674

Au fost descoperite bacterii și protozoare (A. Leeuwenhoek)

1677

Sperma umană văzută pentru prima dată (A. Leeuwenhoek)

1688

A fost introdus conceptul de specie ca unitate sistematică (D. Ray)

1694

Prezența sexului în plante a fost dovedită experimental (R. Camerarius)

1727

S-a stabilit alimentarea cu aer a plantelor (S. Gales)

1753

Au fost elaborate principiile taxonomiei organismelor și ale nomenclaturii binare (C. Linnaeus)

1754

Dioxid de carbon descoperit (J. Black)

1766

Hidrogen descoperit (G. Cavendish)

1772

S-a descoperit eliberarea de oxigen de către plante (J. Priestley)

1779

Arată legătura dintre lumină și culoarea verde a plantelor (Jan Ingenhaus)

1809

S-a atras atenția asupra influenței mediului asupra variabilității organismelor (J.-B. Lamarck)

1814

A fost stabilită capacitatea extractelor de orz de a transforma amidonul în zahăr (G. Kirchhoff)

1823

Au fost observate trăsături dominante și recesive ale mazărei de grădină (T.E. Knight)

1831

Nucleul celular descoperit (R. Brown)

1839

Teoria celulară a fost formulată (T. Schwann, M. Schleiden)

1839

A fost formulată poziția asupra naturii „nevii” a enzimelor (Yu. Liebig)

Pentru prima dată, un compus organic (acid acetic) a fost sintetizat din precursori anorganici

A fost formulată poziția „Fiecare celulă este dintr-o celulă” (R. Virchow)

Teoria generației spontane a fost infirmată (L. Pasteur)

Este prezentată originea fotosintetică a amidonului (Y. Sachs)

Au fost descoperite fenomenele de inhibiție în sistemul nervos central (M. Sechenov)

1871

S-a dovedit că capacitatea de a fermenta zahărul (de a-l transforma în alcool) nu aparține celulelor de drojdie, ci enzimelor pe care le conțin (M.M. Manasseina)

1871

Acizi nucleici descoperiți (F. Miescher)

1875

S-a dovedit că procesele de oxidare au loc în țesuturi, și nu în sânge (E. Pfluger)

1875

Prima descriere a cromozomilor a fost dată (E. Strassburger)

1878

Termenul „enzimă” a fost propus pentru a se referi la enzime (F.V. Kuehne)

1883

A fost formulată teoria biologică (fagocitară) a imunității (I.I. Mechnikov)

1892

Viruși descoperiți (D.I. Ivanovsky)

1893

Au fost descoperite bacterii nitrifiante și a fost explicat rolul lor în ciclul azotului (S.N. Vinogradsky)

1897

S-a demonstrat că fermentația poate avea loc în afara celulelor vii, de exemplu. au început cercetările asupra glicolizei (G. și E. Buhnsry)

1898

S-a descoperit fertilizarea dublă la plantele cu flori (O. G. Navashin)

1900

Descoperirea secundară a legilor eredității (K. Correns, K. Cermak și G. de Vries)

1900

Grupele sanguine umane descoperite (K. Landsteiner)

1901

A fost formulată ideea activității reflexe condiționate (I.P. Pavlov)

1903

Se atrage atenția asupra rolului plantelor verzi în ciclul cosmic al energiei și substanțelor (K.A. Timiryazev)

1906

A început utilizarea Drosophila ca model genetic experimental (T. Morgan)

1910

Legătura genelor din cromozomi a fost dovedită (T. Morgan)

1910

Unitatea fermentației și respirației a fost dovedită (SP. Kostychev)

1910

A fost formulată teoria filembriogenezei (A.N. Severtsov)

1920

Neurosecreția descoperită (O. Levi)

A fost formulată legea seriei omologice a eredității (N. I. Vavilov)

S-a descoperit influența unei părți a embrionului asupra alteia și a fost clarificat rolul acestui fenomen în determinarea părților embrionului în curs de dezvoltare (G. Spemann)

Lisocina descoperită (A. Fleming)

Fotosinteza caracterizată ca o reacție redox (T. Thunberg)

Este explicat rolul mutațiilor în selecția naturală (S.S. Chetverikov)

S-a obţinut ureaza cristalină (D. Samper)

S-a descoperit fosforilarea respiratorie la nivel celular (V.A. Engelhardt)

Apariția primului microscop electronic cu transmisie (M. Knol, E. Ruska)

Au fost izolate și caracterizate auxinele plantelor (F. Kegl)

Teoria centrală a genei a fost fundamentată (N.P. Dubinin, A.S. Srebrovsky etc.)

A fost descoperit ciclul acidului tricarboxilic (G.A. Krebs)

A fost formulată teoria focalizării naturale a bolilor transmise de vectori (E.N. Pavlovsky)

S-a obtinut penicilina (G. Flory si E. Chain)

A fost formulată teoria biogeocenozelor (V.N. Sukachev)

S-a dovedit experimental că sinteza factorilor de creștere de către celulele bacteriene este controlată de gene (D. Bild și E. Tatum)

Existența mutațiilor spontane a fost dovedită (S. Luria și M. Delbrück)

Rolul genetic al ADN-ului a fost dovedit (O. Avery, S. McLeod și M. McCarthy)

A fost formulată doctrina devastării helminților (K.I. Scriabin)

S-a descoperit sistemul de recombinare în bacterii (D. Ledsberg și E. Tatum)

Este fundamentată unitatea principiilor de management în sistemele tehnice și organismele vii (N. Wiener)

S-a formulat ideea structurii secundare a proteinelor și s-a descoperit α-helix (L. Pauling)

Au fost descoperite elemente genetice migratoare (transpozibile) ale plantelor (W. McClintock)

Au fost formulate idei despre structura ADN-ului (D. Watson și F. Crick)

Al doilea satelit artificial de pe Pământ a fost lansat cu Laika la bord (URSS)

Clorofilă sintetizată (R. Woodward)

S-a stabilit hibridizarea celulelor somatice cultivate (G. Barsky)

Au fost determinate tipul și natura generală a codului genetic (F. Crick, L. Barnett, S. Brenner, R. Watts-Tobin)

Clonarea animalelor a început (J. Gurdon)

Au fost formulate idei despre reglarea activității genelor (F. Jacob și J. Monod)

Au fost descoperite elemente genetice transpozabile (mobile) ale microorganismelor (E. Kondo și S. Mitouhashi)

Codul genetic a fost descifrat (M. Nirenberg, M. Ochoa, X. Korana)

S-a efectuat sinteza chimică a genei (X. Coran).

Au fost descoperite endonucleaze de restricție (M. Meselson, R. Yuan, S. Lann, V. Arber)

Transcriere inversă descoperită (X. Temin, D. Baltimore)

Au fost descoperite hibridoame și o metodă de producere a anticorpilor monocelulari (Ts. Milshtein)

S-a demonstrat posibilitatea de a schimba fenotipul mamiferelor (producători de șoareci transgenici) folosind molecule de ADN recombinant (R. Polmiter și R. Brinster)

Activitatea catalitică a ARN a fost descoperită (T. Chek)

S-a stabilit un factor care „autorizează” și permite o rundă de replicare a ADN-ului pe celulă (D. Blau, R. Laun)

Au fost efectuate primele experimente privind inducerea gemenilor monozigoți umani (P. Stillman și D. Hall)

Identificarea unei familii de gene homeotice (Hox) care sunt esențiale în determinarea planului corporal al cordatelor (K. Kenyon)

S-a stabilit posibilitatea fertilizării celulelor germinale feminine de către spermatide masculine (J. Testart, J. Tesarik și K. Mendoza)

S-a stabilit posibilitatea obţinerii (clonării) a descendenţilor de mamifere prin fecundarea ouălor lipsite de nuclee cu nuclee de celule somatice (I. Wilmut, K. Campbell etc.)

Genomul uman a fost secvențiat (Echipa internațională de oameni de știință)

Între toate disciplinele școlare și doar științele, biologia ocupă un loc aparte. La urma urmei, aceasta este cea mai veche, prima și cea mai naturală știință, interes pentru care a apărut odată cu apariția omului însuși și a evoluției sale. Studiul acestei discipline s-a dezvoltat diferit în diferite epoci. Cercetările în biologie au fost efectuate folosind metode din ce în ce mai noi. Cu toate acestea, există încă acelea care au fost relevante de la bun început și nu și-au pierdut semnificația. Care sunt aceste moduri de a studia știința și care este această disciplină în general, vom lua în considerare în acest articol.

Biologia ca știință

Dacă ne adâncim mai mult în etimologia cuvântului „biologie”, atunci tradus din latină va suna literalmente ca „știința vieții”. Și într-adevăr este. Această definiție reflectă întreaga esență a științei în cauză. Biologia este cea care studiază întreaga diversitate a vieții de pe planeta noastră și, dacă este necesar, apoi dincolo de granițele ei.

Există mai multe biologice în care toți reprezentanții biomasei sunt uniți după caracteristici morfologice, anatomice, genetice și fiziologice comune. Acestea sunt regatele:

  • Animale.
  • Plante.
  • Ciuperci.
  • Viruși.
  • Bacteriile sau procariotele.

Fiecare dintre ele este reprezentată de un număr imens de specii și alte unități taxonomice, ceea ce subliniază încă o dată cât de diversă este natura planetei noastre. ca și știința – să le studiez pe toate, de la naștere până la moarte. Identificați, de asemenea, mecanismele evoluției, relațiile între ele și oamenii, natura însăși.

Biologia este doar o denumire generală care include o întreagă familie de subștiințe și discipline angajate în cercetări detaliate în domeniul ființelor vii și al oricăror manifestări ale vieții.

După cum am menționat mai sus, studiul biologiei a fost efectuat de oameni din cele mai vechi timpuri. Omul era interesat de modul în care funcționează plantele, animalele și el însuși. Au fost efectuate observații ale naturii vii și s-au tras concluzii, așa s-a acumulat materialul faptic și baza teoretică a științei.

Realizările biologiei moderne au făcut în general un pas înainte și fac posibilă analizarea celor mai mici și inimaginabil de complexe structuri, interferează cu cursul proceselor naturale și le schimbă direcția. În ce moduri ați reușit să obțineți astfel de rezultate în orice moment?

Metode de cercetare în biologie

Pentru a obține cunoștințe, este necesar să folosiți diverse metode de obținere. Acest lucru se aplică și științelor biologice. Prin urmare, această disciplină are propriul set de măsuri care vă permit să vă completați colecția metodologică și faptică. Aceste metode de cercetare în școală ating în mod necesar acest subiect, deoarece această întrebare stă la baza. Prin urmare, aceste metode sunt discutate în lecțiile de istorie naturală sau de biologie din clasa a cincea.

Ce metode de cercetare există?

  1. Descriere.
  2. în biologie.
  3. Experiment.
  4. Comparaţie.
  5. Metoda de modelare.
  6. Metoda istorica.
  7. Opțiuni modernizate bazate pe utilizarea celor mai recente progrese în tehnologie și echipamente moderne. De exemplu: spectroscopie electronică și microscopie, metoda de colorare, cromatografie și altele.

Toate au fost întotdeauna importante și rămân așa și astăzi. Cu toate acestea, printre ei există unul care a apărut primul și este încă cel mai important.

Metoda de observare în biologie

Această versiune a studiului este decisivă, prima și semnificativă. Ce este observația? Aceasta este achiziționarea de informații de interes despre un obiect folosind simțurile. Adică poți înțelege ce fel de creatură vie se află în fața ta folosind organele auzului, văzului, atingerii, mirosului și gustului.

Așa au învățat strămoșii noștri să distingă elementele biomasei. Așa continuă cercetările în biologie și astăzi. La urma urmei, este imposibil să știi cum o omidă se pupează și un fluture iese dintr-un cocon decât dacă îl observi cu ochii tăi, înregistrând fiecare moment în timp.

Și sute de astfel de exemple pot fi date. Toți zoologii, micologii, botaniștii, algologii și alți oameni de știință observă obiectul selectat și primesc informații complete despre structura acestuia, stilul de viață, interacțiunea cu mediul, caracteristicile proceselor fiziologice și alte subtilități ale organizației.

Prin urmare, metoda de observare în biologie este considerată cea mai importantă, prima și semnificativă din punct de vedere istoric. Aproape lângă ea se află o altă metodă de cercetare - descrierea. La urma urmei, nu este suficient să observi; trebuie și să descrii ceea ce ai reușit să vezi, adică să înregistrezi rezultatul. Aceasta va deveni mai târziu baza teoretică a cunoștințelor despre un anumit obiect.

Să dăm un exemplu. Dacă un ihtiolog ar trebui să efectueze cercetări în domeniul unui anumit tip de pește, de exemplu, bibanul roz, atunci el, în primul rând, studiază baza teoretică deja existentă, care a fost compilată din observațiile oamenilor de știință înaintea lui. După aceasta, începe să se observe și înregistrează cu atenție toate rezultatele obținute. După aceasta, se efectuează o serie de experimente, iar rezultatele sunt comparate cu cele care erau deja disponibile anterior. Acest lucru clarifică întrebarea unde, de exemplu, se pot depune aceste specii de pești? De ce condiții au nevoie pentru aceasta și cât de mult pot varia?

Este evident că metoda de observare în biologie, precum și descrierea, compararea și experimentul sunt strâns legate într-un singur complex - metode de studiere a naturii vii.

Experiment

Această metodă este tipică nu numai pentru știința biologică, ci și pentru chimie, fizică, astronomie și altele. Vă permite să verificați în mod clar una sau alta ipoteză prezentată teoretic. Cu ajutorul experimentului, ipotezele sunt confirmate sau infirmate, se creează teorii și se propun axiome.

În mod experimental, au fost descoperite circulația sângelui la animale, respirația și fotosinteza la plante, precum și o serie de alte procese vitale fiziologice.

Simulare și comparație

Comparația este o metodă care ne permite să trasăm o linie evolutivă pentru fiecare specie. Această metodă stă la baza obținerii de informații pe baza cărora se întocmește o clasificare a speciilor și se construiesc copacii vieții.

Modelarea este o metodă mai matematică, mai ales dacă vorbim despre metoda computerizată de construire a unui model. Această metodă presupune crearea unor situații peste studiul unui obiect care nu poate fi observat în condiții naturale. De exemplu, modul în care acesta sau acel medicament va afecta corpul uman.

Metoda istorica

Ea stă la baza identificării originii și formării fiecărui organism, dezvoltarea și transformarea acestuia în cursul evoluției. Pe baza datelor obținute se construiesc teorii și se propun ipoteze despre apariția vieții pe Pământ și dezvoltarea fiecărui regn al naturii.

Biologie în clasa a V-a

Este foarte important să insufleți elevilor interesul pentru știința în cauză în timp util. Astăzi apar manualele „Biologie. Clasa a V-a”, observarea în ele este principala metodă de studiu a acestui subiect. Acesta este modul în care copiii stăpânesc treptat întreaga profunzime a acestei științe, înțeleg sensul și importanța ei.

Pentru ca lecțiile să fie interesante și pentru a insufla copiilor interesul pentru ceea ce învață, ar trebui să se aloce mai mult timp acestei metode. La urma urmei, doar atunci când studentul însuși observă comportamentul celulelor și structura lor printr-un microscop va putea să-și dea seama de interesul deplin al acestui proces și cât de subtil și important este totul. Prin urmare, conform cerințelor moderne, o abordare bazată pe activitate a studierii unui subiect este cheia dobândirii cu succes a cunoștințelor de către studenți.

Și dacă copiii înregistrează fiecare proces pe care îl studiază într-un jurnal de observații în biologie, atunci urma obiectului va rămâne cu ei pentru tot restul vieții. Așa se formează lumea din jurul nostru.

Studiu aprofundat al subiectului

Dacă vorbim despre cursuri de specialitate care vizează un studiu mai profund, mai detaliat al științei, atunci ar trebui să vorbim despre cel mai important lucru. Pentru astfel de copii ar trebui dezvoltat un program special de studiu aprofundat al biologiei, care se va baza pe observații în domeniu (practica de vară), precum și pe cercetări experimentale constante. Copiii trebuie să se convingă de cunoștințele teoretice care le sunt puse în cap. Atunci sunt posibile noi descoperiri, realizări și nașterea oamenilor de știință.

Rolul educației biologice a școlarilor

În general, copiii trebuie să studieze biologia nu numai pentru că natura trebuie iubită, prețuită și protejată. Dar și pentru că le extinde semnificativ orizonturile, le permite să înțeleagă mecanismele proceselor vieții, să se cunoască pe ei înșiși din interior și să aibă grijă de sănătatea lor.

Dacă le spui periodic copiilor despre realizările biologiei moderne și despre modul în care aceasta afectează viața oamenilor, ei înșiși vor înțelege importanța și semnificația științei. Vor fi pătrunși de dragoste pentru ea, ceea ce înseamnă că vor iubi și obiectul său - natura vie.

Realizări ale biologiei moderne

Există, desigur, multe dintre acestea. Dacă stabilim un interval de timp de cel puțin cincizeci de ani, putem enumera următoarele succese remarcabile în domeniul științei în cauză.

  1. Decodificarea genomului animalelor, plantelor și oamenilor.
  2. Dezvăluirea mecanismelor diviziunii celulare și morții.
  3. Dezvăluirea esenței fluxului de informații genetice în organismul în curs de dezvoltare.
  4. Clonarea ființelor vii.
  5. Crearea (sinteza) de substanțe biologic active, medicamente, antibiotice, medicamente antivirale.

Astfel de realizări ale biologiei moderne permit oamenilor să controleze anumite boli ale oamenilor și animalelor, împiedicându-le să se dezvolte. Ele ne permit să rezolvăm multe probleme care năpădesc oamenii în secolul 21: epidemii de viruși îngrozitori, foamete, lipsă de apă potabilă, condiții de mediu precare și altele.