Pozorovania z biológie. Biologické metódy

Na rozdiel od klebiet sú vedecké poznatky testovateľné a týkajú sa skutočne existujúcich vecí a opakujúcich sa udalostí. Akákoľvek osoba, ak je to žiaduce, môže zopakovať akýkoľvek vedecký experiment, to znamená, že príroda „odpovedá“ na určitú otázku presne týmto spôsobom. Z tejto lekcie sa dozviete, odkiaľ pochádzajú vedecké poznatky, čo je vedecký fakt, hypotéza a teória, zoznámite sa so základnými pojmami vedeckej metódy, zistíte, aké metódy získavania poznatkov využíva biológia. Hodina je zameraná na porovnávacie deskriptívne, historické a experimentálne metódy.

Téma: Úvod

Lekcia: Metódy výskumu v biológii

Veda- je to jedna zo sfér ľudskej činnosti, ktorej účelom je štúdium a pochopenie okolitého sveta. Každá veda má svoje výskumné metódy, ale úlohou každej vedy je budovanie systému spoľahlivých vedomostí založené na faktov A zovšeobecňovanie, čo by sa dalo potvrdiť alebo vyvrátiť.

Vedecký fakt je len ten, ktorý možno reprodukovať alebo potvrdiť. Pozorovania, ktoré nie je možné reprodukovať, sú vyradené ako nevedecké. Keď vedec urobí objav, zverejňuje o ňom informácie v špeciálnych časopisoch, vďaka publikovaniu môžu výsledky kontrolovať a preverovať iní vedci – to slúži ako podnet na dôkladnejšie overovanie a analýzu vlastných experimentov.

Ďalšou formou šírenia poznatkov sú sympóziá a konferencie, ktoré organizujú vedci rôznych špecializácií (botanici, zoológovia, genetici, lekári atď.). Počas takýchto podujatí vedci medzi sebou komunikujú, diskutujú o práci kolegov a nadväzujú kreatívne spojenia.

Vedecká metóda- ide o súbor techník a operácií, ktoré sa používajú pri budovaní systému vedeckých poznatkov.

Jedným zo základných princípov vedeckej metódy je skepticizmus – odmietnutie slepej dôvery v autoritu. Vedec si vždy zachováva určitú dávku skepticizmu a kontroluje každý nový objav.

Hlavná metódy biológie sú: popisný, porovnávacie, historické A experimentálne.

Deskriptívna metóda je najstarší, pretože ho používali starovekí vedci, je založený na pozorovaní. Približne do 17. storočia bol ústredným bodom biológie, keďže vedci sa zaoberali popisom živočíchov a rastlín a ich primárnou systematizáciou, no svoj význam nestratil ani dnes, napríklad sa používa na opis nových druhov (pozri obr. 1).

Ryža. 1. Nové druhy zvierat popísané vedcami

Porovnávacia metóda- umožňuje identifikovať podobnosti medzi organizmami a ich časťami. Začal sa používať od 17. storočia.

Informácie získané pomocou tejto metódy tvorili základ taxonómie Carla Linného, ​​umožnili Theodorovi Schwannovi a Matthiasovi Schleidenovi sformulovať bunkovú teóriu a vytvorili základ zákona zárodočnej podobnosti, ktorý objavil Karl Baer.

V súčasnosti je veľmi ťažké určiť hranicu medzi deskriptívnymi a komparatívnymi metódami, pretože sa používajú komplexne na riešenie biologických problémov.

Historická metóda umožňuje pochopiť predtým získané fakty a porovnať ich s predtým známymi výsledkami. Vo veľkej miere sa začal používať v druhej polovici 19. storočia vďaka práci Charlesa Darwina, ktorý s jeho pomocou podložil zákonitosti vzhľadu a vývoja organizmov, formovanie ich štruktúr a funkcií v čase a priestore (pozri obr. 2). Využitie historickej metódy umožnilo premeniť biológiu z deskriptívnej vedy na explanačnú.

Ryža. 2. História evolúcie ľudstva

Experimentálna metóda- použitie tejto metódy sa spája s menom Williama Harveyho, ktorý ju použil pri svojich pokusoch o štúdiu krvného obehu (pozri obr. 3). Táto metóda sa však začala široko používať práve v 20. storočí, predovšetkým pri štúdiu fyziologických procesov.

Ryža. 3 Skúsenosti W. Harveyho so štúdiom krvného obehu

Experimentálna metóda umožňuje študovať konkrétny jav prostredníctvom skúseností. Veľký podiel na etablovaní experimentálnej metódy v biológii mal Gregor Mendel, ktorý pri štúdiu dedičnosti a premenlivosti organizmov ako prvý použil experiment nielen na získanie údajov o skúmaných javoch, ale aj na testovanie hypotéza.

V 20. storočí sa experimentálna metóda stala vedúcou v biológii. Bolo to možné vďaka nástupu nových prístrojov, napríklad elektrónového mikroskopu, a využívaniu metód chémie, fyziky a biológie (pozri obr. 4).

Ryža. 4. Moderné experimenty a laboratórne zariadenia, ktoré symbolizujú experimentálnu metódu výskumu

V biologickom výskume sa často používa modelovanie určitých procesov, to znamená, že sa používajú matematické metódy aj počítačové modelovanie.

Vedecký výskum pozostáva z nasledujúcich etáp: na základe prijatých faktov, pozorovania alebo experimenty problém, na jeho vyriešenie predkladajú hypotéz. Hypotézy sa neustále zdokonaľujú a ďalej rozvíjajú. Hypotéza, čo je v súlade s mnohými rôznymi pozorovaniami teória. dobre teória sa rozvíja a rozširuje na ďalšie údajov ako sa stanú slávnymi.

dobre teória dokáže predpovedať nové skutočnosti, ako aj nájsť nové súvislosti medzi javmi a potom sa teória stáva pravidlom alebo zákonom.

Domáca úloha

1. Čo je to veda?

2. Definujte pojmy: fakt, hypotéza, teória.

3. Aké hlavné etapy vedeckého výskumu poznáte?

4. Čo je podstatou komparatívnych deskriptívnych výskumných metód?

5. Čo je experiment?

6. Opíšte historickú metódu štúdia biologických objektov.

7. Ako sa vyvinuli metódy biológie? Ktoré sú najstaršie? Ktoré z nich možno nazvať novými?

3. Biologická výchova na MIPT ().

Bibliografia

1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Všeobecná biológia Drop 10-11 ročník, 2005.

2. Belyaev D.K. Biológia 10-11 ročník. Všeobecná biológia. Základná úroveň. - 11. vyd., stereotyp. - M.: Vzdelávanie, 2012. - 304 s.

3. Biológia 11. ročník. Všeobecná biológia. Úroveň profilu / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin a ďalší - 5. vyd., stereotyp. - Drop, 2010. - 388 s.

4. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biológia 10-11 ročník. Všeobecná biológia. Základná úroveň. - 6. vyd., dod. - Drop, 2010. - 384 s.

Praktická lekcia č.1

Téma: „Výskumné metódy v biológii“

Cieľ: študovať základné výskumné metódy používané v biológii; naučiť sa využívať získané poznatky pri riešení konkrétnych problémov

Teoretické ustanovenia

Biológia študuje živé systémy pomocou rôznych metód. Hlavnými sú pozorovanie a experiment, medzi dôležité patria deskriptívne, porovnávacie a historické metódy; V súčasnosti zohrávajú v biológii čoraz významnejšiu úlohu štatistické metódy a metódy modelovania.

Pozorovanie- východiskový bod každého prírodovedného výskumu. V biológii je to obzvlášť viditeľné, pretože predmetom jej štúdia je človek a živá príroda okolo neho. Pozorovanie ako metóda zberu informácií je chronologicky úplne prvou výskumnou technikou, ktorá sa objavila v arzenáli biológie, respektíve jej predchodcu, prírodnej histórie. A to nie je prekvapujúce, pretože pozorovanie je založené na ľudských zmyslových schopnostiach (vnímanie, vnímanie, reprezentácia).

Pozorovania môžu byť priame alebo nepriame, môžu sa vykonávať s technickými zariadeniami alebo bez nich. Ornitológ teda vidí vtáka ďalekohľadom a môže ho počuť, prípadne môže zaznamenať zvuky prístrojom mimo dosahu počuteľného ľudským uchom; histológ pozoruje fixovaný a zafarbený úsek tkaniva pomocou mikroskopu a povedzme pre molekulárneho biológa môže pozorovanie zaznamenávať zmeny v koncentrácii enzýmu v skúmavke.

Pri pozorovaní je dôležitá nielen presnosť, presnosť a aktivita pozorovateľa, ale aj jeho nestrannosť, jeho znalosti a skúsenosti a správna voľba technických prostriedkov. Formulácia problému predpokladá aj existenciu plánu pozorovania, t.j. ich plánovanie.

Experimentálna metódaŠtúdium prírodných javov je spojené s aktívnym ovplyvňovaním vykonávaním experimentov (experimentov) v kontrolovaných podmienkach. Táto metóda vám umožňuje študovať javy izolovane a dosiahnuť opakovateľnosť výsledkov pri reprodukcii rovnakých podmienok. Experiment poskytuje hlbší pohľad na podstatu biologických javov ako iné výskumné metódy. Práve vďaka experimentom prírodná veda a biológia zvlášť dospeli k objavu základných prírodných zákonov. Experimentálna metóda slúži nielen na vykonávanie experimentov, získavanie odpovedí na položené otázky, ale aj na preukázanie správnosti hypotézy prijatej na začiatku alebo umožňuje jej opravu.

Celý cyklus experimentálneho výskumu pozostáva z niekoľkých etáp. Podobne ako pozorovanie, aj experiment predpokladá prítomnosť jasne formulovaného výskumného cieľa, plánu a je založený na prednastaveniach, t.j. štartovacie pozície. Preto pri začatí experimentu musíte určiť jeho ciele a zámery a premýšľať o možných výsledkoch. Vedecký experiment musí byť dobre pripravený a starostlivo vykonaný. Okrem toho si experiment vyžaduje určitú kvalifikáciu výskumníkov, ktorí ho vykonávajú.

V druhej fáze sa vyberú konkrétne techniky a prostriedky technickej implementácie a kontroly. V poslednom polstoročí sa v biológii hojne využívali metódy matematického plánovania a experimentovania. Výsledky experimentu sú následne interpretované, čo umožňuje ich interpretáciu. Dizajn, dizajn a interpretácia experimentálnych výsledkov teda závisí oveľa viac na teórii ako na hľadaní a interpretácii pozorovaných údajov.

Po zhromaždení faktografického materiálu je potrebné ho najskôr opísať. Preto sú biologické pozorovania vždy sprevádzané popisom skúmaného objektu. Pod empirickým popis sa chápe ako „záznam informácií o objektoch podávaných pri pozorovaní prostredníctvom prirodzeného alebo umelého jazyka“. To znamená, že výsledok pozorovania možno opísať numericky, pomocou vzorcov, ako aj vizuálne – pomocou nákresov, diagramov a grafov. Skutočnosť získaná ako výsledok pozorovania môže byť nejednoznačná, pretože závisí od mnohých okolitých okolností a nesie v sebe odtlačok pozorovateľa, miesta a času udalosti. Preto, prísne vzaté, len z prítomnosti faktu nevyplýva jeho pravdivosť. Inými slovami, fakty si vyžadujú výklad.

Práca na opise živej prírody, realizovaná v 16.–17. storočí. v biológii, mala veľký význam pre jej rozvoj. Otvorila cestu k systematizácii živočíšnych a rastlinných organizmov a ukázala celú ich rozmanitosť. Okrem toho táto činnosť výrazne rozšírila informácie o formách a vnútornej stavbe živých organizmov.

Neskôr tvorila základ deskriptívna metódaporovnávacie a historické metódy biológie. Správne zostavené popisy vytvorené na rôznych miestach v rôznom čase možno porovnávať. To nám umožňuje študovať podobnosti a rozdiely organizmov a ich častí prostredníctvom porovnávania. Biológ nájde vzorce spoločné pre rôzne javy a má k dispozícii zodpovedajúce opisy a môže porovnať veľkosti schránok mäkkýšov rovnakého biologického druhu dnes a pod Lamarckom, správanie losov na Sibíri a Aljaške, rast bunkových kultúr pri nízkej úrovni. a vysoké teploty a pod. Preto sa v 18. storočí rozšírila porovnávacia metóda. Systematika vychádzala z jej princípov a došlo k jednému z najväčších zovšeobecnení – vznikla bunková teória.

Historický metóda štúdia prírodných javov objasňuje zákonitosti vzhľadu a vývoja biologických systémov, formovanie ich štruktúry a funkcií; je základom pre vytvorenie evolučnej teórie. Zavedením tejto metódy nastali v biológii kvalitatívne zmeny: z čisto deskriptívnej vedy sa začala transformovať na vedu vysvetľujúcu.

ŠtatistickéMetóda štúdia prírodných javov je založená na zbere, meraní a analýze informácií.

Metódamodelovanie je štúdium určitého procesu alebo javu prostredníctvom jeho rekonštrukcie (alebo jeho vlastností) vo forme modelu.

Tieto metódy nevyčerpávajú celý arzenál metód používaných v biológii. Každá biologická veda má svoje vlastné metódy na štúdium svojho predmetu. Napríklad mikrobiológia využíva mikroskopické metódy, kultiváciu mikroorganizmov a sterilizačné metódy; v genetike - dvojčatá, hybridologická, fenogenetická, populačná a iné, ktorým sa budeme podrobnejšie venovať v nasledujúcich lekciách.

Medzi hlavné fázy vedeckého výskumu patria:

    Formulácia problému.

    Formulovanie témy, cieľov a zámerov štúdia.

    Navrhovanie hypotéz (vedecké predpoklady).

    Plánovanie experimentu, výber metód výskumu.

    Vedenie praktickej časti štúdie, zaznamenávanie kvalitatívnych a kvantitatívnych výsledkov.

    Kvôli spoľahlivosti experiment opakujte mnohokrát.

    Spracovanie získaných výsledkov.

    Analýza získaných výsledkov.

    Formulácia záverov, testovanie hypotéz.

    Určenie okruhu nevyriešených problémov.

    Prezentácia výsledkov výskumu.

Na základe analýzy experimentálnych údajov alebo vedeckých faktov (udalosti alebo javy, ktoré boli presne zistené a opakovane potvrdené výskumom mnohých vedcov), teória (systém najvšeobecnejších poznatkov v určitej oblasti vedy) alebo zákon môže byť formulovaný - verbálny a/alebo matematicky formulovaný výrok, ktorý opisuje vzťahy, súvislosti medzi rôznymi vedeckými konceptmi, navrhnutý ako vysvetlenie faktov a akceptovaný v tejto fáze vedeckou komunitou ako konzistentný s experimentálnymi údajmi.

Úlohy

2. Pomocou tabuľky „Najdôležitejšie dátumy v biológii“ (Príloha 1) vyplňte štvrtý stĺpec tabuľky a uveďte 2-3 príklady použitia každej metódy.

3. Vyberte tri najdôležitejšie (z vášho pohľadu) udalosti vo vývoji:

- mikrobiológia;

- cytológia;

- genetika.

4. Laboratórium skúmalo vplyv teploty na rast baktérií. Po experimente boli získané nasledujúce údaje: pri teplote 5ºC bol počet baktérií 30, pri 48ºC – 140, pri 70ºC – 280, pri 80ºC – 279, pri 100ºC – 65. Premietnite tieto údaje do tabuľky a grafu . Opíšte výsledný vzor. Určte optimálnu vývojovú teplotu pre tento typ baktérií.

5. Zostavte približný experimentálny plán na štúdium príčin kazenia akéhokoľvek potravinového produktu, ktorý si vyberiete, vrátane požadovaných bodov:

- stručný popis objektu, vyjadrenie problému, formulácia hypotézy;

- účel a ciele práce;

- faktory, ktoré chcete študovať;

- výstupné parametre a spôsoby ich riadenia, ktoré by ste chceli použiť;

- počet opakovaní každého experimentu;

- možné možnosti prezentácie získaných údajov;

- možná vedecká a praktická hodnota vašich výsledkov.

Biológia: učebnica pre žiakov. med. špecialista. univerzity: V 2 knihách. / [V.N. Yarygin, V.I. Vasilyeva, I.N. Volkov, V.V. Sinelshchikova] ; upravil V.N. Yarygina, kniha 1. - 6. vyd., vymazané. - M.: Vyššia škola, 2004. - 429 s.

Biológia: učebnica pre žiakov. med. špecialista. univerzity: V 2 knihách. / [V.N. Yarygin, V.I. Vasilyeva, I.N. Volkov, V.V. Sinelshchikova] ; upravil V.N. Yarygina, kniha 2. – 6. vyd., vymazané. – M.: Vyššia škola, 2004. – 331 s. 27

Taylor, D. Biológia: v 3 zväzkoch / D. Taylor, N. Green, W. Stout; upravil R. Soper; pruhu z angličtiny, T.1. – M.: Mir, 2001. – 454 s.

Taylor, D. Biológia: v 3 zväzkoch / D. Taylor, N. Green, W. Stout; upravil R. Soper; pruhu z angličtiny, T.2. - M.: Mir, 2002. - 436 s.

Taylor, D. Biológia: v 3 zväzkoch / D. Taylor, N. Green, W. Stout; upravil R. Soper; pruhu z angličtiny, T.3. – M.: Mir, 2002. – 451 s.

Levitina T.P. Všeobecná biológia: Slovník pojmov a termínov. Petrohrad: Paritet, 2002. – 538 s.

Biológia [Elektronický zdroj]. - Režim prístupu: http://bse.sci-lib.com/article118100.html

Biológia [Elektronický zdroj]. - Režim prístupu: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E8%EE%EB%EE%E3%E8%FF

Panteleev, M. Biologická komplexnosť je hlavným problémom modernej biológie [Elektronický zdroj]. - Režim prístupu: http://www.gazeta.ru/science/2011/08/14_a_3733061.shtml

Projekt „Všetka biológia“ [Elektronický zdroj]. - Režim prístupu: http://sbio.info/

Príloha 1

DÔLEŽITÉ DÁTUMY VO VÝVOJI BIOLÓGIE

1500

Zistilo sa, že zvieratá nemôžu prežiť v atmosfére, v ktorej nedochádza k spaľovaniu (Leonardo da Vinci)

1600

Bol vyrobený prvý mikroskop (G. Galileo)

1628

Krvný obeh je otvorený (V. Harvey)

1651

Bol sformulovaný postoj „Všetko živé pochádza z vajíčka“ (V. Harvey)

1661

Kapiláry sú otvorené (M. Malpighi)

1665

Bola objavená bunková štruktúra korku (R. Hooke)

1668

Experimentálne bol dokázaný vývoj lariev múch z nakladených vajíčok (F. Redi)

1674

Boli objavené baktérie a prvoky (A. Leeuwenhoek)

1677

Prvýkrát videné ľudské spermie (A. Leeuwenhoek)

1688

Zaviedol sa koncept druhu ako systematickej jednotky (D. Ray)

1694

Prítomnosť pohlavia v rastlinách bola experimentálne dokázaná (R. Camerarius)

1727

Bolo zavedené kŕmenie rastlín vzduchom (S. Gales)

1753

Boli vyvinuté princípy taxonómie organizmov a binárnej nomenklatúry (C. Linné)

1754

Objavený oxid uhličitý (J. Black)

1766

Objavený vodík (G. Cavendish)

1772

Bolo objavené uvoľňovanie kyslíka rastlinami (J. Priestley)

1779

Ukazuje spojenie medzi svetlom a zelenou farbou rastlín (Jan Ingenhaus)

1809

Pozornosť bola venovaná vplyvu prostredia na variabilitu organizmov (J.-B. Lamarck)

1814

Bola preukázaná schopnosť extraktov z jačmeňa premieňať škrob na cukor (G. Kirchhoff)

1823

Boli zaznamenané dominantné a recesívne znaky záhradného hrachu (T.E. Knight)

1831

Objavené bunkové jadro (R. Brown)

1839

Bola formulovaná bunková teória (T. Schwann, M. Schleiden)

1839

Bol sformulovaný postoj k „neživej“ povahe enzýmov (Yu. Liebig)

Po prvýkrát bola organická zlúčenina (kyselina octová) syntetizovaná z anorganických prekurzorov

Bola sformulovaná pozícia „Každá bunka je z bunky“ (R. Virchow)

Teória spontánneho generovania bola vyvrátená (L. Pasteur)

Ukazuje sa fotosyntetický pôvod škrobu (Y. Sachs)

Objavili sa fenomény inhibície v centrálnom nervovom systéme (M. Sechenov)

1871

Je dokázané, že schopnosť skvasiť cukor (premeniť ho na alkohol) nepatrí kvasinkovým bunkám, ale enzýmom, ktoré obsahujú (M.M. Manasseina)

1871

Objavené nukleové kyseliny (F. Miescher)

1875

Bolo dokázané, že oxidačné procesy prebiehajú v tkanivách a nie v krvi (E. Pfluger)

1875

Bol uvedený prvý popis chromozómov (E. Strassburger)

1878

Termín „enzým“ bol navrhnutý tak, aby odkazoval na enzýmy (F. V. Kuehne)

1883

Bola sformulovaná biologická (fagocytárna) teória imunity (I.I. Mechnikov)

1892

Objavené vírusy (D.I. Ivanovsky)

1893

Boli objavené nitrifikačné baktérie a bola vysvetlená ich úloha v cykle dusíka (S.N. Vinogradsky)

1897

Ukázalo sa, že fermentácia môže prebiehať aj mimo živých buniek, t.j. začal výskum glykolýzy (G. a E. Buhnsry)

1898

Bolo objavené dvojité hnojenie v kvitnúcich rastlinách (O. G. Navashin)

1900

Sekundárny objav zákonov dedičnosti (K. Correns, K. Cermak a G. de Vries)

1900

Objavené ľudské krvné skupiny (K. Landsteiner)

1901

Bola sformulovaná myšlienka podmienenej reflexnej aktivity (I.P. Pavlov)

1903

Pozornosť sa upriamuje na úlohu zelených rastlín v kozmickom cykle energie a látok (K.A. Timiryazev)

1906

Začalo sa používať Drosophila ako experimentálny genetický model (T. Morgan)

1910

Dokázalo sa prepojenie génov v chromozómoch (T. Morgan)

1910

Dokázala sa jednota fermentácie a dýchania (SP. Kostychev)

1910

Bola sformulovaná teória fylembryogenézy (A.N. Severtsov)

1920

Objavená neurosekrécia (O. Levi)

Bol sformulovaný zákon homologickej série dedičnosti (N. I. Vavilov)

Bol objavený vplyv jednej časti embrya na druhú a bola objasnená úloha tohto javu pri určovaní častí vyvíjajúceho sa embrya (G. Spemann)

Objavený lysocín (A. Fleming)

Charakterizovaná fotosyntéza ako redoxná reakcia (T. Thunberg)

Je vysvetlená úloha mutácií v prirodzenom výbere (S.S. Chetverikov)

Získala sa kryštalická ureáza (D. Samper)

Bola objavená fosforylácia dýchacích ciest na bunkovej úrovni (V.A. Engelhardt)

Vzhľad prvého transmisného elektrónového mikroskopu (M. Knol, E. Ruska)

Rastlinné auxíny boli izolované a charakterizované (F. Kegl)

Ústredná teória génu bola podložená (N.P. Dubinin, A.S. Srebrovský atď.)

Bol objavený cyklus trikarboxylových kyselín (G.A. Krebs)

Bola sformulovaná teória prirodzenej ohniskovosti chorôb prenášaných vektormi (E.N. Pavlovsky)

Získal sa penicilín (G. Flory a E. Chain)

Bola sformulovaná teória biogeocenóz (V.N. Sukachev)

Experimentálne bolo dokázané, že syntéza rastových faktorov bakteriálnymi bunkami je riadená génmi (D. Bild a E. Tatum)

Existencia spontánnych mutácií bola dokázaná (S. Luria a M. Delbrück)

Genetická úloha DNA bola dokázaná (O. Avery, S. McLeod a M. McCarthy)

Bola sformulovaná doktrína devastácie helmintov (K.I. Scriabin)

Bol objavený rekombinačný systém v baktériách (D. Ledsberg a E. Tatum)

Jednota princípov riadenia v technických systémoch a živých organizmoch je podložená (N. Wiener)

Bola sformulovaná myšlienka sekundárnej štruktúry proteínov a objavená α-helix (L. Pauling)

Boli objavené migračné (transponovateľné) genetické prvky rastlín (W. McClintock)

Boli sformulované myšlienky o štruktúre DNA (D. Watson a F. Crick)

Druhý umelý satelit Zeme bol vypustený s Lajkou na palube (ZSSR)

Syntetizovaný chlorofyl (R. Woodward)

Bola zavedená hybridizácia kultivovaných somatických buniek (G. Barsky)

Bol určený typ a všeobecná povaha genetického kódu (F. Crick, L. Barnett, S. Brenner, R. Watts-Tobin)

Začalo sa klonovanie zvierat (J. Gurdon)

Boli sformulované myšlienky o regulácii aktivity génov (F. Jacob a J. Monod)

Boli objavené transponovateľné (pohyblivé) genetické prvky mikroorganizmov (E. Kondo a S. Mitouhashi)

Genetický kód bol rozlúštený (M. Nirenberg, M. Ochoa, X. Korana)

Uskutočnila sa chemická syntéza génu (X. Korán).

Boli objavené reštrikčné endonukleázy (M. Meselson, R. Yuan, S. Lann, V. Arber)

Objavená reverzná transkripcia (X. Temin, D. Baltimore)

Boli objavené hybridómy a spôsob výroby monocelulárnych protilátok (Ts. Milshtein)

Bola preukázaná možnosť zmeny fenotypu cicavcov (produkujúcich transgénne myši) pomocou rekombinantných molekúl DNA (R. Polmiter a R. Brinster)

Bola objavená katalytická aktivita RNA (T. Chek)

Bol stanovený faktor, ktorý „licencuje“ a umožňuje jedno kolo replikácie DNA na bunku (D. Blau, R. Laun)

Uskutočnili sa prvé experimenty s indukciou ľudských jednovaječných dvojčiat (P. Stillman a D. Hall)

Identifikácia rodiny homeotických (Hox) génov, ktoré sú nevyhnutné pri určovaní telesného plánu strunatcov (K. Kenyon)

Bola preukázaná možnosť oplodnenia ženských zárodočných buniek mužskými spermiami (J. Testart, J. Tesařík a K. Mendoza)

Bola preukázaná možnosť získania (klonovania) potomstva cicavcov oplodnením vajíčok bez jadier jadrami somatických buniek (I. Wilmut, K. Campbell atď.)

Ľudský genóm bol sekvenovaný (Medzinárodný tím vedcov)

Medzi všetkými školskými disciplínami a len vedami má biológia osobitné miesto. Koniec koncov, toto je najstaršia, prvá a prírodná veda, záujem o ňu vznikol s príchodom samotného človeka a jeho vývoja. Štúdium tejto disciplíny sa v rôznych obdobiach vyvíjalo rôzne. Výskum v biológii sa uskutočňoval pomocou stále nových metód. Stále však existujú také, ktoré boli relevantné od samého začiatku a nestratili svoj význam. Aké sú tieto spôsoby štúdia vedy a čo je táto disciplína vo všeobecnosti, zvážime v tomto článku.

Biológia ako veda

Ak sa ponoríme hlbšie do etymológie slova „biológia“, potom to v preklade z latinčiny bude znieť doslova ako „veda o živote“. A skutočne je. Táto definícia odráža celú podstatu predmetnej vedy. Je to biológia, ktorá študuje celú rozmanitosť života na našej planéte, a ak je to potrebné, tak aj za jej hranicami.

Existuje niekoľko biologických, v ktorých sú všetci zástupcovia biomasy zjednotení podľa spoločných morfologických, anatomických, genetických a fyziologických charakteristík. Toto sú kráľovstvá:

  • Zvieratá.
  • Rastliny.
  • Huby.
  • Vírusy.
  • Baktérie alebo prokaryoty.

Každý z nich je zastúpený obrovským množstvom druhov a iných taxonomických jednotiek, čo opäť zdôrazňuje, aká rozmanitá je povaha našej planéty. ako veda – študovať ich všetky, od narodenia až po smrť. Identifikujte tiež mechanizmy evolúcie, vzťahy medzi sebou a ľuďmi, samotnou prírodou.

Biológia je len všeobecný názov, ktorý zahŕňa celú rodinu vied a disciplín zaoberajúcich sa podrobným výskumom v oblasti živých bytostí a akýchkoľvek prejavov života.

Ako už bolo spomenuté vyššie, štúdium biológie vykonávali ľudia už od staroveku. Človeka zaujímalo, ako fungujú rastliny, zvieratá a on sám. Uskutočnili sa pozorovania živej prírody a vyvodili sa závery, takto sa hromadil faktografický materiál a teoretické základy vedy.

Výdobytky modernej biológie vo všeobecnosti pokročili ďaleko vpred a umožňujú nahliadnuť do najmenších a nepredstaviteľne zložitých štruktúr, zasahovať do priebehu prírodných procesov a meniť ich smer. Akými spôsobmi sa vám vždy podarilo dosiahnuť takéto výsledky?

Metódy výskumu v biológii

Na získanie vedomostí je potrebné použiť rôzne spôsoby ich získavania. To platí aj pre biologické vedy. Preto má táto disciplína svoj vlastný súbor opatrení, ktoré vám umožňujú doplniť si metodickú a vecnú zbierku. Tieto výskumné metódy v škole sa nevyhnutne dotýkajú tejto témy, pretože táto otázka je základom. Preto sa tieto metódy rozoberajú na hodinách prírodopisu či biológie v piatom ročníku.

Aké metódy výskumu existujú?

  1. Popis.
  2. v biológii.
  3. Experimentujte.
  4. Porovnanie.
  5. Metóda modelovania.
  6. Historická metóda.
  7. Modernizované možnosti založené na využití najnovších výdobytkov techniky a moderného vybavenia. Napríklad: elektrónová spektroskopia a mikroskopia, metóda farbenia, chromatografia a iné.

Všetky boli vždy dôležité a sú nimi aj dnes. Medzi nimi je však jeden, ktorý sa objavil ako prvý a stále je najdôležitejší.

Pozorovacia metóda v biológii

Práve táto verzia štúdie je rozhodujúca, prvá a významná. čo je pozorovanie? Ide o získavanie zaujímavých informácií o objekte pomocou zmyslov. To znamená, že pomocou orgánov sluchu, zraku, hmatu, čuchu a chuti môžete pochopiť, aký druh živého tvora je pred vami.

Takto sa naši predkovia naučili rozlišovať prvky biomasy. Takto pokračuje výskum v biológii dodnes. Koniec koncov, je nemožné vedieť, ako sa húsenica zakuklí a motýľ sa vynorí z kukly, pokiaľ to nepozorujete na vlastné oči a zaznamenávate každý okamih.

A takýchto príkladov možno uviesť stovky. Všetci zoológovia, mykológovia, botanici, algológovia a ďalší vedci pozorujú vybraný objekt a dostávajú úplné informácie o jeho štruktúre, životnom štýle, interakcii s prostredím, vlastnostiach fyziologických procesov a ďalších jemnostiach organizácie.

Preto sa metóda pozorovania v biológii považuje za najdôležitejšiu, historicky prvú a najvýznamnejšiu. Tesne vedľa je ďalšia metóda výskumu – opis. Nestačí totiž len pozorovať, treba aj opísať, čo sa vám podarilo vidieť, teda zaznamenať výsledok. To sa neskôr stane teoretickým základom vedomostí o konkrétnom objekte.

Uveďme si príklad. Ak by ichtyológ mal vykonávať výskum v oblasti konkrétneho druhu rýb, napríklad ostrieža ružového, potom v prvom rade študuje už existujúci teoretický základ, ktorý zostavili z pozorovaní vedcov pred ním. Potom sa začne pozorovať a starostlivo zaznamenáva všetky získané výsledky. Potom sa uskutoční séria experimentov a výsledky sa porovnajú s tými, ktoré už boli k dispozícii skôr. Tým sa vyjasňuje otázka, kde sa napríklad tieto druhy rýb môžu trieť? Aké podmienky na to potrebujú a ako veľmi sa môžu líšiť?

Je zrejmé, že metóda pozorovania v biológii, ako aj opis, porovnávanie a experiment, sú úzko späté do jedného komplexu - metód skúmania živej prírody.

Experimentujte

Táto metóda je typická nielen pre biologickú vedu, ale aj pre chémiu, fyziku, astronómiu a iné. Umožňuje vám jasne overiť jeden alebo druhý teoreticky predložený predpoklad. Pomocou experimentu sa potvrdzujú alebo vyvracajú hypotézy, vytvárajú sa teórie a predkladajú axiómy.

Experimentálne bol objavený krvný obeh u zvierat, dýchanie a fotosyntéza u rastlín, ako aj množstvo ďalších fyziologických životne dôležitých procesov.

Simulácia a porovnanie

Porovnávanie je metóda, ktorá nám umožňuje nakresliť evolučnú líniu pre každý druh. Práve táto metóda je základom získavania informácií, na základe ktorých sa zostavuje klasifikácia druhov a stavajú stromy života.

Modelovanie je viac matematická metóda, najmä ak hovoríme o počítačovej metóde konštrukcie modelu. Táto metóda zahŕňa vytváranie situácií nad štúdiom objektu, ktoré nemožno pozorovať v prírodných podmienkach. Napríklad, ako táto alebo tá droga ovplyvní ľudské telo.

Historická metóda

Je základom identifikácie pôvodu a formovania každého organizmu, jeho vývoja a premeny v priebehu evolúcie. Na základe získaných údajov sa budujú teórie a predkladajú hypotézy o vzniku života na Zemi a vývoji každého kráľovstva prírody.

Biológia v 5. ročníku

Je veľmi dôležité vzbudiť u študentov záujem o danú vedu včas. Dnes sa objavujú učebnice "Biológia. 5. ročník", v ktorých je pozorovanie hlavnou metódou štúdia tohto predmetu. Takto si deti postupne osvoja celú hĺbku tejto vedy, pochopia jej význam a dôležitosť.

Aby boli hodiny zaujímavé a vzbudili v deťoch záujem o to, čo študujú, malo by sa tejto konkrétnej metóde venovať viac času. Koniec koncov, až keď študent sám pozoruje správanie buniek a ich štruktúru cez mikroskop, bude si môcť uvedomiť plnú zaujímavosť tohto procesu a aké je to všetko jemné a dôležité. Preto je podľa moderných požiadaviek kľúčom k úspešnému osvojeniu vedomostí študentom prístup k štúdiu predmetu založený na činnostiach.

A ak si deti zaznamenajú každý proces, ktorý študujú, do denníka pozorovania v biológii, potom im stopa predmetu zostane po celý život. Takto sa formuje svet okolo nás.

Hĺbkové štúdium predmetu

Ak hovoríme o špecializovaných hodinách zameraných na hlbšie, podrobnejšie štúdium vedy, potom by sme mali hovoriť o tom najdôležitejšom. Pre takéto deti by sa mal vypracovať špeciálny program pre hĺbkové štúdium biológie, ktorý bude založený na pozorovaniach v teréne (letná prax), ako aj na neustálom experimentálnom výskume. Deti sa musia presvedčiť o teoretických vedomostiach, ktoré sa im vkladajú do hlavy. Práve vtedy sú možné nové objavy, úspechy a zrod ľudí vedy.

Úloha biologickej výchovy školákov

Vo všeobecnosti deti potrebujú študovať biológiu nielen preto, že prírodu treba milovať, vážiť si ju a chrániť. Ale aj preto, že im výrazne rozširuje obzory, umožňuje pochopiť mechanizmy životných procesov, spoznať samých seba zvnútra a starať sa o svoje zdravie.

Ak budete deťom pravidelne rozprávať o úspechoch modernej biológie a o tom, ako to ovplyvňuje životy ľudí, samy pochopia dôležitosť a význam vedy. Budú k nej preniknuté láskou, čiže budú milovať aj jej objekt – živú prírodu.

Úspechy modernej biológie

Tých je, samozrejme, veľa. Ak stanovíme časový rámec aspoň päťdesiat rokov, môžeme uviesť nasledujúce vynikajúce úspechy v oblasti predmetnej vedy.

  1. Dekódovanie genómu zvierat, rastlín a ľudí.
  2. Odhalenie mechanizmov bunkového delenia a smrti.
  3. Odhalenie podstaty toku genetickej informácie vo vyvíjajúcom sa organizme.
  4. Klonovanie živých bytostí.
  5. Tvorba (syntéza) biologicky aktívnych látok, liekov, antibiotík, antivírusových liekov.

Takéto výdobytky modernej biológie umožňujú ľuďom kontrolovať určité choroby ľudí a zvierat, čím bránia ich rozvoju. Umožňujú nám riešiť mnohé problémy, ktoré trápia ľudí 21. storočia: epidémie strašných vírusov, hlad, nedostatok pitnej vody, zlé podmienky životného prostredia a iné.