Биология как наука

: Просмотров: 20292

Метод исследования - способ научного познания действительности.

Научное исследование

1. Проводится наблюдение над объектом или явлением

2. На основе полученных данных выдвигается гипотеза (предположение)

3. Проводится научных эксперимент (с контрольным опытом)

4. Проверенная в ходе эксперимента гипотеза может быть названа теорией или законом

Теория – это обобщение основных идей в какой-либо научной области знания. Теория может предсказывать новые факты, а также находить новые связи между явлениями, и тогда теория становится правилом или законом. Правило имеет исключения, а закон всегда универсален.

Общенаучные методы

Метод	Описание	Пример
Наблюдение	Визуально или с помощью приборов следят за различными объектами для достижения поставленной цели	Изучают сезонные изменения в природе, в жизни растений и животных, поведение животных
Описание	Устная или письменная характеристика объекта по результатам наблюдений, получение и накопление информации об объектах, процессах	Палеонтолог описывает кости скелета вымершего животного
Измерение	Определение количественных значений тех или иных признаков изучаемого объекта или явления с помощью специальных технических устройств	Измерение температуры тела человека, линейкой замеряют рост растения за определенный период времени
Сравнение	Сопоставление и нахождение сходств и различий между объектами (организмами, процессами и др.)	Если сравнивать шерсть бурого и белого медведя, то можно прийти к выводу, что по своим свойствам они много в чем схожи друг с другом (густота, длина, ощущения при прикосновении к ней и т. д.), однако различаются в окраске. Используется в систематике для распределения организмов по группам, для установления родства и общего происхождения
Классификация	Распределение объектов по соподчинённым группам в соответствии с определёнными признаками	Кошка на основе строения, физиологии, происхождения относится к классу Млекопитающие
Мониторинг	Проведение регулярных измерений каких-то величин объектов (процессов организмов, популяций, экосистем, биосферы). Позволяет выявлять изменения каких- либо параметров, показателей во времени	Благодаря мониторингу своевременно можно выявить и принять меры по предупреждению негативных изменений в природе, в популяциях
Анализ	Изучение объекта (процесса) по отдельным составляющим компонентам. Мысленное разделение изучаемого объекта, выяснение, из каких частей он состоит, каковы его свойства и признаки	С помощью анализа можно исследовать органеллы внутри клетки, клетку внутри организма, организм внутри биоценоза
Синтез	Процесс соединения или объединения ранее разрозненных вещей или понятий в целое или набор.	Обобщая знания о строении млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и рыб, можно сделать обобщенный вывод о строении позвоночных. Благодаря синтезу можно изучить целостные характеристики биологических систем (клетки, организма, биоценоза).
Эксперимент	В специальных условиях (управляемых и контролируемых) проводится опыт. Обязательно есть опытная группа, есть контрольная группа. Используется для получения новых научных знаний, закономерностей, для подтверждения или опровержения выдвигаемой гипотезы	Эксперимент, доказывающий образование крахмала при фотосинтезе. Выращивание клеток при разных температурах, выявляя оптимум, при котором рост максимально быстрый
Моделирование	Создаются копии прототипа (объектов, процессов) для их изучения. Изучение объектов на моделях позволяет визуализировать невидимые объекты, изучать и прогнозировать изменения, позволяет отрабатывать умения и навыки, оно менее затратное.	Карта – модель ландшафта
Статистический	Проводится сбор и анализ числовых показателей для дальнейшей обработки. Позволяет получать информацию о динамике изменения показателей, позволяет прогнозировать изменения и своевременно принимать определенные меры.	Выявление частоты встречаемости определенных генов в популяции
Обобщение	Метод, с помощью которого ученые выявляют из частного общее, формулируют теории, законы.	Формулировка правил, законов на основе сравнения результатов экспериментов
Абстрагирование	Позволяет не учитывать ряд существенных для конкретного исследования свойств и признаков биологических объектов, однако помогает выделить те свойства и признаки, которые важны	В исследованиях основных направлений эволюционного процесса главное внимание уделяется усложнению строения органов и систем органов, которое обеспечивает приспособление организмов к условиям существования

Экспермент

Эксперимент – это метод познания, в ходе которого человек создает разные воздействия на изучаемый объект или разные условия влияния на него и наблюдает результат.

Особенность: В процессе эксперимента выполняющий его или исследователь всегда активен, а при наблюдении – пассивен; в этом – существенное отличие данных методов

Гипотеза — это научно обоснованное предположение.

Независимая переменная – параметр, который задается экспериментатором.

Представьте, что вы проводите эксперимент. Те параметры, которые изменяете вы, являются независимой переменной.

Зависимая переменная – параметр, который меняется в ходе эксперимента.

Это те параметры, которые меняются из-за того, что вы меняете какие-либо условия, т.е. зависят от ваших условий

Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение о том, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами. Так, нулевая гипотеза считается верной, пока нельзя доказать обратное.

То есть при актуальности нулевой гипотезы если вы меняете какой-то параметр, то он не влияет на другой параметр, потому что они не взаимосвязаны.

Альтернативная гипотеза – утверждение, противоположное нулевой гипотезе.

Отрицательный контроль –это сопутствующие эксперименты, в которых изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию.

Для чего его проводят? Чтобы установить, действительно ли независимая переменная влияет на зависимую (при описании подставляем конкретные воздействия из задания).

То есть надо независимую переменную (ту, которую меняет сам экспериментатор) теперь сделать постоянной.И всегда дописываем, что остальные параметры оставляем неизменными.

Метод микроскопия (микроскопирование)

Световой микроскоп	Электронный микроскоп
компактный	большой
дешевый	дорогой
цветное изображение	черно-белое изображение
наблюдение за живым объектом	наблюдение за мертвым объектом
легко приготовить препарат	сложно приготовить препарат, используют фиксированный препарат
можно увидеть: ткани, деление клетки, движение цитоплазмы, ядро, вакуоль, митохондрии, хлоропласты	можно увидеть: рибосомы, ЭПС, комплекс Гольджи, микротрубочки, лизосомы, ядерные поры
для создания увеличенного изображения используется световой поток. Невысокое разрешение	для создания увеличенного изображения используется пучок электронов. Высокое разрешение

Важно! Чтобы узнать, насколько увеличивается изображение при использовании светового микроскопа, надо умножить число, указанное на окуляре, на число, указанное на используемом объекте. Например, если окуляр дает 10-кратное увеличение, а объектив 12-кратное, то общее увеличение 10x12 = 120 раз.

Фазово-контрастная микроскопия – для исследования прозрачных и бесцветных объектов на основе разного светопреломления и плотности. Принцип работы: Свет от его источника проходит через исследуемые объекты, рассеивается на две части: преломленный и непреломленный свет. Благодаря этому невидимые, неконтрастные микроорганизмы, незаметные при обычном микроскопировании в световом микроскопе, становятся высоко контрастными.

биология как наука микроскоп3

Флуоресцентная микроскопия метод получения увеличенного изображения с использованием люминесценции возбуждённых атомов и молекул образца.

биология как наука микроскоп4

Некоторые биологические методы

Генеалогический метод

Применяется при составлении родословных людей, выявлении характера наследования некоторых признаков. Позволяет выяснить характер наследования (доминантный или рецессивный признак, сцеплен с полом или нет), вероятность появления признака у потомков. Как правило, генеалогический метод составляет основу для заключений при медико-генетическом консультировании.

биология как наука методы3

Центрифугирование

Разделение смесей на составные части под действием центробежной силы на основе разно плотности и молекулярной массы. Применяется при разделении органоидов клетки, легких и тяжелых фракций (составляющих) органических веществ и т.д.

биология как наука методы4

Палеонтологический

Выявляет родство между древними организмами, останки которых находятся в земной коре, в разных геологических слоях. Основной метод определения относительного возраста, стратиграфического расчленения и корреляции осадочных горных пород по последовательности заключённых в них комплексов ископаемых организмов.

биология как наука методы5

Биохимический

Анализ состава веществ, содержащихся в организме, и биохимических реакций, протекающих в его клетках.

биология как наука методы6

: Просмотров: 2547

схема --- текст -- задания -- формулировки в ЕГЭ -- биоИгра

Уровень организации - функциональное место, которое данная биологическая структура занимает в общей системе организации мира.

Молекулярный (молекулярно-генетический)

На этом уровне элементарной структурной единицей является ген (участок ДНК), а ДНК - носитель наследственной информации у всех живых организмов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ превращение энергии, передача наследственной информации.

Системы:

Биологические макромолекулы (нуклеиновые кислоты, белки, углеводы) и другие вещества (липиды, АТФ и т.п.)

Элементарные процессы:

Распад и синтез макромолекул в клетке, самосборка и матричное копирование макромолекул, генные мутации и т.д.

Субклеточный

На уровне субклеточных (надмолекулярных) структур изучают строение и функции органоидов (хромосом, митохондрий, рибосом и др.), а также включений клетки.

Система: Органоиды

Элементарные процессы: Деление полуавтономных органоидов (митохондрии, пластиды), сборка органоидов…

Клеточный

Клетка - основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система, единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Минимальная единица, которой присущи все свойства живого.

Система: Клетка

Элементарные процессы: Жизненный цикл клетки. Митоз. Мейоз. Амитоз. Метаболизм и т.д.

Тканевый

Ткань – совокупность сходных по строению клеток и межклеточного вещества, объединенных выполнением общей функции. Этот уровень присутствует только у многоклеточных организмов

Система: Ткань

Элементарные процессы: Регенерация ткани, дифференциация, специализация. и т.д.

Органный

Орган – структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей.

Система: Орган

Элементарные процессы: процессы, связанные с функциями органов: пищеварение, газообмен и т.д.

Организменный

Организм - целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных на выполнении различных функций.

Система: Особь

Элементарные процессы: процессы онтогенеза (индивидуальное развитие), включающие процессы эмбрионального и постэмбрионального развития, обмен веществ, размножение, начинается межвидовая борьба за существование и т.д.

Популяционно-видовой

Популяция – это совокупность организмов одного и того же вида, достаточно долго проживающих на определенной территории и полностью или частично изолированные от других популяций.

Вид – совокупность схожих особей, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающие плодовитое потомство.

Система: Популяция и вид

Элементарные процессы: Процессы, приводящие к видообразованию: дрейф генов, популяционные волны, дивергенция, макроэволюция и т.д.

Экосистемный (биоценотический, биогеоценотический)

Экосистема - биологическая система (биогеоценоз), состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними

Система: Биоценоз

Элементарные процессы: Круговорот веществ и энергии, межвидовые взаимодействия, передача энергии по цепям питания, сукцессии и т.д.

Биосферный

Биосфера – оболочка Земли, заселенная живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности совокупность всех биогеоценозов, включает все явления жизни на Земле.

Система: Биосфера

Элементарные процессы: Глобальный круговорот веществ, биогенная миграция атомов и превращение энергии и т.д.