Lekcijas konspekts:

1. Bioloģisko zināšanu nozīme mūsdienu pasaulē. Vispārējās bioloģijas vieta bioloģijas zinātņu sistēmā.

2. Studiju metodes.

3. “Dzīvības” jēdziens un dzīvo būtņu īpašības.

4. Dzīvo būtņu organizācijas līmeņi.

5. Bioloģijas praktiskā nozīme.

1. Bioloģisko zināšanu nozīme mūsdienu pasaulē.

BIOLOĢIJA ir zinātne par dzīvi visās tās izpausmēs un modeļos, kas pārvalda dzīvo dabu. Tās nosaukums radās, apvienojot divus grieķu vārdus: BIOS - dzīve, LOGOS - mācīšana. Šī zinātne pēta visus dzīvos organismus.

Terminu “bioloģija” zinātniskajā apritē ieviesa franču zinātnieks J. B. Lamarks 1802. gadā. Bioloģijas priekšmets ir dzīvi organismi (augi, dzīvnieki, sēnes, baktērijas), to uzbūve, funkcijas, attīstība, izcelsme, attiecības ar vidi.

Organiskajā pasaulē ir 5 valstības: baktērijas (zāle), augi, dzīvnieki, sēnītes, vīrusi. Šie dzīvie organismi tiek pētīti atbilstoši zinātnēm: bakterioloģija un mikrobioloģija, botānika, zooloģija, mikoloģija, virusoloģija. Katra no šīm zinātnēm ir sadalīta sadaļās. Piemēram, zooloģija ietver entomoloģiju, terioloģiju, ornitoloģiju, ihtioloģiju u.c. katra dzīvnieku grupa tiek pētīta pēc plāna: anatomija, morfoloģija, histoloģija, zooģeogrāfija, etoloģija utt. Papildus šīm sadaļām varat arī nosaukt: biofizika, bioķīmija, biometrija, citoloģija, histoloģija, ģenētika, ekologi, selekcija, kosmosa bioloģija, gēnu inženierija un daudzas citas.

Tādējādi mūsdienu bioloģija ir zinātņu komplekss, kas pēta dzīvās būtnes.

Bet šī diferenciācija novestu zinātni strupceļā, ja nebūtu integrētas zinātnes - vispārējā bioloģija. Tā apvieno visas bioloģijas zinātnes teorētiskajā un praktiskajā līmenī.

· Ko mācās vispārējā bioloģija?

Vispārējā bioloģija pēta dzīves modeļus visos tās organizācijas līmeņos, bioloģisko procesu un parādību mehānismus, organiskās pasaules attīstības veidus un tās racionālu izmantošanu.

· Kas var būt kopīgs visām bioloģijas zinātnēm?

Vispārīgajai bioloģijai ir vienojoša loma zināšanu sistēmā par dzīvo dabu, jo tā sistematizē iepriekš pētītus faktus, kuru kopums ļauj identificēt organiskās pasaules pamata modeļus.

· Kāds ir vispārējās bioloģijas mērķis?

Dabas saprātīgas izmantošanas, aizsardzības un atražošanas īstenošana.

2. Metodes bioloģijas apguvei.

Galvenās bioloģijas metodes ir:

novērojums(ļauj aprakstīt bioloģiskās parādības),

salīdzinājums(ļauj atrast vispārīgus modeļus dažādu organismu struktūrā un dzīves aktivitātēs),

eksperiments vai pieredze (palīdz pētniekam izpētīt bioloģisko objektu īpašības),

modelēšana(tiek simulēti daudzi procesi, kas nav pieejami tiešai novērošanai vai eksperimentālai reproducēšanai),

vēsturiskā metode (ļauj, balstoties uz datiem par mūsdienu organisko pasauli un tās pagātni, izprast dzīvās dabas attīstības procesus).

Vispārīgajā bioloģijā tiek izmantotas citu zinātņu metodes un kompleksās metodes, kas ļauj pētīt un risināt problēmas.

1. PALEONTOLOĢISKĀ metode jeb morfoloģiskā pētījuma metode. Organismu dziļā iekšējā līdzība var parādīt salīdzināmo formu radniecību (homoloģija, orgānu analoģijas, rudimentāri orgāni un atavismi).

2. SALĪDZINĀJUMS - EIBRIOLOĢISKĀ - embrionālās līdzības identificēšana, K. Bēra darbs, rekapitulācijas princips.

3. KOMPLEKSS – trīskāršā paralēlisma metode.

4. BIOĢEOGRĀFISKS – ļauj analizēt evolūcijas procesa vispārējo gaitu dažādos mērogos (floras un faunas salīdzinājums, līdzīgu formu izplatības pazīmes, reliktu formu izpēte).

5. POPULĀCIJAS – ļauj tvert dabiskās atlases virzienus, mainot pazīmju vērtību sadalījumu populācijās dažādos tās pastāvēšanas posmos vai salīdzinot dažādas populācijas.

6. IMUNOLOĢISKĀ – ļauj ar augstu precizitātes pakāpi identificēt dažādu grupu “asins attiecības”.

7. ĢENĒTISKS – ļauj noteikt salīdzināmo formu ģenētisko saderību un līdz ar to noteikt radniecības pakāpi.

Nav vienas “absolūtas” vai perfektas metodes. Ieteicams tos lietot kopā, jo tie ir viens otru papildinoši.

3. Jēdziens “dzīve” un dzīvo būtņu īpašības.

Kas ir dzīve?
Vienu no definīcijām pirms vairāk nekā 100 gadiem sniedzis F. Engelss: “Dzīve ir proteīna ķermeņu pastāvēšanas veids, neaizstājams dzīvības nosacījums ir pastāvīga vielmaiņa, ar kuras pārtraukšanu beidzas arī dzīvība.”

Saskaņā ar mūsdienu koncepcijām dzīvība ir atvērtu koloidālo sistēmu pastāvēšanas veids, kam piemīt pašregulācijas, vairošanās un attīstības īpašības, kuru pamatā ir olbaltumvielu, citu savienojumu nukleīnskābju ģeoķīmiskā mijiedarbība, ko izraisa vielu un enerģijas pārveide no ārējā vide.

Dzīve rodas un norisinās augsti organizētu integrētu bioloģisko sistēmu veidā. Biosistēmas ir organismi, to struktūrvienības (šūnas, molekulas), sugas, populācijas, biogeocenozes un biosfēra.

Dzīvām sistēmām ir vairākas kopīgas īpašības un īpašības, kas tās atšķir no nedzīvās dabas.

1. Visas biosistēmas ir raksturotas augsta sakārtotība, ko var uzturēt tikai pateicoties tajās notiekošajiem procesiem. Visu bioloģisko sistēmu sastāvā, kas atrodas virs molekulārā līmeņa, ir noteikti elementi (98% ķīmiskā sastāva veido 4 elementi: ogleklis, skābeklis, ūdeņradis, slāpeklis, un kopējā vielu masā galvenā daļa ir ūdens - vismaz 70 - 85%). Šūnas sakārtotība izpaužas faktā, ka to raksturo noteikts šūnu komponentu kopums, un biogeocenozes sakārtotība izpaužas faktā, ka tajā ietilpst noteiktas organismu funkcionālās grupas un ar tām saistītā nedzīvā vide.
2. Šūnu struktūra: Visiem dzīviem organismiem, izņemot vīrusus, ir šūnu struktūra.

3. Vielmaiņa. Visi dzīvie organismi spēj vielmaiņu ar vidi, absorbējot no tās uzturā un elpošanā nepieciešamās vielas un izvadot atkritumus. Biotisko ciklu nozīme ir tādu molekulu transformācija, kas nodrošina organisma iekšējās vides noturību un līdz ar to tās funkcionēšanas nepārtrauktību pastāvīgi mainīgos vides apstākļos (saglabājot homeostāzi).
4. Pavairošana jeb pašreproducēšana, - dzīvo sistēmu spēja atražot savu veidu. Šis process tiek veikts visos dzīvo būtņu organizācijas līmeņos;
a) DNS reduplikācija - molekulārā līmenī;
b) plastidu, centriolu, mitohondriju dublēšanās šūnā - subcelulārā līmenī;
c) šūnu dalīšanās ar mitozi - šūnu līmenī;
d) šūnu sastāva noturības saglabāšana atsevišķu šūnu reprodukcijas dēļ - audu līmenī;
e) organisma līmenī vairošanās izpaužas kā indivīdu aseksuāla vairošanās (pēcnācēju skaita palielināšanās un paaudžu nepārtrauktība tiek veikta somatisko šūnu mitotiskās dalīšanās dēļ) vai seksuāla (skaita palielināšanās). pēcnācēju un paaudžu nepārtrauktību nodrošina dzimumšūnas - gametas).
5. Iedzimtība slēpjas organismu spējā nodot savas īpašības, īpašības un attīstības īpatnības no paaudzes paaudzē. .
6. Mainīgums- tā ir organismu spēja iegūt jaunas īpašības un īpašības; tā pamatā ir izmaiņas bioloģiskajās matricās – DNS molekulās.
7. Izaugsme un attīstība. Augšana ir process, kura rezultātā mainās organisma izmērs (augšanas un šūnu dalīšanās dēļ). Attīstība ir process, kura rezultātā organismā notiek kvalitatīvas izmaiņas. Dzīvās dabas attīstība - evolūcija tiek saprasta kā neatgriezeniskas, virzītas, dabiskas izmaiņas dzīvās dabas objektos, kuras pavada adaptācijas (ierīču) iegūšana, jaunu sugu rašanās un iepriekš pastāvošo formu izzušana. Matērijas dzīvās eksistences formas attīstību attēlo individuālā attīstība jeb ontoģenēze un vēsturiskā attīstība jeb filoģenēze.
8. Fitness. Tā ir atbilstība starp biosistēmu īpašībām un tās vides īpašībām, ar kuru tās mijiedarbojas. Pielāgošanās spēju nevar panākt vienreiz un uz visiem laikiem, jo ​​vide pastāvīgi mainās (tostarp biosistēmu ietekmes un to evolūcijas dēļ). Tāpēc visas dzīvās sistēmas spēj reaģēt uz vides izmaiņām un pielāgoties daudzām no tām. Pateicoties to evolūcijai, tiek veiktas bioloģisko sistēmu ilgtermiņa adaptācijas. Šūnu un organismu īslaicīgas adaptācijas tiek nodrošinātas to uzbudināmības dēļ.
9 . Aizkaitināmība. Dzīvo organismu spēja selektīvi reaģēt uz ārējām vai iekšējām ietekmēm. Daudzšūnu dzīvnieku reakcija uz kairinājumu notiek caur nervu sistēmu un tiek saukta par refleksu. Arī organismiem, kuriem nav nervu sistēmas, trūkst refleksu. Šādos organismos reakcija uz kairinājumu notiek dažādos veidos:
a) taksometri ir virzītas ķermeņa kustības uz stimulu (pozitīvie taksi) vai prom no tā (negatīvi). Piemēram, fototakss ir kustība pret gaismu. Ir arī ķemotakss, termotakss utt.;
b) tropismi - virzīta augu organisma daļu augšana attiecībā pret stimulu (ģeotropisms - auga sakņu sistēmas augšana virzienā uz planētas centru; heliotropisms - dzinumu sistēmas augšana pret Sauli, pret gravitāciju);
c) nejaukas - augu daļu kustības attiecībā pret stimulu (lapu kustība diennakts gaišajā laikā atkarībā no Saules stāvokļa debesīs vai, piemēram, zieda vainaga atvēršanās un aizvēršanās).
10 . Diskrētums (sadalījums daļās). Atsevišķs organisms vai cita bioloģiskā sistēma (suga, biocenoze u.c.) sastāv no atsevišķām izolētām, t.i., izolētām vai telpā norobežotām, bet tomēr savienotām un savstarpēji mijiedarbojoties, veidojot strukturālu un funkcionālu vienotību. Šūnas sastāv no atsevišķām organellām, audi - no šūnām, orgāni - no audiem utt. Šis īpašums ļauj nomainīt daļu, neapturot visas sistēmas darbību un iespēju specializēt dažādas daļas dažādām funkcijām.
11. Autoregulācija- dzīvo organismu, kas dzīvo nepārtraukti mainīgos vides apstākļos, spēja saglabāt sava ķīmiskā sastāva noturību un fizioloģisko procesu intensitāti - homeostāzi. Pašregulāciju nodrošina regulējošo sistēmu darbība - nervu, endokrīno, imūno uc Bioloģiskajās sistēmās supraorganismu līmenī pašregulācija tiek veikta, pamatojoties uz starporganismu un starppopulāciju attiecībām.
12 . Ritms. Bioloģijā ritmiskums tiek saprasts kā periodiskas fizioloģisko funkciju un veidošanās procesu intensitātes izmaiņas ar dažādiem svārstību periodiem (no dažām sekundēm līdz gadam un gadsimtam).
Ritms ir vērsts uz ķermeņa funkciju saskaņošanu ar vidi, tas ir, uz pielāgošanos periodiski mainīgajiem eksistences apstākļiem.
13. Enerģijas atkarība. Dzīvie ķermeņi ir sistēmas, kas ir “atvērtas” enerģijai. Ar “atvērtām” sistēmām mēs saprotam dinamiskas, t.i., sistēmas, kas nav miera stāvoklī, stabilas tikai ar nosacījumu, ka enerģijai un matērijai ir nepārtraukta piekļuve no ārpuses. Tādējādi dzīvie organismi pastāv tik ilgi, kamēr tie saņem enerģiju pārtikas veidā no vides.

14. Godīgums- dzīvā viela tiek organizēta noteiktā veidā, ievērojot vairākus tai raksturīgus īpašus likumus.

4. Dzīvās vielas organizācijas līmeņi.

Visā dzīvās dabas daudzveidībā var izdalīt vairākus dzīvo būtņu organizācijas līmeņus.Mācību filmas “Dzīvo būtņu organizācijas līmeņi” skatīšanās un, pamatojoties uz to, īsa fona kopsavilkuma sastādīšana.

1. Molekulārā.Jebkura dzīvā sistēma neatkarīgi no tā, cik sarežģīta tā ir sakārtota, sastāv no bioloģiskām makromolekulām: nukleīnskābēm, olbaltumvielām, polisaharīdi, kā arī citas svarīgas organiskas vielas. No šī līmeņa sākas dažādi organisma dzīvībai svarīgi procesi: vielmaiņa un enerģijas pārvēršana, iedzimtas informācijas nodošana utt.

2. Mobilais.Šūna - strukturāla un funkcionāla vienība, kā arī visu uz Zemes dzīvojošo dzīvo organismu attīstības vienība. Šūnu līmenī informācijas nodošana un vielu un enerģijas transformācija ir saistīta.

5. Biogeocenotisks. Biogeocenoze - dažādu sugu organismu kopums un dažādas sarežģītības organizācija ar vides faktoriem. Dažādu sistemātisku grupu organismu kopīgas vēsturiskās attīstības procesā veidojas dinamiskas, stabilas kopienas.

6. Biosfēra.Biosfēra - visa kopums biogeocenozes, sistēma, kas aptver visas dzīvības parādības uz mūsu planētas. Šajā līmenī notiek vielu cirkulācija un enerģijas pārveide, kas saistīta ar visu dzīvo organismu dzīvībai svarīgo darbību.

5. Vispārējās bioloģijas praktiskā nozīme.

o BIOTEHNOLOĢIJĀ – proteīnu biosintēze, antibiotiku, vitamīnu, hormonu sintēze.

o LAUKSAIMNIECĪBĀ – augsti produktīvu dzīvnieku šķirņu un augu šķirņu izlase.

o MIKROORGANISMU IZLASĒ.

o DABAS AIZSARDZĪBĀ – dabas resursu racionālas un saprātīgas izmantošanas metožu izstrāde un ieviešana.

Kontroles jautājumi:

1. Definējiet "bioloģiju". Kurš ierosināja šo terminu?

2. Kāpēc mūsdienu bioloģija tiek uzskatīta par sarežģītu zinātni? No kādām apakšnodaļām sastāv mūsdienu bioloģija?

3. Kādas speciālās zinātnes var atšķirt bioloģijā? Sniedziet viņiem īsu aprakstu.

4. Kādas pētījumu metodes izmanto bioloģijā?

5. Sniedziet jēdziena “dzīve” definīciju.

6. Kāpēc dzīvos organismus sauc par atvērtām sistēmām?

7. Uzskaitiet dzīvo būtņu galvenās īpašības.

8. Kā dzīvie organismi atšķiras no nedzīviem ķermeņiem?

9. Kādi organizācijas līmeņi ir raksturīgi dzīvai vielai?

Kad mēs runājam par bioloģiju, mēs runājam par zinātni, kas nodarbojas ar visu dzīvo būtņu izpēti. Tiek pētītas visas dzīvās būtnes, ieskaitot to dzīvotni. No šūnu struktūras līdz sarežģītiem bioloģiskiem procesiem, tas viss ir bioloģijas priekšmets. Apsvērsim pētījumu metodes bioloģijā, kas pašlaik tiek izmantoti.

Bioloģiskās izpētes metodes ietver:

• Empīriskās/eksperimentālās metodes
• Aprakstošās metodes
• Salīdzinošās metodes
• Statistikas metodes
• Modelēšana
• Vēsturiskās metodes

Empīriskās metodes sastāv no tā, ka pieredzes objekts tiek pakļauts izmaiņām tā pastāvēšanas apstākļos, un pēc tam tiek ņemti vērā iegūtie rezultāti. Eksperimenti ir divu veidu atkarībā no tā, kur tie tiek veikti: laboratorijas eksperimenti un lauka eksperimenti. Lauka eksperimentu veikšanai tiek izmantoti dabas apstākļi, un laboratorijas eksperimentu veikšanai tiek izmantots īpašs laboratorijas aprīkojums.

Aprakstošās metodes ir balstīti uz novērojumiem, kam seko parādības analīze un apraksts. Šī metode ļauj izcelt bioloģisko parādību un sistēmu iezīmes. Šī ir viena no senākajām metodēm.

Salīdzinošās metodes nozīmē iegūto faktu un parādību salīdzināšanu ar citiem faktiem un parādībām. Informācija tiek iegūta novērojot. Pēdējā laikā ir kļuvis populārs izmantot monitoringu. Monitorings ir pastāvīga novērošana, kas ļauj apkopot datus, uz kuru pamata tiks veikta analīze un pēc tam prognozēšana.

Statistikas metodes pazīstamas arī kā matemātiskās metodes, un tiek izmantotas eksperimenta laikā iegūto skaitlisko datu apstrādei. Turklāt šī metode tiek izmantota, lai nodrošinātu noteiktu datu ticamību.

ModelēšanaŠī ir metode, kas pēdējā laikā uzņem apgriezienus un ietver darbu ar objektiem, attēlojot tos modeļos. To, ko nevar analizēt un izpētīt pēc eksperimenta, var uzzināt, izmantojot modelēšanu. Daļēji tiek izmantota ne tikai parastā modelēšana, bet arī matemātiskā modelēšana.

Vēsturiskās metodes ir balstīti uz iepriekšējo faktu izpēti un ļauj mums noteikt esošos modeļus. Bet, tā kā viena metode ne vienmēr ir pietiekami efektīva, ir ierasts šīs metodes apvienot, lai iegūtu labākus rezultātus.

Tāpēc mēs apskatījām galvenās bioloģijas pētījumu metodes. Mēs ļoti ceram, ka šis raksts jums likās interesants un informatīvs. Noteikti rakstiet savus jautājumus un komentārus komentāros.

Bioloģija rūpējas par visām dzīvajām būtnēm un jo īpaši par cilvēkiem, un Ursosan (http://www.ursosan.ru/) rūpējas par viņa aknām. Ursosan palīdzēs ārstēšanā

Praktiskā nodarbība Nr.1

Tēma: “Pētniecības metodes bioloģijā”

Mērķis: izpētīt bioloģijā izmantojamās fundamentālās pētniecības metodes; iemācīties izmantot iegūtās zināšanas konkrētu problēmu risināšanā

Teorētiskie noteikumi

Bioloģija pēta dzīvās sistēmas, izmantojot dažādas metodes. Galvenās ir novērošana un eksperiments, svarīgas ir aprakstošās, salīdzinošās un vēsturiskās metodes; Pašlaik statistikas metodēm un modelēšanas metodēm ir arvien lielāka nozīme bioloģijā.

Novērošana- jebkura dabaszinātņu pētījuma sākumpunkts. Bioloģijā tas ir īpaši pamanāms, jo tās izpētes objekts ir cilvēks un viņam apkārt esošā dzīvā daba. Novērošana kā informācijas vākšanas metode hronoloģiski ir pati pirmā izpētes tehnika, kas parādījās bioloģijas, pareizāk sakot, tās priekšteces dabas vēstures arsenālā. Un tas nav pārsteidzoši, jo novērošanas pamatā ir cilvēka maņu spējas (sajūta, uztvere, reprezentācija).

Novērojumi var būt tieši vai netieši, tos var veikt ar vai bez tehniskām ierīcēm. Tādējādi ornitologs redz putnu caur binokli un var to sadzirdēt vai ar ierīci var ierakstīt skaņas ārpus cilvēka ausij dzirdamā diapazona; histologs novēro fiksētu un iekrāsotu audu daļu, izmantojot mikroskopu, un, teiksim, molekulārbiologam novērojums var būt fermenta koncentrācijas izmaiņu reģistrēšana mēģenē.

Novērošanā svarīga ir ne tikai novērotāja precizitāte, precizitāte un aktivitāte, bet arī viņa objektivitāte, zināšanas un pieredze, pareiza tehnisko līdzekļu izvēle. Problēmas formulējums paredz arī novērojumu plāna esamību, t.i. to plānošana.

Eksperimentālā metode Dabas parādību izpēte ir saistīta ar aktīvu ietekmi uz tām, veicot eksperimentus (eksperimentus) kontrolētos apstākļos. Šī metode ļauj pētīt parādības izolēti un panākt rezultātu atkārtojamību, reproducējot vienādus apstākļus. Eksperiments sniedz dziļāku ieskatu bioloģisko parādību būtībā nekā citas pētniecības metodes. Pateicoties eksperimentiem, dabaszinātne kopumā un jo īpaši bioloģija sasniedza dabas pamatlikumu atklāšanu. Eksperimentālā metode kalpo ne tikai eksperimentu veikšanai, atbilžu iegūšanai uz uzdotajiem jautājumiem, bet arī sākumā pieņemtās hipotēzes pareizības pierādīšanai vai ļauj to labot.

Pilns eksperimentālo pētījumu cikls sastāv no vairākiem posmiem. Tāpat kā novērošana, arī eksperiments paredz skaidri formulēta pētījuma mērķa, plāna klātbūtni un ir balstīts uz iepriekš iestatītiem iestatījumiem, t.i. sākuma pozīcijas. Tāpēc, uzsākot eksperimentu, ir jānosaka tā mērķi un uzdevumi un jādomā par iespējamiem rezultātiem. Zinātniskais eksperiments ir labi jāsagatavo un rūpīgi jāveic. Turklāt eksperimentam ir nepieciešama noteikta pētnieku kvalifikācija, kas to veic.

Otrajā posmā tiek izvēlēti specifiski tehniskās īstenošanas un kontroles paņēmieni un līdzekļi. Pēdējā pusgadsimtā bioloģijā ir plaši izmantotas matemātiskās plānošanas un eksperimentēšanas metodes. Pēc tam eksperimenta rezultāti tiek interpretēti, kas ļauj tos interpretēt. Tādējādi eksperimentālo rezultātu izstrāde, dizains un interpretācija daudz vairāk ir atkarīga no teorijas, nevis no novērojumu datu meklēšanas un interpretācijas.

Savācot faktu materiālu, tas, pirmkārt, ir jāapraksta. Tāpēc bioloģiskajiem novērojumiem vienmēr ir pievienots pētāmā objekta apraksts. Zem empīriskā apraksts tiek saprasts kā "informācijas par novērojumā sniegtajiem objektiem ierakstīšana dabiskā vai mākslīgā valodā". Tas nozīmē, ka novērojuma rezultātu var aprakstīt skaitliskā izteiksmē, ar formulām, kā arī vizuāli – ar zīmējumu, diagrammu, grafiku palīdzību. Novērošanas rezultātā iegūtais fakts var būt neviennozīmīgs, jo tas ir atkarīgs no daudziem apkārtējiem apstākļiem un sevī sevī ir novērotāja, notikuma vietas un laika nospiedums. Tāpēc, stingri ņemot, tikai no fakta klātbūtnes tā patiesība neizriet. Citiem vārdiem sakot, fakti ir jāinterpretē.

Darbs pie dzīvās dabas aprakstīšanas, kas veikts 16.–17.gs. bioloģijā, bija liela nozīme tās attīstībā. Viņa pavēra ceļu dzīvnieku un augu organismu sistematizēšanai, parādot visu to daudzveidību. Turklāt šī darbība būtiski paplašināja informāciju par dzīvo organismu formām un iekšējo uzbūvi.

Vēlāk pamatu veidoja aprakstošā metodesalīdzinošā un vēsturiskā bioloģijas metodes. Var salīdzināt pareizi sastādītus aprakstus, kas ražoti dažādās vietās dažādos laikos. Tas ļauj salīdzināt organismu un to daļu līdzības un atšķirības. Atrodot dažādām parādībām kopīgus modeļus, un viņa rīcībā ir atbilstoši apraksti, biologs var salīdzināt vienas un tās pašas bioloģiskās sugas gliemju čaumalu izmērus mūsdienās un Lamarka apstākļos, aļņu uzvedību Sibīrijā un Aļaskā, šūnu kultūru augšanu zemā līmenī. un augsta temperatūra, un tā tālāk. Tāpēc salīdzinošā metode kļuva plaši izplatīta jau 18. gadsimtā. Sistemātika tika balstīta uz tās principiem un tika izdarīts viens no lielākajiem vispārinājumiem - tika izveidota šūnu teorija.

Vēsturisks dabas parādību izpētes metode noskaidro bioloģisko sistēmu parādīšanās un attīstības modeļus, to struktūras un funkciju veidošanos; ir pamats evolūcijas teorijas radīšanai. Ieviešot šo metodi, bioloģijā notika kvalitatīvas izmaiņas: no tīri aprakstošas ​​zinātnes tā sāka pārveidoties par skaidrojošu zinātni.

StatistikasDabas parādību izpētes metode balstās uz informācijas vākšanu, mērīšanu un analīzi.

Metodemodelēšana ir noteikta procesa vai parādības izpēte, rekonstruējot to (vai tā īpašības) modeļa veidā.

Šīs metodes neizsmeļ visu bioloģijā izmantoto metožu arsenālu. Katrai bioloģijas zinātnei ir savas metodes tās apguvei. Piemēram, mikrobioloģijā tiek izmantotas mikroskopiskās metodes, mikroorganismu kultivēšana un sterilizācijas metodes; ģenētikā - dvīņu, hibridoloģiskais, fenoģenētiskais, populācijas un citi, par kuriem sīkāk tiks runāts turpmākajās nodarbībās.

Zinātniskās izpētes galvenie posmi ir šādi:

Problēmas formulēšana.

Studiju tēmas, mērķu un uzdevumu formulēšana.

Hipotēžu izvirzīšana (zinātniskie pieņēmumi).

Eksperimenta plānošana, izpētes metožu izvēle.

Pētījuma praktiskās daļas vadīšana, kvalitatīvo un kvantitatīvo rezultātu fiksēšana.

Lai nodrošinātu uzticamību, atkārtojiet eksperimentu vairākas reizes.

Iegūto rezultātu apstrāde.

Iegūto rezultātu analīze.

Secinājumu formulēšana, hipotēžu pārbaude.

Neatrisināto jautājumu loka noteikšana.

Pētījuma rezultātu prezentācija.

Pamatojoties uz eksperimentālu datu vai zinātnisku faktu analīzi (notikumi vai parādības, kas ir precīzi konstatēti un atkārtoti apstiprināti daudzu zinātnieku pētījumos), teorija (vispārīgāko zināšanu sistēma noteiktā zinātnes jomā) vai likums. var formulēt - verbāls un/vai matemātiski formulēts apgalvojums, kas apraksta sakarības, sakarības starp dažādiem zinātniskiem jēdzieniem, kas ierosināts kā faktu skaidrojums un šajā posmā zinātnieku aprindās pieņemts kā atbilstošs eksperimentālajiem datiem.

Uzdevumi

2. Izmantojot tabulu “Bioloģijā svarīgākie datumi” (1.pielikums), aizpildiet tabulas ceturto aili, norādot 2-3 katras metodes izmantošanas piemērus.

3. Izvēlieties trīs svarīgākos (no jūsu viedokļa) attīstības notikumus:

- mikrobioloģija;

- citoloģija;

- ģenētika.

4. Laboratorijā tika pētīta temperatūras ietekme uz baktēriju augšanu. Pēc eksperimenta tika iegūti šādi dati: 5ºC temperatūrā baktēriju skaits bija 30, 48ºC – 140, 70ºC – 280, 80ºC – 279, 100ºC – 65. Šos datus atspoguļo tabulā un grafikā. . Aprakstiet iegūto modeli. Nosakiet optimālo attīstības temperatūru šāda veida baktērijām.

5. Izstrādājiet aptuvenu eksperimentālu plānu, lai izpētītu jebkura jūsu izvēlētā pārtikas produkta bojāšanās cēloņus, iekļaujot nepieciešamos punktus:

- īss objekta apraksts, problēmas izklāsts, hipotēzes formulēšana;

- darba mērķis un uzdevumi;

- faktori, kurus vēlaties izpētīt;

- izvades parametri un to kontroles metodes, kuras vēlaties izmantot;

- katra eksperimenta atkārtojumu skaits;

- iespējamie varianti iegūto datu prezentēšanai;

- jūsu rezultātu iespējamā zinātniskā un praktiskā vērtība.

Bioloģija: mācību grāmata studentiem. medus. speciālists. universitātes: 2 grāmatās. / [V.N. Jarigins, V.I. Vasiļjeva, I.N. Volkovs, V.V. Sinelščikova] ; rediģēja V.N. Yarygina, 1. grāmata. - 6. izd., dzēsts. - M.: Augstskola, 2004. - 429 lpp.

Bioloģija: mācību grāmata studentiem. medus. speciālists. universitātes: 2 grāmatās. / [V.N. Jarigins, V.I. Vasiļjeva, I.N. Volkovs, V.V. Sinelščikova] ; rediģēja V.N. Jarigina, 2. grāmata. – 6. izd., dzēsts. – M.: Augstskola, 2004. – 331 lpp. 27

Teilors, D. Bioloģija: 3 sējumos / D. Teilors, N. Grīns, V. Stouts; rediģēja R. Sopers; josla no angļu valodas, T.1. – M.: Mir, 2001. – 454 lpp.

Teilors, D. Bioloģija: 3 sējumos / D. Teilors, N. Grīns, V. Stouts; rediģēja R. Sopers; josla no angļu valodas, T.2. - M.: Mir, 2002. - 436 lpp.

Teilors, D. Bioloģija: 3 sējumos / D. Teilors, N. Grīns, V. Stouts; rediģēja R. Sopers; josla no angļu valodas, T.3. – M.: Mir, 2002. – 451 lpp.

Levitina T.P. Vispārīgā bioloģija: jēdzienu un terminu vārdnīca. Sanktpēterburga: Paritet, 2002. – 538 lpp.

Bioloģija [Elektroniskais resurss]. - Piekļuves režīms: http://bse.sci-lib.com/article118100.html

Bioloģija [Elektroniskais resurss]. - Piekļuves režīms: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E8%EE%EB%EE%E3%E8%FF

Panteļejevs, M. Bioloģiskā sarežģītība ir mūsdienu bioloģijas galvenā problēma [Elektroniskais resurss]. - Piekļuves režīms: http://www.gazeta.ru/science/2011/08/14_a_3733061.shtml

Projekts “Visa bioloģija” [Elektroniskais resurss]. - Piekļuves režīms: http://sbio.info/

1.pielikums

Katras zinātnes galvenais uzdevums ir izveidot precīzu, pārbaudītu zināšanu sistēmu, kuras pamatā ir fakti, kurus var apstiprināt vai, gluži pretēji, atspēkot. Arī bioloģijā: iegūtos datus nemitīgi apšauba un pieņem tikai tad, kad par tiem ir būtiski pierādījumi.

Mūsdienās šī zinātne ņem vērā visas dzīvās sistēmas. Lai detalizēti izpētītu to organizāciju un darbību, izcelsmi, izplatību, kā arī attīstību un saikni savā starpā, lai izprastu un izceltu noteiktus modeļus, bioloģijā tiek izmantotas šādas pētījumu metodes:

1. Salīdzinošais - ļauj pētīt, salīdzinot dzīvo organismu, kā arī to daļu līdzības un atšķirības. Iegūtie dati ļauj apvienot augus un dzīvniekus grupās. Šī metode tika izmantota, lai izveidotu sistemātiku un apstiprinātu evolūcijas teoriju. Pašlaik to izmanto gandrīz visās šīs zinātnes jomās.

2. Aprakstošās pētījumu metodes bioloģijā (novērošana, statistika) - ļauj analizēt un aprakstīt dzīvajā dabā sastopamās parādības, salīdzināt tās, atrodot noteiktus modeļus, kā arī vispārināt, atklāt jaunas sugas, klases utt. Šīs metodes sāka izmantot senos laikos, taču mūsdienās tās nav zaudējušas savu aktualitāti un tiek plaši izmantotas botānikā, etoloģijā, zooloģijā u.c.

3. Vēsturiskais - ļauj identificēt dzīvo sistēmu veidošanās un attīstības modeļus, to struktūras un funkcijas un salīdzināt tos ar iepriekš zināmiem faktiem. Šo metodi izmantoja Čārlzs Darvins, lai izveidotu savu teoriju, un tā veicināja bioloģijas pārveidi no aprakstošas ​​uz skaidrojošu zinātni.

4. Eksperimentāls bioloģijā:

a) modelēšana - ļauj izpētīt jebkuru procesu vai parādību, kā arī evolūcijas virzienus, atjaunojot tos modeļa veidā, izmantojot mūsdienu tehnoloģijas un aprīkojumu;

b) eksperiments (pieredze) - mākslīga situācijas radīšana kontrolētos apstākļos, kas palīdz atklāt dziļi slēptās dzīvo objektu īpašības. Šī metode atvieglo fenomenu izpēti izolēti, pateicoties kuriem ir iespējams panākt rezultātu atkārtošanos, reproducējot šīs pašas parādības tādos pašos apstākļos.

Eksperimentālās metodes bioloģijā kalpo ne tikai eksperimentu veikšanai un atbilžu iegūšanai uz interesējošiem jautājumiem, bet arī materiāla izpētes sākumā izvirzītās hipotēzes pareizības noteikšanai, kā arī tās labošanai darba procesā.

Divdesmitajā gadsimtā šīs pētniecības metodes kļuva par vadošajām šajā zinātnē, pateicoties modernu eksperimentu veikšanas iekārtu, piemēram, tomogrāfa, elektronu mikroskopa u.c., parādīšanās.

Šobrīd eksperimentālajā bioloģijā plaši tiek izmantotas bioķīmiskās metodes, hromatogrāfija, kā arī ultraplānu griezumu tehnika, dažādas kultivēšanas metodes un daudzas citas.

Eksperimentālās metodes apvienojumā ar sistēmisku pieeju ir paplašinājušas kognitīvās spējas un pavērušas jaunus ceļus zināšanu pielietošanai gandrīz visās cilvēka darbības jomās.

Tie, kas uzskaitīti bioloģijā, neizsmeļ visu veidu arsenālu, kā iegūt zināšanas zinātnē, tāpēc starp tiem nevar novilkt stingru robežu. Lietojot viens ar otru kombinācijā, tie ļauj īsā laika periodā atklāt jaunas parādības un īpašības dzīvās sistēmās, kā arī noteikt to rašanās, attīstības un funkcionēšanas modeļus.

Pilnīgs bioloģijas ceļvedis, lai sagatavotos vienotajam valsts eksāmenam

Bioloģija kā zinātne, tās sasniegumi, pētījumu metodes, saiknes ar citām zinātnēm. Bioloģijas loma cilvēka dzīvē un praktiskajā darbībā

Šīs sadaļas eksāmenu darbos pārbaudītie termini un jēdzieni: hipotēze, pētījuma metode, zinātne, zinātnisks fakts, pētījuma objekts, problēma, teorija, eksperiments.

Bioloģija- zinātne, kas pēta dzīvo sistēmu īpašības. Tomēr definēt, kas ir dzīvā sistēma, ir diezgan grūti. Tāpēc zinātnieki ir noteikuši vairākus kritērijus, pēc kuriem organismu var klasificēt kā dzīvo. Galvenie no šiem kritērijiem ir vielmaiņa jeb vielmaiņa, pašvairošanās un pašregulācija. Atsevišķa nodaļa tiks veltīta šo un citu dzīvo būtņu kritēriju (vai) īpašību apspriešanai.

Koncepcija zinātne tiek definēta kā "cilvēka darbības sfēra objektīvu zināšanu iegūšanai un sistematizēšanai par realitāti". Saskaņā ar šo definīciju zinātnes objekts - bioloģija ir dzīvi visās tās izpausmēs un formās, kā arī uz dažādām līmeņi .

Katra zinātne, tostarp bioloģija, izmanto noteiktus metodes pētījumiem. Dažas no tām ir universālas visām zinātnēm, piemēram, novērošana, hipotēžu izvirzīšana un pārbaude, teoriju veidošana. Citas zinātniskās metodes var izmantot tikai noteiktas zinātnes. Piemēram, ģenētiķiem ir ģenealoģiskā metode cilvēku ciltsrakstu izpētei, selekcionāriem – hibridizācijas metode, histologiem – audu kultūras metode utt.

Bioloģija ir cieši saistīta ar citām zinātnēm – ķīmiju, fiziku, ekoloģiju, ģeogrāfiju. Pati bioloģija iedalās daudzās īpašās zinātnēs, kas pēta dažādus bioloģiskos objektus: augu un dzīvnieku bioloģiju, augu fizioloģiju, morfoloģiju, ģenētiku, sistemātiku, selekciju, mikoloģiju, helmintoloģiju un daudzas citas zinātnes.

Metode- tas ir pētniecības ceļš, ko zinātnieks iet, risinot jebkuru zinātnisku uzdevumu vai problēmu.

Galvenās zinātnes metodes ir šādas:

Modelēšana– metode, kurā tiek izveidots noteikts objekta attēls, modelis, ar kura palīdzību zinātnieki iegūst nepieciešamo informāciju par objektu. Piemēram, nosakot DNS molekulas struktūru, Džeimss Vatsons un Frensiss Kriks no plastmasas elementiem izveidoja modeli - DNS dubultspirāli, kas atbilst rentgena un bioķīmisko pētījumu datiem. Šis modelis pilnībā atbilda DNS prasībām. ( Skatīt sadaļu Nukleīnskābes.)

Novērošana- metode, ar kuras palīdzību pētnieks vāc informāciju par objektu. Vizuāli var novērot, piemēram, dzīvnieku uzvedību. Varat izmantot instrumentus, lai novērotu izmaiņas, kas notiek dzīvos objektos: piemēram, veicot kardiogrammu dienas laikā vai mērot teļa svaru mēneša laikā. Var novērot sezonālās izmaiņas dabā, dzīvnieku molēšanu u.c. Novērotāja izdarītos secinājumus pārbauda vai nu ar atkārtotiem novērojumiem, vai ar eksperimentu.

Eksperiments (pieredze)- metode, ar kuras palīdzību tiek pārbaudīti novērojumu un pieņēmumu rezultāti, hipotēzes . Eksperimentu piemēri ir dzīvnieku vai augu krustošana, lai iegūtu jaunu šķirni vai šķirni, jaunu zāļu testēšana, šūnu organellu nozīmes noteikšana utt. Eksperiments vienmēr ir jaunu zināšanu iegūšana caur pieredzi.

Problēma– jautājums, uzdevums, kas prasa risinājumu. Problēmas risināšana noved pie jaunu zināšanu iegūšanas. Zinātniskā problēma vienmēr slēpj kaut kādas pretrunas starp zināmo un nezināmo. Lai atrisinātu problēmu, zinātniekam ir jāapkopo fakti, jāanalizē un jāsistematizē. Problēmas piemērs varētu būt šāds: “Kā organismi pielāgojas savai videi?” vai "Kā es varu sagatavoties nopietniem eksāmeniem pēc iespējas īsākā laikā?"

Problēmu var būt diezgan grūti formulēt, taču ikreiz, kad rodas grūtības vai pretruna, problēma parādās.

Hipotēze– pieņēmums, provizorisks izvirzītās problēmas risinājums. Izvirzot hipotēzes, pētnieks meklē attiecības starp faktiem, parādībām un procesiem. Tāpēc hipotēze visbiežāk izpaužas kā pieņēmums: "ja ... tad." Piemēram, “Ja augi gaismā ražo skābekli, tad mēs to varam noteikt ar gruzdošas šķembas palīdzību, jo skābeklim ir jāatbalsta degšana. Hipotēze tiek pārbaudīta eksperimentāli. (Skatīt sadaļu Hipotēzes par dzīvības izcelsmi uz Zemes.)

Teorija ir galveno ideju vispārinājums jebkurā zinātnes zināšanu jomā. Piemēram, evolūcijas teorija apkopo visus uzticamos zinātniskos datus, ko pētnieki ieguvuši daudzu gadu desmitu laikā. Laika gaitā teorijas tiek papildinātas ar jauniem datiem un izstrādātas. Dažas teorijas var atspēkot ar jauniem faktiem. Patiesas zinātniskas teorijas apstiprina prakse. Piemēram, G. Mendela ģenētiskā teorija un T. Morgana hromosomu teorija ir apstiprināta ar daudziem eksperimentāliem pētījumiem dažādās pasaules valstīs. Mūsdienu evolūcijas teorija, lai arī ir atradusi daudzus zinātniski pierādītus apstiprinājumus, tomēr sastopas ar pretiniekiem, jo ne visus tā noteikumus var apstiprināt ar faktiem pašreizējā zinātnes attīstības stadijā.

Īpašas zinātniskās metodes bioloģijā ir:

Ģenealoģiskā metode– izmanto cilvēku ciltsrakstu sastādīšanā, nosakot noteiktu pazīmju pārmantojamības raksturu.

Vēsturiskā metode– attiecību nodibināšana starp faktiem, procesiem un parādībām, kas notikušas vēsturiski ilgā laika periodā (vairākus miljardus gadu). Evolūcijas doktrīna attīstījās lielā mērā pateicoties šai metodei.

Paleontoloģiskā metode- metode, kas ļauj noskaidrot attiecības starp seniem organismiem, kuru atliekas atrodas zemes garozā, dažādos ģeoloģiskos slāņos.

Centrifugēšana– maisījumu sadalīšana sastāvdaļās centrbēdzes spēka ietekmē. To izmanto šūnu organellu, organisko vielu vieglo un smago frakciju (komponentu) atdalīšanai utt.

Citoloģiski vai citoģenētiski, – šūnas uzbūves, tās struktūru izpēte, izmantojot dažādus mikroskopus.

Bioķīmiskais– organismā notiekošo ķīmisko procesu izpēte.

Katra privātā bioloģijas zinātne (botānika, zooloģija, anatomija un fizioloģija, citoloģija, embrioloģija, ģenētika, selekcija, ekoloģija un citas) izmanto savas specifiskākas pētniecības metodes.

Katrai zinātnei ir sava objekts un jūsu pētījuma priekšmets. Bioloģijā studiju objekts ir DZĪVE. Dzīvības nesēji ir dzīvi ķermeņi. Visu, kas saistīts ar viņu eksistenci, pēta bioloģija. Zinātnes priekšmets vienmēr ir nedaudz šaurāks un ierobežotāks nekā objekts. Tā, piemēram, kāds no zinātniekiem interesējas vielmaiņa organismiem. Tad studiju objekts būs dzīve, bet mācību priekšmets – vielmaiņa. No otras puses, vielmaiņa var būt arī izpētes objekts, bet tad pētījuma priekšmets būs viens no tā raksturlielumiem, piemēram, olbaltumvielu, vai tauku, vai ogļhidrātu vielmaiņa. To ir svarīgi saprast, jo... jautājumi par to, kas ir konkrētas zinātnes izpētes objekts, atrodami eksāmena jautājumos. Turklāt tas ir svarīgi tiem, kas nākotnē nodarbosies ar zinātni.

UZDEVUMU PIEMĒRI

A daļa

A1. Bioloģija kā zinātne studē

1) vispārīgas augu un dzīvnieku uzbūves pazīmes

2) dzīvās un nedzīvās dabas attiecības

3) dzīvās sistēmās notiekošie procesi

4) dzīvības izcelsme uz Zemes

A2. I.P. Pavlovs savā darbā par gremošanu izmantoja šādu pētniecības metodi:

1) vēsturiskā 3) eksperimentālā

2) aprakstošs 4) bioķīmisks

A3. Čārlza Darvina pieņēmums, ka katrai mūsdienu sugai vai sugu grupai bija kopīgi priekšteči, ir šāds:

1) teorija 3) fakts

2) hipotēze 4) pierādījums

A4. Embrioloģijas pētījumi

1) ķermeņa attīstība no zigotas līdz dzimšanai

2) olas uzbūve un funkcijas

3) cilvēka pēcdzemdību attīstība

4) ķermeņa attīstība no dzimšanas līdz nāvei

A5. Hromosomu skaitu un formu šūnā nosaka pētījumi

1) bioķīmiskā 3) centrifugēšana

2) citoloģiskā 4) salīdzinošā

A6. Atlase kā zinātne atrisina problēmas

1) jaunu augu un dzīvnieku šķirņu šķirņu veidošana

2) biosfēras saglabāšana

3) agrocenožu veidošana

4) jaunu mēslošanas līdzekļu radīšana

A7. Iezīmju pārmantošanas modeļi cilvēkiem tiek noteikti ar šo metodi

1) eksperimentālā 3) ģenealoģiskā

2) hibridoloģiskais 4) novērojums

A8. Zinātnieka, kurš pēta hromosomu smalkās struktūras, specialitāti sauc:

1) selekcionārs 3) morfologs

2) citoģenētiķis 4) embriologs

A9. Sistemātika ir zinātne, kas nodarbojas ar

1) organismu ārējās uzbūves izpēte

2) ķermeņa funkciju izpēte

3) sakarību noteikšana starp organismiem

4) organismu klasifikācija

B daļa

IN 1. Uzskaitiet trīs funkcijas, kuras veic mūsdienu šūnu teorija

1) Eksperimentāli apstiprina zinātniskos datus par organismu uzbūvi

2) Prognozē jaunu faktu un parādību rašanos

3) Raksturo dažādu organismu šūnu uzbūvi

4) Sistematizē, analizē un skaidro jaunus faktus par organismu šūnu uzbūvi

5) Izvirza hipotēzes par visu organismu šūnu uzbūvi

6) Izveido jaunas metodes šūnu pētīšanai

C daļa

C1. Franču zinātnieks Luiss Pastērs kļuva slavens kā “cilvēces glābējs”, pateicoties vakcīnu radīšanai pret infekcijas slimībām, tostarp trakumsērgu, Sibīrijas mēri utt. Iesakiet hipotēzes, ko viņš varētu izvirzīt. Kādu pētījumu metodi viņš izmantoja, lai pierādītu, ka viņam ir taisnība?