Bendrosios biologijos metodai. Biologijos tyrimo metodai – žinių hipermarketas
Paskaitos planas:
1. Biologinių žinių aktualumas modernus pasaulis. Vieta bendroji biologija biologijos mokslų sistemoje.
2. Studijų metodai.
3. „Gyvybės“ samprata ir gyvųjų savybės.
4. Gyvenimo organizavimo lygiai.
5. Praktinė biologijos vertė.
1. Biologinių žinių aktualumas šiuolaikiniame pasaulyje.
BIOLOGIJA yra mokslas apie gyvybę visomis jo apraiškomis ir modeliais, kurie valdo gyvąją gamtą. Jo pavadinimas kilo iš dviejų graikiškų žodžių junginio: BIOS – gyvenimas, LOGOS – mokymas. Šis mokslas tiria visus gyvus organizmus.
Terminą „biologija“ į mokslinę apyvartą įvedė prancūzų mokslininkas J. B. Lamarkas 1802 m. Biologijos dalykas – gyvi organizmai (augalai, gyvūnai, grybai, bakterijos), jų sandara, funkcijos, raida, kilmė, santykis su aplinka.
Organiniame pasaulyje išskiriamos 5 karalystės: bakterijos (žolė), augalai, gyvūnai, grybai, virusai. Šiuos gyvus organizmus tiria atitinkamai mokslai: bakteriologija ir mikrobiologija, botanika, zoologija, mikologija, virusologija. Kiekvienas iš šių mokslų yra padalintas į skyrius. Pavyzdžiui, zoologija apima entomologiją, teriologiją, ornitologiją, ichtiologiją ir kt.. Kiekviena gyvūnų grupė tiriama pagal planą: anatomija, morfologija, histologija, zoogeografija, etologija ir kt. Be šių skyrių, dar galima pavadinti: biofizika, biochemija, biometrija, citologija, histologija, genetika, ekologai, selekcija, kosmoso biologija, genų inžinerija ir daugelis kitų.
Taigi šiuolaikinė biologija yra mokslų, tiriančių gyvus dalykus, kompleksas.
Tačiau ši diferenciacija nuvestų mokslą į aklavietę, jei nebūtų integruojančio mokslo. bendroji biologija. Ji jungia visus biologijos mokslus teoriniu ir praktiniu lygmenimis.
· Ką studijuoja bendroji biologija?
Bendroji biologija tiria gyvybės modelius visuose jos organizavimo lygiuose, biologinių procesų ir reiškinių mechanizmus, organinio pasaulio raidos būdus ir racionalų jo panaudojimą.
· Kas gali vienyti visus biologijos mokslus?
Bendroji biologija vaidina vienijantį vaidmenį žinių apie laukinę gamtą sistemoje, nes ji sistemina anksčiau tyrinėtus faktus, kurių visuma leidžia nustatyti pagrindinius organinio pasaulio modelius.
· Koks yra bendrosios biologijos tikslas?
Protingo gamtos naudojimo, apsaugos ir atgaminimo įgyvendinimas.
2. Biologijos studijų metodai.
Pagrindiniai biologijos metodai yra šie:
stebėjimas(leidžia apibūdinti biologinius reiškinius),
palyginimas(suteikia galimybę rasti bendrus įvairių organizmų struktūros, gyvenimo modelius),
eksperimentas ar patirtis (padeda tyrėjui ištirti biologinių objektų savybes),
modeliavimas(mėgdžiojama daug procesų, kurie yra neprieinami tiesioginiam stebėjimui ar eksperimentiniam atkūrimui),
istorinis metodas (leidžia remiantis duomenimis apie šiuolaikinius organinis pasaulis ir jos praeitį pažinti gyvosios gamtos raidos procesus).
Bendrojoje biologijoje naudojami kitų mokslų metodai ir kompleksiniai metodai, leidžiantys studijuoti ir spręsti užduotis.
1. PALEONTOLOGINIS metodas arba morfologinis tyrimo metodas. Gilus vidinis organizmų panašumas gali parodyti lyginamų formų ryšį (homologija, organų analogija, rudimentiniai organai ir atavizmai).
2. PALYGINAMASIS - EIBRIOLOGINIS - gemalo linijos panašumo nustatymas, K. Baer darbas, apibendrinimo principas.
3. KOMPLEKSAS – trigubo lygiagretumo metodas.
4. BIOGEOGRAFIJOS - leidžia analizuoti bendrą evoliucijos proceso eigą įvairiais masteliais (floros ir faunos palyginimas, artimų formų pasiskirstymo ypatumai, reliktinių formų tyrimas).
5. POPULIACIJA – leidžia užfiksuoti natūralios atrankos kryptį, keičiant bruožų reikšmių pasiskirstymą populiacijose įvairiais jos egzistavimo etapais arba lyginant skirtingas populiacijas.
6. IMUNOLOGINIS – leidžia labai tiksliai nustatyti skirtingų grupių „kraujo ryšį“.
7. GENETINIS – leidžia nustatyti palyginamų formų genetinį suderinamumą, taigi ir ryšio laipsnį.
Nėra vieno „absoliutaus“ ar tobulo metodo. Patartina juos naudoti kartu, nes jie papildo vienas kitą.
3. „Gyvybės“ samprata ir gyvųjų savybės.
Kas yra gyvenimas?
Vieną iš apibrėžimų daugiau nei prieš 100 metų pateikė F. Engelsas: „Gyvenimas yra baltyminių kūnų egzistavimo būdas, būtina gyvybės sąlyga – nuolatinė medžiagų apykaita, kuriai pasibaigus sustoja ir gyvybė“.
Autorius šiuolaikinės idėjos, gyvybė yra atvirų koloidinių sistemų, turinčių savireguliacijos, dauginimosi ir vystymosi savybių, pagrįstų geochemine baltymų sąveika, egzistavimo būdas, nukleino rūgštys kiti junginiai dėl medžiagų ir energijos virsmo iš išorinė aplinka.
Gyvybė kyla ir vyksta labai organizuotų integruotų biologinių sistemų pavidalu. Biosistemos Tai organizmai, jų struktūriniai vienetai (ląstelės, molekulės), rūšys, populiacijos, biogeocenozės ir biosfera.
Gyvosios sistemos turi nemažai bendrų savybių ir bruožų, išskiriančių jas nuo negyvosios gamtos.
1.
Visos biosistemos yra charakterizuojamos aukštas tvarkingumas, kurias galima išlaikyti tik jose vykstančių procesų dėka. Visų biosistemų, esančių aukščiau molekulinio lygio, sudėtis apima tam tikrus elementus (98 proc. cheminė sudėtis sudaro 4 elementai: anglis, deguonis, vandenilis, azotas, o bendroje medžiagų masėje pagrindinė dalis yra vanduo - mažiausiai 70–85%). Ląstelės tvarkingumas pasireiškia tuo, kad jai būdingas tam tikras ląstelių komponentų rinkinys, o biogeocenozės tvarkingumas yra tas, kad ji apima tam tikras funkcines organizmų grupes ir su jomis susijusią negyvąją aplinką.
2.
Ląstelių struktūra: Visi gyvi organizmai turi ląstelinę struktūrą, išskyrus virusus.
3.
Metabolizmas. Visi gyvi organizmai geba keistis medžiagomis su aplinka, pasisavinti iš jos mitybai ir kvėpavimui reikalingas medžiagas bei išskirti atliekas. Biotinių ciklų prasmė – tai molekulių transformacija, užtikrinanti organizmo vidinės aplinkos pastovumą, taigi ir jos funkcionavimo tęstinumą nuolat kintančiomis aplinkos sąlygomis (išlaikant homeostazę).
4. Dauginimasis arba savęs atgaminimas, - gyvų sistemų gebėjimas daugintis savo rūšims. Šis procesas vykdomas visuose gyvenimo organizavimo lygiuose;
a) DNR replikacija – molekuliniame lygmenyje;
b) plastidų, centriolių, mitochondrijų padvigubėjimas ląstelėje – tarpląsteliniame lygmenyje;
c) ląstelių dalijimasis mitozės būdu – ląstelių lygiu;
d) ląstelių sudėties pastovumo palaikymas dėl atskirų ląstelių dauginimosi – audinių lygiu;
e) organizmo lygmeniu dauginimasis pasireiškia nelytiniu individų dauginimu (palikuonių skaičiaus padidėjimas ir kartų tęstinumas vyksta dėl mitozinio dalijimosi somatinės ląstelės) arba lytinės (palikuonių skaičiaus padidėjimą ir kartų tęstinumą užtikrina lytinės ląstelės – gametos).
5.
Paveldimumas Tai organizmų gebėjimas perduoti savo savybes, savybes ir vystymosi ypatumus iš kartos į kartą. .
6. Kintamumas- tai organizmų gebėjimas įgyti naujų ženklų ir savybių; ji pagrįsta biologinių matricų – DNR molekulių – pokyčiais.
7.
Augimas ir vystymasis. Augimas – tai procesas, kurio metu pasikeičia organizmo dydis (dėl ląstelių augimo ir dalijimosi). Vystymasis yra procesas, kurio metu vyksta kokybiniai organizmo pokyčiai. Vystantis gyvajai gamtai – evoliucija suprantama kaip negrįžtama, kryptinga, reguliari gyvosios gamtos objektų kaita, kurią lydi prisitaikymo (adaptacijų) įgijimas, naujų rūšių atsiradimas ir jau egzistuojančių formų išnykimas. Atvaizduojamas materijos egzistavimo gyvosios formos vystymasis individualus vystymasis, arba ontogenija, ir istorinė raida arba filogenija.
8.
Fitnesas. Tai yra atitikimas tarp biosistemų savybių ir aplinkos, su kuria jos sąveikauja, savybių. Fitnesas negali būti pasiektas kartą ir visiems laikams, nes aplinka nuolat kinta (taip pat ir dėl biosistemų poveikio ir jų evoliucijos). Todėl visos gyvos sistemos sugeba reaguoti į aplinkos pokyčius ir prisitaikyti prie daugelio jų. Dėl jų evoliucijos vykdomos ilgalaikės biosistemų adaptacijos. Dėl jų dirglumo suteikiamos trumpalaikės ląstelių ir organizmų adaptacijos.
9
. Irzlumas. Gyvų organizmų gebėjimas selektyviai reaguoti į išorinį ar vidinį poveikį. Daugialąsčių gyvūnų reakcija į dirginimą vyksta per nervų sistema ir vadinamas refleksu. Nervų sistemos neturintys organizmai taip pat netenka refleksų. Tokiuose organizmuose reakcija į dirginimą vyksta įvairiomis formomis:
a) taksi yra nukreipti kūno judesiai link dirgiklio (teigiami taksi) arba nuo jo (neigiami). Pavyzdžiui, fototaksis yra judėjimas šviesos link. Taip pat yra chemotaksės, termotaksės ir kt.;
b) tropizmai - nukreiptas augalo organizmo dalių augimas dirgiklio atžvilgiu (geotropizmas - augalo šaknų sistemos augimas link planetos centro; heliotropizmas - ūglių sistemos augimas link Saulės, prieš. gravitacija);
c) nastia – augalo dalių judėjimas dirgiklio atžvilgiu (lapų judėjimas šviesiu paros metu priklausomai nuo Saulės padėties danguje arba, pavyzdžiui, žiedo vainikėlio atsidarymas ir uždarymas).
10
. Diskretiškumas (skirstymas į dalis). Atskiras organizmas ar kita biologinė sistema (rūšis, biocenozė ir kt.) susideda iš atskirų izoliuotų, t. y. izoliuotų arba apribotų erdvėje, tačiau, nepaisant to, sujungtų ir sąveikaujančių viena su kita, sudarydamos struktūrinę ir funkcinę vienybę. Ląstelės susideda iš atskirų organelių, audiniai – iš ląstelių, organai – iš audinių ir tt Ši savybė leidžia pakeisti dalį, nesustabdant visos sistemos funkcionavimo ir galimybę specializuoti skirtingas dalis skirtingoms funkcijoms.
11. Autoreguliavimas- gyvų organizmų gebėjimas gyventi nuolat kintančiomis sąlygomis aplinką, išlaikyti savo cheminės sudėties pastovumą ir fiziologinių procesų eigos intensyvumą – homeostazę. Savireguliaciją užtikrina reguliacinių sistemų veikla – nervų, endokrininės, imuninės ir kt. Supraorganizmo lygmens biologinėse sistemose savireguliacija vykdoma tarporganizmo ir tarppopuliacinių santykių pagrindu.
12
. Ritmas. Biologijoje ritmas suprantamas kaip periodiški fiziologinių funkcijų ir formavimosi procesų intensyvumo kitimai su skirtingais svyravimų periodais (nuo kelių sekundžių iki metų ir šimtmečio).
Ritmu siekiama derinti organizmo funkcijas su aplinka, tai yra prisitaikyti prie periodiškai kintančių egzistavimo sąlygų.
13.
Energetinė priklausomybė. Gyvi kūnai yra sistemos, kurios yra „atviros“ energijai patekti. „Atvirose“ sistemose suprantamos dinaminės, ty ne ramybės būsenos sistemos, stabilios tik esant nuolatinei energijai ir medžiagai iš išorės prieiti prie jų. Taigi gyvi organizmai egzistuoja tol, kol gauna energiją maisto pavidalu iš aplinkos.
14. Sąžiningumas- gyvoji medžiaga yra organizuota tam tikru būdu, atsižvelgiant į daugybę specifinių jai būdingų dėsnių.
4. Gyvosios medžiagos organizavimo lygiai.
Visoje gyvosios gamtos įvairovėje galima išskirti kelis gyvų būtybių organizavimo lygius.Mokomojo filmo „Gyvųjų organizavimo lygiai“ peržiūra ir jo pagrindu trumpos informacinės santraukos sudarymas.
1. Molekulinė.Bet koks gyvoji sistema, kad ir koks sudėtingas jis būtų organizuotas, susideda iš biologinių makromolekulių: nukleorūgščių, baltymų, polisacharidai, taip pat kitos svarbios organinės medžiagos. Nuo šio lygmens prasideda įvairūs organizmo gyvybinės veiklos procesai: medžiagų apykaita ir energijos konversija, paveldimos informacijos perdavimas ir kt.
2. Ląstelinis.Ląstelė - struktūrinis ir funkcinis vienetas, taip pat visų Žemėje gyvenančių gyvų organizmų vystymosi vienetas. Ląstelių lygmeniu konjuguojamas informacijos perdavimas ir medžiagų bei energijos transformacija.
5. Biogeocenotiškas. Biogeocenozė - organizmų kolekcija skirtingi tipai ir įvairus organizacijos sudėtingumas atsižvelgiant į jų aplinkos veiksnius. Įvairių sisteminių grupių organizmų bendro istorinio vystymosi procese formuojasi dinamiškos, stabilios bendruomenės.
6. Biosferinė.Biosfera - visuma biogeocenozės, sistema, apimanti visus gyvybės reiškinius mūsų planetoje. Šiame lygyje vyksta medžiagų cirkuliacija ir energijos transformacija, susijusi su visų gyvų organizmų gyvybine veikla.
5. Bendrosios biologijos praktinė vertė.
o BIOTECHNOLOGIJOJE - baltymų biosintezė, antibiotikų, vitaminų, hormonų sintezė.
o ŽEMĖS ŪKIS - labai produktyvių gyvūnų ir augalų veislių atranka.
o MIKROORGANIZMŲ ATRANKOJE.
o GAMTOS APSAUGOJE - racionalaus ir protingo gamtos tvarkymo metodų kūrimas ir įgyvendinimas.
Kontroliniai klausimai:
1. Apibrėžkite biologiją. Kas pasiūlė šį terminą?
2. Kodėl šiuolaikinė biologija laikoma integruotas mokslas? Iš kokių padalinių susideda šiuolaikinė biologija?
3. Kokius specialius mokslus galima išskirti biologijoje? Pateikite jiems trumpą aprašymą.
4. Kokie tyrimo metodai taikomi biologijoje?
5. Pateikite „gyvenimo“ apibrėžimą.
6. Kodėl gyvi organizmai vadinami atviromis sistemomis?
7. Išvardykite pagrindines gyvų būtybių savybes.
8. Kuo gyvi organizmai skiriasi nuo negyvų kūnų?
9. Kokie organizuotumo lygiai būdingi gyvajai medžiagai?
Tikslių patikrintų žinių sistemos, pagrįstos faktais, kuriuos galima patvirtinti arba, atvirkščiai, paneigti, sukūrimas yra pagrindinė užduotis kiekvienas mokslas. Biologijoje irgi: gautais duomenimis nuolat kvestionuojama ir leidžiami tik tada, kai yra reikšmingų įrodymų.
Šiandien šis mokslas nagrinėja visas gyvas sistemas. Siekiant išsamiai ištirti jų organizaciją ir veiklą, kilmę, pasiskirstymą, taip pat raidą ir ryšį tarpusavyje, suprasti ir išryškinti tam tikrus modelius, naudojami šie biologijos tyrimo metodai:
1. Lyginamasis – leidžia tirti lyginant gyvų organizmų, taip pat jų dalių panašumus ir skirtumus. Gauti duomenys leidžia sujungti augalus ir gyvūnus į grupes. Šis metodas buvo naudojamas taksonomijai sukurti ir evoliucijos teorijai patvirtinti. Šiuo metu jis naudojamas beveik visose šio mokslo srityse.
2. Biologijos aprašomieji tyrimo metodai (stebėjimas, statistika) - leidžia analizuoti ir apibūdinti laukinėje gamtoje vykstančius reiškinius, juos palyginti, ieškant tam tikrų dėsningumų, taip pat apibendrinti, atrasti naujus tipus, klases ir pan. Šie metodai pradėti naudoti senovėje, tačiau šiandien neprarado savo aktualumo ir plačiai naudojami botanikoje, etologijoje, zoologijoje ir kt.
3. Istorinis – leidžia identifikuoti gyvųjų sistemų formavimosi ir vystymosi dėsningumus, jų struktūras ir funkcijas, palyginti juos su ankstesniais. žinomų faktų. Šį metodą naudojo Charlesas Darwinas kurdamas savo teoriją ir prisidėjo prie biologijos transformacijos iš aprašomojo į aiškinamąjį mokslą.
4. Eksperimentas biologijoje:
a) modeliavimas - leidžia ištirti bet kokį procesą ar reiškinį, taip pat evoliucijos kryptį, atkuriant juos modelio pavidalu naudojant šiuolaikinės technologijos ir įranga;
b) eksperimentas (eksperimentas) – dirbtinis situacijos sukūrimas kontroliuojamomis sąlygomis, padedantis atskleisti giliai paslėptas gyvų objektų savybes. Šis metodas prisideda prie reiškinių tyrimo atskirai, dėl kurio galima pasiekti rezultatų pasikartojimą atkuriant tuos pačius reiškinius tomis pačiomis sąlygomis.
Eksperimentiniai metodai biologijoje jie padeda ne tik atlikti eksperimentus ir gauti atsakymus į dominančius klausimus, bet ir nustatyti medžiagos tyrimo pradžioje suformuluotos hipotezės teisingumą, taip pat ją ištaisyti darbo procese.
Dvidešimtajame amžiuje šie tyrimo metodai tampa pirmaujančiais šiame moksle, nes atsirado moderni eksperimentams atlikti skirta įranga, pavyzdžiui, tomografas, elektroninis mikroskopas ir pan.
Šiuo metu eksperimentinėje biologijoje plačiai naudojami biocheminiai metodai, chromatografija, taip pat itin plonų pjūvių technika, įvairūs auginimo būdai ir daugelis kitų.
Eksperimentiniai metodai derinami su sisteminis požiūris išplėtė pažinimo galimybes ir atvėrė naujus kelius žinių pritaikymui beveik visose žmogaus veiklos srityse.
Tie, kurie išvardyti biologijoje, neišsemia viso mokslo žinių įgijimo būdų arsenalo, todėl tarp jų negalima nubrėžti griežtos ribos. Naudojami vienas su kitu, jie leidžia per trumpą laiką atrasti naujus reiškinius ir savybes gyvose sistemose, taip pat nustatyti jų atsiradimo, vystymosi ir funkcionavimo modelius.
>> Biologijos tyrimų metodai
1. Kuo mokslas skiriasi nuo religijos ir meno?
2. Koks pagrindinis mokslo tikslas?
3. Kokie tyrimo metodai naudojami biologija, Tu žinai?
Mokslas kaip sritis žmogaus veikla.
Mokslas yra viena iš žmogaus veiklos sferų, kurios tikslas – supančio pasaulio tyrinėjimas ir pažinimas. Dėl mokslo žinių būtinas tam tikrų tyrimo objektų, problemų ir jų tyrimo metodų pasirinkimas.
Pamokos turinys Pamokos metmenys ir pagalbinis rėmas Pamokos pristatymas Akceleraciniai metodai ir interaktyvios technologijos Uždarieji pratimai (tik mokytojams) Vertinimas Praktika užduotys ir pratybos, savianalizės dirbtuvės, laboratorija, atvejai užduočių sudėtingumo lygis: normalus, aukštas, olimpiados namų darbai Iliustracijos iliustracijos: vaizdo klipai, garso įrašai, nuotraukos, grafika, lentelės, komiksai, daugialypės terpės esė lustai, skirti smalsiems lovelių humorui, parabolės, anekdotai, posakiai, kryžiažodžiai, citatos Priedai išorinis nepriklausomas testavimas (VNT) vadovėliai pagrindinės ir papildomos teminės šventės, šūkiai straipsniai nacionalinės ypatybės žodynėlis kiti terminai Tik mokytojamsMokslo žinių procesas paprastai skirstomas į du etapus: empirinį ir teorinį.
Empirinėje stadijoje naudojami šie metodai.
Aprašomieji ir lyginamieji metodai Jie pagrįsti stebėjimu. Stebėjimas - laukinės gamtos objektų tyrimas natūraliomis sąlygomis. Tai tiesioginis gyvūnų ir augalų elgesio, pasiskirstymo, dauginimosi gamtoje stebėjimas (tiesiogine prasme), vizualinis ar instrumentinis organizmų, jų ląstelių, organų ir audinių savybių nustatymas. Šiuolaikinė biologija šiems tikslams naudoja ir tradicines lauko tyrimų priemones – nuo žiūronų iki giliavandenių povandeninių laivų, ir sudėtingą laboratorinę įrangą – mikroskopus, spektrofotometrus, ultracentrifugas ir kt.
eksperimentinis metodas remiantis gyvų objektų, ypač veikiamų aplinkos veiksnių, tyrimas- pakitusi temperatūra, apšvietimas ar drėgmė, padidėjęs krūvis, toksiškumas ar radioaktyvumas, vystymosi vietos pasikeitimas (genų, ląstelių, organų pašalinimas ar persodinimas, skrydžiai į kosmosą ir kt.). Eksperimentinis metodas leidžia atskleisti paslėptas savybes, gyvų sistemų prisitaikymo galimybių ribas, jų lankstumo, patikimumo, kintamumo laipsnį.
istorinis metodas atskleidžia biologinių objektų raidos istoriją, kilmę. Palyginkite įvairaus sudėtingumo organizmų anatominę sandarą, cheminę sudėtį, genų struktūrą ir kitas ypatybes. Tuo pačiu metu tiriami ne tik gyvi organizmai, bet ir seniai išnykę, išlikę suakmenėjusių liekanų pavidalu.
Palyginti naujas metodas - modeliavimas biologiniai procesai , tiek organizmų, ląstelių ar biomolekulių lygmeniu, todėl Ir matematikos modeliavimas. Pavyzdžiui, galima sukurti modelį ir prognozuoti gyvybės būklę rezervuare po tam tikro laiko, kai pasikeičia vienas, du ar daugiau parametrų (temperatūra, druskų koncentracija, plėšrūnų buvimas ir kt.).
Sistemos metodas (požiūris) taip pat naujas . Gyvi objektai laikomi sistemos , tai yra elementų rinkinys su tam tikrais ryšiais. Kiekvienas objektas yra vertinamas ir kaip sistema, ir kaip aukštesnės eilės sistemos elementas.
Įjungta teorinis etapas žinių, naudojami šie metodai: apibendrinimas sukaupta faktus , pratęsimas naujos hipotezės , jų pakartotinis empirinis patikrinimas (nauji stebėjimai, eksperimentai, palyginimas, modeliavimas). Pasitvirtinusios hipotezės tampa įstatymai , jie sudaryti iš teorijos . Akivaizdu, kad tiek dėsniai, tiek teorijos yra reliatyvūs ir anksčiau ar vėliau gali būti peržiūrimi.
3. Pagrindinės biologijos sąvokos
Koncepcija - tai tarpusavyje susijusi sąvokų, hipotezių, teorijų grupė, paaiškinanti kokį nors fundamentalų gamtos reiškinį ar savybę. Pagrindinisbiologinės sąvokos paaiškinti reiškinį ir savybesgyvenimą .
1. Sisteminio daugiapakopio gyvenimo organizavimo samprata : visa gyva yra sistemos skirtingų sudėtingumo lygių, jie sudaro nuolatinę struktūrinės ir funkcinės organizacijos lygių hierarchiją.
2. Materialiosios gyvenimo esmės samprata : gyvybė yra materiali, jos fizinis ir cheminis pagrindas yra medžiagų apykaita ir energija. Filosofine prasme tai reiškia materijos pirmenybę ir antrinę sąmonės prigimtį (materializmą).
Materija yra materijos ir lauko derinys. Medžiaga turi ramybės masę, bet laukas neturi. Gyva materija yraypač sudėtinga medžiaga ir sudėtinga daugiafaktorinė sritis. Būtentsunkumo lygis padaro materiją gyvą, nors joje veikia paprasti fizikiniai ir cheminiai dėsniai.
3. Biologinės informacijos ir gyvybės savaiminio dauginimosi samprata : gyvi organizmai, sąveikaudami su išorine (epigenetine) informacija, dauginasi remdamiesi savo (genetine) informacija. Šios sąveikos rezultatas – individualus organizmų vystymasis (ontogenezė).
4. Gyvųjų sistemų savireguliacijos samprata : gyvos sistemos palaiko santykinį savo vidinių ryšių ir veikimo sąlygų (homeostazės) pastovumą, pagrįstą tiesioginių teigiamų ir atvirkštinių neigiamų ryšių deriniu.
5. Saviorganizacijos ir biologinės evoliucijos samprata : gyvasis pasaulis atsirado savaime susitvarkius iš negyvų cheminių sistemų ir vyksta negrįžtama istorinė raida (filogenezė), pagrįsta paveldimu kintamumu ir natūralia organizmų, kurie labiausiai prisitaikę prie kintančių aplinkos sąlygų, atranka.
Biologinių tyrimų metodai
Tradiciniai biologijos metodai. Biologija – tai mokslas, kuris įvairiais tyrimo metodais gauna informaciją apie gyvąją gamtą. metodas (gr. metodus - „kelias į kažką“) yra būdas pasiekti tikslą. Metodai tam tikru būdu išreiškia tvarkingą tyrėjo veiklą atskleidžiant reiškinių esmę.
Bet kokie biologiniai tyrimai apima stebėjimas, palyginimas, aprašymas Ir eksperimentas . Stebėjimas ir aprašymas užtikrina faktinės medžiagos, atspindinčios gamtos objektus ir reiškinius, kaupimą. Palyginimo metodas leidžia nustatyti panašumus ir skirtumus tarp organizmų, rūšių, kitų biosistemų ir jų dalių. Eksperimentas leidžia aktyviai tyrinėti natūralus fenomenas gyvenimą eksperimentų pagalba ir patikrinti hipotezes, iškeltas taikant stebėjimo, lyginimo ir kitus tyrimo metodus.
Biologiniai tyrimai atliekami lauko (natūraliomis) sąlygomis ir laboratorijoje. Visi gauti rezultatai yra kiekybinė ir kokybinė analizė.
Lauke galite ne tik atlikti stebėjimus, bet ir atlikti eksperimentą. Eksperimentą ypač plačiai taiko augalų augintojai: sukuria įvairias sąlygas mineralinė mityba, pakeisti sėjos laiką ir drėkinimo būdus, atskleisti žemės ūkio būdus efektyvesniam kultūrinių augalų auginimui.
Ekologiniuose tyrimuose pagrindiniai yra gyvų organizmų, populiacijų, biogeocenozių kiekybinės apskaitos metodai.
Laboratoriniai tyrimai plačiai taikomi visose biologijos šakose. Plačiausiai naudojamas instrumentas buvo mikroskopas. Per ilgą mikroskopinių tyrimų istoriją sukaupta didžiulė praktinė patirtis, sukurta daug preparatų paruošimo metodų (fiksavimas įvairiomis cheminėmis medžiagomis – formalinu, alkoholiu, chloroformu ir kt.; dažymas jodu, eozinu, hematoksilinu ir kt.). ), sukurti specialūs prietaisai ypač ploniems pjūviams (mikrotomams) ruošti, eskizavimui (braižymo aparatai), ląstelių ir organelių dydžiui nustatyti (okuliaro mikrometrai) ir daugeliui kitų. Specialūs prietaisai leidžia laboratorijose tirti biocheminius procesus organizmų audiniuose ir ląstelėse, organų ir audinių elektromagnetines savybes, gyvų individų medžiagų apykaitą ir energiją bei daugelį kitų procesų.
Biologinio eksperimento etapai
Scena | apibūdinimas | |
1. Problemos formulavimas | Sukurkite aiškų problemos teiginį. | |
2. Siūlomas sprendimas, hipotezės formulavimas | Tikėtinų rezultatų ir jų mokslinės reikšmės formulavimas remiantis jau žinomais duomenimis | |
3. Eksperimento planavimas | Eksperimento atlikimo tvarkos sukūrimas: atskirų tyrimo etapų įgyvendinimo sekos parengimas | |
4. Eksperimento vykdymas | Reikalingų biologinių objektų, instrumentų, reagentų parinkimas. Įvairių eksperimento etapų vykdymas. Stebėjimų, išmatuotų verčių ir rezultatų rinkimas ir registravimas | |
5. Apibendrinant | Gautų rezultatų palyginimas su hipoteze, mokslinis paaiškinimas rezultatai, išvadų formulavimas |
Modeliavimo metodas biologijoje.Šiuo metu įvairiose biologijos mokslo šakose modeliavimo metodas yra plačiai naudojamas (fr. modele - „pavyzdys“, „prototipas“), kai tiriamo objekto charakteristikos atkuriamos ant specialiai sukurto modelio. Šiuo atveju turi būti žinomas modelio ir tyrėją dominančio objekto panašumas. Modeliavimas plačiai naudojamas, jei tyrimo objektas yra labai sudėtingas (daugiakomponentis) arba sunkiai pasiekiamas tiesioginiam stebėjimui. Šiais atvejais modeliavimas padeda ne tik atskleisti tiriamo objekto savybes ir tarpusavio priklausomybes, bet ir pateikti jo charakteristikas besikeičiančiomis sąlygomis.
Stebėjimas atliekant biologinius tyrimus. Tyrinėjant gamtos būklę, naudojamas monitoringas (lat. stebėti - "prevencinis") - daugiafunkcis ilgalaikis tiriamo objekto būklės ir pokyčių stebėjimas. Monitoringas būtinas norint nustatyti aplinkos taršą, nustatyti pokyčius rūšių įvairovė biogeocenozėse, siekiant aptikti ir išsaugoti retas, nykstančias biologines rūšis mūsų planetoje. Kai stebima kartu su biologiniais metodais fizinė, cheminė, geografinė, erdvė (pavyzdžiui, skambėjimas su dirbtiniai palydovai, erdvėlaiviai).
Daugelio biologinių tyrimų atlikimas reikalauja specialių įgūdžių, taip pat atidumo, kantrybės ir kruopštumo darbe. Tačiau biologijoje yra daug atradimų, kuriuos padarė labai jauni žmonės, studentai ir net moksleiviai. Taip pat galite atlikti tikrą tyrimą stebėdami ir eksperimentuodami bei parengti ataskaitą apie jo rezultatus.
Kiekvienas tyrėjas privalo stebėjimo dienoraštis(taip pat vadinama lauko dienoraštis). Pagal šimtametę tradiciją, įprasta visus įrašus daryti paprastu pieštuku, nes tokie įrašai neišnyks net jei dienoraštis sušlaps lietuje, įkris į sniegą, permirks formaline ar guli šviesioje. saulė ilgą laiką. Joks rašalas neatlaiko tokių bandymų.
Visi surinkti duomenys turi būti tinkamai apdoroti. Tam buvo sukurtos specialios matematinės formulės, leidžiančios patvirtinti statistinių biometrinių skaičiavimų patikimumą. Paprastai rezultatų patikimumas yra pagrįstas dideli skaičiai faktus. Kuo daugiau matavimų atliekama, tuo didesnis jų vidurkio patikimumas. Rezultatai apibendrinami ir aiškumo dėlei pateikiami lentelėmis, grafikais ir diagramomis.