ВЪВЕДЕНИЕ

ЛЕКЦИЯ 1

Обща биология

Съвременна концепция за живота. Критерии на живите същества, тяхната интеграция. Нива на организация на живите същества. МЕТОДИ НА БИОЛОГИЯТА: емпирични (наблюдение, сравнение /исторически/, описание, експеримент), теоретични (системни).

Когато говорим за научни методи в широк смисъл, нямаме предвид конкретни технологични техники (техники), а методически принципи , подходи към

изучаването на обекти, явления, техните връзки. Биологичните методи са същите като при другите природни науки: емпирични и теоретични. Емпиричният етап винаги се развива на базата на предишни теории или хипотези, а на теоретичния етап се извършва емпирична проверка на новите изложени.

Емпирични методи:

Наблюдение- изследване на живи природни обекти в природни условиясъществуване. Това е пряко визуално наблюдение (буквално) на поведението, заселването, размножаването на животни и растения в природата или инструментално определяне на характеристиките на организмите, техните органи, клетки, химичен анализсъстав и метаболизъм (... бинокли, дълбоководни апарати с камери за нощно виждане, микроскопи - спектрални и електронни, биохимични анализатори, радиоактивни етикети, ултрацентрофуги, различни измервателни уреди).

Експериментален метод(опит) включва изследване на живи обекти в условия на екстремни фактори на околната среда– променена температура, светлина или влажност, повишено натоварване, токсичност или радиоактивност, променен начин или място на развитие (отстраняване или трансплантация на гени, клетки, органи, въвеждане на животни и растения, космически полети и др.).

Експерименталният метод ни позволява да идентифицираме скрити свойства, потенции, граници на адаптивните (адаптивни) способности на живите системи, степента на тяхната гъвкавост, надеждност и променливост.

Сравнителен (исторически) методразкрива еволюционните трансформации на биологичните видове и техните общности. Сравнете анатомично структура, химически състав, генна структура и други характеристики в организми от различни ниво на трудност. В този случай се изучават не само живи организми, но и изчезнали, запазени като вкаменелости.

Тези методи изискват количествено отчитане и математическо описание на структури и явления. Биологията се превръща в точна наука, въпреки че разкритите в нея модели са от вероятностен характер (стохастични, контраинтуитивни) и се описват с методи на вариационна статистика.

Въз основа на идентифицираните статистически модели е възможно да се извърши математическо моделиранебиологични процеси и прогноза за тяхното развитие.

Например, можете да изградите модел на състоянието на живот във водно тяло след известно време, когато един, два или повече параметъра се променят (температура, концентрация на сол, наличие на хищници и др.). Такива техники станаха възможни благодарение на проникването в биологията на идеите и принципите на кибернетиката – науката за управление.

Теоретичен (системен метод):

Този метод, подобно на кибернетичния подход, принадлежи към категорията на новите методи на изследване. Живите обекти се считат за системи, тоест колекция от елементи с определени взаимоотношения.Като се вземе предвид йерархията на живите системи, всеки обект може да бъде разгледан едновременно като система и като елемент от системата повече висок ред. Ето защо принципите на системна организация са валидни за всички нива - от макромолекулите до биосферата на Земята.

Широко развитие на системното движение в съвременна наука, включително и в биологията, означава постепенно преход от анализ към синтез. Анализ - Това

дискретен подход, задълбочаване в структурата и функциите на отделни елементи на системата - вътре в клетка, вътре в организъм, вътре в екологична общност. Синтез означава интегративен подход, изследване на холистичните характеристики на система - клетка, организъм, биоценоза. Изследването винаги се извършва първо от общото към частното - анализ, а след това от частното към общото, но на ново ниво на познание на това общо - синтез.

Аналитичен подход в биологията откри химическата и микроструктурна организация на живите обекти, изясни видовото разнообразие сред животни, растения, микроорганизми, разкри генетичната хетерогенност на организмите в популациите и др. вътрешни характеристикисистеми

Постепенно обемът на натрупаните аналитични данни стана достатъчен, за да се премине към техния синтез. Ето как синтетичната теория на еволюцията, неврохуморалната физиология, съвременната имунология, молекулярната клетъчна биология, нова мегасистематика на организмите, основана на техните цялостна характеристика– от екология и анатомия до молекулярна генетика.

Текущ проблем се решава съвременна естествена наука - създаване на холистична биологична картина на света.

Повишеният интерес към синтеза в науката показва за прехода от емпиричния към теоретичния етап на познанието. От получаването факти , чрез тях обобщението започва номинация нови хипотези , тогава обикновено ги следва емпиричен повторен тест (нови наблюдения, експерименти, сравнения, моделиране). Емпиричното тестване води или до опровергаване на хипотеза, или до нейното потвърждение с различна степен на вероятност. Стават много надеждни хипотези закони , от които са съставени теории .

Биология- това е наука. Какво отличава науката от другите области човешка дейност? Подход към изследване на явленията. Този подход е научен метод.

Научен метод— набор от основни начини за получаване на нови знания и методи за решаване на проблеми в рамките на всяка наука.

Научният метод включва определен систематичен подход:

1. Наблюдаване на факти и тяхното измерване, т.е. описание на наблюдението - количествено и/или качествено.
   
2. Анализ на получените резултати- систематизиране, идентифициране на основното и второстепенното.
3. Обобщение – формулировка хипотезии тогава вече - теории.

4. Прогноза:формулиране на следствия от предложена хипотеза или приета теория с помощта на дедукция, индукция или други логически методи.

5. прегледпрогнозирани последствия с помощта на експеримент.

Обърнете внимание на 5-та точка. Без него подходът не може да се счита за научен!

Важно е да се разбере разликата между понятията хипотезаИ теория.

• Хипотеза- това е твърдение, предположение, че не е доказано.

Когато една хипотеза е доказана, тя става теория, теорема или факт. Става опровергана хипотеза неверни твърдения. Хипотеза, която все още не е доказана, но не е опровергана, се нарича открит проблем.

• Теория- изградена система от знания научно доказанохипотеза.

Защо говорим за цитологиякакво ще кажете за клетъчна теория - защото беше предшествано от огромен научен процеснаблюдения, събиране на статистически данни - качествени и количествени; систематизиране на получените резултати, формулирани са хипотези и прогнози, които след това са експериментално тествани и потвърдени.Освен това, въз основа на тази теория бяха направени следните предположения, които също бяха експериментално потвърдени.

Методи за изследване на живите обекти

• Наблюдение (емпиричен метод на познание) - описание на определен биологичен обект или процес;
• Сравнение — необходимо, за да се намерят закономерности - това, което е общо за различните явления;
• Експеримент -се създават условия, точно съответстващи на наблюдаваните, докато се изясняват свойствата на биологичните обекти; записват се качествени и количествени характеристики.
• Исторически метод — информация, сведения, вече получени и доказани в миналото данни разкриват и обясняват законите на развитие на живата природа в настоящето.

Счита се за идеално, когато всички тези методи се използват заедно.

Биологичен експеримент

1. Качествен експеримент t – най-простият вид биологичен експеримент – целта му е установи наличието или отсъствието на явлението, прието в теорията.
2. Измервателен експеримент -идентифициране на някои количественхарактеристика на обект или процес.

Наблюдение, описание и измерване на биологични обекти

Наблюдение- това е пряко, целенасочено изследване на обекти, основано главно на такива сетивни способности на човека като усещане, възприятие и представяне.

Емпирично описание- това е записването с помощта на естествен или изкуствен език на информация за дадени обекти на наблюдение.

По същество това е „превод“ на видяното или чутото научен език— понятия и определения, знаци, диаграми, чертежи, графики и числа (статистически данни).

За разлика от експеримента, с емпиричния метод на познание Не можете да се намесвате в процеса, който се изучава, не можете да влияете или променяте условията на неговото протичане.

За наблюдение се използват и различни технически и косвени средства.

Процесът на естественонаучно познание значително зависи от развитието на техническите средства, използвани от науката.

Трудно е да се надценява ролята в биологията. Именно благодарение на него човекът откри микроорганизмите. Днес има микроскопи, които позволяват да се изследват живи организми на вътреклетъчно ниво.

Статистически измервания— измервания на величини, които не се променят във времето.

Динамични измервания— измервания на величини, които променят стойността си във времето (налягане, температура, гъстота на населението и др.)

Доста разнообразни, но всички те се основават на научни методи на познание, които се различават по определен подход.

Познаването на тази информация помага да се отдели действителното научни изследванияот различни широко разпространени псевдонаучни експерименти.

Биологични науки

ПО СИСТЕМАТИЧНИ КАТЕГОРИИ:

• вирусология (царство вируси);
• микробиология, бактериология (царството на бактериите);
• ботаника (растително царство);
• микология (царството на гъбите);
• зоология (животински свят):

ПО НИВА НА ОРГАНИЗАЦИЯ НА ЖИВАТА МАТЕРИЯ:

• молекулярна биология- на молекулярно ниво;
• цитология, цитогенетика - на клетъчно ниво;
• морфология и физиология - на организмово ниво;
• екология, популационна екология - на популационно-видово, биогеоценотично и биосферно ниво.

В ЗАВИСИМОСТ ОТ ИЗСЛЕДВАНИТЕ ПРОЦЕСИ:

• генетика - наука за процесите на наследственост и изменчивост;
• ембриология - наука за ембрионалното развитие;
• теория на еволюцията - наука за еволюционното учение;
• етология- науката за поведението на животните;
• общата биология е наука за моделите и процесите, общи за живата природа.

Агробиология	Приложна наука, която обобщава знания от областта на биологията, свързани с отглеждането на културни растения (растениевъдство) и отглеждането на домашни животни (животновъдство)
Алгология	Клон на ботаниката, който изучава водораслите
Анатомия на човека	Наука за структурата и формата на човешкото тяло, неговите органи и тъканите, които ги образуват
Биогеоценология	Биологична дисциплина, която изучава растителните и животинските общности в тяхната цялост, т.е. биоценози, техния състав, развитие, разпределение в пространството и времето, произход
Биометрия	Клон на статистиката, чрез чиито методи се обработват експериментални данни и наблюдения, както и планирането на количествени експерименти в биологичните изследвания.
Биотехнология	Интеграция на естествените и инженерните науки, позволяващи напълно да се реализират възможностите на живите организми или техните производни за създаване и модифициране на продукти или процеси за различни цели
Биофизика	Клон на физиката и съвременната биология, който изучава физическите аспекти на живите същества на всички нива, от молекули и клетки до биосферата като цяло
Биохимия	Науката за химичния състав на живите клетки. организмите и химичните процеси, залегнали в тяхната жизнена дейност
Ботаника	Система от науки, която изучава флора, неговото разнообразие, структура, жизнена активност, разпространение на растенията, връзка с местообитанието, модели на индивидуално и историческо развитие
Бриология	Клон на биологията, който изучава мъховете
Вирусология	Клон на биологията, който изучава вирусите
Генетика	Науката, която изучава закономерностите на наследствеността и изменчивостта на организма
Хидробиология	Наука за живота и биологични процесивъв водата
Хистология	Клон на биологията, който изучава структурата на тъканите на живите организми
Дендрология	Клонът на ботаниката, който изучава дървесни растения (дървета, храсти и храсти)
Зоология	Система за изучаване на науки фауна, неговото разнообразие, структура, жизнена активност, разпространение на животните, връзка с местообитанието, модели на индивидуално и историческо развитие
Ихтиология	Клон от зоологията, който изучава рибите
Микология	Наука за гъбите
микробиология	Науката, която изучава микроорганизми (невидими с просто око): бактерии, микроскопични гъби и водорасли
Молекулярна биология	комплекс от биологични науки, които изучават механизмите на съхранение, предаване и внедряване на генетична информация, структурата и функциите на неправилни биополимери (протеини и NCs)
Морфология	Наука, която изучава външната (форма, структура, цвят) и вътрешната структура на живия организъм и неговите съставни части
Орнитология	Клон на зоологията, който изучава птиците
Психофизиология	Интердисциплинарна област в пресечната точка на психология, физиология и математика, изучаваща обективно регистрирани промени във физиологичните функции, които придружават умствените процеси на възприятие, запаметяване, мислене, емоции
Социобиология	Интердисциплинарна наука, формирана на кръстопътя на няколко научни дисциплини, което обяснява поведението на живите същества чрез набор от определени предимства, развити по време на еволюцията
Човешка физиология	Науката за жизнените процеси (функции) и механизмите на тяхната регулация в клетките, тъканите, органите, органните системи и целия организъм
Цитология	Клетъчна наука, която изучава структурата и функцията на клетките, тяхната химия, развитие и взаимоотношения в многоклетъчните организми
Ентомология	Клон на биологията, който изучава насекомите
Етология	Областна дисциплина от зоологията, която изучава поведението на животните в естествена среда.

Биологията е наука за живата природа. Разнообразието на живата природа е толкова голямо, че съвременната биология е комплекс от биологични науки, които се различават значително една от друга. Освен това всеки има свой предмет на изследване, методи, цели и задачи.

Биологичните науки могат да бъдат разделени на области на изследване.

1. Науки, които изучават систематични групи живи организми: вирусология - наука за вирусите, микробиология - наука за микроорганизмите, микология - наука за гъбите, ботаника (фитология) - наука за растенията, зоология - наука за животните, антропология - науката за хората.

2. Науки, които изучават различни нива на организация на всички живи същества: молекулярна биология - наука за свойствата и проявлението на живота на молекулярно ниво, цитология - наука за клетките, хистология - наука за тъканите.

3. Науки, които изучават структурата, свойствата и проявата на живота на отделните организми: анатомия - науката за вътрешна структура, морфологията е наука за външната структура, физиологията е наука за жизнената дейност на целия организъм и неговите части, генетиката е наука за наследствеността и изменчивостта на организмите.

4. Науки, които изучават структурата, свойствата и проявата на колективен живот и общности от живи организми: екологията е наука за връзката на живите организми един с друг и среда, биогеографията е наука за моделите на географско разпространение на живите организми.

5. Науки за развитието на живата материя: биология индивидуално развитие– наука за развитието на живия организъм от момента на раждането му до смъртта, еволюционна доктрина– науката за историческо развитиедива природа, палеонтология - наука за развитието на живота в минали геоложки времена.

6. Използване на науки различни методиизследвания: биохимия – наука за живите вещества и процеси в живите организми; биофизиката е наука за физичните и физикохимичните явления в живите организми.

7. Приложни науки: биотехнология - набор от методи за получаване на продукти и явления, полезни за хората с помощта на живи организми, бионика - разработване на технически устройства по подобие на живи системи, растениевъдство, животновъдство, ветеринарна медицина и др. .

Цели на биологията: изучаване на моделите на проявление на живота в структурата и функциите на живите организми и техните общности, разпространение, произход и развитие, връзки помежду си и неживата природа); разкриване на същността на живота; систематизиране на разнообразието от живи организми.

Методи за биологични изследвания. Съвременната биология разполага с широк набор от методи за изследване. Основните методи са следните. Методът на наблюдение и описание се състои в събиране и анализиране на приликите и разликите на изследваните обекти.

Историческият метод изучава хода на развитието на изследвания обект. Експерименталният метод дава възможност да се изучават природни явления при определени условия.

Методът на моделиране позволява да се описват сложни природни явления с помощта на относително прости модели.

Връзка с други науки. Биологията е тясно свързана с фундаменталните науки (математика, физика, химия), природните науки (геология, география, почвознание) и социалните науки (психология).

Биологични методи

• биология -науката за живота, неговите форми и модели на развитие.
• Метод- това е пътят на изследване, през който преминава един учен.
• Научен методе набор от техники и операции, използвани при изграждането на система от научни знания.

Биологичните методи се разделят на:

1. Емпиричен- ви позволява да изучавате феномен чрез опит.
   • описателен,
   • сравнителен,
   • експериментален,
   • исторически.
2. Теоретичен
   • статистически,
   • моделиране.

Основните (универсални) методи в биологията включват:

1. Описателен методсвързани с наблюдение и описание на обекти или явления, определяне на техните свойства.
2. Сравнителен метод.Приликите и разликите между различните систематични групи, съобщества от организми, тяхната структура, функции и компоненти се изучават с помощта на сравнителен метод. Този метод се използва в таксономията, морфологията, анатомията, палеонтологията, ембриологията и други клонове на науката. Принципите на сравнение са в основата на систематиката и клетъчната теория. Открити са биогенетичният закон и законът за хомоложните редове в наследствената изменчивост.
3. Исторически методизяснява закономерностите на появата и развитието на организмите, формирането на тяхната структура и функции по време на геоложка историяЗемята. С негова помощ учението за еволюционно развитиеорганичен свят.
4. Експериментален метод(опит, практика) се състои в това, че изследователят променя условията на съществуване на обекта на опит, неговата структура и наблюдава резултатите от промените. Експериментите могат да бъдат полеви или лабораторни. Този метод ни позволява да изучаваме много по-задълбочено същността на поведението, структурата и характеристиките на организмите.

Конкретните биологични методи на изследване включват методи

1. Генеалогичен метод.Използва се при съставяне на родословия на хора и идентифициране на естеството на наследяване на определени черти.
2. Исторически метод.Позволява ви да откриете модели на произход и развитие на живите същества.
3. Палеонтологичен метод- ви позволява да разберете връзката между древните организми, които са в земна кора, в различни геоложки слоеве.
4. Центрофугиране- разделяне на смесите на основни части под въздействието на центробежна сила.
5. Цитологични, цитогенетични, микроскопски- изследване на структурата на клетката, нейните структури с помощта на микроскопи.
6. Биохимичен метод- проучване химически процесивъзникващи в тялото.

Теоретични методи:

• Статистически метод се основава на статистическа обработка на количествен материал, събран в резултат на други изследвания (наблюдения, експерименти, моделиране), което дава възможност за цялостен анализ и установяване на определени закономерности.
• Моделиране- дава възможност за изучаване на обекти и процеси, които са трудни или невъзможни за експериментално възпроизвеждане или пряко наблюдение.

, Конкурс "Презентация към урока"

Презентация към урока

Назад Напред

внимание! Визуализациите на слайдове са само за информационни цели и може да не представят всички характеристики на презентацията. Ако се интересувате от тази работа, моля, изтеглете пълната версия.

Цели:

• Създайте идеи за науката като най-важната сфера на човешката дейност.
• Да запознае учениците с особеностите и разнообразието от методи за познаване на живите същества.
• Основни понятия: научен факт, научен метод, методи на биологичните науки (описателни, сравнителни, исторически, експериментални).

Инструменти за обучение:презентация, различни устройства или техни диаграми.

Стъпки на урока

I. Проверка на знания и умения.

Фронтален разговор по въпроси.

1) Какви посоки в развитието на биологията можете да подчертаете?

2) Кои велики учени от древността имат значителен принос за развитието на биологичното познание?

3) Защо през Средновековието може да се говори само условно за биология като наука?

4) Защо съвременната биология се смята за сложна наука?

5) Каква е ролята на биологията в съвременното общество?

II. Учене на нов материал.

1. Разказ на учителя с елементи на разговор за науката като една от сферите на човешката дейност, нейните цели и методи; за характеристиките на научното познание, научните факти.

Науката е една от сферите на човешката дейност, чиято цел е изучаването и познаването на околния свят. Научното познание изисква избор на определени обекти на изследване, проблеми и методи за тяхното изучаване. Всяка наука има свои собствени методи на изследване. Въпреки това, без значение какви методи се използват, най-важният принцип за всеки учен остава „Не приемайте нищо за даденост“. Основната задача на науката е да изгради система от надеждни знания, базирани на факти и обобщения, които могат да бъдат потвърдени или опровергани. Научно познаниенепрекъснато се поставят под въпрос и се приемат само с достатъчно доказателства. Научен факт е само един, който може да бъде възпроизведен и потвърден.

Научният метод е набор от техники и операции, използвани за изграждане на система от научно познание.

Цялата история на развитието на биологията ясно показва, че тя се определя от развитието и прилагането на нови методи на изследване.

2. Основните изследователски методи, използвани в биологичните науки, са:

• Наблюдение
• Описание
• Систематизиране
• Сравнение
• Експериментирайте
• Аналитичен метод
• Исторически метод
• Моделиране

Разговор за тези методи с елементи на самостоятелна работа на учениците при изучаване на текста на учебника (раздел 2, стр. 10-11) и използване на презентация.

Записване в тетрадки на характеристиките на изследователските методи в биологията.

Заключителен разговор за етапите на научното изследване. Предварително подготвен ученик може да говори за тези етапи, събиране на факти, излагане на хипотеза, провеждане на експерименти, формулиране на теория с определени правила и закони.

III. Обобщаване на урока по време на общ разговор:

За задачите и целите на науката

За значението на методите за развитието на науката биология

За най-голямото разпространение на експерименталния метод

За приложението на метода на моделиране и др.

IV. домашна работа:

Проучете параграф 2. Отговорете на въпросите на страница 11. Изпълнете една от задачите на страница 12.

Допълнителна информация.

Някои учени извършват сериозни изследвания в търсене на живи организми, които все още са непознати и непризнати от официалната наука, като реликтния хоминид, който често се нарича Bigfoot. Това изследване е в основата на нова индустрия биологична наука– криптозоология.