Онлайн 7 класс читать Биология Суматохин Учебник §4 — Углубленный уровень Введение параграф 4 «Методы научного познания в биологии». Цитаты из учебника 2024 года использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения. Ознакомительный фрагмент.
Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника
§ 4. МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ В БИОЛОГИИ
Это я знаю: Биология — наука о жизни. Методы науки.
❓ Чем занимается наука?
В ЧЁМ ОСОБЕННОСТИ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА?
Наука является путём познания и особым подходом к изучению окружающего мира. Научное познание живого основано на поиске знаний о биологических объектах и явлениях в ходе исследований. Исследование начинается с возникновения важной научной проблемы, которая требует решения.
Осознание проблемы часто приводит к формулированию темы исследования. Возможные результаты исследования в начале не всегда ясны, но они могут заранее предполагаться. Так возникает научная гипотеза (от греч. гипотезис — основание). Гипотезу подтверждают наблюдением или экспериментом (от лат. экспериментум — проба).
Для успешного научного исследования нет универсального алгоритма. Не существует и единственного научного метода, который должны использовать все учёные.
ЗАЧЕМ ПРОВОДЯТ НАБЛЮДЕНИЯ?
Практическая часть биологического исследования часто начинается с наблюдения. Оно может проводиться как непосредственно с помощью органов чувств, так и при помощи микроскопов, термометров, весов и других средств.
Результаты наблюдений учёные записывают с максимальной точностью. Зарегистрированные результаты наблюдений являются единицами информации, на которых основывается научное исследование. Численные измерения называют количественными данными. Результаты наблюдений анализируют с помощью методов статистики и оформляют в виде таблиц, графиков и диаграмм (рис. 9, а).
Фиксируемые описания обычно имеют качественный характер. Описание представляет собой перечисление признаков объекта. Например, животного или растения (рис. 9, б). Целью описания является наиболее точное и полное указание признаков объекта. Ценные данные позволяют получить наблюдения за жизнедеятельностью изучаемого объекта в природе. Например, путём наблюдений в полевых условиях можно определять видовую принадлежность и проводить учёт численности птиц. В полевом журнале орнитолог может привести описание внешнего вида и поведения птицы, за которой он наблюдал. С помощью приборов можно наблюдать за изменениями в живых объектах. Для получения достоверных данных наблюдения неоднократно повторяют.
Результаты наблюдений требуют логичного и проверяемого объяснения. Понимание биологических законов основывается на анализе результатов наблюдений. Анализ — это приём, с помощью которого объекты мысленно разделяют на составные части, выделяя их свойства. Анализ неразрывно связан с синтезом, при котором объект рассматривают в целостности, мысленно соединяя его части. В результате анализа и синтеза происходит обобщение — мысленное объединение общих свойств исследуемых объектов. Обработанные данные сопоставляются со сведениями из литературных источников и обсуждаются со специалистами.
ЗАЧЕМ ПРОВОДЯТ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ?
Эксперимент — это научный опыт, который проводится в контролируемых условиях. Экспериментальная работа требует скрупулёзного выполнения методики. Это связано с тем, что даже незначительное отклонение в условиях проведения опыта может привести к искажению результатов исследования.
В биологическом эксперименте выделяют несколько этапов. Первый этап — постановка цели и определение задач, составление плана эксперимента. В плане учитываются накопленные знания и отражается актуальность исследуемой проблемы.
Второй этап включает активное воздействие на окружающий мир, в результате чего накапливаются объективные научные факты. Их получению в значительной степени способствует правильно подобранная методика эксперимента.
На третьем этапе эксперимента анализируются и обобщаются полученные результаты. Четвёртый этап эксперимента состоит в практической проверке правильности полученных фактов.
Примером эксперимента может быть проверка нового лекарственного препарата. Новые данные могут привести к пересмотру исходной гипотезы или выдвижению новой, которая потребует дальнейшей проверки (рис. 10).
КАК ПРИГОТОВИТЬ ПРЕПАРАТ ДЛЯ МИКРОСКОПИИ?
Биологические объекты, размеры которых находятся за пределами разрешающей способности глаза, изучают с помощью микроскопических методов. Для изучения объектов с помощью светового микроскопа их необходимо подготовить.
Используемые для приготовления препаратов предметные и покровные стёкла нуждаются в специальной подготовке. Стёкла должны быть чистыми и хорошо обезжиренными.
Не вызывает сложностей изучение большинства сухих объектов. Например, цветочной пыльцы, чешуи рыбы, волос, крыльев насекомого. Такие объекты называют сухими препаратами. Их можно размещать на предметом стекле и рассматривать без предварительной обработки.
Из влажных объектов изготавливают влажные препараты. Среди сухих и влажных препаратов выделяют временные препараты. Эти препараты нельзя долго хранить.
При изготовлении временного влажного препарата исследуемый материал помещают в каплю воды на центральной части предметного стекла и аккуратно накрывают покровным стеклом. Материал берут такой величины, чтобы он заполнял всё пространство между покровным и предметным стеклом и не выступал за края покровного стекла. Для особо тщательного изучения объекты окрашивают специальными красителями.
КАКОВО ЗНАЧЕНИЕ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ?
Наряду с обычной световой микроскопией при проведении биологических исследований широко применяют электронную, сканирующую зондовую микроскопию. Сканирующие зондовые микроскопы позволяют получать изображения поверхности.
Одним из таких микроскопов является атомно-силовой микроскоп (рис. 11). С его помощью образцы изучают не только в воздушной, но и в водной среде. Особым преимуществом атомно-силовой микроскопии является возможность получения трёхмерного изображения отдельных молекул.
Атомно-силовую микроскопию широко используют в молекулярной биологии. С её помощью исследуют биологические нанообъекты, размером от 1 до 100 нм. К ним относят разнообразные внутриклеточные наноструктуры, образуемые на основе молекул белков, ДНК, РНК и полисахаридов, которые формируют внутриклеточный каркас — цитоскелет.
Использование метода атомно-силовой микроскопии позволяет решать разнообразные исследовательские задачи: определять микроорганизмы по их внешнему строению, исследовать влияние различных веществ на жизнедеятельность клеток, визуализировать единичные биологические молекулы.
ПРАКТИКУМ. УСТРОЙСТВО СВЕТОВОГО МИКРОСКОПА
Цель работы: повторить устройство светового микроскопа, совершенствование знаний правил работы с микроскопом.
Материалы и оборудование: световой микроскоп, готовые микропрепараты крови лягушки.
Ход работы
- Проверьте себя. Помните ли вы, что основными частями микроскопа являются механическая, осветительная и оптическая? Вспомните назначение каждой части микроскопа. Поработайте с рисунком (рис. 12).
- Изучите механическую часть светового микроскопа: штатив, предметный столик, тубус, револьвер, макро- и микроскопические винты.
- Чем представлена осветительная часть микроскопа? Найдите зеркало, конденсор и диафрагму.
- Оптическая часть микроскопа состоит из окуляров и объективов. Найдите цифры на верхней поверхности окуляра. Какова кратность увеличения окуляра вашего микроскопа? При необходимости окуляр можно заменить на другой. У объективов тоже разная кратность увеличения. Найдите объективы малого увеличения (х8, Х10), большого увеличения (х40), иммерсионный объектив (х90). Подсчитайте, чему будет равно общее увеличение вашего микроскопа.
- Поставьте микроскоп слева (штативом к себе, предметным столиком от себя). Приведите в рабочее положение объектив малого увеличения. Поднимите с помощью макроскопического винта объектив над столиком примерно на 0,5 см, откройте диафрагму и поднимите конденсор. Глядя в окуляр, поворачивайте зеркало до тех пор, пока поле зрения не будет ярко освещено.
- Положите на предметный столик выданный вам микропрепарат эритроцитов лягушки покровным стеклом вверх. Медленно опускайте тубус с помощью макровинта, чтобы объектив находился на расстоянии около 3—5 мм от препарата. Смотрите сбоку. Глядя в окуляр, медленно поднимайте тубус с помощью макровинта до тех пор, пока не появится изображение объекта. Двигать микропрепарат после установки на малом увеличении нельзя!
- Вращайте револьвер, чтобы в рабочем положении оказался объектив большого увеличения. Для тонкой фокусировки используйте микроскопический винт.
- Изучите микропрепарат. Рассмотрите одиночные клетки эритроцитов лягушки, обратите внимание на крупное овальное ядро.
- Зарисуйте увиденное в рабочей тетради и запишите выводы.
- После окончания работы снимите микропрепарат с предметного столика. Опустите объектив на расстояние 0,5 см от предметного столика.
ВЫВОДЫ
– Наука — одна из сфер человеческой деятельности, основной целью которой является познание действительности, получение объективных знаний о мире.
– Для научного познания характерен строгий выбор объектов, методов и средств изучения реальной действительности.
– Характерным методом научного познания в биологии является микроскопия.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Наблюдение. Эксперимент. Гипотеза. Микроскопия.
ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
Российские учёные разработали технологию автоматической сборки наночастиц с помощью молекул некоторых белков, выделенных из палочкообразных бактерий. Эти белки стали использовать на сборочной линии наночастиц, которые представляют интерес для медицины и биотехнологий. К таким наночастицам можно присоединять молекулы лекарств, радиоактивные частицы для диагностики и лечения раковых заболеваний.
ВОПРОСЫ (стр. 23)
- С чего начинается научное исследование?
- Чем гипотеза отличается от закона?
- Какие методы учёные используют для изучения живой природы?
- Как можно производить наблюдения?
- Что является целью описания?
- Какова структура эксперимента?
ЗАДАНИЯ
- Сформулируйте гипотезу, используя количественные данные рисунка 10.
- Назовите универсальные методы науки и специфические методы биологии.
- Приготовьте микропрепарат из капли воды из аквариума. Исследуйте каплю с помощью микроскопа. Что вы установили? Опишите увиденное. Докажите, что в капле воды имеются клетки.
- Вам необходимо провести исследование по теме «Видовой состав птиц вашего населённого пункта». Сформулируйте цель и задачи исследования.
ОБЪЯСНИТЕ
- Чем научное знание отличается от обыденного знания?
- Чем эксперимент отличается от наблюдения?
- В каких случаях теория становится законом?
ТЕМЫ ДЛЯ ДИСКУССИЙ
- Может ли наука объяснить чудо?
- Взаимодействие информатики и биологии. Предположите возможные перспективы и направления.
Вы смотрели: Биология Суматохин Учебник §4 — Профиль Введение. Цитаты из учебника 2024 года использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения. Ознакомительный фрагмент.
