Метод – это путь исследования, который проходит ученый, решая какую-либо научную задачу или проблему. Проблема – это вопрос, задача, требующие решения. Решение проблемы ведет к получению нового знания. Решение проблемы требует от исследователя сбора фактов, их анализа и систематизации (к примеру, "как возникает приспособленность организмов к среде обитания"?) Гипотеза – предположение, предварительное решение ("ответ") поставленной задачи. Гипотеза проверяется экспериментально (например, "гипотеза происхождения жизни на Земле"). Теория – это обобщение основных идей в какой-либо области научного знания (теория эволюции обобщает все существующие на данный момент научные данные, полученные исследователями на протяжении многих десятилетий). Со временем теории дополняются развиваются (например, синтетическая теория эволюции дополняет Дарвиновскую), но некоторые из них могут быть и опровергнуты. Метод (название) Описание Классические методы Эмпирические – основаны на Научный метод — это чувственном познании совокупность приёмов и исследования в Картинка Пример биологии операций, используемых (в науке вообще). при построении системы Эмпирические. научных знаний. Описание В основе его лежит наблюдение. Он широко применялся Последующая запись в полевой еще учёными древности, дневник наблюдений или на занимавшихся сбором другой носитель. фактического материала и его описанием (изучение и описание животных и растений), а также применяется в настоящее время (например, при открытии/описании новых видов). Наблюдение Наблюдение — метод, с Наблюдать можно помощью которого визуально, например, за исследователь собирает поведением животных. информацию об объекте Можно наблюдать с (восприятие природных помощью приборов за объектов с помощью органов изменениями, чувств). происходящими в живых объектах: например, при снятии кардиограммы в течение суток, при замерах веса телёнка в течение месяца. Наблюдать можно за сезонными изменениями в природе, за линькой животных и т.д. Выводы, сделанные наблюдателем, проверяются либо повторными наблюдениями, либо экспериментально. Измерение Измерение различных Измерение ЧСС показателей биологического человека, измерение объекта или явления с помощью веса, роста, объема измерительных приборов. грудной клетки и т.п. В палеонтологии измерение веса и линейных размеров находок/ископаемых. Эксперимент (опыт) Метод, с помощью которого Скрещивания животных проверяют результаты или растений с целью наблюдений, выдвинутые получения новой породы предположения (гипотезы). или сорта, проверка Это всегда получение нового нового лекарства, знания с помощью выявление поставленного опыта. функций/роли органоида клетки. Теоретические Одной практикой не умозаключения (и не только) на обойтись, хороший биологии. основе фактов, полученных исследователь должен Теоретические. эмпирическими методами. Из опираться на практику, них чаще всего используются но потом хорошенько метод исторических аналогий, всё обдумать и анализ, моделирование, систематизировать. Классические методы исследования в экстраполяция, абстрагирование и конкретизация, индукция и дедукция, сравнение, обобщение, систематизация и интерпретация фактов. Сравнение Сравнение полученных в ходе Для наглядности в исследования данных с дальнейшем составление предыдущими исследованиями графиков, таблиц, или литературными данными. диаграмм и т.п. Например, сравнение среднего количества птенцов в гнездах в разные годы. Классификация Объединение нескольких Основной метод объектов в группы на основании таксономистов (людей, общих признаков, заданных занимающихся исследователем. биоразнообразием). Классификация растений и животных, грибов и микроорганизмов. Анализ Процесс мысленного Тут довольно трудно с разделения предмета на части примерами, но чисто (признаки, свойства, интуитивно каждый отношения) с последующим понимает, что это такое. обдумыванием составляющих Анализ результатов по отдельности и в целом (а это проведенного уже синтез). исследования в соответствии с поставленными задачами. Или теоретическое обобщение на основе литературных данных изучение отдельных свойств и структуры органоидов клетки. Синтез Соединение выделенных в ходе Клеточная теория: И дальнейшее анализа сторон предмета в объединение этих единое целое. умозаключений в единую систему, описывающую взаимосвязь и необходимость отдельных структур клетки. Обобщение Метод построения гипотез и, в Синтетическая теория дальнейшем, теорий на основе эволюции обобщила полученных эмпирических и факты и результаты литературных данных. экспериментов из Установление родства различных областей биологических объектов. биологической науки. Выявление черт сходства и различия и их важности для конкретного исследования. Моделирование Метод, при котором создаётся При установлении некий образ объекта (явления, структуры молекулы процесса), модель, с помощью ДНК Джеймс Уотсон и которой ученые получают Френсис Крик создали необходимые сведения об из пластмассовых изучаемом объекте. элементов модель молекулы ДНК (двойную спираль), отвечающую данным рентгенологических и биохимических исследований. В настоящее время компьютерное моделирование процессов и явлений встречается в научных исследованиях всё чаще. Исторический Применяется для установления Эволюционное учение взаимосвязей между фактами, развивалось во многом процессами, явлениями, благодаря этому методу. происходившими на исторически длительном промежутке времени. Палеонтологический Сбор данных во время Позволяет выявить археологических/палеонтологич родство между древними еских раскопок. Входит во все организмами, останки исследования по эволюции и которых находятся в применим для изучения земной коре, в разных практически всех геологический слоях. эволюционных процессов. Возможно определение относительного возраста осадочных толщ земной коры по сохранившимся в них ископаемым остаткам организмов. Позволяет составить филогенетические ряды современных лошади и кита. Абстрагирование Отвлечение в процессе Для классификации познания от некоторых свойств организмов важны как объекта с целью углубленного свойства в совокупности, исследования одной его как и по отдельности. стороны. Или, в генетике при Позволяет не учитывать ряд анализе наследования свойств объекта в ходе конкретного признака, к конкретного исследования. примеру, окраска Помогает выделить то, что венчика цветка, нужно важно. анализировать именно его, абстрагируясь при этом от формы и цвета семени, размера куста и прочих. Современные методы Про них как раз изучения довольно часто биологических спрашивают в заданиях объектов. ЕГЭ. Это те методы, которыми ученые пользуются в рутинных исследованиях, те, которыми в настоящее время не обойтись. Цитологический/ Исследование строения клетки, Метод обнаружения цитогенетический её структур, с помощью болезнетворных различных методов микроорганизмов в микроскопирования (далее). пробах, мазках и др. Часто используется в мед.диагностике заболеваний. Цитогенетический исследует кариотип человека (хромосомы ядра), выявляет наследственные заболевания, связанные с изменением структуры и количества хромосом. Световая микроскопия Довольно дешевый и Позволяет наблюдать эффективный метод живые объекты. Можно исследования. Актуален до сих рассматривать клетку пор и без него не обойтись целиком, срез органа, практически ни одному ткань, но не органоиды. биологу. используют световой Иногда видно ядро и микроскоп. Строение его хлоропласты, клеточную довольно простое, обязательно стенку. повторите. Метод микроскопирования в темном поле Мелкие структуры, невидимые Рассматривание мелких при обычном структур / объектов микроскопировании, становятся (менее 0,2 мкм). заметны в отраженных лучах. Используется в микробиологической диагностике патогенных микроорганизмов. Флуоресцентная микроскопия Некоторые вещества/структуры Позволяет изучить способны светиться при локализацию различных поглощении световой энергии. химических веществ в Существуют флуорохромы (см. живой и фиксированной картинку), способные клетке избирательно связываться с липидами, полисахаридами и некоторыми белками. Фазово-контрастная микроскопия Основана на том, что отдельные Микробиологическая структуры, прозрачной, в диагностика патогенных целом, клетки отличаются друг микроорганизмов. от друга по светопреломлению и плотности. Проходя через эти структуры, свет изменяет свою фазу, но наш глаз не воспринимает это изменение. Специальный объектив на микроскопе создаёт черно-белое контрастное изображение. Электронная Требует длительной и сложной микроскопия подготовки объекта к структур клетки, её микроскопированию, органоидов, отдельных дорогостоящий метод, однако элементов, позволяющий рассматривать ультраструктуры, всё это самые мелкие клеточные структуры. Сканирующая (поверхностная): Трансмиссионная (срез), видны митохондрии Изучение повехностных возможно только благодаря электронному микроскопу. Структура вирусов исследуется и была открыта только таким методом. Биохимический Исследование химических Исследование процессов, происходящих в биохимического анализа организме. крови человека. Может быть частным методом генетики как науки. Был использован для выявления частных болезней обмена веществ, связанных с наследственностью. Центрифугирование Разделение смесей на Применяется для составляющие под действием разделения органоидов центробежной силы. клетки, легких и Изучение состава и свойств тяжелых фракций смесей. органических соединений. Хроматография Электрофорез Метод разделения компонентов Метод разделения смесей, основа на пигментов растительной распределении компонентов клетки. между двумя фазами: Метод определения неподвижной (нанесенной на беременности (по колонку) и подвижной, наличию определенного протекающей через гормона в моче или в неподвижную. крови) Близкий к хроматографии Основной метод ДНК- метод, разделению веществ в диагностики. Выделяет геле способствует ДНК-фрагмент электрический ток. проводится определенного в хроматографической камере с размера/веса/длины из электродами. смеси. Фрагменты видны в УФизлучении, благодаря предварительному окрашиванию. Метод меченых атомов Чтобы проследить за Применяется для превращением какого-либо изучения процессов, вещества в него вводят происходящих в живых радиоактивную метку (изотоп клетках. какого-либо элемента) Позволяет проследить круговорот элемента в природе или осаждение вещества в каком-либо органе или ткани. Спектральный анализ Известно, что каждый элемент Современные методы поглощает/излучает позволяют определить характерный только для него до миллиардных долей световой спектр Метод изучает грамма определенного химический состав веществ на вещества в пробе. основании их способности к поглощению и испусканию света. Метод витального В низких концентрациях Этот метод позволяет (прижизненного) красители малотоксичны для судить о живых клеток. жизнедеятельности окрашивания клетки при различных внешних воздействиях. Метод Основан на выращивании Таким образом можно культивирования отдельных клеток, тканей и получить стерильные клеток и тканей органов вне организма. материалы для посадки Отдельные клетки или кусочки растений. Можно тканей выращивают обычно вырастить кусочки погруженными в питательную тканей человека для среду. трансплантации его собственных тканей или даже органов. Таким методом выращивают Методы генетики как науки. Цитогенетический Был описан выше в общих С помощью методах. Применяется для цитогенетических исследования кариотипа методов можно выявить человека. геномные мутации у человека (синдром Дауна, синдром Клайнфельтера и т.д.). Генеалогический Применяется при составлении С помощью этого метода родословных людей, выявлении выявили сцепленное с характера наследования полом наследование некоторых признаков. гемофилии. Близнецовый Методы селекции как науки. Применяется для выявления Можно попробовать степени влияния окружающей разделить влияние среды, воспитания и условий наслественности и среды жизни на генотип. Изучаются на организм. Близнецов генотипические и иногда даже фенотипические особенности воспитывают в разных одно- и двуяйцовых близнецов. семьях. Теоретической основой селекции является генетика, так как именно знание законов генетики позволяет целенаправленно управлять закреплением мутаций, предсказывать результаты скрещивания, правильно проводить отбор гибридов. В результате применения знаний по генетике удалось создать более 10 тысяч сортов пшеницы на основе нескольких исходных диких сортов, получить новые штаммы микроорганизмов, выделяющих пищевые белки, лекарственные вещества, витамины и т. п. Скрещивание Родственное Применяется с целью сохранения/закрепления необходимых признаков у сорта/породы. Для закрепления полезных наследственных (инбридинг) свойств необходимо повысить гомозиготность нового сорта. Иногда для этого применяют самоопыление перекрёстноопыляемых растений. Неродственное -внутрисортовое Метод межлинейной гибридизации, при котором часто наблюдается эффект гетерозиса: гибриды (аутбридинг) (внутрипородное) первого поколения обладают высокой урожайностью и устойчивостью к неблагоприятным -межсортовое (межпородное) воздействиям. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, которые получаются при скрещивании не только разных линий, но и разных сортов и даже видов. Эффект гетерозиготной (или гибридной) мощности бывает сильным только в первом гибридном поколении, а в следующих поколениях постепенно снижается. Основная причина гетерозиса заключается в устранении в гибридах вредного проявления накопившихся рецессивных генов. Другая причина — объединение в гибридах доминантных генов родительских особей и взаимное усиление их эффектов. Отдаленная Отдаленная гибридизация домашних животных менее эффективна, чем растений. Межвидовые гибриды животных часто бывают гибридизация бесплодными. При этом восстановление плодовитости у животных представляет более сложную задачу, поскольку получение полиплоидов на основе умножения числа хромосом у них невозможно. Правда, в некоторых случаях отдаленная гибридизация сопровождается нормальным слиянием гамет, обычным мейозом и дальнейшим развитием зародыша, что позволило получить некоторые породы, сочетающие ценные признаки обоих использованных в гибридизации видов. Искусственный отбор Первоначально в основе селекции лежал искусственный отбор, когда человек отбирает растения или животных с интересующими его признаками. До XVI—XVII веков отбор происходил нерегулярно и неметодично: для посева отбирали лучшие плоды (на посадку) или особи (для воспроизводства) просто рассчитывая на повторение результата; забавно, что это соседствовало с теологической убеждённостью неизменности «божьих созданий». Только в последние столетия, ещё не зная законов генетики, стали использовать отбор сознательно и целенаправленно, скрещивая экземпляры с ярко выраженными полезными свойствами. Массовый отбор Отбор особей по фенотипу без проверки генотипа. Для перекрёстноопыляемых растений применяют массовый отбор особей с желаемыми свойствами. В противном случае невозможно получить материал для дальнейшего скрещивания. Таким образом получают, например, новые сорта ржи. Эти сорта не являются генетически однородными. Индивидуальный отбор Прием искусственного отбора, который проводится на основе индивидуальной наследственной изменчивости особи. В селекции животных применяют жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру. В селекции растений индивидуальный отбор используют при работе с самоопыляющимися растениями, при этом выделяются чистые линии — потомство одной самоопыляющейся особи. Благодаря индивидуальному отбору от одного вида дикого сизого голубя выведено около 150 пород домашних голубей; от одного вида собаки получено все разнообразие пород. Большинство сортов пшеницы, ячменя, овса были получено методом индивидуального отбора. Полиплоидизация Получают искусственные Один из путей преодоления стерильности межвидовых гибридов. Полиплоиды отличаются полиплоиды при помощи быстрым ростом, химических веществ, которые крупными размерами и разрушают веретено деления, в высокой урожайностью. результате чего удвоившиеся В сельскохозяйственной хромосомы не могут разойтись, практике широко оставаясь в одном ядре. Одно из используются таких веществ — колхицин. триплоидная сахарная свекла, четырёхплоидный клевер, рожь и твердая пшеница, а также шестиплоидная мягкая пшеница. Мутагенез Путём искусственного мутагенеза и последующего отбора мутантов были получены новые высокоурожайные сорта ячменя и пшеницы. Этими же методами удалось получить новые штаммы грибов, выделяющие в 20 раз больше антибиотиков, чем исходные формы. За последние 70 лет выведено более 2250 сортов сельскохозяйственных растений, созданных при помощи физического и химического мутагенеза. https://vk.com/egeogegribi
