Методы биологических исследований
Название | Суть метода (на чём основан) | Примеры использования метода | |
Наблюдение | Целенаправленное исследование биологических объектов или явлений в естественных условиях среды. | Изучение гнездового поведения птиц. Изучение скорости роста различных растений в природе. | |
Сравнение | Выявление черт сходства и различий биологических объектов или явлений. | Определение видовой принадлежности растения с использованием определителя. | |
Эксперимент | Целенаправленное исследование биологических объектов или явлений в искусственно созданных и строго контролируемых условиях. | Определение условий прорастания семян, при котором есть контрольная группа и несколько экспериментальных, отличающихся друг от друга одним параметром. | |
Световая микроскопия | Основан на использовании оптического микроскопа для изучения микроорганизмов, которые имеют размеры не менее 0,2 мкм (бактерии, простейшие и т. п.) | Изучение кожицы чешуи лука. Изучение микропрепаратов крови лягушки и человека для последующего сравнения. Выявление движения пластид в клетках листа элодеи. | |
Электронная микроскопия | Просвечивающая электронная микроскопия основана на пропускании пучка электронов через относительно тонкий образец. | Изучение внутреннего строения митохондрий и пластид, строения клеточной мембраны, рибосом. | |
Центрифугирование | Основан на разной скорости перемещения частиц, различных по плотности и массе в растворе или геле при раскручивании в центрифуге. | Разделение органоидов клетки в вязком растворе при раскручивании (седиментация). Создание фракций, содержащих отдельные органоиды (митохондрии, пластиды, ядра) | |
Измерение | Определение измеримых характеристик объектов или явлений. | Определение размеров семян фасоли. Определение скорости биохимической реакции | |
Хроматография | Метод разделения и анализа смесей веществ, а также изучения физико-химических свойств веществ. Основан на разной скорости движения частиц в пористых средах при протекании растворителя | Разделение разных видов пигментов растений с помощью спирта и фильтровальной бумаги. | |
Исторический | установление взаимосвязей между фактами, процессами, явлениями, происходившими на протяжении исторически длительного времени (несколько миллиардов лет). | Палеонтологические исследования, составление филогенетических рядов животных и растений. | |
Методы изучения наследственности и изменчивости у человека | |||
Генеалогический | Основан на изучении характера наследования признаков в родословных. Позволяет установить доминантность или рецессивность признака, сцепленность или независимость от пола. | Определение характера наследования гена гемофилии в царских домах Европы. | |
Близнецовый | сопоставление особенностей членов близнецовой пары, позволяющее определить степень влияния наследственных факторов и среды на формирование тех или иных признаков | выяснение наследственной предрасположенности человека к ряду заболеваний: шизофрении, эпилепсии, сахарному диабету и другим. | |
Цитогенетический | Определение изменения в хромосомном аппарате клеток: числа хромосом и их наличие структурных перестроек, позволяет выявить геномные и хромосомные мутации | Кариотипирование клеток эмбриона с целью определения наличия лишних хромосом, например, 21 (синдром Дауна) | |
Биохимический | Определение химического состава жидкостей организма для определения наличия генетических заболеваний. | Анализ мочи для определения фенилкетонурии (ФКУ). Анализ крови для определения серповидно-клеточной анемии. | |
Популяционно-генетический | Изучение распространения наследственных признаков (наследственных заболеваний) в популяциях, с использованием статистической обработки данных. | Изучение распространения наследственных заболеваний у разных групп населения | |
Разделы биологии
Раздел биологии | Предмет изучения |
Палеонтология | наука об ископаемых останках растений и животных |
Экология | наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. |
Эмбриология | это наука, изучающая развитие зародыша. |
Селекция | наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. |
Физиология | наука о закономерностях функционирования и регуляции биологических систем разного уровня организации. |
Ботаника | Наука о растениях |
Цитология | раздел биологии, изучающий живые клетки, их органоиды, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти. |
Генетика | наука о закономерностях наследственности и изменчивости. |
Систематика | раздел биологии, занимающийся классификацией живых организмов. |
Морфология | изучает как внешнее строение (форму, структуру, цвет, образцы) организма, таксона или его составных частей, так и внутреннее строение живого организма |
Ботаника | Наука о растениях |
Анатомия | раздел биологии, изучающий внутреннее строение организма |
Психология | наука о поведении и психических процессах |
Гигиена | наука, изучающая влияние факторов внешней среды на организм человека с целью оптимизации благоприятного и профилактики неблагоприятного воздействия. |
Орнитология | раздел, изучающий птиц. |
Микология | Наука о грибах |
Ихтиология | Наука о рыбах |
Фенология | Наука о развитии живой природы |
Зоология | Наука о животных |
Микробиология | Наука о бактериях |
Вирусология | Наука о вирусах |
Антропология | совокупность научных дисциплин, занимающихся изучением человека, его происхождения, развития, существования в природной (естественной) и культурной (искусственной) средах. |
Медицина | область научной и практической деятельности по исследованию нормальных и патологических процессов в организме человека, различных заболеваний и патологических состояний, их лечению, сохранению и укреплению здоровья людей |
Гистология | Наука о тканях |
Теория эволюции | Наука о причинах, движущих силах, механизмах и общих закономерностях эволюции живой природы |
Синэкология | раздел экологии, изучающий взаимоотношения организмов различных видов внутри сообщества организмов. |
Биогеография | наука на стыке биологии и географии; изучает закономерности географического распространения и распределения животных, растений и микроорганизмов |
Аутоэкология | раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма с окружающей средой. |
Протистология | наука, изучающая одноклеточные эукариотические организмы, относящиеся к типу простейших |
Бриология | Наука о мхах |
Альгология | наука о морфологии, физиологии, генетике, экологии и эволюции макро и микроскопических одно и многоклеточных водорослей |
Признаки и свойства живого
Название признака (свойства) | Сущность признака (свойства) |
Единство элементного химического состава | В состав живого входят те же элементы, что и в состав неживой природы, но в других количественных соотношениях; при этом примерно 98% приходится на углевод, водород, кислород, азот. |
Единство биохимического состава | Все живые организмы состоят в основном из белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот. |
Единство структурной организации | Единицей строения, жизнедеятельности, размножения, индивидуального развития является клетка; вне клетки жизни нет. |
Дискретность и целостность | Любая биологическая система состоит из отдельных взаимодействующих частей (молекулы, органоиды, клетки, ткани, организмы, виды и т.д.), которые вместе образуют структурно – функциональное единство. |
Обмен веществ и энергии (метаболизм) | Обмен веществ состоит из двух взаимосвязанных процессов: ассимиляции (пластического обмена) – синтеза органических веществ в организме (за счет внешних источников энергии – света, пищи) и диссимиляции (энергетического обмена) – процесса распада сложных органических веществ с выделением энергии, которая затем расходуется организмом. |
Саморегуляция | Любые живые организмы обитают в постоянно изменяющихся условиях окружающей среды. Благодаря способности к саморегуляции в процессе метаболизма сохраняются относительное постоянство химического состава и интенсивность течения физиологических процессов, т.е. поддерживается гомеостаз. |
Открытость | Все живые системы являются открытыми, потому что в процессе их жизнедеятельности между ними и окружающей средой происходит постоянный обмен веществом и энергией. |
Размножение | Это способность организмов воспроизводить себе подобных. В основе воспроизведения лежат реакции матричного синтеза, т.е. образование новых молекул и структур на основе информации, заложенной в последовательности нуклеотидов ДНК. Это свойство обеспечивает непрерывность жизни и преемственность поколений. |
Наследственность и изменчивость | Наследственность – способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Основой наследственности является относительное постоянство строения молекул ДНК. Изменчивость – свойство, противоположное наследственности; способность живых организмов существовать в различных формах, т.е. приобретать новые признаки, отличные от качеств других особей того же вида. Изменчивость, обусловленная изменениями наследственных задатков – генов, создает разнообразный материал для естественного отбора, т.е. отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования в природе. Это приводит к появлению новых форм жизни, новых видов организмов. |
Рост и развитие | Индивидуальное развитие, или онтогенез, - развитие живого организма от зарождения до момента смерти. В процессе онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организма. В основе этого лежит поэтапная реализация наследственных программ. Индивидуальное развитие обычно сопровождается ростом. Историческое развитие, или филогенез, - необратимое направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни. |
Раздражимость | Способность организма избирательно реагировать на внешние и внутренние воздействия, т.е. воспринимать раздражение и отвечать определенным образом. Ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы, называется рефлексом. Организмы, у которых отсутствует нервная система, отвечают на воздействие изменением характера движения и роста, например листья растений, поворачиваются к свету. |
Ритмичность | Суточные и сезонные ритмы направлены на приспособление организмов к меняющимся условиям существования. Наиболее известным ритмическим процессом в природе является чередование периодов сна и бодрствования. |