Procesul de cunoaștere științifică este de obicei împărțit în două etape: empiric și teoretic.

La stadiul empiric se folosesc următoarele metode.

Metode descriptive și comparative , se bazează pe observație. Observare - studiul obiectelor faunei sălbatice în condiții naturale. Aceasta este observarea directă (în sensul literal) a comportamentului, răspândirea, reproducerea animalelor și plantelor în natură, determinarea vizuală sau instrumentală a caracteristicilor organismelor, celulelor, organelor și țesuturilor acestora. În aceste scopuri, biologia modernă folosește atât mijloace tradiționale de cercetare de teren - de la binoclu până la vehicule de adâncime, cât și echipamente sofisticate de laborator - microscoape, spectrofotometre, ultracentrifuge etc.

Metoda experimentala bazat pe studiul obiectelor vii aflate sub influența extremă a factorilor de mediu- modificarea temperaturii, iluminării sau umidității, încărcătură crescută, toxicitate sau radioactivitate, modificarea locului de dezvoltare (înlăturarea sau transplantul de gene, celule, organe, zboruri spațiale etc.). Metoda experimentală face posibilă dezvăluirea proprietăților ascunse, limitele capacităților de adaptare ale sistemelor vii, gradul de flexibilitate, fiabilitate, variabilitate a acestora.

Metoda istorica dezvăluie istoria dezvoltării obiectelor biologice, originea lor. Comparați structura anatomică, compoziția chimică, structura genelor și alte semne în organisme cu diferite niveluri de complexitate. În același timp, sunt investigate nu doar organismele vii, ci și cele dispărute de mult, păstrate sub formă de resturi fosile.

O metodă relativ nouă - modelare procese biologice , atât la nivel de organisme, celule sau biomolecule, deci și modelare matematică. De exemplu, puteți construi un model și puteți prognoza starea de viață într-un rezervor după un anumit timp când unul, doi sau mai mulți parametri (temperatura, concentrația de sare, prezența prădătorilor etc.) se schimbă.

Metoda de sistem (abordare) este de asemenea nou . Obiectele vii sunt tratate ca sisteme , adică o colecție de elemente cu anumite relații. Fiecare obiect este considerat atât ca sistem, cât și ca element al unui sistem de ordin superior.

Pe etapa teoretică cogniția folosește următoarele metode: generalizare acumulate fapte , nominalizare noi ipoteze , al lor test re-empiric (noi observații, experimente, comparații, modelare). Ipotezele confirmate devin legi , dintre care se adună teorie ... Este clar că atât legile, cât și teoriile sunt de natură relativă și pot fi revizuite mai devreme sau mai târziu.

3. Concepte de bază ale biologiei

Concept - este un grup interconectat de concepte, ipoteze, teorii care explică un fenomen sau o proprietate fundamentală a naturii. Principalulconcepte biologice explica fenomenul si proprietatileviaţă .

1. Conceptul de organizare sistemică pe mai multe niveluri a vieții : toate obiectele vii sunt sisteme de diferite niveluri de complexitate, ele formează o ierarhie continuă a nivelurilor de organizare structurală și funcțională.

2. Conceptul de esență materială a vieții : viața este materială, baza ei fizică și chimică este metabolismul și energia. În sens filozofic, aceasta înseamnă primatul materiei și natura secundară a conștiinței (materialismul).

Materia este un agregat de materie și câmp. Substanța are o masă de repaus, dar câmpul nu. Materia vie reprezintăsubstanță deosebit de complexă și un domeniu complex multifactorial. Exactnivel de dificultate face materia vie, deși în ea operează legi fizice și chimice simple.

3. Conceptul de informație biologică și auto-reproducere a vieții : organismele vii se reproduc pe baza propriilor informații (genetice) atunci când interacționează cu informații externe (epigenetice). Rezultatul acestei interacțiuni este dezvoltarea individuală a organismelor (ontogenie).

4. Conceptul de autoreglare a sistemelor vii : sistemele vii mențin constanta relativă a conexiunilor lor interne și a condițiilor de funcționare (homeostazia) pe baza unei combinații de feedback direct pozitiv și negativ.

5. Conceptul de autoorganizare și evoluție biologică : lumea vie a apărut ca urmare a auto-organizării din sisteme chimice neînsuflețite și suferă o dezvoltare istorică ireversibilă (filogeneză) bazată pe variabilitatea ereditară și selecția naturală a organismelor cele mai adaptate condițiilor de mediu în schimbare.

Lecția practică numărul 1

Subiect: „Metode de cercetare în biologie”

Scop: studierea metodelor de cercetare fundamentală utilizate în biologie; învață să folosești cunoștințele dobândite pentru a rezolva probleme specifice

Prevederi teoretice

Biologia studiază sistemele vii folosind o varietate de metode. Observarea și experimentarea sunt principalele, importante sunt metodele descriptive, comparative și istorice; În prezent, în biologie, metodele statistice și metoda modelării joacă un rol din ce în ce mai important.

Observare- punctul de plecare al oricărei cercetări științifice. În biologie, acest lucru este deosebit de remarcabil, deoarece obiectul studiului său este omul și natura vie care îl înconjoară. Observația ca metodă de colectare a informațiilor este din punct de vedere cronologic chiar prima metodă de cercetare care a apărut în arsenalul biologiei, sau mai bine zis, chiar și predecesorul ei, istoria naturală. Și acest lucru nu este surprinzător, deoarece observația se bazează pe abilitățile senzoriale ale unei persoane (senzație, percepție, reprezentare).

Observațiile pot fi directe sau indirecte, pot fi efectuate cu ajutorul dispozitivelor tehnice sau fără acestea. Deci, un ornitolog vede o pasăre prin binoclu și o poate auzi sau poate înregistra sunete în afara intervalului audibil de urechea umană; un histolog observă o secțiune de țesut fixată și colorată folosind un microscop și, de exemplu, pentru un biolog molecular, observația poate fi fixarea unei modificări a concentrației unei enzime într-o eprubetă.

În observație, nu numai acuratețea, acuratețea și activitatea observatorului sunt importante, ci și imparțialitatea acestuia, cunoștințele și experiența sa, alegerea corectă a mijloacelor tehnice. Enunţarea problemei presupune şi existenţa unui plan de observaţie, i.e. ordinea lor.

Metoda experimentala cercetarea fenomenelor naturale este asociată cu un impact activ asupra acestora prin efectuarea de experimente (experimente) în condiții controlate. Această metodă permite studierea fenomenelor în mod izolat și obținerea de rezultate repetabile atunci când sunt reproduse în aceleași condiții. Experimentul oferă o dezvăluire mai profundă a esenței fenomenelor biologice decât alte metode de cercetare. Datorită experimentelor, știința naturală în general și biologia în special au ajuns la descoperirea legilor de bază ale naturii. Metoda experimentala servește nu numai pentru efectuarea de experimente, obținerea de răspunsuri la întrebările puse, ci și pentru aducerea corectitudinii ipotezei adoptate la început sau vă permite să o corectați.

Ciclul complet al cercetării experimentale constă din mai multe etape. Ca și observația, un experiment presupune prezența unui scop de cercetare clar formulat, un plan, se bazează pe presetări, adică pozitiile de start. Prin urmare, demarând un experiment, este necesar să se determine scopurile și obiectivele acestuia, să se ia în considerare posibilele rezultate. Un experiment științific trebuie să fie bine pregătit și realizat cu atenție. În plus, experimentul necesită o anumită calificare a cercetătorilor care îl desfășoară.

În a doua etapă, sunt selectate metode și mijloace specifice de implementare și control tehnic. În ultima jumătate de secol, metodele de planificare matematică și de realizare a experimentelor au fost utilizate pe scară largă în biologie. Rezultatele experimentului sunt apoi interpretate, ceea ce face posibilă interpretarea lor. Astfel, proiectarea, proiectarea și interpretarea rezultatelor experimentului sunt mult mai dependente de teorie decât de căutarea și interpretarea datelor observaționale.

După ce a strâns materialul faptic, este necesar, în primul rând, să îl descriem. Prin urmare, observațiile biologice sunt întotdeauna însoțite de o descriere a obiectului studiat. Sub empiric Descriere este înțeles ca „fixarea prin intermediul unui limbaj natural sau artificial a informațiilor despre obiecte date în observație”. Aceasta înseamnă că rezultatul observației poate fi descris în termeni numerici, formule, precum și într-un mod vizual - cu ajutorul imaginilor, diagramelor, graficelor. Faptul obținut în urma observării poate fi ambiguu, deoarece depinde de multe circumstanțe însoțitoare și poartă amprenta observatorului, locul și timpul evenimentului. Prin urmare, strict vorbind, doar din prezența unui fapt nu urmează încă adevărul acestuia. Cu alte cuvinte, faptele au nevoie de interpretare.

Lucrări privind descrierea faunei sălbatice, efectuate în secolele XVI-XVII. în biologie, a avut o mare importanță pentru dezvoltarea sa. Ea a deschis calea către sistematizarea animalelor și a organismelor vegetale, arătând toată diversitatea lor. În plus, această activitate a extins semnificativ informațiile despre formele și structura internă a organismelor vii.

Mai târziu, metoda descriptivă a stat la bazacomparativ şi istoric metode de biologie. Pot fi comparate descrieri scrise corect produse în locuri diferite în momente diferite. Acest lucru permite, prin comparație, să studiem asemănările și diferențele dintre organisme și părțile lor. Găsind tipare comune diferitelor fenomene, având la dispoziție descrieri adecvate, un biolog poate compara dimensiunile cochiliilor de moluște din aceeași specie biologică astăzi și sub Lamarck, comportamentul unui elan în Siberia și Alaska, creșterea culturii celulare la temperaturi scăzute și ridicate și așa mai departe... Prin urmare, metoda comparativă a devenit larg răspândită în secolul al XVIII-lea. Sistematica s-a bazat pe principiile ei și s-a făcut una dintre cele mai mari generalizări - a fost creată teoria celulară.

Istoric metoda de studiu a fenomenelor naturale clarifică tiparele de apariție și dezvoltare a sistemelor biologice, formarea structurii și funcțiilor acestora; stă la baza creării teoriei evoluţiei. Odată cu introducerea acestei metode, în biologie au avut loc schimbări calitative: dintr-o știință pur descriptivă, a început să se transforme într-o știință explicativă.

Statisticmetoda de studiu a fenomenelor naturale se bazează pe colectarea, măsurarea și analiza informațiilor.

Metodămodelare este studiul unui anumit proces sau fenomen prin recrearea acestuia (sau a proprietăților sale) sub forma unui model.

Aceste metode nu epuizează întregul arsenal de metode folosite de biologie. Fiecare știință biologică are propriile sale metode de a-și studia subiectul. De exemplu, microbiologia folosește metode microscopice, cultivarea microorganismelor, metode de sterilizare; în genetică - gemeni, hibridologic, fenogenetic, populație și altele, despre care vor fi discutate mai detaliat în lecțiile următoare.

Principalele etape ale cercetării științifice includ următoarele:

    Formularea problemei.

    Formularea temei, a scopurilor și a obiectivelor studiului.

    Emiterea de ipoteze (presupune științifice).

    Planificarea experimentului, alegerea metodelor de cercetare.

    Efectuarea părții practice a studiului, înregistrarea rezultatelor calitative și cantitative.

    Repetarea experimentului pentru fiabilitate.

    Prelucrarea rezultatelor obtinute.

    Analiza rezultatelor obtinute.

    Formularea concluziilor, testarea ipotezelor.

    Determinarea gamei de probleme nerezolvate.

    Înregistrarea rezultatelor cercetării.

Pe baza analizei datelor experimentale sau a faptelor științifice (evenimente sau fenomene stabilite cu precizie și confirmate în mod repetat de cercetările multor oameni de știință), se poate formula o teorie (un sistem al cunoștințelor cele mai generale dintr-un anumit domeniu al științei) sau o lege. - o afirmație verbală și/sau formulată matematic care descrie relațiile, relația dintre diferitele concepte științifice, propusă ca explicație a faptelor și recunoscută în această etapă de comunitatea științifică ca fiind în concordanță cu datele experimentale.

Sarcini

2. Folosind tabelul „Cele mai importante date din biologie” (Anexa 1), completați coloana a patra a tabelului, dând 2-3 exemple de utilizare a fiecărei metode.

3. Selectează cele mai importante trei evenimente (din punctul tău de vedere) în dezvoltare:

- microbiologie;

- citologie;

- genetica.

4. Laboratorul a investigat efectul temperaturii asupra reproducerii bacteriilor. După experiment, s-au obținut următoarele date: la o temperatură de 5 ° С, numărul de bacterii a fost de 30, la 48 ° С - 140, la 70 ° С - 280, la 80 ° С - 279, la 100 ° С - 65. Reflectați aceste date în tabel și pe grafic. Descrieți modelul rezultat. Determinați temperatura optimă de dezvoltare pentru acest tip de bacterii.

5. Faceți un plan aproximativ pentru un experiment pentru a studia cauzele deteriorării oricărui aliment pe care îl alegeți, inclusiv elementele obligatorii:

- o scurtă descriere a obiectului, enunţarea problemei, formularea ipotezelor;

- scopul si obiectivele lucrarii;

- factorii pe care doriți să îi studiați;

- parametrii de ieșire și metodele de control a acestora pe care doriți să le utilizați;

- numărul de repetări ale fiecărui experiment;

- posibile variante de prezentare a datelor primite;

- valoarea posibilă științifică și practică a rezultatelor dvs.

Biologie: un manual pentru studenți. Miere. specialist. universități: În 2 kn. / [V.N. Yarygin, V.I. Vasilieva, I.N. Volkov, V.V. Sinelshchikova]; ed. V.N. Yarygin, cartea 1. - Ed. a VI-a, Șters. - M.: Şcoala superioară, 2004 .-- 429 p.

Biologie: un manual pentru studenți. Miere. specialist. universități: În 2 kn. / [V.N. Yarygin, V.I. Vasilieva, I.N. Volkov, V.V. Sinelshchikova]; ed. V.N. Yarygin, cartea a 2-a. - Ed. a VI-a, Șters. - M.: Şcoala superioară, 2004 .-- 331 p. 27

Taylor, D. Biologie: în 3 volume / D. Taylor, N. Green, W. Stout; ed. R. Soper; pe. din engleză, Vol. 1. - M.: Mir, 2001 .-- 454 p.

Taylor, D. Biologie: în 3 volume / D. Taylor, N. Green, W. Stout; ed. R. Soper; pe. din engleză, Vol. 2. - M.: Mir, 2002 .-- 436 p.

Taylor, D. Biologie: în 3 volume / D. Taylor, N. Green, W. Stout; ed. R. Soper; pe. din engleză, vol. 3. - M.: Mir, 2002 .-- 451 p.

Levitina T.P. Biologie generală: Dicţionar de concepte şi termeni. Sankt Petersburg: Paritate, 2002 .-- 538 p.

Biologie [Resursă electronică]. - Mod de acces: http://bse.sci-lib.com/article118100.html

Biologie [Resursă electronică]. - Mod de acces: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E8%EE%EB%EE%E3%E8%FF

Panteleev, M. Complexitatea biologică - principala problemă a biologiei moderne [Resursa electronică]. - Mod de acces: http://www.gazeta.ru/science/2011/08/14_a_3733061.shtml

Proiect „All Biology” [Resursă electronică]. - Mod de acces: http://sbio.info/

Anexa 1

CELE MAI IMPORTANTE DATE ÎN DEZVOLTAREA BIOLOGIEI

1500 î.Hr

Imposibilitatea supraviețuirii animalelor într-o atmosferă în care nu are loc arderea (Leonardo da Vinci)

1600 î.Hr

S-a realizat primul microscop (G. Galilei)

1628 g.

Circulația sângelui este deschisă (V. Harvey)

1651 g.

A formulat poziția „Toate lucrurile vii dintr-un ou” (V. Harvey)

1661 g.

Capilare deschise (M. Malpighi)

1665 g.

Structura celulei de plută descoperită (R. Hooke)

1668 g.

Dezvoltarea larvelor de muște din ouăle depuse a fost dovedită experimental (F. Redi)

1674 g.

Au fost descoperite bacterii și protozoare (A. Levenguk)

1677 g.

Un spermatozoid uman este văzut pentru prima dată (A. Levenguk)

1688 g.

A introdus conceptul de specie ca unitate sistematică (D. Rey)

1694 g.

Prezența sexului în plante a fost dovedită experimental (R. Camerius)

1727 g.

Nutriția cu aer a plantelor stabilită (S. Gales)

1753 g.

Au fost dezvoltate principiile sistematicii organismelor și nomenclatura binară (K. Linnaeus)

1754 g.

Dioxid de carbon descoperit (J. Black)

1766 g.

Se descoperă hidrogenul (G. Cavendish)

1772 g.

S-a descoperit eliberarea de oxigen de către plante (J. Priestley)

1779 g.

Este prezentată relația dintre lumină și culoarea verde a plantelor (Jan Ingenhaus)

1809 g.

Se atrage atenția asupra influenței mediului asupra variabilității organismelor (J.-B. Lamarck)

1814 g.

A fost stabilită capacitatea extractelor de orz de a transforma amidonul în zahăr (G. Kirchhoff)

1823 g.

Se notează dominanța și recesivitatea trăsăturilor de mazăre de grădină (T.E. Knight)

1831 g.

A deschis nucleul celular (R. Brown)

1839 g.

Teoria celulară formulată (T. Schwann, M. Schleiden)

1839 g.

A fost formulată afirmația despre natura „neînsuflețită” a enzimelor (Yu. Liebig)

Pentru prima dată, un compus organic (acid acetic) a fost sintetizat din precursori anorganici

A fost formulată poziția „Fiecare celulă dintr-o celulă” (R. Virkhov)

Teoria generarii spontane este infirmata (L. Pasteur)

Este prezentată originea fotosintetică a amidonului (Yu. Saks)

A descoperit fenomenele de inhibiție în sistemul nervos central (M. Sechenov)

1871 g.

S-a dovedit că capacitatea de a fermenta zahărul (de a-l transforma în alcool) nu aparține celulelor de drojdie, ci enzimelor pe care le conțin (M.M. Manasseina)

1871 g.

Acizi nucleici descoperiți (F. Mischer)

1875 g.

S-a dovedit că procesele de oxidare au loc în țesuturi, și nu în sânge (E. Pfluger)

1875 g.

Este dată prima descriere a cromozomilor (E. Strasburger)

1878 g.

Termenul „enzimă” a fost propus pentru a desemna enzime (FV Kuehne)

1883 g.

A fost formulată teoria biologică (fagocitară) a imunității (I.I. Mechnikov)

1892 g.

Viruși descoperiți (D.I.Ivanovsky)

1893 g.

A descoperit bacteriile nitrificatoare și a explicat rolul lor în ciclul azotului (S.N. Vinogradsky)

1897 g.

S-a demonstrat că fermentația poate avea loc în afara celulelor vii, de exemplu. au început cercetările asupra glicolizei (G. și E. Bukhnsra)

1898 g.

Fertilizarea dublă a fost descoperită la plantele cu flori (O. G. Navashin)

1900 g.

Redescoperirea legilor eredității (K. Correns, K. Cermak și G. de Vries)

1900 g.

Grupele sanguine descoperite la oameni (K. Landsteiner)

1901 g.

A formulat conceptul de activitate reflexă condiționată (I.P. Pavlov)

1903 g.

Se atrage atenția asupra rolului plantelor verzi în circulația cosmică a energiei și substanțelor (K.A.Timiryazev)

1906 g.

Utilizarea Drosophila ca model genetic experimental a început (T. Morgan)

1910 g.

Legătura genelor în cromozomi a fost dovedită (T. Morgan)

1910 g.

Unitatea fermentației și respirației a fost dovedită (SP.Kostychev)

1910 g.

A fost formulată teoria filembriogenezei (A.N.Severtsov)

1920 g.

Neurosecreție descoperită (O. Levy)

A fost formulată legea seriei omologice a eredității (N.I. Vavilov)

S-a descoperit influența unei părți a embrionului asupra alteia, iar rolul acestui fenomen în determinarea părților embrionului în curs de dezvoltare a fost clarificat (G. Spemann)

A descoperit lizocina (A. Fleming)

Fotosinteza a fost caracterizată ca o reacție redox (T. Thunberg)

A explicat rolul mutațiilor în selecția naturală (S.S.Chetverikov)

Urază cristalină obţinută (D. Samper)

Fosforilarea respiratorie deschisă la nivel celular (V.A.Engelhardt)

Apariția primului microscop electronic cu transmisie (M. Knol, E. Ruska)

Auxine de plante izolate și caracterizate (F. Kegl)

Teoria centrală a genei a fost fundamentată (N.P.Dubinin, A.S.Srebrovsky, etc.)

A fost descoperit ciclul acidului tricarboxilic (G.A. Krebs)

A fost formulată teoria focarelor naturale ale bolilor transmise de vectori (E.N. Pavlovsky)

Penicilină primită (G. Flory și E. Cheyne)

A fost formulată teoria biogeocenozelor (V.N.Sukachev)

S-a dovedit experimental că sinteza factorilor de creștere de către celulele bacteriene este controlată de gene (D. Build și E. Tatum)

Existența mutațiilor spontane a fost dovedită (S. Luria și M. Delbrück)

Rolul genetic al ADN-ului a fost dovedit (O. Avery, S. McLeod și M. McCarthy)

A fost formulată doctrina devastării helminților (K.I.Skriabin)

S-a descoperit sistemul de recombinare în bacterii (D. Ledsrberg și E. Tatum)

Unitatea principiilor de management în sistemele tehnice și organismele vii a fost fundamentată (N. Viner)

S-a formulat conceptul structurii secundare a proteinelor și s-a descoperit α-helix (L. Pauling)

Au fost descoperite elemente genetice ale plantelor migratoare (transposabile) (W. McClintock)

Idei formulate despre structura ADN-ului (D. Watson și F. Crick)

A lansat cel de-al doilea satelit artificial Pământului cu un husky la bord (URSS)

Clorofilă sintetizată (R. Woodward)

Hibridizarea stabilită a celulelor somatice cultivate (G. Barsky)

Tipul și natura generală a codului genetic a fost determinată (F. Crick, L. Barnett, S. Brenner, R. Watts-Tobin)

A început clonarea animalelor (J. Gerdon)

Idei formulate despre reglarea activității genelor (F. Jacob și J. Monod)

Au fost descoperite elemente genetice transpozabile (relocabile) ale microorganismelor (E. Kondo și S. Mitouhashi)

Codul genetic a fost descifrat (M. Nirenberg, M. Ochoa, X. Koran)

Sinteza chimică a genei (X. Coran)

Au fost descoperite endonucleaze de restricție (M. Meselson, R. Yuan, S. Lann, V. Arber)

Transcriere inversă descoperită (H. Temin, D. Baltimore)

Au fost descoperite hibridoame și o metodă de producere a anticorpilor monocelulari (C. Milstein)

S-a demonstrat posibilitatea de a schimba fenotipul mamiferelor (obținerea șoarecilor transgenici) folosind molecule de ADN recombinant (R. Polmiter și R. Brinster)

Activitate catalitică a ARN descoperită (T. Chek)

A stabilit un factor de „licențiere” și care permite o rundă de replicare a ADN-ului pe celulă (D. Blau, R. Lown)

Au fost efectuate primele experimente privind inducerea gemenilor umani monozigoți (P. Stillman și D. Hall)

Identificarea familiei de gene homeotice (Hox) care sunt esențiale în determinarea planului structural al cordatelor (K. Kenyon)

S-a stabilit posibilitatea fertilizării celulelor germinale feminine cu spermatide masculine (J. Testart, J. Tesarik și K. Mendoza)

S-a stabilit posibilitatea obținerii (clonării) a descendenților de mamifere prin fecundarea ovocitelor lipsite de nuclee cu nuclee de celule somatice (I. Wilmut, K. Campbell etc.)

Genom uman secvențial (echipă internațională de lucrători științifici)

Procesul de cunoaștere științifică este de obicei împărțit în două etape: empiric şi teoretic.

La stadiul empiric se folosesc urmatoarele metode: descriptiv, comparativ, istoric și experimental.

Descriptiv metoda este cea mai veche şi se bazează pe observare organisme in vivo... Aceasta este observarea directă (în sensul literal) a comportamentului, răspândirea, reproducerea animalelor și plantelor în natură, determinarea vizuală sau instrumentală a caracteristicilor organismelor. Metoda constă în colectarea materialului faptic și descrierea acestuia. Cu ajutorul lui s-au pus bazele cunoștințelor biologice. Este suficient să ne amintim cât de reușită a avut această metodă în crearea științei sistematicii organismelor. Metoda descriptivă este utilizată pe scară largă în timpul nostru, în special în zoologie, botanică, citologie, ecologie și alte științe. În aceste scopuri se folosesc atât mijloace tradiționale de cercetare pe teren – de la binoclu până la vehicule de adâncime, cât și echipamente sofisticate de laborator – microscoape, spectrofotometre, ultracentrifuge etc.

Comparativ metoda consta in compararea intre ele intre organismele studiate, structurile si functiile lor pentru a identifica asemanari si diferente.

Cu această metodă și în combinație cu metoda descriptivă în secolul al XVIII-lea. au fost dezvoltate bazele taxonomiei plantelor și animalelor ( K. Linné), se formulează teoria celulară ( M. Schleidenși T. Schwann). Cu toate acestea, utilizarea acestei metode nu a fost însoțită de plecarea biologiei dincolo de limitele științei descriptive.

Metoda comparativă este utilizată pe scară largă în epoca noastră, mai ales când este imposibil să se dea o definiție clară a conceptului. De exemplu, imaginile sunt adesea obținute folosind un microscop electronic, a cărui esență este neclară. Ele sunt comparate cu microscopia ușoară și vine înțelegerea.

În a doua jumătate a secolului al XIX-lea. C. Darwin introdus în biologie istoric o metodă care studiază istoria apariției organismelor vii: cum au apărut, cum s-au dezvoltat, cum s-au schimbat structurile și funcțiile lor în timp. Metoda istorică a transformat biologia dintr-o știință pur descriptivă într-o știință care explică cum au apărut diverse sisteme vii și cum funcționează. Datorită acestei metode, biologia ca știință a crescut cu câțiva pași mai sus. În prezent, metoda istorică a devenit o abordare universală a studiului fenomenelor vieții în toate științele biologice.

Metoda experimentala bazat pe studiul obiectelor vii la extrem impact factori de mediu - modificarea temperaturii, iluminării sau umidității, încărcătură crescută, toxicitate sau radioactivitate, modificarea locului de dezvoltare (înlăturarea sau transplantul de gene, celule, organe, zboruri spațiale etc.). Metoda experimentală face posibilă dezvăluirea proprietăților ascunse, limitele capacităților de adaptare ale sistemelor vii, gradul de flexibilitate, fiabilitate, variabilitate a acestora.

Pentru prima dată, în secolul al XVII-lea, filozoful englez a sugerat folosirea unui experiment pentru a înțelege natura F. Bacon(1561-1626) și l-a introdus în biologie în același secol W. Harveyîn lucrările privind studiul circulaţiei sanguine. Cu toate acestea, metoda experimentală a pătruns pe scară largă în biologie abia la începutul secolului al XIX-lea și prin fiziologie, în care au început să fie folosite un număr mare de tehnici instrumentale, care au făcut posibilă înregistrarea cantitativă a diverselor funcții. O altă direcție în care metoda experimentală a intrat în biologie a fost studiul ereditateși variabilitate organisme. Aici îi aparține meritul principal G.I. Mendel, care, spre deosebire de predecesorii săi, a folosit experimentul nu doar pentru a obține date primare, ci și pentru a testa ipoteza pe care a formulat-o pe baza datelor obținute. Lucrarea lui G. Mendel este un exemplu clasic al metodologiei științei experimentale.

Pentru aprobarea metodei experimentale, lucrările fondatorului microbiologiei au avut o mare importanță. L. Pasteur(1822-1895), care a introdus mai întâi un experiment pentru a studia fermentația și a infirma teoria generării spontane a microorganismelor, iar apoi pentru a dezvolta vaccinări împotriva bolilor infecțioase. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea. În urma lui L. Pasteur, o contribuție semnificativă la dezvoltarea și fundamentarea metodei experimentale în microbiologie a avut R. Koch (1843-1910), D. Lister (1827-1912), I. I. Mechnikov (1845-1916), D. I. Ivanovski (1864-1920), S. N. Vinogradsky (1856-1953), M. Beijerinck(1851-1931) și alții.

În secolul al XIX-lea. metoda a fost introdusă în biologie modelare , care este considerată cea mai înaltă formă de experiment. Metodele de infectare a animalelor de laborator cu microorganisme patogene și studierea patogenezei bolilor infecțioase asupra acestora, create de L. Pasteur, R. Koch și alți microbiologi, este un exemplu clasic de modelare care a trecut în secolul al XX-lea.

În acest moment, metoda experimentală a început să fie îmbogățită pe scară largă prin metodele fizicii și chimiei, care s-au dovedit a fi extrem de valoroase în combinație cu metodele biologice (de exemplu: stabilirea structurii ADN-ului).

Alături de modeling la nivelul organismelor modelarea la nivel molecular și celular este în prezent dezvoltată cu succes, precum și modelare matematică diverse procese biologice.

De exemplu, puteți construi un model și puteți prognoza starea de viață într-un rezervor după un anumit timp când unul, doi sau mai mulți parametri (temperatura, concentrația de sare, prezența prădătorilor etc.) se schimbă.

Metoda de sistem (abordare) este, de asemenea, relativ nou . Obiectele vii sunt tratate ca sisteme , adică un ansamblu de elemente cu anumite relații . Fiecare obiect este considerat atât ca sistem, cât și ca element al unui sistem de ordin superior. La începutul secolului al XX-lea. Filosof rus, social-democrat, doctor A.A. Bogdanov a dezvoltat bazele teoriei sistemelor, dându-i numele stiinta organizatorica generala, sau tectologie .

Metoda experimentală în echipamente moderne și în combinație cu o abordare sistematică a transformat radical biologia, și-a aprofundat capacitățile cognitive, a extins înțelegerea tabloului științific al lumii, a legat-o și mai mult de producție, de medicina.

Pe etapa teoretică cogniția folosește următoarele metode: generalizare acumulate fapte , nominalizare noi ipoteze , al lor test re-empiric (noi observații, experimente, comparații, modelare). Ipotezele confirmate devin legi , dintre care se adună teorie ... Este clar că atât legile, cât și teoriile sunt relativ caracter și mai devreme sau mai târziu pot fi revizuite.

Metodologie cunoaşterea ştiinţifică este predare pe principiile construcției, formelor și metodelor activității științifice și cognitive. Metodologia științei caracterizează componente cercetare științifică - ei obiect, subiect de analiză, sarcini de cercetare ( sau Probleme), un set de cercetări fonduri necesare pentru a rezolva o problemă de acest tip, precum și algoritm rezolvarea problemei. Cele mai importante puncte de aplicare ale metodologiei sunt formularea problemei(aici se comit cel mai adesea greșelile metodologice, ducând la avansarea pseudo-problemelor sau complicând semnificativ obținerea unui rezultat), alegerea subiectului de cercetare și construirea unei teorii științifice, precum si verificarea rezultatului obtinut din punct de vedere al acestuia adevăr, adică respectarea obiectului de studiu.

Metode de biologie. Biologia folosește o varietate de metode de cercetare. Metoda descriptivă aparține celei tradiționale, dar și-a păstrat sensul. Metode de bază ale biologiei:
· Observareși Descriere fapte şi fenomene (metoda descriptivă). Metoda observaţiei dăcapacitatea de a analiza și descrie fenomene biologice. Metoda descriptivă se bazează pe metoda observației. Pentru a afla esența fenomenului este necesar în primul rând să culegem și să descriem materialul faptic. De exemplu, folosind metoda observației, puteți studia schimbările sezoniere ale faunei sălbatice. Observația este studiul obiectelor naturii vii în condiții naturale de existență. Aceasta este o observare directă a comportamentului, răspândirii, reproducerii plantelor și animalelor în natură. În aceste scopuri sunt utilizate atât instrumente tradiționale de cercetare de teren (binoclu, camere video), cât și echipamente sofisticate de laborator (microscoape, analizoare biochimice, diverse echipamente de măsurare).
· Comparaţie, ceea ce face posibilă stabilirea asemănărilor și deosebirilor dintre diferitele structuri și fenomene biologice (metoda comparativă). Comparați structura anatomică, compoziția chimică, structura genelor și alte semne în organisme cu diferite niveluri de complexitate. În același timp, sunt investigate nu doar organismele vii, ci și cele dispărute de mult timp, păstrate sub formă de resturi fosile în evidența fosilă.
· Experiment (lat. experimentum - test), în timpul căruia obiectele și procesele biologice sunt studiate în condiții create artificial, controlate cu precizie (metoda experimentală). Metoda experimentală este asociată cu crearea intenționată a unui sistem, ajută la studiul proprietăților și fenomenelor naturii vii. Metodă experimentală (experiență) - studii ale obiectelor vii în condiții de acțiune extremă a factorilor de mediu - temperatură modificată, iluminare sau umiditate, încărcare crescută, toxicitate sau radioactivitate, regim sau loc de dezvoltare modificat (înlăturarea sau transplantul de gene, celule, organe, etc.) .NS.) . Metoda experimentală face posibilă dezvăluirea proprietăților ascunse, limitele capacităților adaptative (adaptative) ale sistemelor vii, gradul de flexibilitate, fiabilitate, variabilitate a acestora.
·Utilizate pe scară largă metode instrumentale : electrografie, radar etc.

· Modelare - construirea și studiul modelelor (diagrame, grafice, descrieri) de procese și fenomene, care au devenit din ce în ce mai utilizate odată cu dezvoltarea tehnologiei informatice. Cu ajutorul metodei modelării se studiază un fenomen prin modelul său.
· Metoda istorică este de importanță universală pentru toate ramurile biologiei - studiul tuturor fenomenelor și proceselor ca etape ale dezvoltării evolutive a naturii. Metoda istorică relevă transformările evolutive ale speciilor biologice și ale comunităților acestora. Aceasta este una dintre cele mai importante metode care servește drept bază pentru înțelegerea faptelor primite. Metoda istorică clarifică regularitățile apariției și dezvoltării organismelor, formarea structurii și funcțiilor lor.
· Metoda paleontologică - studiul organismelor dispărute.
· Metoda sistemului aparţine categoriei noilor metode interdisciplinare de cercetare. Obiectele vii sunt considerate ca sisteme, adică o colecție de elemente cu anumite relații.

· Metoda biochimică vă permite să izolați și să studiați substanțele care alcătuiesc organismele, transformările acestora, vă permite să identificați tulburările metabolice ereditare.
Metode private (speciale) de citologie sunt folosite pentru a studia structura și funcțiile celulelor și țesuturilor:
· Microscopie ușoară - vă permite să detectați nucleul și unele organite ale celulei - mitocondriile, cloroplastele, aparatul Golgi, cilii și flagelii.
· Microscopia electronică - vă permite să studiați structura fină a organitelor (de exemplu,
cloroplaste), ultrastructura lor,
· Centrifugarea - vă permite să evidențiați și să studiați selectivorganele celulare;
· Metoda culturii celulare și tesaturi folosit pentru a studia structura și funcțiile celulelor.