Основные методы биологии

1. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ БИОЛОГИИ

2.

Биология – наука, изучающая
свойства живых систем.
Наука – это сфера человеческой
деятельности по получению,
систематизации объективных знаний о
действительности.
Объектом науки биологии является
жизнь во всех ее проявлениях и формах,
а также на разных уровнях. Носитель
жизни – живые тела. Все, что связано с
их существованием, изучает биология.
Метод – это путь исследования, который
проходит ученый, решая какую – либо
научную задачу, проблему.

3.

ЭМПИРИЧЕСКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
(ПРАКТИЧЕСКИЕ)
Основаны на чувственном восприятии
и измерениях
1.Наблюдение
2.Описание
3.Измерение
4.Эксперимент
5.Мониторинг
6.Статистический
(ЛОГИЧЕСКИЕ)
1.Сравнение
2.Классификация
3.Анализ
4.Синтез
5.Моделирование
6.Исторический

4.

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ
(ЧАСТНОНАУЧНЫЕ)
1.Микроскопирование
2.Биохимический
3.Центрифугирование
4.Хроматография
5.Рентгеноструктурный анализ
6.Метод меченых атомов
7.Метод культуры клеток и тканей
8.Популяционно-статистический
9.Молекулярно – генетический
10.Секвенирование
11.Математическое моделирование

5.

ЭМПИРИЧЕСКИЕ
(ПРАКТИЧЕСКИЕ)
Основаны на чувственном восприятии
и измерениях

6.

Наблюдение
Визуально (с помощью приборов) следят за
различными объектами или явлениями

7.

Описание
Сбор материала и его устная или письменная
характеристика.
Фиксация полученного материала.
Основан на наблюдении
Чарльз Роберт Дарвин

8.

Измерение
Определение количественных значений тех
или иных признаков изучаемого объекта или
явления с помощью специальных технических
устройств.

9.

Эксперимент
Целенаправленное и контролируемое
создание ситуации,
новых условий
для изучения свойств и явлений живой природы.
Подтверждает или опровергает гипотезу
Экспериментальная
группа
та, на которую происходит
воздействие
Дыхание корней
Контрольная
группа

10.

Контролируемый эксперимент – проводится в контролируемых
условиях ( все факторы, влияющие на результат контролируются)
Независимая переменная – заданные условия эксперимента, которые
оказывают воздействие на объект (выбирает сам экспериментатор). Эти
условия не зависят от того, что происходит в эксперименте.
Зависимая переменная - показатель (результат), который изменился под
действием заданных условий. Зависит от независимой переменной.

11.

Мониторинг
Проведение регулярных измерений каких-то
величин биологического объекта (в популяции,
экосистеме, биосфере)

12.

Статистический
Математическая обработка данных
полученных при наблюдении, экспериментах и т.д.

13.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
(ЛОГИЧЕСКИЕ)

14.

Сравнение
Через сопоставление изучают
сходство и различие организмов

15.

Классификация
Позволяет определить место того или иного
организма
в системе органического мира

16.

Анализ
Мысленное разделение объекта или явления на
отдельные части.
Экоситема
Продуценты
Консументы
Редуценты

17.

Синтез
Мысленное соединение отдельных элементов,
частей в единое целое.
Продуценты
Консументы
Экоситема
Редуценты

18.

Моделирование
Имитирует многие процессы (объекты),
недоступные для непосредственного наблюдения или
экспериментального воспроизведения.

19.

Исторический
Выясняет закономерности появления и
развития организмов на Земле.

20.

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ
(ЧАСТНОНАУЧНЫЕ)

21.

Микроскопирование
(микроскопия)
изучение объектов с использованием
микроскопа.

22.

СВЕТОВОЕ
Световой (оптический) микроскоп
Используется световой поток, что бы увидеть цветное изображение
(объект окрашивают, например водным раствором йода)
(где лучи света не проходят, задерживаются, там находится объект)
увеличение до 2000 - 3000 раз
Клетки кожицы чешуи лука
Расхождение хромосом - анафаза
Можно рассмотреть
1.Клеточную стенку (Но
НЕ плазматическую
мембрану!)
2. Цитоплазму, ее
движение
3.Ядро
4.Хлоропласты
5.Вакуоль
6.Деление клетки (фазы)
7.Хромосомы
(спирализованные)
8. Процессы
жизнедеятельности
Простейших (живы клетки)
9.Расположение тканей
на срезах

23.

Расположение тканей на
срезе древесного стебля
Хлоропласты клеток
листа Элодеи
Деление
Инфузории–
туфельки

24.

ЭЛЕКТРОННОЕ
1931г, Германия
Электронный микроскоп
Используется поток электронов, что бы увидеть изображение.
Объекты не живые (органоиды клетки, молекулы).
Увеличение до нескольких сотен тысяч раз и миллионов.
Изучают строение органоидов

25.

Световая микроскопия
Недорогостоящий и нетрудоемкий
метод.
Компактный, простой в обращении
Подготовка препаратов простая
Электронная микроскопия
Дорогостоящий и трудоемкий
метод
Больших размеров, сложный в
обращении
Подготовка препаратов сложная
Через объект проходит световой поток Через объект проходит поток
электронов
Можно увидеть микроструктуры
Можно увидеть
клетки(ядро, вакуоль, цитоплазма и т.д) ультрамикроструктуры (рибосомы,
мембрану, макромалекулы и т.д)
Объекты изучения могут быть живые
Объекты изучения не живые
клетки
Изображение цветное или черноИзображение серое
белое
Увеличение до 3000 раз
Увеличение до неск. миллионов

26.

Биохимический
диагностика различных заболеваний, которые
вызывают нарушение обмена веществ.
Объектами изучения являются биологические жидкости
(кровь, моча и т.д), ткани, клетки анализирует их
химический состав

27.

Центрифугирование
Избирательное выделение и изучение
органоидов клетки, за счет разделения смеси
под действием центробежных сил центрифуги
и разной массы и плотности органоидов

28.

29.

Хроматография
Разделение компонентов смеси раствора!
путем их избирательного поглощении (сорбции)
из–за разной скорости движения веществ через
адсорбент в зависимости от их Mr.
!
Хлорофилл a: Mr =М= 839,51 г / моль.
Хлорофилл b: Мr =М= 907,49 г / моль.
Хлорофилл а имеет сине-зеленый оттенок, а
хлорофилл b — желто-зеленый.
Движение компонентов смеси благодаря раствору*

30.

31.

Электрофорез
Разделение компонентов смеси заряженных
молекул под действием электрического тока в
жидкой или газообразной среде
Часто используют для разделения смеси белков и НК*
Движение компонентов смеси благодаря электрическому току*

32.

Рентгеноструктурный
анализ
(рентгенологический)
Исследование пространственной структуры
молекул (белков, ДНК
и т.д) основан на дифракции (рассеивании)
рентгеновских лучей

33.

Радиоизотопный
(метод меченых атомов,
авторадиография)
метод основанный на использовании
радиоактивных изотопов, которые вводятся в
качестве метки в молекулы веществ. Далее
следят за перемещением этих веществ в
организме. Изучают биохимические процессы в
клетке.

34.

Культивирование
клеток и тканей
Выращивание отдельных клеток или тканей
на специальной питательной среде, в контролируемых
условиях.
используют для получения ферментов, гормонов, антител и т.д.;
выращивают ткани, органы, организмы

35.

Популяционностатистический
Изучает распространения признака в
популяции,
частоту встречаемости нормальных и
патологических генов

36.

Молекулярно-генетический
Изучение молекулы ДНК

37.

Секвенирование
(расшифровка*)
Определение нуклеотидной или
аминокислотной последовательности
Нуклеотиды в ДНК окрашивают
разными красителями, пропускают через лазерные лучи
получают «цветную» картину о последовательности
нуклеотидов

38.

Математическое
моделирование
Процесс изучения биологических систем с
помощью математического уравнения,
формулы, которая позволяет
предсказать поведение реального объекта.

39. Методы селекции растений

Массовый отбор
Для перекрестноопыляемых растений
Индивидуальный отбор Для самоопыляемых растений
Инбридинг
Аутбридинг
Искусственный
мутагенез
Метод ментора
Самоопыление перекрестноопылителей для получения
чистых линий
Неродственное скрещивание: межвидовое, межродовое
для получения оптимальных комбинаций признаков
Использование различных излучений и химических
мутагенов для получения разнообразных мутаций
«Воспитание» в гибридном сеянце нужных качеств, для
чего сеянец прививают на растение-воспитатель
(ментор): чем мощнее ментор,тем сильнее его влияние

40. Методы селекции животных

Испытание по
потомству
Оценивают качества отцов-производителей, наблюдая
многочисленное потомство
Индивидуальный
отбор
Инбридинг
По хозяйственно ценным признакам
Аутбридинг
Скрещивание отдаленных пород
Клонирование
Из яйцеклетки удаляют ядро, пересаживают ядро клетки
генетически ценного организма, трансплантируют
эмбрион в матку любой самки того же вида
Используется для получения потомства от лучших
производителей
Искусственное
осеменение
Скрещивание близких родственников

41.

*Метод исследования
способ научного познания действительности

42. Методы генетики

Генеалогический
Онтогенетический
Популяционный
Цитологический или
цитогенетический
Биохимический
Близнецовый
Генная инженерия
Гибридологический
Применяется при составлении родословных людей,
выявление характера наследования некоторых признаков
Изучение проявления гена в процессе онтогенеза
Изучение генетического состава популяций , выявление
распространения генов в популяции, вычисление частоты
аллелей и генотипов
Исследование строения клетки, ее структур с помощью
различных микроскопов.
Исследование химических процессов, происходящих в
организме.
Используется для выяснения степени наследственной
обусловленности исследуемых признаков. Метод дает
ценные результаты при изучении морфологических и
физиологических признаков.
Использование природных или искусственно созданных
генов
Скрещивание организмов и анализ потомства

43. Генеалогический метод

44.

Генеалогический метод позволяет установить
закономерности наследования определенного
признака в течение нескольких поколений. С
помощью данного метода можно
прогнозировать проявление каких-либо
наследственных заболеваний (или просто
признаков) в ближайшем поколении. Так
изучается характер наследования признака.
Таким методом был установлен характер
наследования гемофилии в королевских
семьях Европы.

45. Цитогенетический метод = кариотипирование

46.

С помощью данного метода изучают кариотип
человека, строение и количество хромосом, а
также определяют 2 вида мутаций: хромосомные
(перемещение частей хромосом) и геномные
(изменение количества хромосом). Генные мутации не
видны через микроскоп, поэтому их цитогенетическим
методом определить нельзя. Чтобы изучить кариотип
клетки, экспериментатору необходимо
сфотографировать с помощью светового микроскопа
метафазу митоза. Во время метафазы образуется
экваториальная (метафазная) пластинка: хромосомы
выстраиваются по экватору и хорошо видны.
Кариотип — совокупность хромосом, присущая
конкретному организму и каждой из его клеток.

47.

Рассмотрите таблицу «Биология как наука». Запишите
в ответе пропущенный термин, обозначенный в
таблице вопросительным знаком.
Раздел биологии
Объект изучения / Область исследования
Эмбриология
Зародыши позвоночных животных
?
Жизнедеятельность органов и систем органов
организма

48.

Рассмотрите таблицу «Признаки живых систем» и заполните ячейку, вписав
соответствующий термин.

49.

50.

Рассмотрите таблицу «Признаки живых систем». Запишите в ответе
пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным
знаком.

51.

Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой природы».
Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в
таблице вопросительным знаком.

52.

Выберите два верных ответа из пяти и
запишите цифры, под которыми они
указаны. Развитие – всеобщее свойство
материи – представлено
1) гомеостазом
2) метаболизмом
3) онтогенезом
4) тропизмами
5) филогенезом
35

53.

Выберите два верных ответа из пяти и
запишите цифры, под которыми они указаны.
Какие признаки служат сходными для живых и
неживых объектов природы?
1) клеточное строение
2) изменение температуры тела
3) наследственность
4) раздражимость
5) перемещение в пространстве
25

54.

Установите, в какой последовательности
располагаются уровни организации
живого. Запишите соответствующую
последовательность цифр.
1) популяционный
2) клеточный
3) видовой
4) биогеоценотический
5) молекулярно-генетический
6) организменный

55.

Выберите два верных ответа из пяти и
запишите цифры, под которыми они указаны.
На каких уровнях организации живого
изучают особенности реакций фотосинтеза у
высших растений?
1) биосферном
2) клеточном
3) популяционно-видовом
4) молекулярном
5) экосистемном
24