Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 10 клас>>Біологія: Короткий нарис історії розвитку біології. Видатні вчені – біологи України. Методи біологічних досліджень.

БІОЛОГІЯ — КОМПЛЕКСНА НАУКА ПРО ЖИВУ ПРИРОДУ

Ви вже знаєте, що біологія (від грец. біос - життя та логос — вчення) - це система наук про живі організми, їхню будову, процеси життєдіяльності, взаємозв'язки між собою та із середовищем існування, про їхню різноманітність та закономірності поширення по планеті тощо. Хоча біологія як наука зародилася ще до нашої ери, саму назву запропонували 1802 року незалежно один від одного два вчені: французький — Жан-Батіст Ламарк та німецький — Готфрід Рейнхольд Тревіранус.

Які ж відомі біологічні науки? Насамперед, слід пригадати ті науки, які вивчають певні групи організмів. Наприклад, вірусологія (від лат. вірус -отрута) - наука про неклітинні форми життя — віруси; бактеріологія (від грец. бактеріон — паличка) — досліджує прокаріотів (бактерій та ціанобактерій); мікологія (від грец. мікес — гриб) — гриби; ботаніка (від грец. ботане — рослина) — рослини; зоологія (від грец. зоон — тварина) — тварин.

Видове різноманіття живих організмів вивчає систематика (від грец. систематикос - впорядкований, той, що належить до певної системи). Вимерлі організми досліджує палеонтологія (від грец. па-лайос - давній). Закономірності історичного розвитку живої матерії встановлює еволюційне вчення (від лат. еволютіо — розгортання).

Особливе місце серед біологічних наук посідає екологія (від грец. ойкос — дім, житло). Вона досліджує взаємозв'язки між організмами та середовищем їхнього існування, структуру та закономірності функціонування різноманітних угруповань організмів (популяцій, екосистем тощо).
Загальна біологія вивчає закономірності, притаманні всім живим організмам, досліджує шляхи історичного розвитку біосфери та живу матерію на різних рівнях її організації.

ОСНОВНІ МЕТОДИ БІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Кожна наука має власні методи досліджень.
Які ж основні методи біологічних досліджень? Живу матерію на різних рівнях її організації вивчають за допомогою різних методів, основні з яких — порівняльно-описовий, експериментальний, моніторинг та моделювання. Одержані результати обробляють за допомогою математично-статистичного аналізу.

Порівняльно-описовий метод — один з найдавніших у біології. Його застосовував ще видатний давньогрецький вчений Арістотель, який описав приблизно 500 відомих йому видів тварин. Суть цього методу полягає в тому, що певні форми організмів чи явищ не лише описують, а й порівнюють з подібними організмами або явищами. Це дає змогу встановити своєрідність об'єкта досліджень. Наприклад, для того щоб описати новий вид організмів, учені-систематики повинні порівняти його з близькими відомими видами і вказати на їхні відмінності. Те саме стосується й органічних сполук, біохімічних процесів, будови клітин тощо.

Отже, для проведення наукових досліджень будь-який об'єкт необхідно класифікувати, тобто визначити ступінь його подібності та відмінності від інших. При цьому порівнюють лише в межах певного рівня організації живої матерії, тобто молекули порівнюють тільки з молекулами, клітини — з клітинами, популяції - з популяціями, види - з видами тощо.

Експериментальний метод ґрунтується на тому, що дослідники змінюють будову об'єкта дослідження, умови його існування, впливають на нього за допомогою різних факторів і спостерігають за наслідками цих змін. Такі експерименти можна проводити як у природі (польові експерименти), так і в науководослідних закладах (лабораторні експерименти). У лабораторних експериментах часто використовують піддослідні організми, яких розводять і утримують у спеціальних приміщеннях.

Моніторинг (від лат. монітор - той, хто нагадує, попереджає) — це постійне спостереження за станом окремих біологічних об'єктів, перебігом певних процесів у конкретних біогеоценозах чи біосфері. Моніторинг здійснюють переважно на популяційно-видовому, біогеоценотичному та біосферному рівнях. Він дає змогу не лише визначати стан об'єктів дослідження, а й прогнозувати можливі зміни, а також аналізувати їхні наслідки (наприклад, можливі зміни клімату нашої планети у зв'язку з накопиченням в атмосфері двооксиду карбону). Моніторинг дає змогу своєчасно виявляти негативні зміни у структурі та функціонуванні окремих популяцій, біогеоценозів чи біосфері в цілому і своєчасно розробляти заходи щодо їхньої охорони.

Моделювання (від лат. модулюс — устрій, зразок) — метод дослідження і демонстрування структур, функцій, процесів за допомогою їхнього спрощеного відтворення. Цей метод — обов'язковий етап різноманітних наукових досліджень, особливо тих, у яких об'єкти або процеси неможливо безпосередньо спостерігати або відтворювати експериментально. Будь-яка модель неминуче спрощена і не відбиває всю складність об'єктів, процесів або явищ, які спостерігають у природі, а відображає лише загальні їхні риси чи можливий перебіг. Проте моделювання має виняткове значення, оскільки дає змогу прогнозувати можливі наслідки різноманітних процесів або явищ.

Особливе місце належить математичному моделюванню, завдяки якому можна проаналізувати складні кількісні взаємозв'язки та закономірності. Математична модель — це чисельне (у вигляді системи рівнянь) вираження парних взаємозв'язків (наприклад, залежність чисельності популяції рослиноїдної тварини від чисельності популяції хижака). Змінюючи чисельне значення одного з показників, введених до моделі, можна визначити, як змінюватимуться інші. Математичне моделювання, як і інші наукові дослідження, неможливе без застосування сучасної електронно-обчислювальної техніки.
Статистичний метод. Будь-які результати спостережень, експериментів або моделювання, потребують статистичної (математичної) обробки. Математична обробка потрібна для перевірки ступеня вірогідності отриманих результатів та правильного їхнього узагальнення. Застосування методів математичної статистики в біології сприяло її перетворенню з науки описової на точну науку, яка ґрунтується на математичному аналізі одержаних даних.

НАУКОВІ ПОНЯТТЯ

Будь-яка наука оперує певними поняттями, такими як науковий факт, гіпотеза, теорія, закон.
Науковий факт (від лат. фактум — зроблене) - це те, що насправді встановлене (структура, подія, явище тощо), але потребує наукового пояснення. На наукових фактах ґрунтуються гіпотези або теорії.
Гіпотеза (від грец. гіпотезіс — припущення) — науково обґрунтоване припущення, яке висувають для пояснення того чи іншого наукового факту, процесу або явища. Гіпотеза, підтверджена науковими дослідженнями, практикою, стає науковою теорією. Наукова теорія (від грец. теорія — спостереження, дослідження) — це узагальнення певної системи фактів і закономірностей. Будь-яку теорію можна вважати науковою лише після того, як її підтверджено на практиці.
Статистично вірогідну закономірність у біології називають правилом або науковим законом. Біологічні закони — це закономірності, що, здебільшого, не мають винятків і можуть тлумачитись лише певним чином (пригадайте закони, які ви вивчали з інших предметів).

ЛЮДИНА І ДОВКІЛЛЯ

Одна з центральних проблем, які постають перед сучасною біологією, — проблема взаємовідносин людини та навколишнього середовища. Вже у стародавні часи люди розуміли, що неможливо тривалий час нехтувати законами природи, які підтримують у рівновазі все величезне біологічне різноманіття нашої планети. У XVII столітті англійський філософ Френсіс Бекон писав: «Ми не можемо керувати природою інакше, ніж підкоряючись їй». На необхідність уникнення всеосяжної екологічної кризи наголошував видатний український учений Володимир Іванович Вернадський. У першій половині XX століття він створив учення про ноосферу (від грец. ноос - розум), в основі якого - ідея про гармонійне входження людини і її господарської діяльності у колообіг речовин, що відбувається на нашій планеті. Для цього слід об'єднати зусилля всього людства, спрямовані на раціональне використання природних ресурсів, розробляти нові прогресивні технології, які не завдають відчутної шкоди природі. Ідейною основою цього вчення є повернення до ойкуменічного (від грец. ойкос — дім, житло) світогляду технічно нерозвинених суспільств минулого, але вже на новому техногенному рівні. Це дасть можливість вирішити дві, на перший погляд взаємовиключні, проблеми: забезпечити комфортні умови життя всіх людей і зберегти та поліпшити стан біосфери.

1. Що вивчає біологія? Які біологічні науки ви знаєте?
2. Які існують рівні організації живої матерії?
3. Які основні методи використовують для вивчення живої матерії?
4. Якими основними науковими поняттями оперує біологія?

М.Є. Кучеренко, Ю.Г. Первес, П.Г. Балан, В.М. Войціцький, Загальна біологія, 10 клас
Вислано читачами інтернет-сайту.

_{Плани уроків з біології, конспекти та підручники з біології онлайн, електронні видання безкоштовно скачати}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.