Методы биологических исследований

Методы биологических исследований

Моделирование – метод, при котором создается некий образ объекта, модель, с помощью которой ученые получают необходимые сведения об объекте

(Например, Джеймс Уотсон и Френсис Крик создали из отдельных элементов модель – двойную спираль ДНК, отвечающую данным рентгенологических и биохимических исследований).

Наблюдение – метод, с помощью которого исследователь собирает информацию об объекте

(можно визуально наблюдать за поведением животных, с помощью приборов за изменениями в природе). Выводы, сделанные наблюдателем, проверяются либо повторными наблюдениями, либо экспериментально.

Эксперимент (опыт) – метод, с помощью которого проверяют результаты наблюдений, выдвинутые предположения – гипотезы

(получение новых знаний с помощью поставленного опыта): скрещивание организмов с целью получения нового сорта или породы, испытание нового лекарства.

Метод Измерения

Мониторинг – многоцелевое и длительное наблюдение за состоянием и изменениями изучаемого объекта

Мониторинг

• Например, контроль наличия в средах предельно допустимых концентраций вредных для жизни организмов веществ
• длительный контроль содержания углекислого газа в атмосфере

Метод Сравнения

Описательный метод - описание и анализ конкретных биологических фактов и явлений.

• Проблема – задача, требующая решения; всегда скрывает какое-то противоречие между известным и неизвестным. Решение проблемы требует от ученого сбора фактов, их анализа, систематизации; ведет к получению нового знания. Сформулировать проблему бывает достаточно сложно, однако всегда, когда есть затруднение, противоречие, появляется проблема.
• Гипотеза – предположение, предварительное решение поставленной проблемы; проверяется экспериментально. Выдвигая гипотезы, исследователь ищет взаимосвязи между фактами, явлениями, процессами. Именно поэтому гипотеза чаще всего имеет форму предположения: «если … тогда».
• Теория – это обобщение основных идей в какой-либо области знания. Со временем теории дополняются новыми данными, развиваются; могут опровергаться новыми фактами или подтверждаться практикой.

Частные научные методы:

• Генеалогический
• Исторический
• Палеонтологический
• Центрифугирование
• Цитологический
• Цитогенетический
• Биохимический

Генеалогический метод – применяется при составлении родословных, выявлении характера наследования признаков.

Исторический метод - установление взаимосвязей между фактами, процессами, явлениями, происходившими на протяжении исторически длительного времени.

Палеонтологический – метод, позволяющий выяснить родство между древними организмами, останки которых находятся в разных геологических слоях земной коры.

Центрифугирование – разделение смесей на составные части под действием центробежной силы; применяется при разделении органоидов клетки, фракций (составляющих) органических веществ и т.д.

Цитологический метод – исследование строения клетки, ее структур с помощью различных микроскопов.

Микроскопия

• Оптическая микроскопия (увеличение – 8 000 раз, минимальный размер объекта – 0,2 мкм).
• Электронная микроскопия (увеличение – 100 000 раз, толщина препаратов не больше 500 х 10-8 см).
• Флуоресцентная микроскопия – для изучения микроструктур клетки используют специальные флуоресцентные красители и флуоресцентный микроскоп.
• Сканирующая микроскопия – использование сканирующего электронного микроскопа для получения объёмных изображений клетки.

Методы генетики

• Гибридологический  
• Генеалогический  
• Близнецовый  
• Цитогенетический  
• Биохимический  
• Популяционно-статистический  

Гибридологический  (скрещивание определенных организмов и анализ их потомства, этот метод использовал Г.Мендель).

Близнецовый метод  – сравнение однояйцевых близнецов, позволяет изучать модификационную изменчивость (определять воздействие генотипа и среды на развитие ребенка).

Цитогенетический метод  – изучение под микроскопом хромосомного набора – числа хромосом, особенностей их строения. Позволяет выявлять хромосомные болезни, например, при синдроме Дауна имеется одна лишняя 21-ая хромосома.

Биохимический метод – исследование химических процессов, происходящих в организме.

Популяционно-статистический метод – изучение доли различных генов в популяции. Основа на законе Харди-Вайнберга. Позволяет рассчитать частоту нормальных и патологических фенотипов.

Химические методы

• Центрифугирование
• Хроматография
• Электрофорез в геле
• Метод меченных атомов
• Метод культуры клеток и тканей
• Метод рекомбинантных ДНК

Хроматография

• Хроматография – метод, основанный на разной скорости движения через адсорбент растворенных в специальном растворе веществ; при пропускании такого раствора через адсорбент каждое вещество из смеси передвигается на определенное расстояние в зависимости от своей молекулярной массы (в качестве адсорбента используют волокна фильтровальной бумаги, порошок целлюлозы и др.).

Электрофорез в геле – разделение смеси веществ в растворе с помощью электрического тока.

Метод меченных атомов – введение радиоактивного изотопа какого-либо химического элемента в состав вещества для того, чтобы проследить путь его превращений в клетке.

Метод культуры клеток и тканей – изучение живых клеток под микроскопом вне организма (рост, размножение, выделение факторов роста, получение клеточных гибридов и др.).

Метод культуры клеток и тканей

Метод рекомбинантных ДНК – изучение тонких механизмов клеточных процессов, функций генов путем встраивания ДНК исследуемых объектов в генетический аппарат бактерий или вирусов (генная биоинженерия).

Молекулярно – генетический метод

Секвенирование

Эмбриологический метод

• Изучение зародышей организмов для установления их филогенетического родства;
• установление закономерностей развития зародышей позвоночных животных

Мутагенез

• воздействие на семена пшеницы рентгеновскими лучами в условиях эксперимента.

Биогеографический метод

• Изучение реликтовых форм для установления эволюции организмов;
• изучение флоры и фауны континентов ( эндемики озера Байкал)
• Биогеография дает в руки исследователей методы, позволяющие проанализировать общий ход эволюционного процесса в самых разных масштабах.
• Островные формы. Фауна и флора островов оказывается тем более своеобразной, чем глубже и дольше эти острова были изолированы от основной суши, наличие эндемиков.
• Реликты. О флоре и фауне далекого прошлого Земли свидетельствуют и реликтовые формы. Реликты – отдельные виды или небольшие группы видов с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп прошлых эпох.

Эндемики обитают на относительно ограниченном ареале, представлены небольшой географической областью.

Реликтовые формы

1. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

Частнонаучный метод

Применение метода

Статистический

Распространение признака в популяции

?

Определение числа хромосом в кариотипе

ОТВЕТ:

• цитогенетический

2. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

   Частнонаучный метод

Применение метода

Микроскопия

Определение количества эритроцитов в пробе крови человека

?

Определение передачи признаков в нескольких поколениях человека

ОТВЕТ:

• генеалогический;
• родословных

3. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

  Частнонаучный метод

Применение метода

Биогеографический

Изучение реликтовых форм для установления эволюции организмов

?

Подбор родительских пар для скрещивания и анализ потомства

ОТВЕТ:

• гибридологический

4. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

Частнонаучный метод

Применение метода

Палеонтологический

Составление филогенетических рядов организмов

?

Установление наследования дальтонизма  в семье человека в ряду поколений

ОТВЕТ:

• генеалогический;
• родословных

5. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

  Научный метод

Применение метода

Биохимический

Анализ содержания химических элементов в клетках различных организмов

?

Изучение поведения животных в естественных условиях

ОТВЕТ:

• наблюдение

6. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

   Частнонаучный метод

Применение метода

Цитогенетический

Изучение  структуры хромосом

?

Изучение зародышей организмов для установления их филогенетического родства

ОТВЕТ:

• эмбриологический ;
• сравнительно – анатомический;
• сравнительно - эмбриологический

7. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

  Частнонаучный метод

Применение метода

Близнецовый

Определение роли факторов среды в формировании фенотипа человека

?

Изучение особенностей фаз митоза на фиксированном препарате

ОТВЕТ:

• микроскопия

8. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

  Методы

Применение методов

?

Сезонные изменения в живой природе

Близнецовый

влияние условий среды на развитие признаков

ОТВЕТ:

• наблюдение

  9. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Методы

Применение методов

Гибридологический

Закономерности наследования признаков

Избирательное изучение органоидов клетки

ОТВЕТ:

• центрифугирование

  10. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Методы

Применение методов

Изучение строения клеток кожицы лука

Биохимический

определение уровня гемоглобина в крови

ОТВЕТ:

• микроскопирование;
• микроскопия

  11. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

  Методы

Применение методов

Популяционно-статистический

Изучение распространения признаков популяции

----

Определение количества сахара в крови

ОТВЕТ:

• биохимический;
• титрование

  12. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Методы

Применение методов

близкородственное скрещивание (инбридинг)

закрепление наследственных свойств

воздействие на семена пшеницы рентгеновскими лучами в условиях эксперимента

ОТВЕТ:

• мутагенез

  13. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Методы

Применение методов

Гибридологический

Закономерности наследования признаков

Вероятность распространения гена в популяции

ОТВЕТ:

• популяционно-статистический

  14. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Методы

Применение методов

микроскопия

Изучение строения клеток кожицы лука

определение уровня гемоглобина в крови

ОТВЕТ:

• биохимический

  15. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Методы

Применение методов

Степень влияния среды на организм

Статистический

Распространение признака в популяции

ОТВЕТ:

• близнецовый

  16. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Методы биологии

Пример методов

определения сроков и путей миграции птиц

мониторинг

длительное наблюдение за амурским тигром

ОТВЕТ:

• кольцевание;
• мечения

  17. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Методы

Применение методов

изучение структуры генов, их количества и расположения в молекуле ДНК

Статистический

Распространение признака в популяции

ОТВЕТ:

• микроскопирование

  18. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Методы

Применение методов

Разделение веществ с помощью электрического тока

Статистический

Распространение признака в популяции

ОТВЕТ:

• электрофорез

  19. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Метод

Пример

Выявление генных мутаций

Генеалогический

Анализ родословных

ОТВЕТ:

• популяционно-статистический

20. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

Методы

Применение методов

Биохимический

Изучение активности фермента

?

Определение структуры

митохондрии

ОТВЕТ:

• микроскопирование;
• микроскопия

21. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

  Методы

Применение методов

Цитогенетический

Исследование хромосомных и геномных мутаций

?

Изучение характера наследования признаков человека

ОТВЕТ:

• генеалогический;
• родословных

22. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

  Методы

Применение методов

Молекулярно - генетический

Изучение молекулы ДНК

?

Разделение клеточных структур

ОТВЕТ:

• центрифугирование

23. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

  Методы

Применение методов

?

Разделение основных пигментов из экстрата листьев

Центрифугирование

Разделение клеточных структур

ОТВЕТ:

• хроматография;
• хроматографический

23. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

  Методы

Применение методов

?

Метод конструирования клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции. Запишите только тип инженерии.

Метод культуры тканей

Выращивание из одной соматической клетки, помещенной на питательную среду, целого организма.

ОТВЕТ:

• клеточная

23. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.

  Методы

Применение методов

Эксперимент

Создание И.П. Павловым учения об условных рефлексах

?

Снятие кардиограммы сердца человека в течение суток

ОТВЕТ:

• наблюдение