Решебник по биологии 7 класс Суматохин. Углубленный | Страница 23

Научное исследование начинается с возникновения важной научной проблемы, требующей решения, и формулирования темы исследования.

Гипотеза — это предположение о возможных результатах исследования или объяснение явления, которое требует проверки с помощью наблюдения или эксперимента. Закон — это многократно подтверждённый и обобщённый результат, который имеет практическую проверку и считается объективным знанием.

Учёные используют такие методы для изучения живой природы, как научное познание (включая наблюдение), эксперимент и моделирование, а также специфические методы биологии, такие как микроскопия и биохимические исследования.

Наблюдения можно производить непосредственно с помощью органов чувств или опосредованно с помощью приборов (микроскопов, термометров, весов).

Целью описания является фиксация и перечисление признаков объекта, чтобы дать наиболее точное и полное указание изучаемого объекта.

Структура эксперимента включает:

6. Постановка цели и определение задач.

7. Планирование эксперимента (учёт накопленных знаний).

8. Активное получение объективных данных (накопление и регистрация фактов).

9. Анализ и обобщение полученных результатов.

10. Практическая проверка полученных фактов и их интерпретация (закон, теория или рабочая гипотеза).

Рисунок 10 показывает, что среднее число птенцов на пару синиц уменьшается при увеличении числа пар на 10 га.

Гипотеза: Численность популяции синиц (число пар на 10 га) оказывает отрицательное влияние на репродуктивный успех (среднее число птенцов на пару).

Или: Среднее число птенцов на пару синиц обратно пропорционально плотности их популяции.

• Универсальные методы науки: Наблюдение, Эксперимент, Анализ (расчленение целого на части), Синтез (объединение частей в целое), Описание, Сравнение, Моделирование, Измерение.

• Специфические методы биологии: Микроскопия (световая, электронная, атомно-силовая), Метод культивирования клеток и тканей, Генеалогический метод, Молекулярно-биологические методы (секвенирование ДНК/РНК).

Цель работы: Доказать наличие клеток в воде из аквариума.

Ход работы:

5. На чистое предметное стекло поместили одну каплю воды из аквариума.

6. Аккуратно накрыли каплю покровным стеклом, избегая попадания пузырьков воздуха.

7. Поместили препарат на предметный столик микроскопа.

8. Начали исследование с малого увеличения (объектив 8), нашли объект, а затем перешли на большее увеличение (объектив 40) для детального изучения.

Установлено и Доказательство наличия клеток:

Я установил, что в капле воды из аквариума находятся мелкие, подвижные или неподвижные организмы (инфузории, амёбы, одноклеточные водоросли).

Доказательство: Увиденные объекты имеют обособленную структуру с чётко выраженными границами (клеточной мембраной или клеточной стенкой). Внутри этих структур видна цитоплазма, а у некоторых — ядро и органеллы (например, сократительные вакуоли). Наличие мембранной структуры, цитоплазмы и способность к самостоятельной жизнедеятельности (движение, питание) доказывает, что увиденные объекты являются клетками (одноклеточными организмами).

Тема: Видовой состав птиц вашего населённого пункта.

Цель исследования: Определить видовой состав и количественное соотношение (доминирующие виды) птиц, обитающих в данном населённом пункте и его окрестностях, в определённый сезон года.

Задачи исследования:

6. Собрать сведения о типичных и мигрирующих видах птиц, характерных для данного региона (изучение литературы).

7. Выбрать участки для проведения наблюдения (парки, скверы, водоёмы).

8. Провести систематическое наблюдение за птицами, используя описание и количественный учёт особей в выбранных местах в течение определённого времени.

9. С помощью определителя идентифицировать наблюдаемые виды и вести журнал наблюдений.

10. Проанализировать собранные данные и составить список видового состава, а также определить доминирующие виды (с наибольшей численностью).

Научное знание отличается от обыденного знания тем, что оно:

4. Объективно: Получено путём строгой проверки с помощью научных методов (эксперимент, наблюдение).

5. Систематизировано: Упорядочено в виде теорий, законов и гипотез.

6. Достоверно: Многократно подтверждено и воспроизводимо другими исследователями.

Обыденное знание основано на повседневном опыте, может быть субъективным, непроверенным и часто противоречивым.

Эксперимент отличается от наблюдения тем, что:

4. Активность: Эксперимент — это активный метод, при котором исследователь сам создаёт или изменяет условия протекания процесса.

5. Контроль: Эксперимент проводится в контролируемых условиях, что позволяет выделить влияние одного конкретного фактора на объект.

6. Цель: Цель эксперимента — проверка гипотезы и установление причинно-следственных связей.

Наблюдение — это пассивный метод, при котором исследователь фиксирует происходящее в естественных условиях, не вмешиваясь в процесс.

Теория становится законом в тех случаях, когда основные положения этой теории:

4. Получили многократное и убедительное экспериментальное подтверждение в различных условиях и на разных объектах.

5. Были обобщены в виде кратких, чётких, универсальных формулировок, которые описывают фундаментальные, объективные и воспроизводимые связи или явления в природе.

6. Были признаны научным сообществом как неопровержимое знание.

Наука не может объяснить чудо в традиционном смысле этого слова (как необъяснимое вмешательство высших сил).

Объяснение: Чудо определяется как явление, противоречащее известным законам природы. Наука же стремится объяснить все явления с помощью объективных, проверяемых законов. Если какое-то явление кажется "чудом", это означает лишь, что:

• Учёные ещё не обнаружили законы, которые объясняют это явление.

• Явление является результатом манипуляции или ошибки наблюдения.

Таким образом, цель науки — превратить необъяснимое (чудо) в объяснимое (закон, теорию) путём познания.

Взаимодействие информатики и биологии (биоинформатика) имеет огромные перспективы и направления:

5. Геномика и протеомика: Компьютерный анализ огромных массивов данных о последовательностях ДНК, РНК и белков (геномов). Это позволяет идентифицировать гены, отвечающие за болезни, и понимать эволюционные связи.

6. Моделирование биологических систем: Создание компьютерных моделей клеток, органов и целых организмов для прогнозирования реакции на лекарства, изучения развития болезней и тестирования новых терапевтических подходов.

7. Разработка лекарств: Использование искусственного интеллекта для ускоренного поиска и дизайна новых лекарственных молекул, которые будут эффективно связываться с мишенями в клетке (например, с вирусными белками).

8. Сенсоры и диагностика: Разработка на основе биотехнологий и IT-технологий нанороботов и биосенсоров для диагностики и лечения заболеваний на клеточном уровне.