Эксперимент в биологии
Вопросы в начале параграфа
№ 1. С какой целью проводят научные исследования?
Научные исследования проводят для того, чтобы изучить, описать или пояснить какое-то определенное явление, а также предложить новый метод в решении поставленной задачи (действий, ради которых и начинало проводиться это научное исследование).
Добавить текст Вернуть оригинал№ 2. От чего зависит выбор методов в научном исследовании?
В работе все методы научного исследования органично дополняют друг друга и взаимосвязаны. Выбор какого-то определенного метода зависит, прежде всего, от специфики исследования, от плюсов и минусов самого метода, а также от того, какие результаты ожидается получить. Например, сравнительный анализ позволяет выделить причинно-наследственные связи, выстроить логическую цепочку.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 45
Вопросы после параграфа
№ 1. Какое значение имеют биологические исследования?
Биологические исследования являются основными методами анализа, которые применяются при исследовании живой материи. Они позволяют выяснить влияние разных факторов (температура, освещенность, влажность и т.д.) на живой организм.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 2. Какие этапы выделяют в научном исследовании?
В научном исследовании выделяют следующие этапы:
Добавить текст Вернуть оригиналНаблюдение за изучаемым объектом или явлением;
Добавить текст Вернуть оригиналОбобщение полученных результатов в результате наблюдения;
Добавить текст Вернуть оригиналПостановка проблемы;
Выдвижение гипотез;
Разработка и проведение эксперимента;
Анализ и сравнение полученных результатов эксперимента;
Добавить текст Вернуть оригиналВывод.
№ 3. Что такое научный эксперимент? С какой целью он проводится?
Научный эксперимент – это наблюдение, которое производится в специально организованных и контролируемых условиях и позволяет установить, как все эти условия влияют на конкретный объект или явление. Он проводится для того, чтобы подтвердить или опровергнуть научные предположения, которые называются гипотезами.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 4. Почему в эксперименте проводят наблюдение как минимум за двумя группами объектов?
Две группы объектов выбирают, чтобы сравнить полученные результаты и сделать максимально точный вывод. Также наблюдение как минимум за двумя группами позволяет не только подтвердить предположения, но и опровергнуть их, подкрепляя надежной доказательной базой.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 5. Чем гипотеза отличается от закона или теории?
Гипотеза – это научное предположение, которое поясняет возможные причины определенных явлений и выдерживает проверку эмпирическими методами. В результате исследований она либо подтверждается и принимает статус закона, либо опровергается.
Добавить текст Вернуть оригиналЗакон является описанием неизменных регулярностей, которые происходят в природе постоянно (например, естественный закон или закон природы). Его свойства – необходимость возникновения при точно сформулированных условиях, периодичность.
Добавить текст Вернуть оригиналТеорией называют совокупность нескольких таких законов, которые относятся к одной и той же области познания. Не редко понятия «теория» и «закон» употребляются как равноправные.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 45
Подумайте
Чем эксперимент отличается от наблюдений?
Эксперимент является методом научного познания, для реализации которого объект погружается в искусственно созданные условия, а его поведение управляется экспериментатором. Цель его состоит в проверке гипотезы, в поиске новых фактов, которые бы смогли дать ответы на важные научные вопросы.
Добавить текст Вернуть оригиналНаблюдение является методом познания, при котором наблюдающим изучаются и фиксируются свойства исследуемого объекта. При таком методе вмешательства в естественную среду минимальны, а выполнять наблюдение можно даже без специальных знаний и при отсутствии техники и оборудования.
Добавить текст Вернуть оригиналГлавным отличием эксперимента от наблюдений является способ взаимодействия с изучаемым объектом. Во время эксперимента происходит активное вмешательство в ход событий и их направление в нужное русло, тогда как при наблюдении наблюдатель стоит в стороне и только изучает объективные данные. Во время эксперимента подтверждается гипотеза, которая была сформулирована ранее. Во время наблюдения получают новые данные и собирают ранее неизвестную информацию.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 45
Задание
№ 1. Используя дополнительные источники информации (научно-популярную литературу, справочники, статьи, в том числе и ресурсы сети Интернет), выясните, какие биологические эксперименты проводятся в настоящее время. Выберите из них наиболее понравившийся вам и подготовьте о нём краткое сообщение.
Добавить текст Вернуть оригиналНа сегодняшний день одним из биологических экспериментов является исследование влияния условий космического полёта на эмбриогенез, онтогенез, органогенез и поведение гетеротрофных организмов (рыб), обитающих в водной среде, которое называется «Аквариум». Проводит его институт медико-биологических проблем Российской академии наук. Областью исследования является космическая биология и биотехнология.
Добавить текст Вернуть оригиналЦель данного эксперимента заключается в исследовании всех этапов процесса онтогенетического развития у органогенеза у гетеротрофных водных организмов в условиях космического полета. Также изучается и влияние микрогравитации на поведенческие реакции этих организмов. Все это необходимо для решения вопросов фундаментальной биологии, а именно для реализации в дальнейшем возможностей использовать водные организмы в качестве биологического звена, которое позволит обеспечить жизнедеятельность экипажей пилотируемых космических комплексов.
Добавить текст Вернуть оригиналК основным научным задачам относят исследование поведения рыб в условии космического полета и изучение возможности продолжительного содержания их на борту орбитальной станции. Также во внимание берется разработка способов и методов культивирования водных организмов на борту космических аппаратов. В качестве объекта используются рыбы медака и личинки комара хирономиды.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 2. Самостоятельно поставьте биологический эксперимент. Возьмите две небольшие баночки. В каждую из них налейте воды. Поместите в них по луковице, как показано на рисунке 25. Одну баночку с луковицей поставьте на окно, которое хорошо освещается солнцем, а другую – там, где практически солнца не бывает. Температура в обоих случаях должна быть одинаковой. По мере необходимости доливайте в баночки воду. Проведите наблюдение за происходящими изменениями в течение 10 дней. Результаты наблюдений записывайте в таблицу «Влияние света на развитие листьев лука» (табл. 3)
Добавить текст Вернуть оригиналТаблица 3. Влияние света на развитие листьев лука
Добавить текст Вернуть оригиналЧто наблюдали | Результаты наблюдений | |
---|---|---|
Баночка № 1 | Баночка № 2 | |
Листья появились | 15.10.2020 | 12.10.2020 |
Длина листьев на 5-й день | 2 см | 2,5 см |
Длина листьев на 8-й день | 3,1 см | 3,6 см |
Длина листьев на 10-й день | 5,2 см | 5,8 см |
Окраска листьев | Ярко-зеленые | Бледно-зеленые |
Внешний вид листьев | Сочные, широкие, упругие | Вялые, неровные, тонкие |
Сделайте выводы о влиянии уровня освещённости на развитие листьев лука.
Луковицы в обеих баночках дали корни, которые практически ничем не отличаются. Листья же визуально значительно отличаются. У луковицы, которая прорастала в темноте, листья очень светлые, сильно вытянутые и слабые. Так произошло, потому что растению не хватало солнечного света, а значит, у него не было возможности полноценно фотосинтезировать. У луковицы, которая прорастала в месте, которое хорошо освещалось солнцем, крепкие, темно-зеленые и сочные листья. Благодаря тому, что всегда был доступ к свету, процесс фотосинтеза происходил активно без нарушений. При этом можно было наблюдать, что у лука, который рос в темноте, листья появились первыми и выросли быстрее.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 48
Задания для любознательных
№ 1. Используя в качестве образца инструкцию по выращиванию кристаллов соли на с. 14 учебника, предложите план проведения эксперимента «Влияние условий (температура, концентрация раствора, использование различных видов соли и т. д.) на образование и рост кристаллов».
Добавить текст Вернуть оригиналПлан проведения эксперимента:
Внимательно изучить, что такое солевой раствор и каковы его свойства.
Добавить текст Вернуть оригиналСоляной раствор должен быть насыщенным. Воды нужно брать из расчета 40 грамм соли на 100 грамм горячей воды.
Добавить текст Вернуть оригиналВода обязательно должна остыть, после чего ее нужно отфильтровать, процеживая через несколько слоев марли или фильтровальную бумагу.
Добавить текст Вернуть оригиналКристаллик соли, прикрепленный к леске, не должен касаться дна емкости.
Добавить текст Вернуть оригиналЧтобы обеспечить рост кристаллов, нужно поставить емкость в темное место и соблюдать комнатную температуру.
Добавить текст Вернуть оригиналНи в коем случае нельзя передвигать или трясти емкость, так как можно нарушить естественный процесс образования кристаллов соли.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 2. Сформулируйте проблему исследования, интересную для вас. Предложите этапы этого исследования.
Мне интересно исследование дыхания растений. Как показывают наблюдения за растениями, они могут дышать. В процессе дыхания растения поглощают кислород, а выделяют углекислый газ. Так же, как и все живые организмы на нашей планете, они получают энергию солнца, которая необходима для их жизнедеятельности. Интересно узнать, растение дышит определенными органами или нет? Этапы такого исследования могут выглядеть так:
Добавить текст Вернуть оригиналВыдвижение гипотезы о том, что растения могут дышать отдельными органами, например, листьями, корнями или стеблями. Либо у них дышит только один орган.
Добавить текст Вернуть оригиналПроведение эксперимента, для которого берется три прозрачные емкости. В первую емкость помещаются семена прорастающих растений, например, фасоли. Во вторую – корнеплоды моркови. В третью – свежесрезанные стебли растений с листьями. Емкости плотно закрываются и оставляются в темном месте. На следующий день нужно проверить изменения в составе воздуха во всех емкостях.
Добавить текст Вернуть оригиналАнализ и сравнение результатов эксперимента. На стенках емкостей мы увидим пузырьки – конденсат, который образовался в результате дыхания растения.
Добавить текст Вернуть оригиналПодведение итогов. Можно прийти к выводу, что все части растения дышат.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 50
Глава 1
Строение и многообразие живых организмов