Методы биологии.

Эмпирические методы (практические).

Теоретические методы (логические).

Частные методы (применяются в конкретной науке).

1.Наблюдение

1.Сравнение

1.Методы генетики

2.Описание

2.Обобщение

2.Методы цитологии

3.Сравнение

3.Классификация

3.Методы селекции

4.Эксперимент

4.Абстрагирование

5.Измерение

5.Моделирование

6.Мониторинг

6.Статистический

7.Анализ

Метод

Суть метода

Для чего применяют

1.Наблюдение

Визуально или с помощью приборов следят за различными объектами для достижения поставленной цели

Для получения новых знаний, сбора фактов для описания объекта. Изучают сезонные изменения в природе, в жизни растений и животных, поведение животных и т.д.

2.Описание

Устная или письменная характеристика объекта по результатам наблюдений

Получение и накопление информации об объектах и процессах

3. Сравнение

Сопоставление и нахождение сходства и различий между объектами (организмами, процессами и т.д)

Применяют в систематике для распределения организмов по группам, для установления родства и общего происхождения

4. Эксперимент

Проведение опыта в управляемых и контролируемых условиях. Обязательное наличие опытной группы и контрольной группы.

Для получения новых научных знаний, закономерностей для подтверждения или опровержения гипотезы

5. Измерение

Проводится с использованием приборов, инструментов. Определяют какие-либо количественные характеристики объекта, процесса.

Используют для дальнейшего анализа, сравнения, сопоставления, нахождения причинно-следственных связей, для проведения мониторинга.

6. Мониторинг

Проведение регулярных измерений каких-либо величин, объектов (процессов происходящих в организмах, популяциях, экосистемах, биосфере)

Позволяет выявлять изменения каких-либо параметров, показателей во времени. Благодаря мониторингу можно своевременно выявить и принять меры по предупреждению негативных изменений в природе, в популяции.

Метод

Суть метода

Для чего применяют.

1.     Сравнение

Сопоставление явлений между которыми может существовать что-то общее. Сравнение производится по наиболее важным признакам.

Позволяет установить сходство и различия между предметами и явлениями.

2.     Обобщение

Логическая операция в результате которой фиксируются общие, наиболее существенные свойства, закономерности, получается более широкое понятие

Позволяет в частном обнаружить общее, сформировать общебиологические законы, правила, теории

3.Статистический

Проводится сбор и анализ числовых показателей для дальнейшей обработки (в популяциях-численность, количество особей с определенными признаками, заболеваниями).

Позволяет получать информацию о динамике изменения, и своевременно принимать определенные меры.

4.     Анализ

Изучение объекта (процесса) по отдельным составляющим компонентам.

Для получения полной характеристики объекта, процесса; для дальнейшего обобщения полученных данных

5.     Классификация

Распределение объектов по различным основаниям

Для упорядочивания имеющейся информации об объектах

6.     Моделирование

Создаются копии прототипа (объектов, процессов) для их изучения. Например: глобус-модель Земли, карта-модель ландшафта. Модели молекул, организма, клетки.

Изучение объектов на моделях позволяет визуализировать, изучать и прогнозировать изменения, позволяет отрабатывать навыки и умения.

7.     Абстрагирование

Отвлечение от некоторых свойств изучаемых объектов, выделение тех свойств, которые изучаются в данном исследовании

Позволяет сформулировать общебиологические законы, правила, теории.

Метод

Суть метода

Для чего применяют

1.     Световая микроскопия

Под световым микроскопом рассматриваются объекты (живые или на фиксированном препарате), процессы в живых клетках. При этом через микропрепарат пропускается видимый свет.

Для изучения строения клеток (формы, размеров, расположения ядра, хромосом, вакуолей, клеточной стенки, пластид, их количества. Для изучения процессов в живой клетке (митоз, мейоз, плазмолиз и т.д.)

2.     Электронная микроскопия

Специально приготовленный неживой микропрепарат (зафиксированный химическим путем) рассматривается под электронным микроскопом (световой пучок заменяется электронным пучком).

Для визуального изучения тонкого строения органоидов клетки (рибосомы, ЭПС, лизосомы, митохондрии, плазматическая мембрана, микротрубочки, центриоли и даже некоторых молекул)

3.     Флуоресцентная микроскопия

Микропрепарат рассматривается через УФЛ -лучи разной длины, которые окрашивают разные вещества в разные цвета. Вид световой микроскопии.

Позволяет наблюдать за внутренней микроструктурой клеток. Изучение функционирования организмов на клеточном и молекулярном уровне.

4.     Центрифугирование

Пробирки с содержимым (смесью) вращают на большой скорости в центрифуге. Происходит разделение смеси на компоненты под действием центробежной силы

Для выделения отдельных структур клетки в целях дальнейшего изучения их строения под микроскопом.

5.     Хроматография

Смесь пропускают через неподвижное вещество (адсорбент). Разные молекулы веществ в составе смеси имеют разную массу и скорость движения в адсорбенте, поэтому происходит разделение

Для определения составляющих компонентов смеси, их количества. Используют для разделения светопоглощающих пигментов (хлорофиллов а и в) в растениях

6.     Метод меченых атомов (авторадиография)

В организм вводятся молекулы веществ, содержащих радиоактивные изотопы, дающие излучения. Приборами отслеживаются перемещения этих веществ в организме в ходе обмена веществ (пластического и энергетического), фотосинтеза растений

Для изучения участия разных молекул в обменных процессах, их количество, движения в организме, мест накопления, путей выведения, а также определения характера биохимических процессов.

7.     Рентгеноструктурный анализ

Через вещества пропускают рентгеновские лучи, которые рассеиваются , и по характеру рассеивания(дифракции) лучей на экране можно узнать о пространственной структуре молекулы.

Для установления пространственной структуру молекул белков, ДНК и т.д

8.     Электрофорез в геле

Вещества проводят через гель, в котором есть электрическое поле. Отрицательно заряженные компоненты вещества начинают двигаться в сторону положительно заряженного электрода с разной скоростью и происходит их разделение.

Используют для разделения компонентов вещества (белков, ДНК). Имеющих разные заряды.

Метод

Суть метода

Для чего применяют

1.     Гибридизация

Проводится скрещивание родительских особей, отличающихся по признакам, затем результаты скрещивания подвергаются математическому анализу, отслеживается проявление родительских признаков у потомства

Для установления закономерностей наследственности, характера наследования признака (доминантность, рецессивность, промежуточный характер наследования)

2.     Секвенирование

Выделяют разные по длине фрагменты ДНК, отличающиеся концевыми нуклеотидами. Нуклеотиды окрашиваются разными красителями: пропуская через фрагменты лазерные лучи, получают цветную «картинку»-последовательность нуклеотидов.

Для определения последовательности нуклеотидов во фрагменте ДНК.

3.Генеалогический

Составление родословных, в которых отмечены определенным цветом родители и потомство, имеющие изучаемый признак или являющиеся носителями гена. Отслеживается передача исследуемого признака в поколениях и определяется вероятность проявления признака в будущих поколениях.

Для определения вероятности проявления наследственных заболеваний, типа наследования заболеваний(признака) – доминантность или рецессивность, сцепленность с полом или аутосомность. Определение генотипов родителей и потомства.

4.Цитогенетический (кариотипирование)

Под световым микроскопом в делящихся клетках, на стадии метафазы, изучают хромосомы, которые предварительно были окрашены.

Окрашиваются хромосомы в делящихся клетках на стадии метафазы и рассматриваются под световым микроскопом. Изучаемый кариотип сопоставляется с нормальным кариотипом.

5. Близнецовый

Изучают однояйцевых (монозиготных) близнецов и выявляют их различия в фенотипе. Изучение разнояйцевых близнецов дает возможность проанализировать развитие разных генотипов в одинаковых условиях среды.

Используют для выявления влияния условий среды на формирование фенотипа. Так как у монозигот генотип полностью одинаковый, все различия в фенотипических признаках объясняются только влиянием условий среды.

6. Популяционно-статистический

Проводится сбор и анализ числовых показателей в популяциях (численность, количество особей с определенными признаками, заболеваниями и т.д.)

Позволяет получить информацию о состоянии популяции, о распространении отдельных генов, и о динамике изменения показателей; позволяет прогнозировать изменения и своевременно принимать определенные меры.

7.     Инбридинг

Близкородственное внутривидовое скрещивание

Для увеличения степени гомозиготности потомства, получения чистых линий. Чистые линии могут использоваться как материал для селекции.

8.     Аутбридинг

Дальнородственное внутривидовое скрещивание

Для перехода всех генов в гетерозиготное состояние. Получение эффекта гетерозиса- повышенной мощности гибридов первого поколения.

9.     Межвидовая гибридизация

Скрещивание особей разных видов. Чаще используется в селекции растений. Межвидовые гибриды, как правило стерильны.

Для получения у организмов свойств разных видов.

10.  Отбор по экстерьеру

Отбор по совокупности фенотипических признаков(повышенная молочность, жирность молока, высота в холке). Используют в селекции животных.

Для побора родительских пар в селекции животных.

11.  Испытание по потомству

Оценка признаков потомства. Проводится для животных.

Необходим для оценки непроявляющихся качеств самцов по их дочерям (молочность) и наоборот.

12.  Искусственный мутагенез

Используется в селекции микроорганизмов и растений. Основан на применении физических и химических мутагенов для получения организмов с выраженными мутациями

Получение организмов с выраженными мутациями. Такие формы в дальнейшем используются для гибридизации и отбора.

13.  Полиплоидия

Искусственный мутагенез. Широко используется в селекции растений. Обработка колхицином (мутаген) растений приводит к увеличению набора хромосом.

Преодоление стерильности межвидовых гибридов. Получение растений с большей продуктивностью.

14.  Предварительное сближение (Мичурин)

Растения перед скрещиванием предварительно прививаются друг на друга.

Метод позволяет преодолеть проблему нескрещиваемости видов.

15.  Опыление смесью пыльцы. (Мичурин)

Смешивается материнская и отцовская пыльца.

Метод позволяет преодолеть проблему нескрещиваемости видов.

16.  Метод ментора. (Мичурин)

Растение прививалось к растению, обладающему нужными качествами. Развитие одного растения шло под влиянием веществ, вырабатываемых другим растением-ментором (воспитателем).

Селекционер при этом добивается развития нужных ему качеств.

17.  Метод посредника (Мичурин)

Растения скрещивают с «посредником» и получают гибрид, с которым скрещивают второе растение.

Метод позволяет преодолеть проблему нескрещиваемости видов.