WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 27 |

«На протяжении предыдущих лет обучения вы ознакомились с разнообразным миром организмов: бактерий, растений, грибов, животных. Вы также детально изучали строение и ...»

-- [ Страница 4 ] --

Эксперименты бывают полевые и лабораторные. Полевые эксперименты проводят в естественных условиях: на экспериментальных участках изучают действие определенных веществ на рост растений, испытывают методы борьбы с вредителями, исследуют влияние хозяйственной деятельности человека на естественные экосистемы и т. п. Лабораторные эксперименты проводят в специально оборудованных помещениях (лабораториях) (рис. 3.1). В таких исследованиях часто используют подопытные организмы, которых ученые размножают и содержат также в искусственных условиях (лабораторные культуры). Некоторые лабораторные культуры дали начало промышленным культурам, которые используют для получения необходимых человеку продуктов. Это одно из направлений исследований в биотехнологии (например, использование дрожжей в хлебопекарском деле; бактерий и грибов – для получения антибиотиков и т. п.).

Мониторинг – постоянное наблюдение за ходом определенных процессов в отдельных популяциях, экосистемах, биосфере в целом или за состоянием определенных биологических объектов. Его осуществляют в основном на популяционно-видовом, биогеоценотическом или биосферном уровнях. Мониторинг позволяет не только определять состояние определенных объектов, но и прогнозировать возможные изменения, анализировать их последствия. Например, изменения в климате нашей планеты возможны в связи с накоплением в атмосфере углекислого газа.

Осуществляя мониторинг этого явления, можно предположить, как оно будет влиять на изменения климата отдельных частей нашей планеты.

Таким образом, мониторинг помогает своевременно обнаруживать и спрогнозировать негативные изменения в структуре и функционировании отдельных популяций, экосистем или биосфере и вовремя разработать мероприятия по устранению таких изменений.

Моделирование – метод исследования и демонстрации структур, функций, процессов с помощью их упрощенной имитации. Моделирование является обязательным этапом многих научных исследований, потому что позволяет изучать объекты и процессы, которые невозможно непосредственно наблюдать или воспроизводить экспериментально. Любая модель неминуемо упрощена. Она не может показать всю сложность объектов, в природе, а отображает лишь их общие черты или вероятный ход. С помощью моделирования ученые прогнозируют возможные последствия тех или Рис. 3.2. Аквариум в качестве модели водной экосистемы Модели могут быть статическими и динамическими. Примеры статических моделей вам не раз демонстрировали на уроках биологии, например модели строения цветка, головного мозга или других органов. Их можно рассматривать, не вмешиваясь в их структуру. А вот с помощью аквариума (рис. 3.2) можно создать динамическую модель водной экосистемы. Изменяя видовой состав организмов, химические показатели воды, концентрацию отдельных растворенных в ней веществ и т. п., можно наблюдать за результатами такого вмешательства.

Теоретические основы математических моделей биологических процессов и явлений разрабатывает математическая биология. Математическая модель – это численное выражение парных связей (в виде системы дифференциальных уравнений) в пределах определенного объекта, процесса или явления. Изменяя числовое значение одного из показателей, введенных в модель, можно наблюдать, как будут изменяться и другие, то есть, как поведет себя данная система при определенных условиях. Например, можно создать модель пищевых связей в экосистеме, описывая связи между отдельными видами: растение – травоядный вид, травоядный вид – хищник и т. д. (рис. 3.3).

Математическое моделирование в биологии – совокупность математических методов анализа сложных количественных взаимосвязей и закономерностей в биологических системах. Его осуществляют с помощью компьютерной техники, которая позволяет хранить огромные объемы данных и быстро их обрабатывать с помощью специальных программ.

Математическое моделирование дает возможность наблюдать за возможРис. 3.3. Пищевые связи между организмами можно описать с помощью математической модели. (Решите задачу. Зайцу, для того чтобы увеличить массу на 5 кг, надо съесть 50 кг растений. Лисица, если съест одного зайца массой 5 кг, увеличит свою массу только на 500 г. Определите, какая часть пищи усваивается в организме, а какая – теряется) ными вариантами хода событий, выделять отдельные связи, комбинировать их и т. д. Предпосылкой создания правильной математической модели служит накопление базы данных наблюдений или экспериментов об определенных явлениях или процессах.

Математическую модель создают в несколько этапов. Последовательно выдвигают рабочую гипотезу и формулируют вопросы, ответы на которые должна предоставить модель; разрабатывают соответствующий математический аппарат; на его основе высчитывают определенные данные; сравнивают их с результатами наблюдений и экспериментов, проверяя правильность модели. В случае существенных расхождений результатов моделирования с реальными данными модель основательно переделывают или отбрасывают, поскольку это свидетельствует об ошибочности рабочей гипотезы или неправильном применении математического аппарата.

Математические модели, например, позволяют определять оптимальное количество особей промысловых животных, которое можно изымать из естественных популяций, чтобы не подорвать их численность; прогнозировать массовые размножения вредителей; последствия антропогенного влияния на отдельные экосистемы и биосферу (например, как увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере влияет на отдельные группы организмов и климат планеты в целом) и т. п.

Статистический метод. Любой накопленный материал, полученный в результате наблюдений, экспериментов или моделирования, нуждается в статистической (математической) обработке. Масса собранных фактов, не проанализированных и не обработанных статистически, не позволяет обнаружить весь объем информации, установить определенные закономерности. Перед обработкой результатов исследователи определяют задания, которые нужно решить, и в зависимости от этого избирают метод математической статистики. Математическая обработка необходима для определения степени достоверности и правильного обобщения полученных результатов.

Статистически достоверную закономерность в биологии можно считать правилом либо научным законом. Биологические законы – это статистически выверенные закономерности, которые обычно не имеют исключений и могут быть истолкованы лишь определенным образом (вспомните законы, какие вы изучали по другим предметам). Со временем вы ознакомитесь с основными биологическими законами, в частности эволюционными, наследственности и др.

• Значение биологии в жизни человека. Бурное развитие наук о жизни во второй половине ХХ ст. способствовало многим открытиям в различных направлениях биологии. Это, в частности, открытие и расшифровка генетического кода, главных звеньев синтеза белка, многих процессов обмена веществ в живой клетке; продолжается интенсивная работа по расшифровке наследственной информации человека, растений и животных.

С участием ученых-биологов достигнут значительный прогресс в своевременном установлении причин (диагностике) разнообразных заболеваний человека, домашних животных и культурных растений, их профилактике и лечении. На основе биологически активных веществ, которые вырабатывают различные организмы, исследователи создают эффективные лекарственные препараты. Современные ученые способны искусВведение ственно изменять наследственный материал организмов. Например, в геном клетки бактерии кишечной палочки введены гены, которые отвечают за образование гормонов, необходимых для лечения ряда заболеваний человека (карликовость, сахарный диабет и др.) (вспомните о причинах этих заболеваний). Раньше эти вещества добывали из животных в небольших количествах, а теперь их можно получать в микробиологических лабораториях соответственно потребностям.

Организмы с измененным наследственным материалом (их называют генетически модифицированными организмами, или ГМО) отличаются устойчивостью к заболеваниям, высокой продуктивностью и т. п. Однако применение этих организмов для производства продуктов питания в настоящее время ограничено, поскольку еще недостаточно исследовано влияние их потребления на здоровье человека и домашних животных.

Современные исследования в областях молекулярной биологии и генетики позволяют обнаруживать дефектные гены, которые приводят к наследственным заболеваниям, и заменять их нормальными копиями.

Экология – наука, призванная своими исследованиями убедить людей в необходимости заботливого отношения к природе, жить по ее законам, а не пытаться их изменить любым способом. Поэтому она служит теоретической базой для планирования и осуществления охраны окружающей природной среды. На базе экологических исследований создаются новые направления охраны как отдельных видов организмов, так и их сообществ.

• Задачи современной биологии в первую очередь заключаются в решении важнейших проблем человечества: увеличение продовольственного потенциала планеты; улучшение экологического состояния среды обитания человека, сохранения его здоровья и долголетия; получение альтернативных источников энергии. Поэтому актуальными в ближайшем будущем будут такие направления исследований:

– установление контроля над самовоспроизведением биоресурсов;

– создание искусственных биологических систем с нужными человеку компонентами, без нарушения экологического равновесия;

– изучение сложных физиолого-генетических функций организма для лечения и предупреждения онкологических и других опасных заболеваний человека;

– использование генетически модифицированных организмов для получения от них белков, антител, ферментов, гормонов, вакцин для нужд пищевой промышленности, медицины и ветеринарии;

– изучение энергетических и синтетических процессов в клетке для внедрения их в промышленные биотехнологии.

Ключевые термины и понятия. Мониторинг, моделирование.

Живую материю на разных уровнях организации исследуют Кратко различными методами, основные из которых – сравнительноо описательный, экспериментальный, мониторинг и моделироглавном вание. Полученные в результате исследований результаты обрабатывают с помощью математико-статистического анализа.

1. Какие вы знаете методы исследований в биологии? 2. Для чего применяют сравнительно-описательный метод исследования?

применяют сравнительно-описательный метод исследования?

3. Чем характеризуется экспериментальный метод? 4. Какое Вопросы для самоконтроля Под Под Подумайте. 1. Какие возможности открывает компьютерная графика в биологичео ских исследованиях? 2. Ознакомьтесь с коротким очерком развития биологической науки (с. 7–12). Какие современные достижения биологической науки, по вашему мнению, помогут решить такие главные проблемы настоящего, как обеспечение человечества продовольствием и энергией?

ТЕСТ НА ЗАКРЕПЛЕНИЕ ЗНАНИЙ

І. ВЫБЕРИТЕ ИЗ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ОТВЕТОВ ПРАВИЛЬНЫЙ

1. Укажите, как называют совокупность процессов поступления питательных веществ из внешней среды, их превращения в организме и выделения продуктов жизнедеятельности: а) фагоцитоз; б) метаболизм; в) гомеостаз; г) раздражимость.

2. Определите, как называют способность биологических систем сохранять относительное постоянство состава и свойств своей внутренней среды:

а) фагоцитоз; б) метаболизм; в) гомеостаз; г) адаптация.

3. Отметьте биологические системы, которые находятся на молекулярном уровне организации живой материи: а) грибы; б) растения; в) цианобактерии;

г) вирусы.

4. Определите наивысший уровень организации живой материи: а) популяционно-видовой; б) биосферный; в) организменный; г) экосистемный.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 27 |
 


Похожие работы:

«УДК 541.128.13:542.952.1:547.313.4:546.831 226 Новые катализаторы на основе диоксида циркония для изомеризации алканов нефтяных фракций П.Н.Кузнецова*, В.П.Твердохлебовб, Л.И.Кузнецоваа, А.В.Казбановаа, Д.А.Мельчаковв, Н.Н. Довженкоб Институт химии и химической технологии СО РАН, а Россия 660049, Красноярск, ул. К. Маркса, 42 Сибирский федеральный университет, б Россия 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79 ОАО Ачинский НПЗ, Роснефть в Россия 662110, Красноярский край, Большеулуйский район,...»

«.00.04 - 2011 НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ ИНСТИТУТ БИОХИМИИ ИМ. Г.Х.БУНЯТЯНА ВАХЕДИАН ВАХИД РЕГУЛЯЦИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА ПРОТЕОГЛИКАНАМИ ЭМБРИОНАЛЬНОГО ГЕНЕЗА ПРИ СТРЕПТОЗОТОЦИН-ИНДУЦИРОВАННОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 – “Биохимия” ЕРЕВАН 2011. :,,..,. 2011. 13- 1500http://aab.sci.am : 2011. 12 -:,,. Тема диссертации утверждена на ученом совете в Института...»

«А.Р. Бухарова, А.Ф. Бухаров Отдаленная гибридизация овощных пасленовых культур Мичуринск 2008 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com УДК 631.527.8:635.64 Б94 Рецензенты: доктор сельскохозяйственных наук О.Н. Пышная, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент М.И. Соломатин Бухарова А.Р., Бухаров А.Ф. Б 94 Отдаленная гибридизация овощных пасленовых культур: Монография / А.Р. Бухарова, А.Ф.Бухаров. – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2008. – 274 с. ISBN...»

«Кафедра химии БИОХИМИЯ С ОСНОВАМИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ СД(М).Ф.6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Направление 050100.62 Естественнонаучное образование Профиль Химия (Квалификация: Бакалавр естественнонаучного образования) КРАСНОЯРСК 2011 УМКД составлен к.х.н., доцентом Г.И. Золотаревой, ст. преп. В.А. Бересневым Обсуждён на заседании кафедры химии: 06 мая 2009 г., протокол №12 Заведующий кафедрой Л.М. Горностаев Одобрено научно-методическим советом специальности: 04 июня 2009 г....»

«ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ С ОСНОВАМИ БИОХИМИИ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления 250100.62 Лесное дело всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 УДК 581.1 ББК 28.55 Ф48 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой лесного хозяйства Сыктывкарского лесного института (протокол № 6 от 21.06.2012) Утвержден к изданию в электронном виде советом сельскохозяйственного факультета Сыктывкарского лесного института (протокол № 9 от...»

«ХРОНОЛОГИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ ОСНОВНЫХ ТРУДОВ Александра Иванович ОПАРИНА 1917 Определение свободных аминовых групп в растительных глобулинах по методу Ван-Слейка. — ЖРФХО. Ч. хим., 1917, т. 49 отд. 1, вып. 3-4, с. 266—271. 1921 О зеленом пигменте семян подсолнечника. — В кн.: Дневник I Всероссийского съезда русских ботаников в Петрограде в 1921 году, созванного Русским ботаническим обществом при Российской академии наук. Под ред. Б.Л.Исаченко. Пг., 1921, с. 18—19. К вопросу о регрессивном...»

«Кафедра Общая и прикладная экология Физическая химия Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 280200 Защита окружающей среды и специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 1 УДК 544 ББК 24.5 Ф50 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой Общая и прикладная экология Сыктывкарского лесного института. Утвержден к изданию в...»

«Кафедра Общая и прикладная экология КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 280200 Защита окружающей среды и специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 1 УДК 544.77 ББК 24.6 К60 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой общей и прикладной экологии Сыктывкарского лесного института Утвержден к изданию в...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.