怎么研究生物学 生物研究的五种方法
怎么研究生物学?生物学的主要研究方法都有哪些,生物学的主要研究方法都有哪些,孟德尔之前遗传学或生物学家是怎么样研究生物学的?如何学好生物的方法和技巧?生物学的研究内容,对我们的发展有哪些帮助呢?
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怎么研究生物学
生物学的一些基本研究方法——观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等是在生物学发展进程中逐步形成的。在生物学的发展史上,这些方法依次兴起,成为一定时期的主要研究手段。现在,这些方法综合而成现代生物学研究方法体系。
观察描述的方法
在17世纪,近代自然科学发展的早期,生物学的研究方法同物理学研究方法大不相同。物理学研究的是物体可测量的性质,即时间、运动和质量。物理学把数学应用于研究物理现象,发现这些量之间存在着相互关系,并用演绎法推算出这些关系的后果。生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。这一繁重的术语制定工作,主要是C.von林奈完成的。人们使用这些比较精确的描述方法收集了大量动、植物分类学材料及形态学和解剖学的材料。
比较的方法
18世纪下半叶,生物学不仅积累了大量分类学材料,而且积累了许多形态学、解剖学、生理学的材料。在这种情况下,仅仅作分类研究已经不够了,需要全面地考察物种的各种性状,分析不同物种之间的差异点和共同点,将它们归并成自然的类群。比较的方法便被应用于生物学。
运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。G.居维叶在动物学方面,J.W.von歌德在植物学方面,是用比较方法研究生物学问题的著名学者。用比较的方法研究生物,愈来愈深刻地揭示动物和植物结构上的统一性,势必触及各个不同类型生物的起源问题。19世纪中叶,达尔文的进化论战胜了特创论和物种不变论。进化论的胜利又给比较的方法以巨大的影响。早期的比较,还仅仅是静态的共时的比较,在进化论确立后,比较就成为动态的历史的比较了。现存的任何一个物种以及生物的任何一种形态,都是长期进化的产物,因而用比较的方法,从历史发展的角度去考察,是十分必要的。
早期的生物学仅仅是对生物的形态和结构作宏观的描述。1665年英国R.胡克用他自制的复式显微镜,观察软木片,看到软木是由他称为细胞的盒状小室组成的。从此,生物学的观察和描述进入了显微领域。但是在17世纪,人们还不能理解细胞这样的显微结构有何等重要意义。那时的显微镜未能消除使影像失真的色环,因而还不能清楚地辨认细胞结构。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。
实验的方法
前面提到的观察和描述的方法有时也要对研究对象作某些处理,但这只是为了更好地观察自然发生的现象,而不是要考察这种处理所引起的效应。实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。实验的方法是自然科学研究中最重要的方法之一。17世纪前后生物学中出现了最早的一批生物学实验,如英国生理学家W.哈维关于血液循环的实验,J.B.van黑尔蒙特关于柳树生长的实验等。然而在那时,生物学的实验并没有发展起来,这是因为物理学、化学还没有为生物学实验准备好条件,活力论还占统治地位。很多人甚至认为,用实验的方法研究生物学只能起很小的作用。
到了19世纪,物理学、化学比较成熟了,生物学实验就有了坚实的基础,因而首先是生理学,然后是细菌学和生物化学相继成为明确的实验性的学科。19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。到了20世纪30年代,除了古生物学等少数学科,大多数的生物学领域都因为应用了实验方法而取得新进展。
系统的方法
系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学,从C.贝尔纳与W.B.坎农揭示生物的稳态现象、维纳与艾什比的控制论到贝塔郎菲的一般系统论,系统生态学、系统生理学等先后建立与发展,20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。从香农信息论到I.普里戈津的耗散结构理论,将生命看作自组织化系统。细胞生物学、生化与分子生物学发展,艾根提出细胞、分子水平探讨的超循环理论,20世纪90年代曾邦哲的系统遗传学及系统医药学、系统生物工程概念发表。随着基因组计划、生物信息学发展,高通量生物技术、生物计算软件设计的应用,带来系统生物学新的时期,形成系统生物学“omics”组学与计算系统生物学 - 系统生物技术的发展,国际国内系统生物学研究机构建立而进入系统生物学时代。
生物研究的五种方法
生物学研究方法 包括:观察法、调查法、实验法、分类法、 测量法、文献法、比较法等。
实验法是现代生物学研究的重要方法。
简述生物学研究的热点领域
(观察)和(实验)是研究生物科学的基本方法。 1、观察法是科学探究的一种基本方法.观察法是在自然状态下,研究者按照一定的目的和计划,用自己的感官外加辅助工具,对客观事物进行系统的感知、考察和描述,以发现和验证科学结论.观察时要全面、细致、实事求是,并及时记录下来;要有计划、要耐心;要积极思考,及时记录;要交流看法、进行讨论. 2、实验法是现代生物学研究的重要方法.实验法是利用特定的器具和材料,通过有目的、有步骤的实验操作和观察、记录分析,发现或验证科学结论.一般步骤:①发现并提出问题;②收集与问题相关的信息;③作出假设;④设计实验方案;⑤实施实验并记录;⑥分析实验现象;⑦得出结论.
孟德尔之前遗传学或生物学家是怎么样研究生物学的?
孟德尔之前的生物学几乎和遗传问题没有任何关系。
最早的西方生物学可以追溯到古代埃及,希腊的药学。
彼时西方的医药也和我国中药一样,也是中草药系统(中间夹带了不少神学私货),所以人们在认识医药过程中自然也会归纳动植物的一些特性,有意识地给一些动植物的饲养,捕捉等等做记录。
同时注意到西方古典医学手术比我国发达,唐朝时有个叫杜环的,因为唐朝在怛罗斯之战败给了阿拉伯帝国,势力撤出中亚,他被阿拉伯俘虏,他得以游历中亚,并亲眼观摩了西方的一次开颅手术,惊呼这事我国没有,并写进了自己的游记里。这在代表古代西方人体生物学(部分内脏,器官的观察)也是有一定发展的。
之后就是中世纪结束,文艺复兴开始,植物学,动物学,人体科学等生物科学的分支渐渐变成专门的学科项目。同时拉瓦锡等物理或者化学家的活动,也开始令无机世界和有生命的世界产生了联系。
到孟德尔出现之前,各学科分支大致发展到下面的阶段:
微观生物学:1665年罗伯特虎克已经确认了细胞是生物基本单位,列文虎克发明了显微镜,更是开始了对特定种类细胞,展开描述(譬如红细胞,精子),施莱登和施旺也提出了细胞学说的完整定义。
生物化学:尽管酶这个概念还没有出现,但是斯帕兰札尼已经发现:胃液的消化作用是化学性的,他里面含有某种催化剂,而且不多不少恰好是人体温时效率最大。
植物学:海尔蒙特医生做了柳树实验,证明植物重量和土壤关系不大,而很有可能和水有关;120年后,普里斯特利发现,植物可以“消除蜡烛燃烧而产生的令空气污浊的空气”(二氧化碳);仅仅2年,荷兰英格豪斯证明了普里斯特利的实验有限定条件---必须在阳光下,而且仅仅是绿色的部分起作用。德国的梅耶随后证明植物将光能,变为了化学能。再之后,萨克斯证明这个化学能储存在淀粉里……就这样一步一步,植物学研究中最重要的光合作用,慢慢揭开了面纱。
人体生物学:比较缓慢,到孟德尔之前刚刚到提出内环境的概念,只是推测内环境的稳定,和神经系统调节有关(没有找到体液调节---毕竟之前原始的四液说被丢进了历史的垃圾桶……)
生物进化学:最早提出进化假说的是法国的拉马克,之后,1859年,四处游历的达尔文写了《物种起源》。当然,这个生物进化学暂时还没和遗传,基因扯上一块。
生物分类学:这是基于原本动物饲养,分类的需要。瑞典生物学家林奈将动物分成了6纲,之后又将植物也做了五个分类阶元,并创立了一套命名法。但是这时的生物分类学明显和进化学是完全对立的,他们站的角度是神学中物种不变的观点。
…………
最后就是你的遗传学。
大约6000年前,埃及出土的石刻就记录了人民清楚植物杂交授粉,如何得到优质后代,如何选择后代(我国5000年前农业出现时也有类似的)。
之后,希腊希波克拉底,将生命现象从宗教引导向哲学,原始科学上,他第一次描述了人精液的作用。(当然,精液的形成以及实际活动是别的话题,无论希波克拉底还是他的反对者都不正确,这里就不讲了。)确认了男方给女方配子,那就为遗传的可能敲开了大门。于是我们可以见到希腊出现了不少著作,包括描述子代遗传双亲,以及从环境中获得某些特征的能力。(也就是性状的两个影响因子)
遗传生物学是根植于分类学和进化学之上的。孟德尔之前也不乏做过类似实验的科学家,譬如德国的科尔洛特。然而这位仁兄死揪着宗教中物种不变的观点,所以他看到了性状分离,却没能将其归纳出遗传学定律。
所以,孟德尔对遗传学的贡献,那就是他站在前人的肩膀上,认清了自己的研究方向,通过豌豆实验归纳总结出了基因分离,自由组合定律。而孟德尔之外,生物学的其他各个分支,也在日趋发达的物理,化学实验条件下,慢慢进步,不少诸如光合作用,细胞学说明显已经非常发达了。
如何利用一个月学好生物
1、弄清知识内在联系,“瞻前顾后”
在记住了基本的名词、术语和概念之后,同学们就要把主要精力放在学习生物学规律上来了。这时大家要着重理解生物体各种结构、群体之间的联系(因为生物个体或群体都是内部相互联系,相互统一的整体),也就是注意知识体系中纵向和横向两个方面的线索。如关于DNA,我们会分别在“绪论”“组成生物体的化合物”和“生物的遗传和变异”这三个地方学到,但教材中在三个地方的论述各有侧重,同学们要前后联系起来思考,即所谓“瞻前顾后”。又如:在学习细胞的结构时,我们会学习许多细胞器,那么这些细胞器的结构和功能有何异同呢?这需要大家做一下比较才能知道,即所谓“左顾右盼”。
2、学会记忆
生物是一个偏文的学科,因此有些知识点一定要记扎实,“当背则背”,没有商量的余地。它不像数学、物理,掌握一个公式、定理,就能在做题上有很大的发挥空间。生物往往会要求你一字不差地答出某概念,比如,问:能释放抗体的细胞是什么?答案应为浆细胞(效应B细胞亦可),但不可以答“B细胞”,又如,问:少量生长素可促进生长,过量生长素会抑制生长,这种现象说明?应答生长素具有两重性,答“双重性”就一分也没有。因为严密是生物科的特点,一个概念,差之毫厘的结果——往往是谬以千里。这又恰恰体现了理科科目的严谨。
3、要准备一个错题本
时间不够,学生可以将改正后的答案抄在即时贴上--然后附在卷子上,可以是左上角(总之要醒目),然后定期装订一下卷子就可以了,这样不用抄题,能节省宝贵时间。再者,改错时学生不只要写完标准答案,要是能加一两句总结或反思就更好了。学生不要放过任何错过的题,及时解决,越彻底越好。只有这样,考试才不会犯类似错误,才更有资本冲击满分。
生物学的研究到达哪一步
对我们的发展有很大的帮助,能够促进社会的进步,然后也能够研究更多生物学方面的知识,能够让人们更好的去了解生物学,能够让生物学更好的被社会所运用,同时也能够促进科学技术的进步,可以被运用到很多领域当中。