Основы экспериментальной биологии

Основы экспериментальной биологии

Лекция 1 Введение в проблему

Рекомендуемая литература

МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ по подготовке к кандидатскому экзамену по ИСТОРИИ И ФИЛОСОФИИ НАУКИ /редактор-составитель Э.И. Колчинский. М.: Янус-К, 2003 http://www.ihst.ru/aspirans/biolog.htm Экспериментальная биология: страницы истории. / Отв. редактор: Е.Б. Музрукова, редактор-составитель: Р.А. Фандо. М.: МАКС-Пресс. 2013. 168 с. Материалы сайта кафедры генетики genetics.kemsu.ru

БИОЛОГИЯ

Истрия термина

Современная биология – это совокупность дисциплин, изучающих строение и функции организмов, видов и экосистем, их распространение, происхождение и эволюцию, разнообразные связи между ними и окружающей средой.

Карл Линней (1707-1778 )

Теодор Роос (1771-1803)

Карл Бурдах (1776-1847)

Ж.-Б. Ламарк (1744-1829)

Л. К. Тревиранус (1779-1864)

Экспериментальная биология

Комплексная наука, изучающая сущность биологических процессов и явлений на основе применения точных физических и химических методов

Методы экспериментальной биологии

Метод изотопных индикаторов

Меченые атомы (изотопные индикаторы) содержат изотопы, которые по своим свойствам (радиоактивности, атомной массе) отличаются от других изотопов данного элемента

Фридрих Панет (1887-1958)

1913 г. Предложен метод изотопных индикаторов (меченых атомов) и применение его для биологических исследований

Георг Хевеши (1885-1966)

Рентгеноструктурный анализ

Метод исследования структуры вещества на основе явления дифракции рентгеновских лучей на трехмерной кристаллической решётке

1916 г. Предложен метод исследования поликристаллических материалов с помощью дифракции рентгеновских лучей

Петер Дебай (1884-1966)

Рис. Рассеяние первичного рентг. излучения (ПП) на поликрист. образце. Рассеянное излучение (РИ)

Пауль Шеррер (1890-1969)

Открытие структуры днк

работала над получением рентгенограмм структуры ДНК

Розалинд Франклин (1920-1958)

Рис. Дифракционные снимки ДНК (Знаменитая фотография № 51 Р. Франклин)

Электронная микроскопия

Позволяет с помощью электронного микроскопа исследовать микроструктуру тел при увеличениях до многих сотен тысяч раз (вплоть до атомно-молекулярного уровня)

Рейнхольд Руденберг (1883-1961)

Макс Кнолль (1897-1969)

Эрнст Руска (1906-1988)

Первый ПЭМ создан М. Кноллем и Э. Руской 9 марта 1931 года.

Фракционирование

Метод разделения и анализа смесей веществ, а также изучения физико-химических свойств веществ Применяют: осаждение, электролиз, экстракцию, хроматографию, дистилляцию, зонную плавку и другие методы

Михаил Семёнович Цвет (1872-1919)

1900 г. Применен метод хроматографии

Понятийный аппарат

Терминология.

Основы экспериментальной биологи. Введение в проблему

Формирование науки

Эволюция знания

Наука возникла из практики и развивается на ее основе под влиянием общественных потребностей

НАУЧНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Этапы

Создание вакцины от натуральной оспы

Натуральная оспа (черная оспа) – вирусная инфекция вызывают: Variola major (смертность 20-40 %) и Variola minor (смертность 1-3 %), семейства Poxviridae, подсемейства Chordopoxvirinae, рода Orthopoxvirus.

Элементы высыпания при натуральной оспе: а. папулезно-узловатые б. везикулы, начинающееся нагноение в. пустулы г. геморрагические - гнойные корки

НАУЧНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Фазы

Средства научного исследования

Языковые средства

Позволяют уточнять введенные понятия, символы, употреблять новые понятия и знаки

Логические средства

Позволяют отделять контролируемые аргументы от интуитивно или некритически принимаемых, ложные от истинных, путаницу от противоречий

Математические средства

Позволяют систематизировать эмпирические данные, выявлять и формулировать количественные зависимости и закономерности

Информационные средства

Позволяют упростить обработку статистических данных практически во всех отраслях науки, во много раз повышают точность измерений

Материальные средства

Непосредственно направлены на изучаемые объекты, им принадлежит главная роль в эмпирической проверке результатов научного исследования

Методы научного исследования

У истоков экспериментальной биологии

Основы экспериментальной биология. Введение в проблему.

ИСТОРИЯ БИОЛОГИИ

Основные методы

Описательная биология

Биологические трактаты: «История животных» «О частях животных» «О возникновении животных» «О движении животных «О душе»

Аристотель (384 до н. э. - 322 до н. э.)

Основные труды: «Система природы» «Роды растений» «Критика ботаники» «Классы растений» «Виды растений»

Карл Линней (1761-1778)

История микроскопии

1590 г. микроскоп Ханса и Захария Янсенов

Галелео Галелей (1564 – 1642)

1612 г микроскоп Г. Галилея.

Захария Янсен (1585 – 1632)

микроскоп А. Левенгука

1665 г. микроскоп Р. Гука

Роберт Гук (1635-1703

Антони ван Левенгук (1632-1723)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД В БИОЛОГИИ Исследование кровообращения

1628 г. Публикация книги «Анатомическое исследование о движении сердца и крови в животных»

Уильям Гарвей (1578-1657)

Рис. Опыт Гарвея с перевязкой руки, доказывающий циркуляцию крови А - видны узловатости на венах Б - часть вены выше места, прижатого пальцем, опустела и становится незаметной через кожу В - вена прижата и в другом месте; видно, что у пальца правой руки вена вздулась (кровь задержана клапаном, находящимся выше пальца) Г - кровь выдавлена выше из части вены, прижатой в двух местах, этот промежуток опустел

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД В БИОЛОГИИ Опыт Г. Менделя (1866 г.)

Грегор Иоганн Мендель (1822-1884)

Основные принципы: 1. Скрещивание чистых линий организмов. 2. Скрещивание организмов, несущих парные контрастные признаки. 3. Анализ признаков, наследующихся по принципу полного доминирования. 4. Анализ признаков, находящихся в разных парах хромосом. 5. Точный математический подсчет экспериментального материала.

Горох посевной (pisum sativum)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД В БИОЛОГИИ Разработки в области микологии

1928 г. Открытие бактерицидных свойств пенициллов

Сэр Александр Флеминг (1881-1955)

Penicillium notatum

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД В БИОЛОГИИ Молекулярная биология

1928 г. Разработал гипотезу молекулярного строения и матричной репродукции хромосом («наследственные молекулы»), предвосхитившую принципиальные положения современной молекулярной биологии и генетики

Николай Константинович Кольцов (1872-1940)

Рис. Белковая хромосома в своей основе представляет молекулу или пучки молекул с линейным расположением в них генов

Клод Бернар (1813-1878) основоположник эндокринологии

Иван Петрович Павлов (1849-1936) создатель науки о высшей нервной деятельности

Илья Ильич Мечников (1845-1916) основоположник иммунологии

Герман Гельмгольц (1821-1894)

Внедрение физических и химических методов способствовало развитию экспериментальной биологии, у истоков которой стояли крупные учёные: К. Бернар, Г. Гельмгольц, И.П. Павлов, И.И. Мечников и многие другие. Современная экспериментальная биология вооружилась новейшими методами, позволяющими проникнуть в субмикроскопический, молекулярный надмолекулярный мир живой природы.

Название: Герои, злодеи, конформисты отечественой науки

4-е изд. Автор: С.Э. Шноль Издательство: УРСС/ЛИБРОКОМ Год: 2010 Страниц: 720 Серия: Наука в СССР: Через тернии к звездам

Источники

Методология (Новиков А.М., Новиков Д.А.) //http://txtb.ru/84/9.html Современный образовательный процесс, основные понятия и термины, авт.-сост. М. Ю. Олешков, В. М. Уваров, 2006 Исаев Б.А. Социология в схемах и комментариях, 2008