Podstawy biologii - wprowadzenie
Poza Ziemią na żadnej innej planecie Układu Słonecznego nie stwierdzono istnienia życia. Kiedy i w jakich okolicznościach powstało? Jakie formy przyjmują istoty żywe? Jakie środowiska zamieszkują i jak się do nich przystosowały? Jakie miejsce wśród istot żywych zajmuje człowiek? Te i inne tajemnice życia będziesz odkrywać na lekcjach biologii.
W tym module znajdziesz odpowiedź na wiele pytań, między innymi:
Na jakie pytania biolodzy poszukują odpowiedzi?
Jakie są najważniejsze dziedziny biologii i czym się zajmują?
Na czym polega metoda naukowa?
Czym się różni obserwacja od doświadczenia?
Biologia jest nauką o życiu
BiologiaBiologia bada organizmy żyjące dziś na Ziemi oraz te, które żyły w dawnych czasach. Jej nazwa pochodzi od greckich słów: bios – życie i logos – nauka.
Biolodzy badają budowę organizmów i ich czynności życiowe, analizują także zależności zachodzące między organizmami i środowiskiem. Próbują odpowiedzieć m.in. na pytania:
Skąd pochodzą organizmy?
Jak doszło do powstania tak ogromnej ich różnorodności?
W jaki sposób organizmy przekazują swoje cechy potomstwu?
Główne dyscypliny biologii z uwzględnieniem grupy badanych organizmów lub problemów badawczych
Biologia jest szybko rozwijającą się dziedziną wiedzy przyrodniczej i obejmuje wiele dyscyplin.
Dyscyplina biologii | Badane organizmy lub problemy badawcze |
antropologiaantropologia | człowiek |
botanikabotanika | rośliny |
ekologia | współzależności między organizmami i środowiskiem |
ewolucjonizmewolucjonizm | pochodzenie organizmów |
genetykagenetyka | przekazywanie cech potomstwu |
mikologiamikologia | grzyby |
mikrobiologiamikrobiologia | mikroorganizmy |
systematyka | porządkowanie i grupowanie organizmów |
zoologiazoologia | zwierzęta |
W ostatnich latach badania kosmosu zapoczątkowały nowy dział biologii – astrobiologię, która bada możliwość powstania i życia w kosmosie.
Biolodzy poznają świat przez doświadczenie i obserwacje
BiologiaBiologia to nauka oparta na obserwacjach, doświadczeniach i wyjaśnianiu faktów. Naukowcy nie ograniczają się do pracy w laboratorium, prowadzą także badania organizmów w ich naturalnym środowisku – we wszystkich zakątkach Ziemi. Poszukując odpowiedzi na zadawane pytania, biolog wykorzystuje najczęściej obserwację i doświadczenie.
Obserwacja to celowe gromadzenie informacji o organizmach i zjawiskach. Prowadząc obserwację, badacz posługuje się narządami zmysłów i specjalistycznymi przyrządami, jak lupa, mikroskop czy lornetka, ale nie ingeruje w jej przebieg.
Przykłady: obserwacja zachowań godowych ptaków w ich naturalnym otoczeniu, obserwacja stada saren pasących się na łące, obserwacja mikroskopowa tkanek roślinnych.Doświadczenie polega na prowadzeniu badania w ściśle określonych i kontrolowanych warunkach, możliwych do wielokrotnego powtarzania. Podczas doświadczenia celowo zmienia się jeden z czynników wpływających na organizm lub przebieg zjawiska.
Przykłady: badanie wpływu światła na wzrost i rozwój pszenicy, badanie wpływu temperatury na intensywność fotosyntezy u moczarki kanadyjskiej.
Porównanie obserwacji i doświadczenia
Etapy schematu postępowania | Obserwacja | Doświadczenie |
problem badawczy | Co się stanie ze świeżym mlekiem, jeśli przez kilka dni nie będzie przechowywane w lodówce? | Jaki jest wpływ niskiej temperatury na świeże mleko? |
hipoteza | Mleko zmieni smak na kwaśny. | Niska temperatura spowalnia kwaśnienie mleka. |
materiał badawczy | świeże mleko | |
próba kontrolna | próbka mleka przechowywana w temperaturze pokojowej (20°C) | |
próba badawcza | próbki mleka przechowywane w temperaturach niższych niż pokojowa: 15°C, 10°C, 5°C | |
warunki badania | naturalne | ściśle określone – wszystkie próbki mleka przechowywane w tych samych warunkach (z wyjątkiem zmienianego czynnika – temperatury) |
zbieranie wyników | na początku obserwacji i po jej zakończeniu | co 12 godzin przez trzy dni |
sposób gromadzenia wyników | sprawdzenie smaku mleka lub zmierzenie jego kwasowości za pomocą papierków wskaźnikowych | zmierzenie kwasowości mleka za pomocą papierków wskaźnikowych |
wyniki i ich interpretacja | opisanie właściwości mleka przechowywanego w temperaturze pokojowej | porównanie kwasowości różnych prób w ustalonych odstępach czasu |
wnioski | W tym przypadku brak – obserwacja ta kończy się podaniem wyniku, który nie jest interpretowany. Gdyby celem obserwacji było na przykład porównanie zawartości tłuszczu w mleku krowy, kozy i owcy, wówczas po przeprowadzeniu badania i ustaleniu wyników, przedstawionych na przykład w procentach, sformułowalibyśmy wniosek. Wskazalibyśmy w nim zwierzę dające mleko najbardziej i najmniej tłuste. | ustalenie zależności między temperaturą mleka a zmianą jego kwasowości |
Etapy doświadczenia
W naukach przyrodniczych powszechnie stosuje się metodę naukową, której podstawą jest wyznaczanie problemów badawczych i stawianie hipotez oraz zapewnienie powtarzalności wyników.
To ważne!
Biologia jest nauką badającą organizmy żyjące na Ziemi.
Biolog posługuje się obserwacją lub doświadczeniem.
Biolodzy posługują się metodą naukową, która zapewnia powtarzalność wyników.
Rozwój nauk biologicznych umożliwił poznanie świata istot żywych, w tym także człowieka.
Na pożegnanie
Podaj z jakiej dyscypliny biologii konieczna jest wiedza, aby:
przewidzieć, jaką grupę krwi może mieć potomstwo;
ustalić gatunek, do którego należy znaleziony na łące ślimak;
czego do życia potrzebują bakterie.
Zaznacz te pytania, które zadają uczeni zgłębiający tajniki nauk biologicznych.
- Kiedy narodziło się życie na Ziemi?
- Dlaczego rosną kryształy?
- Jakie przemiany zachodzą w substancjach chemicznych?
- Jak odbywa się dziedziczenie?
- Skąd się bierze różnorodność organizmów?
Ułóż zestaw 3 zadań dla innych uczniów korzystających z tego podręcznika, które sprawdzą wiedzę o tym, jak biolodzy poznają świat. Do każdego pytania w zadaniu podaj 4 proponowane odpowiedzi, ale tylko jedna ma być prawidłowa. Pytanie z odpowiedziami wyślij Twojemu nauczycielowi, który włączy je do quizu Milionerzy.