№

Метод

Суть метода

Для чего применяют

ОБЩЕНАУЧНЫЕ МЕТОДЫ

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, процессах

3

Сравнение

Сопоставление и нахождение  сходств и различий между объектами (организмами, процессами и др.)

В систематике для распределения организмов по группам, для установления родства и

общего происхождения.

4

Классификация

Распределение объектов по различным основаниям

Для упорядочивания имеющейся информации об объектах.

5

Анализ

Изучение объекта (процесса) по отдельным составляющим компонентам

Для получения полной характеристики объекта, процесса, для  дальнейшего обобщения полученных результатов

6

Эксперимент

В  специальных условиях (управляемых и контролируемых)  проводится опыт.

Обязательно есть опытная группа,

есть контрольная группа.

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

7

Измерение

С  использованием приборов, инструментов определяют  какие-то  количественные характеристики  объекта, процесса

Для  дальнейшего их анализа, сравнения, сопоставления, нахождения причинно-следственных связей, для проведения мониторинга

8

Моделирование

Создаются копии прототипа (объектов,  процессов) для  их изучения. Например, глобус –модель Земли, карта –модель ландшафта, можно создать модели молекул, организма, клетки.

Изучение объектов на моделях позволяет визуализировать невидимые объекты, изучать и прогнозировать изменения,   позволяет отрабатывать умения и навыки, оно менее затратное.

9

Мониторинг

Проведение регулярных измерений каких-то величин  объектов

(процессов   организмов,  популяций, экосистем, биосферы)

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

10

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 показателей, позволяет прогнозировать изменения и своевременно принимать определенные меры.

ЧАСТНОНАУЧНЫЕ МЕТОДЫ

МЕТОДЫ ЦИТОЛОГИИ  И БИОХИМИИ

11

Световая микроскопия

Под световым микроскопом рассматриваются объекты (живые или на фиксированных препаратах) и процессы в живых клетках, пропуская через микропрепарат  видимый свет

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

 (митоз, мейоз, плазмолиз  и др.)

12

Электронная микроскопия

Специально приготовленный неживой микропрепарат (химическим путем зафиксированный) 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.

13

Флуоресцентная микроскопия

Микропрепарат  рассматривают  через ультрафиолетовые лучи разной длины, которые окрашивают  разные вещества в разные цвета.

Для определения содержания разных веществ в разных частях клетки, диагностирования заболеваний, для обнаружения патологий.

14

Центрифугирование

Пробирки с  разрушенными клетками вращают под большой скоростью в центрифуге. Из-за разной массы и плотности органоидов клетки при вращении у них возникает разная  центробежная скорость, поэтому в конце вращения органоиды  в пробирке  располагаются слоями. 

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

Более плотные, тяжелые части клетки  (ядра) оказываются на дне пробирки, потом митохондрии  (пластиды), лизосомы, рибосомы.

15

Цитохимический

Разными реактивами окрашивают препараты и  изучают содержание разных веществ в разных клетках. 

Для исследования  химического состава клеток и тканей живых организмов, обнаружения патологий в тканях

16

Хроматография

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

Для определения составляющих компонентов смеси, их количества.

Для разделения светопоглощающих

пигментов (хлорофиллов  а и в) в растениях.

17

Метод меченых атомов

(авторадиография)

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

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

18

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 структуры молекул   белков, ДНК и т.д.

19

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  

Для разделения  составляющих компонентов вещества(белков, ДНК и др.), имеющих разные заряды.

МЕТОДЫ В ГЕНЕТИКЕ  И ГЕНЕТИКЕ  ЧЕЛОВЕКА

20

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)

21

Секвенирование

Выделяют разные по длине фрагменты ДНК, отличающиеся концевыми нуклеотидами, окрашивают нуклеотиды разными красителями, пропуская через фрагменты лазерные лучи получают цветную «картину» о последовательности нуклеотидов.

Для определения последовательности нуклеотидов во фрагменте ДНК

22

Генеалогический

Составляются  родословные, 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 заболевания (признака) -доминантность или  рецессивность, сцепленность с полом или аутосомность

Определения  генотипов родителей и потомства.

23

Цитогенетический

(Кариотипирование)

В клетках окрашиваются хромосомы в делящихся клетках на стадии метафазы и рассматриваются под световым микроскопом. 

Изучаемый кариотип сопоставляется с нормальным кариотипом.

Для изучения кариотипа (формы, количества и размеров хромосом у конкретных видов),  для определения пола. Для предупреждения рождения детей с наследственными заболеваниями, вызванными изменениями в числе хромосом (геномные мутации) и в размерах хромосом

(хромосомные мутации).

24

Близнецовый

Изучают однояйцовых (монозиготных) близнецов и выявляют их различия в фенотипе.

Для выявления влияния условий среды на формирование фенотипа.

Так как у монозигот генотип полностью одинаковый, все различия в фенотипических признаков объясняются только влиянием условий среды.

25

Популяционно-статистический

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

Позволяет получать информацию

о состоянии популяций,

о распространении  отдельных генов и

 о динамике изменения показателей, позволяет прогнозировать изменения и своевременно принимать определенные меры.

МЕТОДЫ В ЭКОЛОГИИ

26

Биоиндикация

Изучают численность и состояние видов-биоиндикаторов, по которым можно судить о степени загрязненности  воздуха, воды, почвы.

Позволяют оценивать  качество природной среды по численности и состоянию видов-биоиндикаторов.

Например, по лишайникам- о чистоте воздуха,

по моллюскам- о чистоте  воды,

по хвощам- о кислотности почвы.

27

Биологическая борьба с вредителями

Для борьбы с вредителями растений используют  их естественных врагов, паразитов.

Для сохранения биоразнообразия экосистем, предотвращения загрязнения окружающей среды химическими веществами, избирательного уничтожения вредителей.

28

Экологический мониторинг

Проведение регулярных измерений проб воды, почвы, воздуха, температуры и т.д.,

численности  особей  в  популяциях, биоразнообразия экосистем  и т.д.

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

МЕТОДЫ В БИОТЕХНОЛОГИИ

29

Клеточная инженерия

1. Метод культуры тканей (микроклональное размножение) -выращивание клеток растений на питательных средах и получение  каллусных тканей вне организма.

2.Метод гибридизации соматических клеток (скрещивание соматических клеток разных организмов, пересадка органоидов  в другие клетки)

3. Клонирование -получение клонов – копий организма, из которого берут  ядро соматической клетки и пересаживают в  безъядерную яйцеклетку и из эмбриона выращивают клоны.

1.Позволяет получать большое количество генетически однородный посадочный материал, сохранять и размножать редкие растения, размножать растения, трудно размножаемые традиционно.

2. Позволяет получать  цитогибриды с нужными признаками.

3.Репродуктивное  клонирование – применяется для получения большого количества потомства от выдающихся животных. (эмбрион разделяют на части, затем пересаживают в организм суррогатной матери и получают много потомства от одного животного). Терапевтическое  клонирование применяется для получения из  стволовых клеток эмбриона донорских органов для дальнейшей трансплантации их донору.

30

Генная инженерия

Метод рекомбинантных ДНК (выделяют  нужный ген, пересаживают в ДНК другого организма и получают у данного организма желаемый признак). Часто пересаживают ген в плазмиды (маленькие кольцевые ДНК) бактерий.

Применяется для производства нужных человеку продуктов (антибиотиков, кормовых белков, витаминов, аминокислот) или для создания  организмов с желаемыми для человека полезными признаками.