現在生物學研究最重要的方法是什麼

2021-03-05 09:21:43 字數 3245 閱讀 5504

1樓:匿名使用者

是2 觀察法

研究方法

生物學的一些基本研究方法——觀察描述的方法、比較的方法和實驗的方法等是在生物學發展程序中逐步形成的。在生物學的發展史上,這些方法依次興起,成為一定時期的主要研究手段。現在,這些方法綜合而成現代生物學研究方法體系。

觀察描述的方法 在17世紀,近代自然科學發展的早期,生物學的研究方法同物理學研究方法大不相同。物理學研究的是物體可測量的性質,即時間、運動和質量。物理學把數學應用於研究物理現象,發現這些量之間存在著相互關係,並用演繹法推算出這些關係的後果。

生物學的研究則是考察那些將不同生物區別開來的、往往是不可測量的性質。生物學用描述的方法來記錄這些性質,再用歸納法,將這些不同性質的生物歸併成不同的類群。18世紀,由於新大陸的開拓和許多探險家的活動,生物學記錄的物種幾倍、幾十倍地增長,於是生物分類學首先發展起來。

生物分類學者蒐集物種進行鑑別、整理,描述的方法獲得巨大發展。要明確地鑑別不同物種就必須用統一的、規範的術語為物種命名,這又需要對各種各樣形態的器官作細緻的分類,並制定規範的術語為器官命名。這一繁重的術語制定工作,主要是c.

von林奈完成的。人們使用這些比較精確的描述方法收集了大量動、植物分類學材料及形態學和解剖學的材料。

比較的方法 18世紀下半葉,生物學不僅積累了大量分類學材料,而且積累了許多形態學、解剖學、生理學的材料。在這種情況下,僅僅作分類研究已經不夠了,需要全面地考察物種的各種性狀,分析不同物種之間的差異點和共同點,將它們歸併成自然的類群。比較的方法便被應用於生物學。

運用比較的方法研究生物,是力求從物種之間的類似性找到生物的結構模式、原型甚至某種共同的結構單元。g.居維葉在動物學方面,j.

w.von歌德在植物學方面,是用比較方法研究生物學問題的著名學者。用比較的方法研究生物,愈來愈深刻地揭示動物和植物結構上的統一性,勢必觸及各個不同型別生物的起源問題。

19世紀中葉,達爾文的演化論戰勝了特創論和物種不變論。演化論的勝利又給比較的方法以巨大的影響。早期的比較,還僅僅是靜態的共時的比較,在演化論確立後,比較就成為動態的歷史的比較了。

現存的任何乙個物種以及生物的任何一種形態,都是長期進化的產物,因而用比較的方法,從歷史發展的角度去考察,是十分必要的。

早期的生物學僅僅是對生物的形態和結構作巨集觀的描述。2023年英國r.胡克用他自製的複式顯微鏡,觀察軟木片,看到軟木是由他稱為細胞的盒狀小室組成的。

從此,生物學的觀察和描述進入了顯微領域。但是在17世紀,人們還不能理解細胞這樣的顯微結構有何等重要意義。那時的顯微鏡未能消除使影像失真的色環,因而還不能清楚地辨認細胞結構。

19世紀30年代,消色差顯微鏡問世,使人們得以觀察到細胞的內部情況。1838~2023年施萊登和施萬的細胞學說提出:細胞是一切動植物結構的基本單位。

比較形態學者和比較解剖學者多年來苦心探求生物的基本結構單元,終於有了結果。細胞的發現和細胞學說的建立是觀察和描述深入到顯微領域所獲得的成果,也是比較方法研究的乙個重要成果。

實驗的方法 前面提到的觀察和描述的方法有時也要對研究物件作某些處理,但這只是為了更好地觀察自然發生的現象,而不是要考察這種處理所引起的效應。實驗方法則是人為地干預、控制所研究的物件,並通過這種干預和控制所造成的效應來研究物件的某種屬性。實驗的方法是自然科學研究中最重要的方法之一。

17世紀前後生物學中出現了最早的一批生物學實驗,如英國生理學家w.哈維關於血液迴圈的實驗,j.b.

van黑爾蒙特關於柳樹生長的實驗等。然而在那時,生物學的實驗並沒有發展起來,這是因為物理學、化學還沒有為生物學實驗準備好條件,活力論還佔統治地位。很多人甚至認為,用實驗的方法研究生物學只能起很小的作用。

到了19世紀,物理學、化學比較成熟了,生物學實驗就有了堅實的基礎,因而首先是生理學,然後是細菌學和生物化學相繼成為明確的實驗性的學科。19世紀80年代,實驗方法進一步被應用到了胚胎學,細胞學和遺傳學等學科。到了20世紀30年代,除了古生物學等少數學科,大多數的生物學領域都因為應用了實驗方法而取得新進展。

實驗方法當然包含著對研究物件進行某種處理,然而更重要的則是它的思維方式。用實驗的方法研究某一生命過程,要求根據已有事實提出假說,並根據假說推導出乙個可以用實驗檢驗的**,然後進行實驗,如果實驗結果符合**,就說明假說是正確的。在這裡,假說必須是可以用實驗加以驗證的,而且只有經過實驗的檢驗,假說才可能上公升為學說或理論。

實驗方法的使用大大加強了研究工作的精確性。19世紀以來,實驗方法成為生物學主要的研究方法後,生物學發生巨大變化,成為精確的實驗科學。

20世紀,實驗方法獲得巨大發展,然而單純觀察或描述方法,仍然是生物學的基本研究方法。生物體具有多層次的複雜的形態結構。每乙個歷史時期都有形態描述的任務。

20世紀30年代出現了電子顯微鏡,使觀察和描述深入到超微世界。人們通過電子顯微鏡看到了枝原體和病毒,也看到了細胞器的超微結構。由於細胞是生命的最小單位,是生命活動的最小的系統,因而揭示它構造上的細節,對揭示生命的本質具有重大的意義。

比較的方法在20世紀也有新的進展,它已經不限於生物體的巨集觀形態結構的比較,而是深入到不同屬種的蛋白質、核酸等生物大分子化學結構的比較,如不同物種的細胞色素 c的化學結構的測定和比較。根據其差異程度可以對物種的親緣關係給出定量的估計。

生物學實驗技術在20世紀突飛猛進。隨著現代物理學、化學的發展,生物學新的實驗方法紛紛出現。層析、分光光度法、電泳、超速離心、同位素示蹤、x 射線衍射分析、示波器、雷射、電子計算機等相繼應用於生物學研究。

細胞培養、細胞融合、基因操作、單轉殖抗體、酶和細胞固定化以及連續發酵等新技術紛紛建立,使生物學實驗中對條件的控制更為有效、嚴格,觀察和測量更為精密,這就有可能詳盡地探索生物體內物質的、能的和資訊的動態過程。生物學實驗技術的發展使生物學取得一系列輝煌的成就。由新型的實驗技術發展而來的生物工程,包括基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程,已經成為當代新技術革命的重要內容。

實驗研究往往帶有分析的性質。生物學實驗分析已經深入到分子的層次,生物大分子本身並不具有生命屬性,只有這些生物大分子形成細胞這樣複雜的系統,才表現出生命的活動。沒有活的分子,只有活的系統。

在每乙個層次上,新的生物學規律總是作為系統的和整體的規律而出現的。對於生物學來說,既需要有精確的實驗分析,又需要從整體和系統的角度來觀察生命。1924~2023年l.

von貝塔蘭菲提出系統論思想,認為一切生物是時空上有限的具有複雜結構的一種自然系統。1932~2023年,他提出用數學和數學模型來研究生物學。半個世紀以來,系統論取得了很大發展,湧現出許多定量處理系統問題的數學理論。

生物學也積累了大量關於各個層次生命系統及其組成成分的實驗資料。今天,對生命系統的規律作出定量的理論研究已經提到日程上來,系統論方法將作為新的研究方法而受到人們的重視。

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