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在生物學研究中常用到比較的方法

發布時間:2024-07-19 09:02:56

Ⅰ 研究生物學的方法是什麼

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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進程中逐步形成的。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系,並用演繹法推算出這些關系的後果。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並成不同的類群。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。生物分類學者搜集物種進行鑒別、整理,描述的方法獲得巨大發展。要明確地鑒別不同物種就必須用統一的、規范的術語為物種命名,這又需要對各種各樣形態的器官作細致的分類,並制定規范的術語為器官命名。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,將它們歸並成自然的類群。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,勢必觸及各個不同類型生物的起源問題。19世紀中葉,達爾文的進化論戰勝了特創論和物種不變論。進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,在進化論確立後,比較就成為動態的歷史的比較了。現存的任何一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宏觀的描述。1665年英國R.胡克用他自製的復式顯微鏡,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。1838~1839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一個重要成果。
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對象作某些處理,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、控制所研究的對象,並通過這種干預和控制所造成的效應來研究對象的某種屬性。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.哈維關於血液循環的實驗,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准備好條件,活力論還占統治地位。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對象進行某種處理,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,並根據假說推導出一個可以用實驗檢驗的預測,然後進行實驗,如果實驗結果符合預測,就說明假說是正確的。在這里,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復雜的形態結構。每一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宏觀形態結構的比較,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系給出定量的估計。
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、激光、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、單克隆抗體、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、能的和信息的動態過程。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復雜的系統,才表現出生命的活動。沒有活的分子,只有活的系統。在每一個層次上,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。1924~1928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復雜結構的一種自然系統。1932~1934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,涌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。

Ⅱ 生物研究的幾種科學方法

1.類比法 類比法 類比法是將陌生的事物與熟悉的事物作比較,以加深對陌生事物的認識和理解的研究方法。這種聯系生活經驗,將熟悉的事物與不熟悉的、有待了解的事物相類比的處理方法,有助於突破認知上的難點。 2.模型法 模型法 模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性描述,這種描述可以是定性的, 也可以是定量的。有的藉助於具體的實物或其他形象化的手段,有的則通過抽象的形式來表達。模型包括 物理模型、概念模型和數學模型等。 3.實驗法 實驗法 實驗法是人們根據研究目的和任務,利用科學儀器設備,人為地、有效地控制或模擬自然現象,排除 非實驗因素的干擾,突出主要因素,在比較有利的條件下探索客觀事物規律性的一種有效的科學研究方法。(1)對照實驗法:通過比較來研究、提示實驗對象的某種特性的實驗方法稱為對照實驗法。 (2)模擬實驗法:在科學實驗中因受客觀條件限制而無法對某些自然現象進行直接實驗時,人們便 尋求間接實驗的方法。如利用「滲透作用的實驗裝置」模擬成熟植物細胞滲透吸水和失水的過程。 4.顯微觀察法 顯微觀察法 顯微觀察法常用於用肉眼看不到,必須藉助於顯微儀器(如顯微鏡)才能看清形態結構的實驗中。顯 微觀察讓人們的觀察角度從宏觀世界轉向微觀世界,從而更進一步認識生命現象及生命基本特徵。5.數學方法 數學方法 在科學研究中針對研究對象不同的特點,運用數學概念、方法和技巧,對研究對象進行量的分析、描 述、計算和推導,從而找出能以數學形式表達事物的量的規律性的方法。 6.假說演繹法 假說演繹法 在觀察和分析基礎上提出問題以後,通過推理和想像提出解釋問題的假說,根據假說進行演繹推理, 再通過實驗檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論相符,就證明假說是正確的,反之,則說明假 說是錯誤的,要重新修正。 7.化學分析法 化學分析法 就是依據物質的化學性質和變化去認識物質的方法,具體來說,就是利用化學手段測定物質的組成、 含量以及結構的方法,如酶解法

Ⅲ 生物學中最常用的研究方法是什麼和什麼

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進程中逐步形成的。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。這些方法綜合而成現代生物學研究方法體系和研究框架。 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,將它們歸並成自然的類群。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,勢必觸及各個不同類型生物的起源問題。19世紀中葉,達爾文的進化論戰勝了特創論和物種不變論。進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,在進化論確立後,比較就成為動態的歷史的比較了。現存的任何一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。

Ⅳ 研究生物進化的方法比較法的解釋

生物進化的證據有化石證據、比較解剖學上的證據、胚胎學上的證據等,化石是由古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等,由於某種原因被埋藏在地下,經過漫長的年代和復雜的變化而形成的;比較解剖學是對各類脊椎動物的器官和系統進行解剖和比較研究的科學,比較解剖學為生物進化論提供的最重要的證據是同源器官;胚胎學是研究動植物的胚胎形成和發育過程的科學,也為生物進化論提供了很重要的證據,如脊椎動物和人的胚胎早期都有鰓裂和尾,說明了脊椎動物和人是從某些古代的低等動物進化來的.因此化石不是研究生物進化的唯一證據.但化石是生物進化的重要證據.化石在地層中出現的先後順序,說明了生物是由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸生逐漸進化而來的,始祖鳥化石說明了鳥類是由古代的爬行動物進化來的;因此化石是生物進化的重要證據,不是唯一依據.
比較是指根據一定的標准,把彼此有某種聯系的事物加以對照,確定它們的相同和不同之處.通過對各個事物特徵的比較,可以把握事物之間的內在聯系,認識事物的本質,同時比較法對生物進化問題最重要的研究方法.通過比較不同地層中的化石特點分布、以及比較解剖學上的證據、胚胎學上的證據,確定了生物進化的規律,因此研究生物進化的主要方法是比較法.
可見題中的敘述是錯誤的.
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