Решебник по биологии 7 класс Суматохин. Углубленный §4

Авторы:
Год:2025
Тип:учебник
Серия:Углублённый

§4

Методы научного познания в биологии

Вопрос в начале параграфа

Чем занимается наука?

Наука занимается познанием действительности и получением объективных знаний о мире.

   Вернуть оригинал

Стр. 21

Практикум

Устройство светового микроскопа

1. Проверьте себя. Помните ли вы, что основными частями микроскопа являются механическая, осветительная и оптическая? Вспомните назначение каждой части микроскопа. Поработайте с рисунком (рис. 12).

   Вернуть оригинал

Основными частями микроскопа являются механическая, осветительная и оптическая части.

   Вернуть оригинал
  • Механическая часть (штатив, предметный столик, тубус, винты) служит для крепления, перемещения и фокусировки оптической системы и препарата.

       Вернуть оригинал
  • Осветительная часть (зеркало/лампа, конденсор, диафрагма) служит для направления и регулировки интенсивности света, освещающего объект.

       Вернуть оригинал
  • Оптическая часть (окуляр, объективы) служит для получения увеличенного изображения объекта.

       Вернуть оригинал

2. Изучите механическую часть светового микроскопа: штатив, предметный столик, тубус, револьвер, макро- и микроскопические винты.

   Вернуть оригинал

Механическая часть светового микроскопа включает:

   Вернуть оригинал
  • Штатив: Основа микроскопа, к которой крепятся все остальные части, обеспечивает устойчивость.

       Вернуть оригинал
  • Предметный столик: Площадка с отверстием в центре, на которую помещают микропрепарат.

       Вернуть оригинал
  • Тубус: Трубка, соединяющая окуляр и револьвер с объективами.

       Вернуть оригинал
  • Револьверная головка: Подвижный диск, к которому прикреплены объективы разного увеличения, служит для их быстрой смены.

       Вернуть оригинал
  • Макровинт (винт настройки): Используется для грубой и быстрой фокусировки (подъёма/опускания тубуса или столика).

       Вернуть оригинал
  • Микровинт (микроскопический винт): Используется для точной и плавной фокусировки при большом увеличении.

       Вернуть оригинал

3. Чем представлена осветительная часть микроскопа? Найдите зеркало, конденсор и диафрагму.

Осветительная часть микроскопа представлена:

   Вернуть оригинал
  • Зеркалом (или электрической лампой), которое направляет свет на препарат.

       Вернуть оригинал
  • Конденсором, который собирает лучи света и фокусирует их на объекте.

       Вернуть оригинал
  • Диафрагмой, которая находится под конденсором и служит для регулировки диаметра светового пучка (количества света), падающего на объект.

       Вернуть оригинал

4. Оптическая часть микроскопа состоит из окуляров и объективов. Найдите цифры на верхней поверхности окуляра. Какова кратность увеличения окуляра вашего микроскопа? При необходимости окуляр можно заменить на другой.

   Вернуть оригинал

У объективов тоже разная кратность увеличения. Найдите объективы малого увеличения (х8, х10), большого увеличения (х40), иммерсионный объектив (х90). Подсчитайте, чему будет равно общее увеличение вашего микроскопа.

   Вернуть оригинал

На верхней поверхности окуляра обычно написаны цифры, обозначающие его кратность увеличения (например, х8 или х10). Кратность увеличения окуляра моего микроскопа (предположим) — х10. При необходимости окуляр можно заменить на другой.

   Вернуть оригинал

Объективы микроскопа имеют разную кратность:

   Вернуть оригинал
  • Объективы малого увеличения: х8 и х10.

  • Объектив большого увеличения: х40.

  • Иммерсионный объектив: х90.

Общее увеличение микроскопа равно произведению кратности увеличения окуляра на кратность увеличения объектива.

   Вернуть оригинал

Подсчёт общего увеличения (при условии, что кратность окуляра х10):

   Вернуть оригинал
  1. Малое увеличение: 10 · 8 = х80 или 10 · 10 = х100.

       Вернуть оригинал
  2. Большое увеличение: 10 · 40 = х400.

  3. Иммерсионное увеличение: 10 · 90 = х900.

       Вернуть оригинал

Стр. 22

5. Поставьте микроскоп слева (штативом к себе, предметным столиком от себя). Приведите в рабочее положение объектив малого увеличения. Поднимите с помощью макроскопического винта объектив над столиком примерно на 0,5 см, откройте диафрагму и поднимите конденсор. Глядя в окуляр, поворачивайте зеркало до тех пор, пока поле зрения не будет ярко освещено.

   Вернуть оригинал

Действия выполнены. (Микроскоп установлен, объектив малого увеличения (х8 или х10) установлен, конденсор поднят, зеркалом отрегулировано яркое освещение поля зрения.)

   Вернуть оригинал

6. Положите на предметный столик выданный вам микропрепарат эритроцитов лягушки покровным стеклом вверх. Медленно опускайте тубус с помощью макровинта, чтобы объектив находился на расстоянии около 3–5 мм от препарата. Смотрите сбоку. Глядя в окуляр, медленно поднимайте тубус с помощью макровинта до тех пор, пока не появится изображение объекта. Двигать микропрепарат после установки на малом увеличении нельзя!

   Вернуть оригинал

Действия выполнены. (Препарат установлен, изображение эритроцитов лягушки найдено с помощью макровинта на малом увеличении).

   Вернуть оригинал

7. Вращайте револьвер, чтобы в рабочем положении оказался объектив большого увеличения. Для тонкой фокусировки используйте микроскопический винт.

   Вернуть оригинал

Действия выполнены. (Вращаем револьвер, устанавливаем объектив большого увеличения (х40). Используем микровинт для точной фокусировки, чтобы увидеть структуру более детально).

   Вернуть оригинал

8. Изучите микропрепарат. Рассмотрите одиночные клетки эритроцитов лягушки, обратите внимание на крупное овальное ядро.

Действия выполнены. Эритроциты лягушки — овальные клетки с крупным, овальным, чётким ядром в центре. Клетки не имеют окраски (бледно-желтые).

   Вернуть оригинал

9. Зарисуйте увиденное в рабочей тетради и запишите выводы.

Выводы:

  1. Устройство светового микроскопа состоит из механической (штатив, столик), осветительной (зеркало, конденсор, диафрагма) и оптической (окуляр, объективы) частей.

       Вернуть оригинал
  2. Общее увеличение микроскопа равно произведению кратности увеличения объектива и окуляра (например, х10 · х40 = х400).

       Вернуть оригинал
  3. Наблюдение препарата всегда следует начинать с малого увеличения для поиска объекта, а затем переходить на большое увеличение для детального изучения.

       Вернуть оригинал
  4. Эритроциты лягушки, в отличие от эритроцитов человека, имеют овальную форму и содержат ядро.

       Вернуть оригинал

10. После окончания работы снимите микропрепарат с предметного столика. Опустите объектив на расстояние 0,5 см от предметного столика.

   Вернуть оригинал

Действия выполнены. (Препарат снят, объектив установлен в безопасное положение).

   Вернуть оригинал

Стр. 23

Вопросы

1. С чего начинается научное исследование?

Научное исследование начинается с возникновения важной научной проблемы, требующей решения, и формулирования темы исследования.

   Вернуть оригинал

2. Чем гипотеза отличается от закона?

Гипотеза — это предположение о возможных результатах исследования или объяснение явления, которое требует проверки с помощью наблюдения или эксперимента. Закон — это многократно подтверждённый и обобщённый результат, который имеет практическую проверку и считается объективным знанием.

   Вернуть оригинал

3. Какие методы учёные используют для изучения живой природы?

Учёные используют такие методы для изучения живой природы, как научное познание (включая наблюдение), эксперимент и моделирование, а также специфические методы биологии, такие как микроскопия и биохимические исследования.

   Вернуть оригинал

4. Как можно производить наблюдения?

Наблюдения можно производить непосредственно с помощью органов чувств или опосредованно с помощью приборов (микроскопов, термометров, весов).

   Вернуть оригинал

5. Что является целью описания?

Целью описания является фиксация и перечисление признаков объекта, чтобы дать наиболее точное и полное указание изучаемого объекта.

   Вернуть оригинал

6. Какова структура эксперимента?

Структура эксперимента включает:

  1. Постановка цели и определение задач.

  2. Планирование эксперимента (учёт накопленных знаний).

       Вернуть оригинал
  3. Активное получение объективных данных (накопление и регистрация фактов).

       Вернуть оригинал
  4. Анализ и обобщение полученных результатов.

       Вернуть оригинал
  5. Практическая проверка полученных фактов и их интерпретация (закон, теория или рабочая гипотеза).

       Вернуть оригинал

Задания

7. Сформулируйте гипотезу, используя количественные данные рисунка 10.

Рисунок 10 показывает, что среднее число птенцов на пару синиц уменьшается при увеличении числа пар на 10 га.

   Вернуть оригинал

Гипотеза: Численность популяции синиц (число пар на 10 га) оказывает отрицательное влияние на репродуктивный успех (среднее число птенцов на пару).

   Вернуть оригинал

Или: Среднее число птенцов на пару синиц обратно пропорционально плотности их популяции.

   Вернуть оригинал

8. Назовите универсальные методы науки и специфические методы биологии.

  • Универсальные методы науки: Наблюдение, Эксперимент, Анализ (расчленение целого на части), Синтез (объединение частей в целое), Описание, Сравнение, Моделирование, Измерение.

       Вернуть оригинал
  • Специфические методы биологии: Микроскопия (световая, электронная, атомно-силовая), Метод культивирования клеток и тканей, Генеалогический метод, Молекулярно-биологические методы (секвенирование ДНК/РНК).

       Вернуть оригинал

9. Приготовьте микропрепарат из капли воды из аквариума. Исследуйте каплю с помощью микроскопа. Что вы установили? Опишите увиденное. Докажите, что в капле воды имеются клетки.

   Вернуть оригинал

Цель работы: Доказать наличие клеток в воде из аквариума.

   Вернуть оригинал

Ход работы:

  1. На чистое предметное стекло поместили одну каплю воды из аквариума.

       Вернуть оригинал
  2. Аккуратно накрыли каплю покровным стеклом, избегая попадания пузырьков воздуха.

       Вернуть оригинал
  3. Поместили препарат на предметный столик микроскопа.

       Вернуть оригинал
  4. Начали исследование с малого увеличения (объектив 8), нашли объект, а затем перешли на большее увеличение (объектив 40) для детального изучения.

       Вернуть оригинал

Установлено и Доказательство наличия клеток:

   Вернуть оригинал

Я установил, что в капле воды из аквариума находятся мелкие, подвижные или неподвижные организмы (инфузории, амёбы, одноклеточные водоросли).

   Вернуть оригинал

Доказательство: Увиденные объекты имеют обособленную структуру с чётко выраженными границами (клеточной мембраной или клеточной стенкой). Внутри этих структур видна цитоплазма, а у некоторых — ядро и органеллы (например, сократительные вакуоли). Наличие мембранной структуры, цитоплазмы и способность к самостоятельной жизнедеятельности (движение, питание) доказывает, что увиденные объекты являются клетками (одноклеточными организмами).

   Вернуть оригинал

10. Вам необходимо провести исследование по теме «Видовой состав птиц вашего населённого пункта». Сформулируйте цель и задачи исследования.

   Вернуть оригинал

Тема: Видовой состав птиц вашего населённого пункта.

   Вернуть оригинал

Цель исследования: Определить видовой состав и количественное соотношение (доминирующие виды) птиц, обитающих в данном населённом пункте и его окрестностях, в определённый сезон года.

   Вернуть оригинал

Задачи исследования:

  1. Собрать сведения о типичных и мигрирующих видах птиц, характерных для данного региона (изучение литературы).

       Вернуть оригинал
  2. Выбрать участки для проведения наблюдения (парки, скверы, водоёмы).

       Вернуть оригинал
  3. Провести систематическое наблюдение за птицами, используя описание и количественный учёт особей в выбранных местах в течение определённого времени.

       Вернуть оригинал
  4. С помощью определителя идентифицировать наблюдаемые виды и вести журнал наблюдений.

       Вернуть оригинал
  5. Проанализировать собранные данные и составить список видового состава, а также определить доминирующие виды (с наибольшей численностью).

       Вернуть оригинал

Объясните

11. Чем научное знание отличается от обыденного знания?

Научное знание отличается от обыденного знания тем, что оно:

   Вернуть оригинал
  1. Объективно: Получено путём строгой проверки с помощью научных методов (эксперимент, наблюдение).

       Вернуть оригинал
  2. Систематизировано: Упорядочено в виде теорий, законов и гипотез.

       Вернуть оригинал
  3. Достоверно: Многократно подтверждено и воспроизводимо другими исследователями.

       Вернуть оригинал

Обыденное знание основано на повседневном опыте, может быть субъективным, непроверенным и часто противоречивым.

   Вернуть оригинал

12. Чем эксперимент отличается от наблюдения?

Эксперимент отличается от наблюдения тем, что:

   Вернуть оригинал
  1. Активность: Эксперимент — это активный метод, при котором исследователь сам создаёт или изменяет условия протекания процесса.

       Вернуть оригинал
  2. Контроль: Эксперимент проводится в контролируемых условиях, что позволяет выделить влияние одного конкретного фактора на объект.

       Вернуть оригинал
  3. Цель: Цель эксперимента — проверка гипотезы и установление причинно-следственных связей.

       Вернуть оригинал

Наблюдение — это пассивный метод, при котором исследователь фиксирует происходящее в естественных условиях, не вмешиваясь в процесс.

   Вернуть оригинал

13. В каких случаях теория становится законом?

Теория становится законом в тех случаях, когда основные положения этой теории:

   Вернуть оригинал
  1. Получили многократное и убедительное экспериментальное подтверждение в различных условиях и на разных объектах.

       Вернуть оригинал
  2. Были обобщены в виде кратких, чётких, универсальных формулировок, которые описывают фундаментальные, объективные и воспроизводимые связи или явления в природе.

       Вернуть оригинал
  3. Были признаны научным сообществом как неопровержимое знание.

       Вернуть оригинал

Темы для дискуссий

14. Может ли наука объяснить чудо?

Наука не может объяснить чудо в традиционном смысле этого слова (как необъяснимое вмешательство высших сил).

   Вернуть оригинал

Объяснение: Чудо определяется как явление, противоречащее известным законам природы. Наука же стремится объяснить все явления с помощью объективных, проверяемых законов. Если какое-то явление кажется "чудом", это означает лишь, что:

   Вернуть оригинал
  • Учёные ещё не обнаружили законы, которые объясняют это явление.

       Вернуть оригинал
  • Явление является результатом манипуляции или ошибки наблюдения.

       Вернуть оригинал

Таким образом, цель науки — превратить необъяснимое (чудо) в объяснимое (закон, теорию) путём познания.

   Вернуть оригинал

15. Взаимодействие информации и биологии. Предложите возможные перспективы и направления.

Взаимодействие информатики и биологии (биоинформатика) имеет огромные перспективы и направления:

   Вернуть оригинал
  1. Геномика и протеомика: Компьютерный анализ огромных массивов данных о последовательностях ДНК, РНК и белков (геномов). Это позволяет идентифицировать гены, отвечающие за болезни, и понимать эволюционные связи.

       Вернуть оригинал
  2. Моделирование биологических систем: Создание компьютерных моделей клеток, органов и целых организмов для прогнозирования реакции на лекарства, изучения развития болезней и тестирования новых терапевтических подходов.

       Вернуть оригинал
  3. Разработка лекарств: Использование искусственного интеллекта для ускоренного поиска и дизайна новых лекарственных молекул, которые будут эффективно связываться с мишенями в клетке (например, с вирусными белками).

       Вернуть оригинал
  4. Сенсоры и диагностика: Разработка на основе биотехнологий и IT-технологий нанороботов и биосенсоров для диагностики и лечения заболеваний на клеточном уровне.

       Вернуть оригинал

Стр. 24

Кейс. Введение

1 Задание

Вопросы и задания

1. С чем связано такое свойство мембраны?

Такое свойство мембраны, как способность автоматически замыкаться при проколе или сливаться с другой мембраной, связано с её жидкостно-мозаичным строением. Плазматическая мембрана состоит из двойного слоя липидов, которые обладают подвижностью и гидрофобными свойствами, благодаря чему липиды стремятся минимизировать контакт с водой и самопроизвольно восстанавливают целостность структуры.

   Вернуть оригинал

2. Какое значение это имеет для жизнедеятельности клетки?

Способность мембраны к самозамыканию и слиянию имеет важное значение для жизнедеятельности клетки, обеспечивая её целостность и жизнеспособность после повреждений, а также делая возможными такие процессы, как фагоцитоз, экзоцитоз и деление клетки.

   Вернуть оригинал

3. Какие ещё свойства плазматической мембраны, связанные с её строением, вам известны?

Другие свойства плазматической мембраны, связанные с её строением, это:

   Вернуть оригинал
  1. Избирательная проницаемость: Мембрана пропускает некоторые вещества и не пропускает другие, благодаря чему регулируется обмен веществ с окружающей средой.

       Вернуть оригинал
  2. Подвижность (текучесть): Липиды и белки могут перемещаться в плоскости мембраны (жидкостно-мозаичная модель).

       Вернуть оригинал
  3. Асимметричность: Внешний и внутренний слои мембраны отличаются по составу липидов и белков.

       Вернуть оригинал
  4. Рецепторная функция: На поверхности мембраны расположены белки-рецепторы, которые обеспечивают восприятие сигналов извне.

       Вернуть оригинал

2 Задание

Вопросы и задания

1. Какими по размеру оказались эти клетки: одинаковыми или разными?

Клетки кожного эпителия африканского слона и домовой мыши оказались одинаковыми по размеру, поскольку размер клетки не зависит от размера самого животного, а определяется её функцией и соотношением площади поверхности к объёму.

   Вернуть оригинал

2. Предположите план строения этих клеток. В чём их сходство?

Эти клетки — эукариотические клетки животных. Их план строения включает:

   Вернуть оригинал
  1. Плазматическую мембрану, окружающую клетку.

       Вернуть оригинал
  2. Цитоплазму (гиалоплазму и органеллы).

  3. Ядро, содержащее генетический материал.

Их сходство заключается в едином плане строения, характерном для всех эукариотических клеток животных.

   Вернуть оригинал

3. Возможно ли деление клетки при отсутствии ядра? Почему?

Деление клетки невозможно при отсутствии ядра, потому что:

   Вернуть оригинал
  1. В ядре содержится генетический материал (ДНК), который должен быть удвоен (реплицирован) и точно распределён между дочерними клетками.

       Вернуть оригинал
  2. Ядро контролирует начало и ход клеточного цикла и деления.

       Вернуть оригинал

Исключение составляют прокариотические клетки (бактерии), которые делятся, но у них наследственный материал находится в цитоплазме, в области, называемой нуклеоид, который также должен удвоиться перед делением.

   Вернуть оригинал

3 Задание

Вопросы и задания

1. Почему зимой не погибают озимая пшеница, лягушки, насекомые и многие другие организмы при охлаждении их тела ниже 0 °С?

   Вернуть оригинал

Озимая пшеница, лягушки, насекомые и другие организмы не погибают при температурах ниже 0°С, потому что:

   Вернуть оригинал
  1. Они обладают криопротекторными механизмами, которые предотвращают образование крупных кристаллов льда внутри клеток.

       Вернуть оригинал
  2. Эти организмы удаляют часть воды из клеток и накапливают специальные вещества (например, глицерин, сахара), которые снижают температуру замерзания цитоплазмы (до -20°С и ниже).

       Вернуть оригинал

2. Действуют ли пониженные температуры на вирионы? Обоснуйте ответ.

Да, пониженные температуры действуют на вирионы, но они не уничтожают их, а лишь временно тормозят или останавливают их жизнедеятельность.

   Вернуть оригинал

Обоснование: Вирион — это внеклеточная форма вируса, которая не проявляет активности (не размножается и не обменивается веществом) вне клетки-хозяина. При понижении температуры все биохимические реакции в окружающей среде и в самом вирионе замедляются до минимума. Однако, вирусный геном и капсид сохраняют свою структуру, что позволяет вириону восстановить активность и начать размножение при попадании в клетку-хозяина и повышении температуры.

   Вернуть оригинал

3. Предположите, как могут реагировать на понижение температуры бактерии.

Бактерии могут реагировать на понижение температуры по-разному:

   Вернуть оригинал
  1. Остановка жизнедеятельности (холодовое оцепенение): Большинство бактерий при низких температурах замедляются или полностью останавливают метаболизм, но не погибают.

       Вернуть оригинал
  2. Образование спор: Некоторые виды бактерий могут образовывать споры — очень устойчивые формы, которые могут выживать при экстремально низких температурах в течение длительного времени.

       Вернуть оригинал
  3. Гибель: Некоторые виды, не имеющие защитных механизмов, могут погибнуть из-за образования кристаллов льда внутри клетки и разрушения мембран.

       Вернуть оригинал
  4. Адаптация: Психрофильные бактерии, обитающие в холодных условиях (например, в Арктике), могут активно жить и размножаться при низких температурах (до 0°С и ниже).

       Вернуть оригинал

4 Задание

Вопросы и задания

1. Рассмотрите рисунок фрагмента клетки (рис. 13). Назовите ядро и ядерную оболочку.

На Рисунке 13 изображён фрагмент клетки (вероятно, эукариотической).

   Вернуть оригинал
  • Ядро — это крупное, округлое или овальное образование в центре рисунка, окружённое двойной мембраной.

       Вернуть оригинал
  • Ядерная оболочка — это двойная мембрана, отделяющая ядро от цитоплазмы и пронизанная порами.

       Вернуть оригинал

2. Предположите, почему произошла замена терминов.

Замена терминов произошла, потому что:

  1. Термин "ядерная оболочка" более точный и научный, чем "образование, окружающее ядро".

       Вернуть оригинал
  2. Открытие с помощью электронного микроскопа показало, что оболочка ядра состоит из двух мембран (внешней и внутренней), которые являются частью общей мембранной системы клетки и имеют сложную структуру с ядерными порами. Старый термин был слишком общим и не отражал эту сложную, мембранную природу.

       Вернуть оригинал

3. Какой из этих биологических терминов более точный? Почему?

Из предложенных терминов, "ядерная оболочка" является более точным биологическим термином, так как он чётко указывает на мембранное строение и функцию структуры, отделяющей ядро от цитоплазмы.

   Вернуть оригинал

Стр. 26

Скачать ответ
ГДЗ по фото 📸
Решебники по другим предметам