Cały rozdział od zera: czym zajmuje się biologia, cechy organizmów, obserwacja kontra doświadczenie, pięć etapów badań, próby kontrolne, dokumentowanie wyników i mikroskopowanie. Z kalkulatorem powiększenia, generatorami zadań i klikanym mikroskopem, bo tu więcej się liczy, niż wygląda.
Biologia jest nauką zajmującą się budową organizmów, ich czynnościami życiowymi oraz funkcjonowaniem w środowisku. Do jej zadań należy również badanie pokrewieństwa ewolucyjnego i klasyfikowanie organizmów. To zdanie trzeba umieć w całości, bo w podręczniku jest podkreślone, a na kartkówce zwykle przepisane słowo w słowo.
Nazwa mówi, czym się zajmuje: z greckiego bíos to „życie”, a lógos to „nauka”. Biologia jest więc nauką o życiu we wszystkich jego przejawach. Razem z geografią, astronomią, chemią, fizyką i naukami o Ziemi należy do nauk przyrodniczych.
To najczęstsze pytanie z całego rozdziału. Komplet trzeba umieć wyliczyć z pamięci, a najłatwiej zapamiętać je jako listę sześciu punktów, z których drugi rozwija się w siedem czynności życiowych.
Drugi punkt z listy wyżej, rozpisany. Najprościej zapamiętać je w tej kolejności, bo tak podaje podręcznik.
| 1 | odżywianie się | 5 | reakcje na bodźce |
| 2 | oddychanie | 6 | rozmnażanie się |
| 3 | wydalanie | 7 | wzrost i rozwój |
| 4 | ruch |
Uwaga na haczyk: wzrost i rozwój to w tym wyliczeniu jedna pozycja, nie dwie. Jeśli nauczyciel liczy je osobno, wyjdzie osiem. Bezpiecznie jest wymienić wszystkie i nie liczyć na głos.
Podpis pod zdjęciem lemurów w podręczniku zawiera gotowe zdanie na wypracowanie: rozmnażanie się umożliwia przetrwanie gatunku, ponieważ w jego wyniku jest przekazywana informacja genetyczna w postaci genów. Informacja ta dotyczy między innymi białek i RNA, które umożliwiają wzrost i rozwój organizmów potomnych.
Zwróć uwagę na łańcuch: geny to zapis informacji, informacja dotyczy białek i RNA, a białka i RNA budują i uruchamiają organizm potomny. Trzy ogniwa, które w tym rozdziale wracają kilka razy.
Nauki biologiczne mają ogromny wpływ na codzienne życie, choć rzadko sobie to uświadamiamy. To dzięki nim istnieją lekarstwa, szczepionki i środki higieny, wydłużył się czas życia człowieka, a wiele chorób, które dziesiątkowały pokolenia, na przykład ospa prawdziwa, przeszło do historii.
Sześć dat z podręcznika. Nie trzeba ich wkuwać co do roku, ale warto wiedzieć, co było pierwsze i czyje nazwiska się z czym wiążą.
Kliknij odkrycie, żeby wstawić je do pierwszego wolnego miejsca. Kliknij wstawione, żeby je wyjąć.
Badacze zajmujący się aktywnością okołodobową, czyli zegarem biologicznym, pokazali, że brak synchronizacji z nim wpływa negatywnie na stan fizyczny i psychiczny. Jeśli zmuszamy się do aktywności w nieodpowiednim czasie, nasza wydajność spada. Problem dotyczy między innymi osób pracujących na zmiany i tych, które zmieniają strefę czasową podczas podróży samolotem.
| Godzina | Co się dzieje |
|---|---|
| 02:00 | najgłębszy sen |
| 10:00 | najwyższa czujność |
| 14:30 | najlepsza koordynacja ruchowa |
| 15:30 | najszybszy czas reakcji |
| 19:00 | najwyższa temperatura ciała |
W 2017 r. za wyjaśnienie i opisanie mechanizmów kontrolujących rytmy okołodobowe przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. To dobra odpowiedź na pytanie, czy biologia ma wpływ na codzienne życie: wynika z niej, że ucząc się o 15:30, masz najszybszy czas reakcji, a o 02:00 nie masz żadnego.
Mamy łatwy dostęp do ogromnej liczby informacji, głównie z internetu. Nie każda jest prawdziwa, obiektywna i poparta dowodami, dlatego trzeba korzystać ze sprawdzonych źródeł. Ten podrozdział wygląda na wypełniacz, a bywa z niego pytanie na kartkówce, bo łatwo je ułożyć.
Przy ocenie znaczenia nowych odkryć ważne jest również to, co na ich temat mówią specjaliści. Rzetelnej informacji naukowej szukaj w wyszukiwarkach Google Scholar i PubMed, a nie w zwykłej wyszukiwarce.
Biolodzy stosują przede wszystkim dwie metody naukowe, i różnica między nimi sprowadza się do jednego słowa: czy badacz coś zmienia, czy nie.
| Obserwacja | Doświadczenie | |
|---|---|---|
| definicja | Metoda naukowa polegająca na poszukiwaniu informacji o organizmach, procesach lub zjawiskach za pomocą zmysłów i niekiedy określonych narzędzi, np. mikroskopu. | Metoda naukowa, w której badacz celowo zmienia jeden z czynników wpływających na badany obiekt, proces lub zjawisko. |
| rola badacza | Nie wpływa w żaden sposób na obiekt badawczy, zjawisko czy proces. | Ingeruje świadomie i kontroluje warunki. |
| gdzie | W naturalnym środowisku albo w sztucznych warunkach. | Najczęściej w warunkach laboratoryjnych, dzięki czemu badacz kontroluje wszystkie istotne czynniki. |
| przykłady | obserwacja wzrostu roślin na różnie nasłonecznionych stanowiskach · obserwacja zachowania saren na łące · liczenie bocianów, które przyleciały w danym roku | badanie zmiany właściwości fizycznych kości pod wpływem octu · badanie wpływu światła na intensywność fotosyntezy |
Obie metody są ze sobą powiązane. Naukowcy często najpierw obserwują w warunkach naturalnych, a potem sprawdzają doświadczeniem, czy wnioski z obserwacji są prawdziwe. Przykład: gdy zaobserwują, że dany gatunek rośnie tylko w określonych miejscach, mogą sprawdzić, jakimi czynnikami jest to spowodowane.
To pierwsze polecenie kontrolne z podrozdziału 1.2 i najpewniejsze pytanie na kartkówce. Pytaj siebie za każdym razem o jedno: czy badacz coś zmienił.
Około trzech wieków temu świat nauki był przekonany, że organizmy mogą powstawać z substancji nieożywionej, na drodze samorództwa. Uważano na przykład, że żaby biorą swój początek z błota, a muchy z rozkładającego się mięsa. Teoria upadła, ponieważ doświadczenia, które miały ją udowodnić, były nieprawidłowo przeprowadzone.
W XVII w. włoski przyrodnik Francesco Redi przygotował trzy zestawy z mięsem: słoik otwarty, słoik zamknięty i słoik przykryty siatką. Larwy pojawiły się tylko tam, gdzie muchy miały dostęp do mięsa. Udowodnił w ten sposób, że larwy nie powstają samoistnie z gnijącego mięsa, lecz rozwijają się z jaj złożonych przez muchy.
Słoik przykryty siatką jest tu najważniejszy, choć wygląda na dodatek. Gdyby Redi użył tylko słoika zamkniętego, ktoś mógłby powiedzieć, że larwy nie powstały z braku powietrza. Siatka wpuszcza powietrze, ale nie wpuszcza much, więc eliminuje tę właśnie wątpliwość. To wzorcowy przykład, po co projektuje się więcej niż jedną próbę.
W XIX w. lekarze sądzili, że choroby zakaźne wywołuje odór obecny w powietrzu, a nie mikroorganizmy chorobotwórcze przenoszone na rękach. Wiedeński lekarz Ignaz Semmelweis zainteresował się przypadkiem lekarza, który po zranieniu skalpelem zmarł z objawami gorączki poporodowej.
Mimo to inni lekarze toczyli z nim spór i przez długi czas uznawali go za szaleńca. To najlepszy przykład na to, że poprawna metoda naukowa i zgodne wyniki nie wystarczą, jeśli środowisko nie chce ich przyjąć. Dziś mycie rąk przed zabiegiem i jednorazowe rękawiczki są oczywistością.
Przeprowadzanie badań naukowych można porównać do pokonywania drogi w kilku etapach. Start następuje w wyniku zaobserwowania jakiejś intrygującej sytuacji, a metą jest jej wyjaśnienie. Tych pięciu etapów trzeba umieć wyliczyć w kolejności.
Przy każdym etapie masz przykład z podręcznika, czyli badanie wpływu nawozu azotowego na wzrost siewek fasoli.
Ta różnica jest ulubionym pytaniem, bo brzmi podchwytliwie. Hipoteza i wniosek mogą brzmieć podobnie, a nawet identycznie. Co je odróżnia?
Formułujemy ją przed wykonaniem badania, na podstawie dotychczasowej wiedzy. Jest tylko przypuszczalną odpowiedzią na problem badawczy i może okazać się nieprawdziwa. Zapisujemy ją jako zdanie oznajmujące, twierdzące albo przeczące.
Formułujemy go po przeprowadzonym badaniu. Stanowi potwierdzenie lub zaprzeczenie hipotezy i musi być zgodny z uzyskanymi wynikami. Jeżeli hipoteza została odrzucona, konieczne jest sformułowanie nowej i powtórzenie badań.
Druga para, którą się myli: problem badawczy zapisujemy jako pytanie albo równoważnik zdania („Czy związki zawarte w soku z cytryny hamują ciemnienie jabłek?” albo „Wpływ soku z cytryny na proces ciemnienia jabłek”), a hipotezę zawsze jako zdanie oznajmujące („Związki zawarte w soku z cytryny hamują proces ciemnienia jabłek”).
Wzorcowy zapis doświadczenia z podręcznika. Jeśli na kartkówce każą „zaplanuj doświadczenie”, odtwórz dokładnie ten układ i podstaw swoje dane.
| Problem badawczy | Czy związki zawarte w soku z cytryny hamują proces ciemnienia jabłek? Albo w formie równoważnika: Wpływ soku z cytryny na proces ciemnienia jabłek. |
| Hipoteza | Związki zawarte w soku z cytryny hamują proces ciemnienia jabłek. |
| Materiały | pięć jabłek, nóż, woda, sok z cytryny, pipeta |
| Próba badawcza | część jabłka skropiona sokiem z cytryny |
| Próba kontrolna | część jabłka skropiona wodą |
| Przebieg | Przeciąć każde jabłko na pół. Jedną część każdej połówki skropić wodą, drugą taką samą ilością soku z cytryny. Daje to 10 prób badawczych i 10 kontrolnych. Pozostawić na 20 minut. |
| Wynik | Po 20 minutach porównać próby. Sprawdzić, czy wynik jest taki sam dla wszystkich prób badawczych i wszystkich kontrolnych. Jeżeli wyniki się różnią, zapisać je w tabeli lub udokumentować zdjęciem. |
| Wniosek | Związki zawarte w soku z cytryny hamują proces ciemnienia jabłek. |
Zwróć uwagę na dwie rzeczy, które decydują o ocenie: taka sama ilość wody i soku oraz dziesięć powtórzeń każdej próby. Bez tego doświadczenie jest nie do obronienia, bo różnica może wynikać z ilości cieczy albo z przypadku.
Jeżeli badania prowadzone przez wielu różnych naukowców pracujących niezależnie od siebie potwierdzą tę samą hipotezę, mogą się one przyczynić do sformułowania teorii naukowej, czyli przyjętego systemu twierdzeń dotyczących danej dziedziny nauki.
Przykładem jest teoria komórkowa, która głosi, że wszystkie organizmy są zbudowane z komórek. W języku potocznym „teoria” znaczy „niesprawdzone przypuszczenie”, a w nauce dokładnie odwrotnie: to coś, co zostało potwierdzone tyle razy, że przestano w to wątpić. Warto tę różnicę umieć wyjaśnić.
Podczas planowania doświadczeń oraz niektórych obserwacji należy określić próbę badawczą i próbę kontrolną. Bez tej drugiej doświadczenie niczego nie dowodzi, i właśnie o to pytają najczęściej.
Zestaw doświadczalny, w którym organizm lub proces jest poddawany działaniu czynnika, którego wpływ chcemy zbadać.
Taki sam zestaw doświadczalny jak w próbie badawczej, ale organizm lub proces nie jest w nim poddany działaniu badanego czynnika.
Po co próba kontrolna. Dzięki niej można określić, czy obserwowany w próbie badawczej efekt wynika z działania badanego czynnika, a nie z czegoś innego. To jest gotowa odpowiedź na drugie polecenie kontrolne.
Przykład z podręcznika. Badamy, czy azot ma wpływ na wzrost siewek fasoli. Próba badawcza: siewki uprawiane na podłożu z nawozem azotowym. Próba kontrolna: siewki uprawiane bez nawozu azotowego. Wpływ azotu ustalimy dopiero po porównaniu wyników z obu prób. Słowo „taki sam” w definicji jest kluczowe: wszystko poza badanym czynnikiem musi być identyczne.
W niektórych badaniach stosuje się dwa rodzaje prób kontrolnych:
Przykładem są badania wykrywające związki chemiczne w produktach spożywczych.
| Wykrywanie skrobi w bułce | Co to jest | Co się stanie po dodaniu płynu Lugola |
|---|---|---|
| Próba badawcza | rozdrobniona bułka wymieszana z wodą destylowaną | to jest właśnie to, czego nie wiemy: zabarwi się, jeśli skrobia jest |
| Kontrolna pozytywna | zawiesina skrobi w wodzie destylowanej | zabarwi się na granatowo, bo skrobia na pewno tam jest |
| Kontrolna negatywna | sama woda destylowana | nie zabarwi się, bo skrobi tam na pewno nie ma |
Problem badawczy brzmi: Czy w bułce występuje skrobia? Po co dwie próby kontrolne naraz? Pozytywna dowodzi, że odczynnik działa, a negatywna, że nie barwi się sam z siebie. Bez nich wynik w próbie badawczej nie znaczyłby nic: granatowy kolor mógłby pochodzić od zepsutego płynu albo od samej wody.
Kliknij nazwę po lewej, potem opis po prawej.
Ta część rozdziału jest w zasadzie matematyczna, więc dla Ciebie powinna być najłatwiejsza. Chodzi o to, żeby wynik dało się porównać i obronić.
Badania naukowe przeprowadza się zwykle na dużych próbach i w kilku seriach powtórzeń. Zasada jest prosta: im większa liczba prób, tym mniejsze ryzyko wpływu przypadkowych czynników, a więc tym bardziej wiarygodny wynik. W badaniach ośrodków naukowych, na przykład medycznych i farmaceutycznych, liczba powtórzeń sięga kilkuset lub więcej.
Konsekwencja jest taka, że naukowcy otrzymują wiele jednostkowych wyników, których bez rzetelnej analizy trudno byłoby zinterpretować, i trudno byłoby ocenić, czy mają istotne znaczenie. Dlatego stosuje się analizy statystyczne i specjalistyczne programy komputerowe.
W warunkach szkolnych dobrze jest wykonać przynajmniej trzy powtórzenia. To liczba, którą warto podać, gdy polecenie brzmi „zaplanuj doświadczenie”.
Przykład z podręcznika, sześć pomiarów w każdej próbie:
| Nr pomiaru | Próba badawcza | Próba kontrolna |
|---|---|---|
| 1 | 27,5 | 15,3 |
| 2 | 32,0 | 17,8 |
| 3 | 24,5 | 28,0 |
| 4 | 36,1 | 20,2 |
| 5 | 33,1 | 16,7 |
| 6 | 28,4 | 17,4 |
| suma | 181,6 | 115,4 |
| średnia | 181,6 : 6 = 30,3 | 115,4 : 6 = 19,2 |
Porównanie uśrednionych wyników jest łatwiejsze niż porównywanie pojedynczych rezultatów. Spójrz na pomiar numer 3: w próbie kontrolnej wyszło 28,0, czyli więcej niż 24,5 w badawczej. Gdyby patrzeć tylko na ten jeden pomiar, wniosek byłby odwrotny do prawdziwego. Właśnie po to liczy się średnią.
Losowe sześć pomiarów, cztery odpowiedzi. Wynik podawaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku, tak jak w podręczniku.
Wybór formy wykresu zależy od tego, jakie dane chcemy przedstawić. Pytanie „jaki wykres zastosujesz” pada regularnie.
| Wykres | Kiedy go stosujemy | Przykład z podręcznika |
|---|---|---|
| kołowy | gdy chcemy przedstawić procentowy udział poszczególnych elementów w określonym zbiorze | udział procentowy osobników o różnych kolorach w badanej grupie |
| liniowy | gdy chcemy pokazać zależność badanego zjawiska od danego czynnika; pozwala określić tendencję zmian | wysokość osobników w zależności od temperatury |
| kolumnowy (słupkowy) | gdy chcemy porównać bezwzględne wartości pomiarów w różnych grupach | liczba osobników poszczególnych gatunków na badanym terenie |
To mikroskop, w którym do uzyskania obrazu potrzebne jest światło. Przechodzi ono przez obserwowany obiekt oraz przez układ soczewek, które je załamują. Dzięki temu widzisz powiększony obraz obiektu.
Zielone to elementy mechaniczne, żółte to optyczne. Ten podział jest osobnym pytaniem i łatwo go pomylić, bo rewolwer trzyma obiektywy, a sam jest mechaniczny.
Pytanie „Pomyśl” ze strony 22: okular powiększa 10 razy, jakiego obiektywu użyć, żeby obejrzeć komórki naskórka powiększone 400 razy? Ustaw w kalkulatorze okular 10 i szukaj wyniku 400. Odpowiedź: obiektyw 40×, bo 400 ÷ 10 = 40.
Raz pytam o powiększenie, raz o brakujący obiektyw albo okular. To samo działanie, tylko przekształcone, więc warto przećwiczyć w obie strony.
Kropla wody nie jest ozdobnikiem. Bez niej między szkiełkami zostaje powietrze, które załamuje światło inaczej niż woda, i obraz jest nieczytelny. Przy nakrywaniu szkiełko opuszcza się skośnie, żeby nie zamknąć pęcherzyka powietrza.
Pierwsze mikroskopy znacznie różniły się wyglądem od dzisiejszych. Ten z XVI w. miał około 5 cm długości, przykładało się go bezpośrednio do oka, a mimo to umożliwiał powiększenie obrazu ponad 200 razy. Dla porównania: dzisiejszy szkolny mikroskop z okularem 10× i obiektywem 40× daje 400×.
Obserwacje dzielą się ze względu na wielkość obiektu, a granica między nimi jest konkretną liczbą, którą trzeba znać: 0,01 mm.
Dotyczą obiektów o dużych rozmiarach, powyżej 0,01 mm, które możemy zobaczyć bez dodatkowych przyrządów albo za pomocą lornetki czy lupy.
Dotyczą obiektów o rozmiarach poniżej 0,01 mm, czyli takich, których nie dostrzeżemy gołym okiem: wirusów, bakterii, pojedynczych komórek (np. czerwonych krwinek) i organelli komórkowych. Do ich przeprowadzania używamy mikroskopów.
Skąd akurat 0,01 mm? Bo tyle w przybliżeniu wynosi zdolność rozdzielcza ludzkiego oka, czyli najmniejsza odległość między dwoma punktami, przy której są one widziane jako oddzielne punkty, a nie jako jeden punkt. Definicję zdolności rozdzielczej warto umieć dosłownie, bo jest w przypisie i dlatego często umyka.
Oś jest logarytmiczna, czyli każdy krok to dziesięciokrotność. Trzy pasy u góry pokazują, czym da się zobaczyć co. Przesuń palcem, jeśli nie mieści się na ekranie.
| Narzędzie | Powiększenie | Co zobaczysz |
|---|---|---|
| oko człowieka | 1× | obiekty większe niż 0,01 mm, np. pręciki kwiatów pokryte pomarańczowym pyłkiem |
| mikroskop optyczny | ok. 1000× | bakterie, pojedyncze komórki, niektóre organelle, budowa wewnętrzna pręcików, pojedyncze ziarna pyłku |
| mikroskop elektronowy | do 1 000 000× | wirusy, cząsteczki związków chemicznych (m.in. białek), organelle komórkowe, szczegóły budowy ziarna pyłku |
Mikroskopy elektronowe dzielą się na dwa rodzaje, a skrótów warto nie mylić:
Skaningowy skanuje powierzchnię, więc daje bryłę. Transmisyjny prześwietla próbkę na wylot, więc daje przekrój. Jeśli zapamiętasz, co robi wiązka elektronów, nie pomylisz skrótów.
To obserwacja 1 z podręcznika. Problem badawczy: jakie cechy ma obraz obiektu obserwowanego pod mikroskopem? Hipoteza: obraz jest powiększony i odwrócony. Kliknij, żeby zobaczyć, co się dzieje z napisem na szkiełku.
Wniosek: obraz spod mikroskopu jest odwrócony i powiększony. Odwrócony o 180 stopni, czyli zamienione są jednocześnie góra z dołem i lewa strona z prawą. Praktyczny skutek: gdy przesuwasz preparat w prawo, obraz ucieka w lewo, i do tego trzeba się przyzwyczaić.
Do wykonania zdjęcia obiektu oglądanego przez mikroskop możesz użyć aparatu w telefonie. Przybliż obiektyw aparatu do okularu i ustaw obraz tak, aby obiekt był widoczny na ekranie. Wtedy zrób zdjęcie.
Dokumentacja obserwacji mikroskopowej najczęściej ma postać rysunku lub fotografii, i jest bardzo istotnym elementem obserwacji jako metody badawczej, a nie dodatkiem na koniec.
| Obserwacja | Cel | Jak |
|---|---|---|
| 1. Cechy obrazu mikroskopowego | wyjaśnić określony problem badawczy | Napisz swoje imię markerem na szkiełku podstawowym i obejrzyj je pod mikroskopem. Zwróć uwagę na orientację i wielkość liter. |
| 2. Budowa ludzkiego włosa | określić szczegóły wyglądu badanego obiektu | Umieść fragment włosa, np. nasadę, w kropli wody na szkiełku podstawowym i przykryj nakrywkowym. Udokumentuj opisem oraz rysunkiem lub zdjęciem. |
| 3. Okrzemki ze ścianek akwarium | obserwacja żywych obiektów | Zdrap nożykiem niewielką ilość nalotu ze ścianek akwarium, umieść w kropli wody, przykryj szkiełkiem. Okrzemki to jednokomórkowe protisty. |
Zwróć uwagę na różnicę celów: obserwacja 1 sprawdza hipotezę, a obserwacja 2 opisuje budowę. To są dwa różne powody, dla których w ogóle się mikroskopuje, i podręcznik wymienia je wprost: żeby znaleźć odpowiedź na określone pytanie albo żeby poznać szczegóły budowy.
Wszystkie zadania z końca trzech podrozdziałów. Przy tych, które wymagają własnego pomysłu, masz gotowy wzorzec do podstawienia swoich danych.
| 1. Cechy organizmów | Zbudowane z komórek · wykonują czynności życiowe (odżywianie, oddychanie, wydalanie, ruch, reakcje na bodźce, rozmnażanie, wzrost i rozwój) · mają materiał genetyczny w postaci DNA · przekazują cechy potomstwu w postaci genów · podlegają ewolucji przez mutacje · utrzymują homeostazę. |
| 2. Trzy młode dziedziny | Bioinformatyka: analizuje dane biologiczne, głównie sekwencje DNA, RNA i białek, metodami informatycznymi, przy użyciu algorytmów i baz danych. Biogerontologia: bada biologiczne mechanizmy starzenia się organizmów. Bionika: projektuje rozwiązania techniczne wzorowane na budowie i funkcjonowaniu organizmów, na przykład rzep wzorowany na owocach łopianu. Dwa argumenty za znaczącym wpływem: bioinformatyka umożliwia analizę genomów i leczenie dobrane do konkretnego pacjenta, co już dziś dzieje się w onkologii. Biogerontologia zyskuje na znaczeniu, bo społeczeństwa się starzeją, a wydłużenie okresu zdrowego życia ma skutki zdrowotne i gospodarcze. |
| 3. Nagroda Nobla | To zadanie wymaga sprawdzenia aktualnych danych, bo nagrodę przyznaje się co roku w październiku. Szukaj na nobelprize.org w kategorii „Physiology or Medicine”. Przykład, który podaje sam podręcznik: Nobel 2017 za wyjaśnienie mechanizmów kontrolujących rytmy okołodobowe organizmów. |
| 4. Wiedza biologiczna w dwóch zawodach | Dietetyk: musi znać budowę i działanie układu pokarmowego, żeby dobrać dietę do schorzenia, oraz rozumieć metabolizm, żeby obliczyć zapotrzebowanie energetyczne. Rolnik: musi znać fizjologię roślin, żeby wiedzieć, których składników mineralnych wymaga uprawa, oraz biologię szkodników, żeby zaplanować ochronę bez niszczenia zapylaczy. |
| 1. Obserwacja a doświadczenie | W obserwacji badacz w żaden sposób nie wpływa na badany obiekt, zjawisko czy proces, a informacje zbiera zmysłami, czasem przy użyciu narzędzi. W doświadczeniu badacz celowo zmienia jeden z czynników wpływających na badany obiekt i najczęściej pracuje w warunkach laboratoryjnych, żeby kontrolować pozostałe czynniki. |
| 2. Po co próba kontrolna | Żeby określić, czy obserwowany w próbie badawczej efekt rzeczywiście wynika z działania badanego czynnika, a nie z czegoś innego. Bez niej nie ma z czym porównać wyniku. |
| 3. Trzy przykłady z życia | Obserwacje: liczenie ptaków przy karmniku przez tydzień · sprawdzanie, po ilu dniach zakiełkuje pestka awokado w wodzie · notowanie, o której porze kot najczęściej śpi. Doświadczenia: sprawdzenie, czy chleb pleśnieje szybciej w cieple niż w lodówce · sprawdzenie, czy roślina rośnie w kierunku światła, przez zasłonięcie jednej strony · sprawdzenie, czy ocet rozpuszcza skorupkę jajka. |
| 4. Doświadczenie z rzeżuchą | Wzorzec niżej, w osobnym bloku. |
| Problem badawczy | Czy światło wpływa na wzrost rzeżuchy? Albo: Wpływ światła na wzrost rzeżuchy. |
| Hipoteza | Brak dostępu do światła zaburza wzrost rzeżuchy. |
| Materiały | sześć jednakowych doniczek, ta sama ilość tej samej ziemi, nasiona rzeżuchy, woda, miarka, linijka, karton do zaciemnienia |
| Próba badawcza | trzy doniczki z rzeżuchą umieszczone w ciemności (pod kartonem) |
| Próba kontrolna | trzy doniczki z rzeżuchą umieszczone w świetle, na parapecie |
| Warunki stałe | taka sama liczba nasion, ta sama ziemia, ta sama temperatura, ta sama ilość wody podawana w tych samych odstępach. Zmieniamy tylko dostęp do światła. |
| Czas i powtórzenia | siedem dni, po trzy doniczki w każdej próbie, pomiar wysokości co drugi dzień |
| Dokumentacja | tabela z tytułem „Barwa i wysokość siewek rzeżuchy w zależności od dostępu do światła”, kolumny: numer próby, barwa rośliny, średnia wysokość [cm]. Dodatkowo zdjęcia. |
| Wynik | Siewki trzymane w ciemności są wyższe, ale żółte i wiotkie, te w świetle niższe i zielone. Dokładnie takie dane są w tabeli w podręczniku: 30,3 cm i barwa żółta w ciemności, 19,2 cm i barwa zielona w świetle. |
| Wniosek | Brak dostępu do światła zaburza wzrost rzeżuchy: rośliny wydłużają się, ale nie wytwarzają zielonego barwnika. |
To zadanie ma pułapkę. Intuicja podpowiada, że bez światła roślina będzie niższa, a wychodzi odwrotnie: jest wyższa, bo rozpaczliwie szuka światła, i przy tym blada, bo bez światła nie powstaje chlorofil. Zjawisko nazywa się etiolacją. Jeśli to dopiszesz, wniosek będzie znacznie mocniejszy.
| 1. Obserwacja makroskopowa | Najprościej odtworzyć schemat „krok po kroku” z podręcznika. Problem badawczy: Które oko częściej dominuje w badanej grupie uczniów? Hipoteza: W badanej grupie uczniów częściej dominuje oko prawe. Przebieg: badany siada 3 m od ściany, patrzy na wybrany przedmiot, podnosi palec i ustawia go w jednej linii z przedmiotem, zasłania kolejno prawe i lewe oko. Oko, po którego zasłonięciu palec wydaje się przesunięty, jest okiem dominującym. Wynik: tabela z kolumnami „badana osoba”, „dominujące oko prawe”, „dominujące oko lewe”, a na jej podstawie wykres kolumnowy. Wniosek: potwierdzenie albo zaprzeczenie hipotezy. |
| 2. Oblicz powiększenie | Okular 10× i obiektyw 5×, więc 10 × 5 = 50×. Uczeń obserwował liść moczarki kanadyjskiej pod powiększeniem pięćdziesięciokrotnym. |
| 3. Mikroskopy w diagnostyce | Rozmaz krwi: ocena kształtu i liczby krwinek, wykrywanie pasożytów, na przykład zarodźca malarii. Badanie histopatologiczne: oglądanie wycinka tkanki pobranego podczas biopsji, co pozwala rozpoznać nowotwór. Cytologia: badanie komórek pobranych z szyjki macicy. Mikrobiologia: identyfikacja bakterii w preparatach barwionych, na przykład metodą Grama. Badanie osadu moczu: wykrywanie kryształów, bakterii i komórek nabłonka. |
Skorupka jajka ma pory. Z czasem przez nie odparowuje woda, a do środka wnika powietrze, przez co komora powietrzna w tępym końcu jajka się powiększa. Rośnie objętość powietrza, a maleje masa zawartości, więc średnia gęstość jajka spada poniżej gęstości wody i jajko wypływa. Świeże jajko ma gęstość większą od wody i opada na dno.
Okular powiększa 10 razy. Skoro powiększenie całkowite to iloczyn, to obiektyw musi dawać 400 ÷ 10 = 40×. Odpowiedź: obiektyw czterdziestokrotny.
Kliknij kartę, żeby ją odwrócić. Filtry zawężają do jednego działu.
24 pytania z całego rozdziału. Po każdej odpowiedzi dostajesz wyjaśnienie, także gdy trafisz.