Sains hayat mengikut laluan dari besar ke kecil. Baru-baru ini, biologi menerangkan secara eksklusif ciri luaran haiwan, tumbuhan, dan bakteria. Biologi molekul mengkaji organisma hidup pada tahap interaksi molekul individu. Biologi struktur - mengkaji proses dalam sel pada peringkat atom. Jika anda ingin belajar cara "melihat" atom individu, cara biologi struktur berfungsi dan "kehidupan", dan instrumen yang digunakannya, ini adalah tempat untuk anda!

Rakan kongsi umum kitaran ialah syarikat: pembekal terbesar peralatan, reagen dan bahan guna guna untuk penyelidikan dan pengeluaran biologi.

Salah satu misi utama Biomolekul adalah untuk sampai ke akar umbi. Kami bukan sahaja memberitahu anda fakta baharu yang ditemui oleh penyelidik - kami bercakap tentang cara mereka menemuinya, kami cuba menerangkan prinsip teknik biologi. Bagaimana untuk mengeluarkan gen daripada satu organisma dan memasukkannya ke dalam yang lain? Bagaimanakah anda boleh mengesan nasib beberapa molekul kecil dalam sel yang besar? Bagaimana untuk merangsang satu kumpulan kecil neuron dalam otak yang besar?

Oleh itu, kami memutuskan untuk bercakap tentang kaedah makmal dengan lebih sistematik, untuk mengumpulkan dalam satu bahagian teknik biologi yang paling penting dan paling moden. Untuk menjadikannya lebih menarik dan jelas, kami banyak menggambarkan artikel dan juga menambah animasi di sana sini. Kami mahu artikel dalam bahagian baharu itu menarik dan boleh difahami walaupun kepada orang yang lalu lalang. Dan sebaliknya, mereka harus sangat terperinci sehingga seorang profesional pun dapat menemui sesuatu yang baru dalam diri mereka. Kami telah mengumpulkan kaedah kepada 12 kumpulan besar dan akan membuat kalendar biometodologi berdasarkannya. Nantikan kemas kini!

Mengapakah biologi struktur diperlukan?

Seperti yang anda tahu, biologi adalah sains kehidupan. Ia muncul pada awal abad ke-19 dan untuk seratus tahun pertama kewujudannya ia adalah deskriptif semata-mata. Tugas utama biologi pada masa itu dianggap untuk mencari dan mencirikan sebanyak mungkin spesies organisma hidup yang berbeza, dan sedikit kemudian - untuk mengenal pasti hubungan keluarga di antara mereka. Dari masa ke masa dan dengan perkembangan bidang sains lain, beberapa cabang dengan awalan "molekul" muncul dari biologi: genetik molekul, biologi molekul dan biokimia - sains yang mengkaji makhluk hidup pada tahap molekul individu, dan bukan dengan penampilan organisma atau kedudukan relatif organ dalamannya. Akhir sekali, agak baru-baru ini (dalam 50-an abad yang lalu) bidang ilmu seperti biologi struktur- sains yang mengkaji proses dalam organisma hidup pada tahap perubahan struktur ruang makromolekul individu. Pada asasnya, biologi struktur berada di persimpangan tiga sains yang berbeza. Pertama, ini adalah biologi, kerana sains mengkaji objek hidup, kedua, fizik, kerana senjata terluas kaedah eksperimen fizikal digunakan, dan ketiga, kimia, kerana mengubah struktur molekul adalah objek disiplin khusus ini.

Biologi struktur mengkaji dua kelas utama sebatian - protein ("badan kerja" utama semua organisma yang diketahui) dan asid nukleik (molekul "maklumat" utama). Terima kasih kepada biologi struktur yang kita tahu bahawa DNA mempunyai struktur heliks berganda, bahawa tRNA harus digambarkan sebagai huruf vintaj "L", dan bahawa ribosom mempunyai subunit besar dan kecil yang terdiri daripada protein dan RNA dalam konformasi tertentu.

Matlamat global biologi struktur, seperti mana-mana sains lain, adalah "untuk memahami bagaimana semuanya berfungsi." Dalam bentuk apakah rantai protein yang menyebabkan sel membelah terlipat, bagaimana pembungkusan enzim berubah semasa proses kimia yang dijalankannya, di tempat manakah hormon pertumbuhan dan reseptornya berinteraksi - ini adalah soalan yang ini jawapan sains. Selain itu, matlamat yang berasingan adalah untuk mengumpul jumlah data sedemikian rupa sehingga soalan-soalan ini (pada objek yang belum dikaji) boleh dijawab pada komputer tanpa menggunakan eksperimen yang mahal.

Sebagai contoh, anda perlu memahami bagaimana sistem bioluminescence dalam cacing atau kulat berfungsi - mereka menguraikan genom, berdasarkan data ini mereka menemui protein yang dikehendaki dan meramalkan struktur ruangnya bersama-sama dengan mekanisme operasi. Perlu diketahui, bagaimanapun, bahawa setakat ini kaedah sedemikian hanya wujud pada peringkat awal mereka, dan masih mustahil untuk meramalkan struktur protein dengan tepat, hanya mempunyai gennya. Sebaliknya, keputusan biologi struktur mempunyai aplikasi dalam bidang perubatan. Seperti yang diharapkan oleh ramai penyelidik, pengetahuan tentang struktur biomolekul dan mekanisme kerja mereka akan membolehkan pembangunan ubat-ubatan baru secara rasional, dan bukan melalui percubaan dan kesilapan (penyaringan pemprosesan tinggi, secara tegas), seperti yang paling kerap dilakukan. sekarang. Dan ini bukan fiksyen sains: sudah ada banyak ubat yang dicipta atau dioptimumkan menggunakan biologi struktur.

Sejarah biologi struktur

Sejarah biologi struktur (Rajah 1) agak singkat dan bermula pada awal 1950-an, apabila James Watson dan Francis Crick, berdasarkan data daripada Rosalind Franklin mengenai pembelauan sinar-X daripada kristal DNA, memasang model yang kini telaga- heliks berganda dikenali daripada set pembinaan vintaj. Sedikit lebih awal, Linus Pauling membina model pertama yang munasabah bagi -helix, salah satu unsur asas struktur sekunder protein (Rajah 2).

Lima tahun kemudian, pada tahun 1958, struktur protein pertama di dunia ditentukan - myoglobin (protein serat otot) ikan paus sperma (Rajah 3). Ia tidak kelihatan secantik struktur moden, sudah tentu, tetapi ia merupakan satu peristiwa penting dalam pembangunan sains moden.

Rajah 3b. Struktur ruang pertama molekul protein. John Kendrew dan Max Perutz menunjukkan struktur spatial myoglobin, yang dipasang daripada set pembinaan khas.

Sepuluh tahun kemudian, pada 1984-1985, struktur pertama ditentukan oleh spektroskopi resonans magnetik nuklear. Sejak saat itu, beberapa penemuan utama telah berlaku: pada tahun 1985, struktur kompleks pertama enzim dengan perencatnya diperolehi, pada tahun 1994, struktur ATP sintase, "mesin" utama loji kuasa sel kita ( mitokondria), telah ditentukan, dan sudah pada tahun 2000, struktur spatial pertama diperolehi "kilang" protein - ribosom, yang terdiri daripada protein dan RNA (Rajah 6). Pada abad ke-21, perkembangan biologi struktur telah berkembang pesat, disertai dengan pertumbuhan yang meletup dalam bilangan struktur spatial. Struktur banyak kelas protein telah diperolehi: reseptor hormon dan sitokin, reseptor yang digabungkan dengan protein G, reseptor seperti tol, protein sistem imun, dan lain-lain lagi.

Dengan kemunculan teknologi pengimejan dan pengimejan mikroskopi cryoelectron baharu pada tahun 2010-an, banyak struktur protein membran resolusi super kompleks telah muncul. Kemajuan biologi struktur tidak disedari: 14 Hadiah Nobel telah dianugerahkan untuk penemuan dalam bidang ini, lima daripadanya pada abad ke-21.

Kaedah biologi struktur

Penyelidikan dalam bidang biologi struktur dijalankan menggunakan beberapa kaedah fizikal, di mana hanya tiga yang memungkinkan untuk mendapatkan struktur spatial biomolekul pada resolusi atom. Kaedah biologi struktur adalah berdasarkan pengukuran interaksi bahan yang dikaji dengan pelbagai jenis gelombang elektromagnet atau zarah asas. Semua kaedah memerlukan sumber kewangan yang besar - kos peralatan selalunya menakjubkan.

Dari segi sejarah, kaedah pertama biologi struktur ialah analisis pembelauan sinar-X (XRD) (Rajah 7). Kembali pada awal abad ke-20, didapati bahawa dengan menggunakan corak pembelauan sinar-X pada kristal, seseorang boleh mengkaji sifatnya - jenis simetri sel, panjang ikatan antara atom, dll. Jika terdapat sebatian organik dalam sel kekisi kristal, maka koordinat atom boleh dikira, dan, oleh itu, , struktur kimia dan spatial molekul ini. Ini adalah bagaimana struktur penisilin diperoleh pada tahun 1949, dan pada tahun 1953 - struktur heliks berganda DNA.

Nampaknya semuanya mudah, tetapi ada nuansa.

Pertama, anda perlu mendapatkan kristal, dan saiznya mestilah cukup besar (Rajah 8). Walaupun ini boleh dilaksanakan untuk molekul yang tidak terlalu kompleks (ingat bagaimana garam meja atau kuprum sulfat mengkristal!), penghabluran protein ialah tugas yang kompleks yang memerlukan prosedur yang tidak jelas untuk mencari keadaan optimum. Sekarang ini dilakukan dengan bantuan robot khas yang menyediakan dan memantau beratus-ratus penyelesaian yang berbeza untuk mencari kristal protein "bertunas". Walau bagaimanapun, pada hari-hari awal kristalografi, mendapatkan kristal protein boleh mengambil masa bertahun-tahun yang berharga.

Kedua, berdasarkan data yang diperolehi ("mentah" corak difraksi; Rajah 8), struktur perlu "dikira". Pada masa kini ini juga merupakan tugas rutin, tetapi 60 tahun yang lalu, dalam era teknologi lampu dan kad tebuk, ia tidak begitu mudah.

Ketiga, walaupun mungkin untuk mengembangkan kristal, struktur spatial protein tidak semestinya ditentukan: untuk ini, protein mesti mempunyai struktur yang sama di semua tapak kekisi, yang tidak selalu berlaku. .

Dan keempat, kristal jauh dari keadaan semula jadi protein. Mempelajari protein dalam kristal adalah seperti mengkaji orang dengan memasukkan sepuluh daripadanya ke dalam dapur kecil yang berasap: anda boleh mengetahui bahawa orang mempunyai lengan, kaki dan kepala, tetapi tingkah laku mereka mungkin tidak sama seperti dalam persekitaran yang selesa. Walau bagaimanapun, pembelauan sinar-X adalah kaedah yang paling biasa untuk menentukan struktur spatial, dan 90% daripada kandungan PDB diperoleh menggunakan kaedah ini.

SAR memerlukan sumber sinar-X yang berkuasa - pemecut elektron atau laser elektron bebas (Gamb. 9). Sumber sedemikian mahal - beberapa bilion dolar AS - tetapi biasanya satu sumber digunakan oleh ratusan atau bahkan ribuan kumpulan di seluruh dunia dengan bayaran yang agak nominal. Tiada sumber yang berkuasa di negara kita, jadi kebanyakan saintis mengembara dari Rusia ke Amerika Syarikat atau Eropah untuk menganalisis kristal yang terhasil. Anda boleh membaca lebih lanjut mengenai kajian romantis ini dalam artikel " Makmal Penyelidikan Lanjutan Protein Membran: Dari Gen ke Angstrom» .

Seperti yang telah disebutkan, analisis pembelauan sinar-X memerlukan sumber sinaran sinar-X yang kuat. Semakin kuat sumbernya, semakin kecil kristal itu, dan semakin sedikit ahli biologi kesakitan dan jurutera genetik perlu bertahan untuk mendapatkan kristal yang malang itu. Sinaran sinar-X paling mudah dihasilkan dengan mempercepatkan pancaran elektron dalam sinkrotron atau siklotron - pemecut gelang gergasi. Apabila elektron mengalami pecutan, ia memancarkan gelombang elektromagnet dalam julat frekuensi yang dikehendaki. Baru-baru ini, sumber sinaran kuasa ultra tinggi baharu telah muncul - laser elektron bebas (XFEL).

Prinsip operasi laser agak mudah (Rajah 9). Pertama, elektron dipercepatkan kepada tenaga tinggi menggunakan magnet superkonduktor (panjang pemecut 1–2 km), dan kemudian melalui apa yang dipanggil undulators - set magnet kekutuban yang berbeza.

Rajah 9. Prinsip pengendalian laser elektron bebas. Rasuk elektron dipercepatkan, melalui undulator dan memancarkan sinar gamma, yang jatuh pada sampel biologi.

Melepasi undulator, elektron mula menyimpang secara berkala dari arah rasuk, mengalami pecutan dan memancarkan sinaran sinar-X. Oleh kerana semua elektron bergerak dengan cara yang sama, sinaran dikuatkan disebabkan oleh fakta bahawa elektron lain dalam rasuk mula menyerap dan memancarkan semula gelombang sinar-X dengan frekuensi yang sama. Semua elektron memancarkan sinaran secara serentak dalam bentuk denyar yang sangat kuat dan sangat pendek (bertahan kurang daripada 100 femtosaat). Kuasa pancaran sinar-X adalah sangat tinggi sehingga satu denyar pendek menukarkan kristal kecil kepada plasma (Rajah 10), tetapi dalam beberapa femtosaat semasa kristal masih utuh, imej berkualiti tinggi boleh diperolehi kerana keamatan yang tinggi. dan keselarasan pancaran. Kos laser sedemikian ialah $1.5 bilion, dan terdapat hanya empat pemasangan sedemikian di dunia (terletak di Amerika Syarikat (Rajah 11), Jepun, Korea dan Switzerland). Pada tahun 2017, ia dirancang untuk memulakan operasi kelima - Eropah - laser, dalam pembinaan yang mana Rusia turut serta.

Rajah 10. Penukaran protein kepada plasma dalam 50 fs di bawah pengaruh nadi laser elektron bebas. Femtosaat = 1/1000000000000000 saat.

Menggunakan spektroskopi NMR, kira-kira 10% daripada struktur spatial dalam PDB telah ditentukan. Di Rusia terdapat beberapa spektrometer NMR sensitif ultra berkuasa, yang menjalankan kerja bertaraf dunia. Makmal NMR terbesar bukan sahaja di Rusia, tetapi di seluruh ruang timur Prague dan barat Seoul, terletak di Institut Kimia Bioorganik Akademi Sains Rusia (Moscow).

Spektrometer NMR ialah contoh hebat kejayaan teknologi mengatasi kecerdasan. Seperti yang telah kami nyatakan, untuk menggunakan kaedah spektroskopi NMR, medan magnet yang kuat diperlukan, jadi jantung peranti adalah magnet superkonduktor - gegelung yang diperbuat daripada aloi khas yang direndam dalam helium cecair (-269 °C). Helium cecair diperlukan untuk mencapai superkonduktiviti. Untuk mengelakkan helium daripada menyejat, tangki nitrogen cecair yang besar (-196 °C) dibina di sekelilingnya. Walaupun ia adalah elektromagnet, ia tidak menggunakan elektrik: gegelung superkonduktor tidak mempunyai rintangan. Walau bagaimanapun, magnet mesti sentiasa "disuap" dengan helium cecair dan nitrogen cecair (Rajah 15). Jika anda tidak menjejaki, "pelindapkejutan" akan berlaku: gegelung akan menjadi panas, helium akan menyejat secara meletup, dan peranti akan pecah ( cm. video). Ia juga penting bahawa medan dalam sampel sepanjang 5 cm adalah sangat seragam, jadi peranti mengandungi beberapa dozen magnet kecil yang diperlukan untuk memperhalusi medan magnet.

Video. Pelindapkejutan terancang spektrometer 21.14 Tesla NMR.

Untuk menjalankan pengukuran, anda memerlukan sensor - gegelung khas yang kedua-duanya menghasilkan sinaran elektromagnet dan mendaftarkan isyarat "terbalik" - ayunan momen magnetik sampel. Untuk meningkatkan kepekaan sebanyak 2-4 kali, penderia disejukkan kepada suhu -200 °C, dengan itu menghapuskan hingar haba. Untuk melakukan ini, mereka membina mesin khas - cryoplatform, yang menyejukkan helium ke suhu yang diperlukan dan mengepamnya di sebelah pengesan.

Terdapat keseluruhan kumpulan kaedah yang bergantung pada fenomena penyerakan cahaya, sinar-X atau pancaran neutron. Kaedah ini, berdasarkan keamatan sinaran/penyerakan zarah pada pelbagai sudut, memungkinkan untuk menentukan saiz dan bentuk molekul dalam larutan (Rajah 16). Penyerakan tidak dapat menentukan struktur molekul, tetapi ia boleh digunakan sebagai bantuan kepada kaedah lain, seperti spektroskopi NMR. Instrumen untuk mengukur serakan cahaya agak murah, berharga "hanya" kira-kira $100,000, manakala kaedah lain memerlukan pemecut zarah di tangan, yang boleh menghasilkan pancaran neutron atau aliran sinar-X yang berkuasa.

Kaedah lain yang mana struktur tidak dapat ditentukan, tetapi beberapa data penting boleh diperolehi, ialah pemindahan tenaga pendarfluor resonan(FRET). Kaedah ini menggunakan fenomena pendarfluor - keupayaan beberapa bahan untuk menyerap cahaya satu panjang gelombang sambil memancarkan cahaya panjang gelombang yang lain. Anda boleh memilih sepasang sebatian, untuk salah satunya (penderma) cahaya yang dipancarkan semasa pendarfluor akan sepadan dengan panjang gelombang penyerapan ciri kedua (penerima). Siarkan penderma dengan laser dengan panjang gelombang yang diperlukan dan ukur pendarfluor penerima. Kesan FRET bergantung pada jarak antara molekul, jadi jika anda memperkenalkan penderma dan penerima pendarfluor ke dalam molekul dua protein atau domain berbeza (unit struktur) protein yang sama, anda boleh mengkaji interaksi antara protein atau kedudukan relatif domain dalam sebuah protein. Pendaftaran dijalankan menggunakan mikroskop optik, jadi FRET adalah kaedah yang murah, walaupun bermaklumat rendah, penggunaannya dikaitkan dengan kesukaran dalam mentafsir data.

Akhirnya, kita tidak boleh gagal untuk menyebut "kaedah impian" ahli biologi struktur - pemodelan komputer (Rajah 17). Idea kaedah ini adalah untuk menggunakan pengetahuan moden tentang struktur dan undang-undang tingkah laku molekul untuk mensimulasikan tingkah laku protein dalam model komputer. Sebagai contoh, menggunakan kaedah dinamik molekul, anda boleh memantau dalam masa nyata pergerakan molekul atau proses "mengumpul" protein (lipatan) dengan satu "tetapi": masa maksimum yang boleh dikira tidak melebihi 1 ms , yang sangat singkat, tetapi pada masa yang sama memerlukan sumber pengiraan yang besar (Rajah 18). Adalah mungkin untuk mengkaji tingkah laku sistem dalam tempoh masa yang lebih lama, tetapi ini dicapai dengan mengorbankan kehilangan ketepatan yang tidak boleh diterima.

Pemodelan komputer digunakan secara aktif untuk menganalisis struktur spatial protein. Menggunakan dok, mereka mencari ubat berpotensi yang mempunyai kecenderungan tinggi untuk berinteraksi dengan protein sasaran. Pada masa ini, ketepatan ramalan masih rendah, tetapi dok boleh menyempitkan dengan ketara julat bahan berpotensi aktif yang perlu diuji untuk pembangunan ubat baharu.

Bidang utama aplikasi praktikal hasil biologi struktur adalah pembangunan ubat-ubatan atau, seperti yang kini bergaya untuk mengatakan, reka bentuk seret. Terdapat dua cara untuk mereka bentuk ubat berdasarkan data struktur: anda boleh bermula dari ligan atau dari protein sasaran. Jika beberapa ubat yang bertindak ke atas protein sasaran sudah diketahui dan struktur kompleks protein-ubat telah diperoleh, anda boleh mencipta model "ubat ideal" mengikut sifat "poket" yang mengikat pada permukaan molekul protein, kenal pasti ciri-ciri yang diperlukan bagi ubat yang berpotensi dan cari di antara semua sebatian semula jadi dan tidak begitu diketahui. Malah mungkin untuk membina hubungan antara sifat struktur ubat dan aktivitinya. Sebagai contoh, jika molekul mempunyai busur di atas, maka aktivitinya lebih tinggi daripada molekul tanpa busur. Dan lebih banyak haluan dicas, lebih baik ubat itu berfungsi. Ini bermakna daripada semua molekul yang diketahui, anda perlu mencari sebatian dengan busur bercas terbesar.

Satu lagi cara ialah menggunakan struktur sasaran untuk mencari pada komputer untuk sebatian yang berpotensi mampu berinteraksi dengannya di tempat yang betul. Dalam kes ini, perpustakaan serpihan - kepingan kecil bahan - biasanya digunakan. Jika anda menjumpai beberapa serpihan yang baik yang berinteraksi dengan sasaran di tempat yang berbeza, tetapi berdekatan antara satu sama lain, anda boleh membina ubat daripada serpihan dengan "mencantum" mereka bersama-sama. Terdapat banyak contoh pembangunan ubat yang berjaya menggunakan biologi struktur. Kes pertama yang berjaya bermula pada tahun 1995: kemudian dorzolamide, ubat untuk glaukoma, telah diluluskan untuk digunakan.

Trend umum dalam penyelidikan biologi semakin condong ke arah bukan sahaja kualitatif, tetapi juga penerangan kuantitatif alam semula jadi. Biologi struktur adalah contoh utama ini. Dan ada sebab untuk mempercayai bahawa ia akan terus memberi manfaat bukan sahaja sains asas, tetapi juga perubatan dan bioteknologi.

Kalendar

Berdasarkan artikel projek khas, kami memutuskan untuk membuat kalendar "12 kaedah biologi" untuk 2019. Artikel ini mewakili bulan Mac.

kesusasteraan

1. Bioluminesensi: Kelahiran semula;
2. Kejayaan kaedah komputer: ramalan struktur protein;
3. Heping Zheng, Katarzyna B Handing, Matthew D Zimmerman, Ivan G Shabalin, Steven C Almo, Wladek Minor. (2015).

Matlamat

• Pendidikan: terus mengembangkan pengetahuan tentang biologi sebagai sains; memberi konsep tentang cabang utama biologi dan objek yang mereka pelajari;
• Perkembangan: untuk membangunkan kemahiran dalam bekerja dengan sumber sastera, mengembangkan keupayaan untuk membuat hubungan analitik;
• Pendidikan: luaskan ufuk anda, bentuk persepsi holistik tentang dunia.

Tugasan

1. Mendedahkan peranan biologi, antara sains lain.
2. Mendedahkan kaitan antara biologi dengan sains lain.
3. Tentukan apakah cabang kajian biologi yang berbeza.
4. Tentukan peranan biologi dalam kehidupan orang .
5. Ketahui fakta menarik tentang topik daripada video yang dibentangkan dalam pelajaran.

Terma dan konsep

• Biologi adalah kompleks sains yang objek kajiannya adalah makhluk hidup dan interaksinya dengan alam sekitar.
• Kehidupan adalah satu bentuk aktif kewujudan jirim, dalam erti kata yang lebih tinggi daripada bentuk fizikal dan kimia kewujudannya; satu set proses fizikal dan kimia yang berlaku dalam sel yang membenarkan metabolisme dan pembahagian sel.
• Sains adalah sfera aktiviti manusia yang bertujuan untuk membangunkan dan secara teori sistematik pengetahuan objektif tentang realiti.

Semasa kelas

Mengemas kini pengetahuan

Ingat apa yang dipelajari biologi.
Namakan cabang biologi yang anda ketahui.
Cari jawapan yang betul:
1. Kajian botani:
A) tumbuhan
B) haiwan
B) alga sahaja
2. Kajian cendawan berlaku dalam rangka kerja:
A) ahli botani;
B) virologi;
B) mikologi.
3. Dalam biologi, beberapa kerajaan dibezakan, iaitu:
A) 4
B) 5
PADA 7
4. Dalam biologi, seseorang merujuk kepada:
A) Kerajaan Haiwan
B) Mamalia Subkelas;
C) Jenis Homo sapiens.

Menggunakan Rajah 1, ingat berapa banyak kerajaan yang dibezakan dalam biologi:

nasi. 1 Kerajaan organisma hidup

Mempelajari bahan baharu

Istilah "biologi" pertama kali dicadangkan pada tahun 1797 oleh profesor Jerman T. Rusom. Tetapi ia mula digunakan secara aktif hanya pada tahun 1802, selepas penggunaan istilah ini konkrit bertetulang. Lamarck dalam karyanya.

Hari ini, biologi adalah kompleks sains yang dibentuk oleh disiplin saintifik bebas yang berurusan dengan objek penyelidikan tertentu.

Di antara "cabang" biologi, kita boleh menamakan sains seperti:
- botani ialah sains yang mengkaji tumbuh-tumbuhan dan subseksyennya: mikologi, lichenologi, briologi, geobotani, paleobotani;
- zoologi– sains yang mengkaji haiwan dan subseksyennya: ichthyology, arachnology, ornithology, ethology;
- ekologi - sains hubungan antara organisma hidup dan persekitaran luaran;
- anatomi - sains struktur dalaman semua makhluk hidup;
- morfologi ialah sains yang mengkaji struktur luaran organisma hidup;
- sitologi ialah sains yang berkaitan dengan kajian sel;
- serta histologi, genetik, fisiologi, mikrobiologi dan lain-lain.

Secara umum, anda boleh melihat keseluruhan sains biologi dalam Rajah 2:

nasi. 2 Sains biologi

Pada masa yang sama, seluruh siri sains dibezakan, yang terbentuk sebagai hasil interaksi rapat biologi dengan sains lain, dan mereka dipanggil bersepadu. Sains sedemikian boleh dengan selamat termasuk: biokimia, biofizik, biogeografi, bioteknologi, radiobiologi, biologi angkasa dan lain-lain. Rajah 3 menunjukkan sains utama kamiran kepada biologi

nasi. 3. Sains biologi bersepadu

Pengetahuan tentang biologi adalah penting untuk manusia.
Tugasan 1: Cuba rumuskan sendiri apakah sebenarnya kepentingan ilmu biologi untuk manusia?
Tugasan 2: Tonton video berikut tentang evolusi dan tentukan sains biologi yang diperlukan untuk menciptanya

Sekarang mari kita ingat jenis pengetahuan yang diperlukan oleh seseorang dan mengapa:
- untuk menentukan pelbagai penyakit badan. Rawatan dan pencegahan mereka memerlukan pengetahuan tentang tubuh manusia, yang bermaksud pengetahuan tentang: anatomi, fisiologi, genetik, sitologi. Terima kasih kepada pencapaian biologi, industri mula menghasilkan ubat-ubatan, vitamin, dan bahan aktif secara biologi;

Dalam industri makanan adalah perlu untuk mengetahui botani, biokimia, fisiologi manusia;
- dalam bidang pertanian, pengetahuan tentang botani dan biokimia diperlukan. Terima kasih kepada kajian hubungan antara organisma tumbuhan dan haiwan, telah menjadi mungkin untuk mencipta kaedah biologi untuk mengawal perosak tanaman. Sebagai contoh, pengetahuan kompleks botani dan zoologi ditunjukkan dalam pertanian, dan ini dapat dilihat dalam video pendek

Dan ini hanyalah senarai pendek "peranan berguna pengetahuan biologi" dalam kehidupan manusia.
Video berikut akan membantu anda memahami lebih lanjut tentang peranan biologi dalam kehidupan.

Tidak mungkin untuk mengeluarkan pengetahuan biologi daripada pengetahuan wajib, kerana biologi mengkaji kehidupan kita, biologi menyediakan pengetahuan yang digunakan dalam kebanyakan bidang kehidupan manusia.

Tugasan 3. Terangkan mengapa biologi moden dipanggil sains kompleks.

Penyatuan ilmu

1. Apakah biologi?
2. Namakan subseksyen botani.
3. Apakah peranan ilmu anatomi dalam kehidupan manusia?
4. Pengetahuan tentang sains apa yang diperlukan untuk perubatan?
5. Siapakah yang pertama kali mengenal pasti konsep biologi?
6. Lihat Rajah 4 dan tentukan sains yang mengkaji objek yang digambarkan:

Rajah.4. Sains apa yang mengkaji objek ini?

7. Kaji Rajah 5, namakan semua organisma hidup dan sains yang mengkajinya

nasi. 5. Organisma hidup

Kerja rumah

1. Memproses bahan buku teks - perenggan 1
2. Tulis dalam buku nota dan pelajari istilah: biologi, kehidupan, sains.
3. Tulis dalam buku nota semua bahagian dan subseksyen biologi sebagai sains, cirikan secara ringkas.

Baru-baru ini, seekor ikan tanpa mata, Phreatichthys andruzzii, ditemui tinggal di dalam gua bawah tanah, yang jam dalamannya ditetapkan bukan kepada 24 (seperti haiwan lain), tetapi kepada 47 jam. Mutasi harus dipersalahkan untuk ini, yang mematikan semua reseptor sensitif cahaya pada badan ikan ini.

Jumlah spesies biologi yang hidup di planet kita dianggarkan oleh saintis sebanyak 8.7 juta, dan tidak lebih daripada 20% daripada jumlah ini telah ditemui dan diklasifikasikan pada masa ini.

Ikan ais, atau ikan putih, hidup di perairan Antartika. Ini adalah satu-satunya spesies vertebrata yang tidak mempunyai sel darah merah atau hemoglobin dalam darah - oleh itu darah ikan ais tidak berwarna. Metabolisme mereka hanya berdasarkan oksigen yang terlarut secara langsung dalam darah

Perkataan "bajingan" berasal daripada kata kerja "berzina" dan pada asalnya bermaksud hanya anak haram haiwan baka tulen. Dari masa ke masa, dalam biologi perkataan ini digantikan dengan istilah "hibrid", tetapi ia menjadi kesat berhubung dengan orang.

Senarai sumber yang digunakan

1. Pelajaran "Biologi - sains kehidupan" Konstantinova E. A., guru biologi di sekolah menengah No. 3, Tver
2. Pengajaran “Pengenalan. Biologi ialah sains kehidupan” Titorov Yu.I., guru biologi, pengarah KL di Kemerovo.
3. Pelajaran "Biologi - sains kehidupan" Nikitina O.V., guru biologi di Institusi Pendidikan Perbandaran "Sekolah Menengah No. 8, Cherepovets.
4. Zakharov V.B., Kozlova T.A., Mamontov S.G. "Biologi" (edisi ke-4) -L.: Akademi, 2011.- 512 p.
5. Matyash N.Yu., Shabatura N.N. Biologi darjah 9 - K.: Geneza, 2009. - 253 p.

Disunting dan dihantar oleh Borisenko I.N.

Kami mengerjakan pelajaran

Borisenko I.N.

Konstantinova E.A.

Titorov Yu.I.

Nikitina O.V.

Biologi- ilmu alam hidup.

Biologi mengkaji kepelbagaian makhluk hidup, struktur badan mereka dan fungsi organ mereka, pembiakan dan perkembangan organisma, serta pengaruh manusia terhadap alam hidup.

Nama sains ini berasal daripada dua perkataan Yunani “ bios" - "kehidupan dan " logo"-"sains, perkataan."

Salah seorang pengasas sains organisma hidup ialah saintis Yunani kuno yang hebat (384 - 322 SM). Beliau adalah orang pertama yang menyamaratakan pengetahuan biologi yang diperoleh oleh manusia sebelum beliau. Saintis mencadangkan klasifikasi pertama haiwan, menggabungkan organisma hidup yang serupa dalam struktur ke dalam kumpulan, dan menetapkan tempat untuk manusia di dalamnya.

Selepas itu, ramai saintis yang mengkaji pelbagai jenis organisma hidup yang mendiami planet kita memberi sumbangan kepada pembangunan biologi.

Keluarga Sains Hayat

Biologi ialah sains alam. Bidang penyelidikan ahli biologi sangat besar: ia merangkumi pelbagai mikroorganisma, tumbuhan, kulat, haiwan (termasuk manusia), struktur dan fungsi organisma, dsb.

Oleh itu, biologi bukan sekadar sains, tetapi seluruh keluarga yang terdiri daripada banyak sains yang berasingan.

Terokai rajah interaktif tentang keluarga sains biologi dan ketahui cabang kajian biologi yang berbeza.

Anatomi- sains tentang bentuk dan struktur organ individu, sistem dan badan secara keseluruhan.

Fisiologi- sains tentang fungsi penting organisma, sistem, organ dan tisu mereka, dan proses yang berlaku dalam badan.

Sitologi- sains tentang struktur dan fungsi sel.

Zoologi - sains yang mengkaji haiwan.

Bahagian Zoologi:

• Entomologi ialah sains serangga.

Terdapat beberapa bahagian di dalamnya: koleopterologi (kajian kumbang), lepidopterologi (kajian rama-rama), myrmecology (kajian semut).

• Ichthyology ialah ilmu tentang ikan.
• Ornitologi ialah ilmu burung.
• Teriologi ialah sains mamalia.

Botani - sains yang mengkaji tumbuhan.

Mikologi- ilmu yang mengkaji cendawan.

Protistologi - sains yang mengkaji protozoa.

Virologi - sains yang mengkaji virus.

Bakteriologi - sains yang mengkaji bakteria.

Maksud biologi

Biologi berkait rapat dengan banyak aspek aktiviti praktikal manusia - pertanian, pelbagai industri, perubatan.

Kejayaan pembangunan pertanian hari ini sebahagian besarnya bergantung kepada ahli biologi-penternak yang terlibat dalam menambah baik sedia ada dan mencipta varieti baru tumbuhan yang ditanam dan baka haiwan domestik.

Terima kasih kepada pencapaian biologi, industri mikrobiologi telah dicipta dan berjaya berkembang. Sebagai contoh, orang memperoleh kefir, yogurt, yogurt, keju, kvass dan banyak produk lain berkat aktiviti jenis kulat dan bakteria tertentu. Menggunakan bioteknologi moden, perusahaan menghasilkan ubat-ubatan, vitamin, bahan tambahan makanan, produk perlindungan tumbuhan daripada perosak dan penyakit, baja dan banyak lagi.

Pengetahuan tentang undang-undang biologi membantu merawat dan mencegah penyakit manusia.

Setiap tahun orang menggunakan sumber semula jadi lebih dan lebih. Teknologi berkuasa mengubah dunia dengan begitu pantas sehingga kini hampir tiada sudut alam semula jadi yang belum disentuh tinggal di Bumi.

Untuk mengekalkan keadaan normal untuk kehidupan manusia, adalah perlu untuk memulihkan persekitaran semula jadi yang musnah. Ini hanya boleh dilakukan oleh orang yang mengetahui undang-undang alam dengan baik. Pengetahuan biologi serta sains biologi ekologi membantu kami menyelesaikan masalah memelihara dan memperbaiki keadaan hidup di planet ini.

Selesaikan tugas interaktif -

Apakah biologi? Biologi ialah sains kehidupan, tentang organisma hidup yang hidup di Bumi.

Gambar 3 daripada pembentangan “Sains” untuk pelajaran biologi mengenai topik "Biologi"

Dimensi: 720 x 540 piksel, format: jpg. Untuk memuat turun gambar percuma untuk pelajaran biologi, klik kanan pada imej dan klik "Simpan imej sebagai...". Untuk memaparkan gambar dalam pelajaran, anda juga boleh memuat turun keseluruhan pembentangan "Science.ppt" dengan semua gambar dalam arkib zip secara percuma. Saiz arkib ialah 471 KB.

Biologi

"Kaedah penyelidikan dalam biologi" - Sejarah perkembangan biologi sebagai sains. Merancang eksperimen, memilih teknik. Rancangan pengajaran: Untuk menyelesaikan masalah global kemanusiaan yang memerlukan pengetahuan biologi? Topik: Disiplin sempadan: Tugasan: Morfologi, anatomi, fisiologi, sistematik, paleontologi. Maksud biologi." Biologi adalah sains kehidupan.

"Saintis Lomonosov" - Menekankan kepentingan meneroka Laluan Laut Utara dan membangunkan Siberia. 19 November 1711 - 15 April 1765 (53 tahun). 10 Jun 1741. Penemuan. Beliau membangunkan konsep atom dan molekul tentang struktur jirim. Idea. Flogiston dikecualikan daripada senarai agen kimia. Kerja. Sebagai penyokong deisme, dia melihat fenomena alam secara materialistik.

"Ahli Botani Vavilov" - Institut Botani Gunaan All-Union. Pada tahun 1906, Nikolai Ivanovich Vavilov. Pada tahun 1924 Dilengkapkan oleh: Babicheva Roxana dan Zhdanova Lyudmila, pelajar gred 10B. Kewibawaan Vavilov sebagai saintis dan penganjur sains berkembang. Di Merton (England), di makmal genetik Institut Hortikultur. N. I. Vavilov dilahirkan pada 26 November 1887 di Moscow.

"Aktiviti projek" - Alekseeva E.V. Rancangan kuliah. Guru menjadi pengarang projek. Semak imbas sumber tambahan. Teknologi model maklumat proses pendidikan. Mereka bentuk pelajaran biologi. Aktiviti projek. Teori dan amalan. (Kaedah projek). Peringkat kerja guru. Teori dan amalan. Blok utama dalam projek.

"Sains Alam Semula Jadi" - Reka bentuk buku kerja. 3. Biologi - ilmu alam hidup. Biologi ialah ilmu alam yang hidup. Bakteria. cendawan. Mereka terdiri daripada satu sel dan tidak mempunyai nukleus. Mark Cicero. Biologi mengkaji organisma hidup. Mereka mempunyai klorofil dan membentuk bahan organik dalam cahaya, membebaskan oksigen. Soalan: Apakah kajian biologi?

Spesifik lukisan biologi untuk pelajar sekolah menengah

Lukisan biologi adalah salah satu alat yang diterima umum untuk mengkaji objek dan struktur biologi. Terdapat banyak teknik yang baik untuk menangani masalah ini.

Sebagai contoh, dalam buku tiga jilid "Biologi" oleh Green, Stout, dan Taylor, peraturan lukisan biologi berikut dirumuskan.

1. Ia perlu menggunakan kertas lukisan dengan ketebalan dan kualiti yang sesuai. Garis pensel hendaklah dipadamkan dengan mudah daripadanya.

2. Pensel mestilah tajam, kekerasan HB (dalam sistem kami - TM), bukan berwarna.

3. Lukisan hendaklah:

– cukup besar – lebih banyak elemen yang membentuk objek yang dikaji, lebih besar lukisan itu sepatutnya;
– ringkas – sertakan garis besar struktur dan butiran penting lain untuk menunjukkan lokasi dan hubungan elemen individu;
– dilukis dengan garisan nipis dan berbeza – setiap baris mesti difikirkan dan kemudian dilukis tanpa mengangkat pensel daripada kertas; jangan menetas atau cat;
– inskripsi hendaklah selengkap mungkin, garisan yang datang daripadanya tidak boleh bersilang; Tinggalkan ruang di sekeliling lukisan untuk tandatangan.

4. Jika perlu, buat dua lukisan: lukisan skematik yang menunjukkan ciri utama, dan lukisan terperinci bahagian kecil. Contohnya, pada pembesaran rendah, lukis pelan keratan rentas tumbuhan, dan pada pembesaran tinggi, lukis struktur sel yang terperinci (bahagian besar lukisan digariskan pada pelan dengan baji atau segi empat sama).

5. Anda hanya perlu melukis apa yang anda lihat, dan bukan apa yang anda fikir anda lihat, dan, sudah tentu, jangan menyalin lukisan daripada buku.

6. Setiap lukisan mesti mempunyai tajuk, petunjuk pembesaran dan unjuran sampel.

Halaman daripada buku "Pengenalan kepada Zoologi" (edisi Jerman pada akhir abad ke-19)

Pada pandangan pertama, ia agak mudah dan tidak menimbulkan sebarang bantahan. Walau bagaimanapun, kami terpaksa mempertimbangkan semula beberapa tesis. Hakikatnya ialah pengarang manual tersebut menganggap spesifik lukisan biologi sudah berada di peringkat institut atau kelas kanan sekolah khas; cadangan mereka ditujukan kepada orang yang cukup dewasa dengan pemikiran analitikal (sudah). Dalam gred pertengahan (6-8) - biasa dan biologi - perkara tidak begitu mudah.

Selalunya, lakaran makmal bertukar menjadi "siksaan" bersama. Lukisan yang jelek dan tidak dapat difahami sama ada oleh kanak-kanak itu sendiri - mereka tidak tahu cara melukis lagi - atau oleh guru - kerana butiran struktur itu, yang mana semuanya dimulakan, sering dilepaskan oleh kebanyakan kanak-kanak. Hanya kanak-kanak berbakat artistik yang mampu mengatasi tugas tersebut dengan baik (dan jangan mula membenci mereka!). Pendek kata, masalahnya ada kemudahan, tetapi tiada teknologi yang mencukupi. Dengan cara ini, guru seni kadang-kadang menghadapi masalah yang bertentangan - mereka mempunyai teknik dan sukar untuk memilih objek. Mungkin kita patut bersatu?

Di sekolah Moscow ke-57 tempat saya bekerja, kursus bersepadu lukisan biologi dalam gred pertengahan telah wujud untuk masa yang agak lama dan terus berkembang, di mana guru biologi dan lukisan bekerja secara berpasangan. Kami telah membangunkan banyak projek yang menarik. Hasilnya berulang kali dipamerkan di muzium Moscow - Universiti Negeri Moscow Zoologi, Paleontologi, Darwin, dan di pelbagai festival kreativiti kanak-kanak. Tetapi perkara utama ialah kanak-kanak biasa, yang tidak dipilih untuk kelas seni atau biologi, menjalankan tugas projek ini dengan senang hati, berbangga dengan karya mereka sendiri dan, seperti yang kelihatan kepada kita, mula mengintip ke dalam dunia yang hidup dengan lebih dekat. dan bertimbang rasa. Sudah tentu, tidak setiap sekolah mempunyai peluang untuk guru biologi dan seni bekerjasama, tetapi beberapa penemuan kami mungkin menarik dan berguna, walaupun anda hanya bekerja dalam program biologi.

Motivasi: emosi diutamakan

Sudah tentu, kami melukis untuk mengkaji dengan lebih baik dan memahami ciri-ciri struktur, untuk membiasakan diri dengan kepelbagaian organisma yang kami pelajari di dalam kelas. Tetapi, tidak kira apa tugas yang anda berikan, ingat bahawa adalah sangat penting untuk kanak-kanak zaman ini untuk terpikat secara emosi dengan keindahan dan tujuan objek sebelum memulakan kerja. Kami cuba memulakan kerja pada projek baharu dengan kesan yang cerah. Cara terbaik untuk melakukan ini ialah sama ada serpihan video pendek atau pilihan slaid yang kecil (tidak lebih daripada 7-10!). Komen kami ditujukan kepada keanehan, keindahan, keajaiban objek, walaupun ia adalah sesuatu yang biasa: contohnya, siluet musim sejuk pokok apabila mengkaji cawangan pucuk - mereka boleh sama ada sejuk dan mengingatkan batu karang, atau secara tegas grafik - hitam pada salji putih. Pengenalan ini tidak perlu panjang - hanya beberapa minit, tetapi ia sangat penting untuk motivasi.

Kemajuan kerja: pembinaan analitikal

Kemudian anda teruskan ke penyata tugas. Di sini adalah penting untuk terlebih dahulu menyerlahkan ciri-ciri struktur yang menentukan rupa objek dan menunjukkan makna biologinya. Sudah tentu, semua ini mesti ditulis di papan dan ditulis dalam buku nota. Sebenarnya, kini anda menetapkan tugasan kerja kepada pelajar - untuk dilihat dan dipaparkan.

Dan kemudian, pada separuh kedua papan, anda menerangkan peringkat membina lukisan, menambahnya dengan gambar rajah, i.e. menggariskan metodologi dan susunan kerja. Pada asasnya, anda sendiri dengan cepat menyelesaikan tugas di hadapan kanak-kanak, menyimpan keseluruhan siri binaan tambahan dan perantaraan di papan tulis.

Pada peringkat ini, adalah sangat baik untuk menunjukkan kepada kanak-kanak lukisan yang telah disiapkan sama ada oleh artis yang menggambarkan objek yang sama, atau hasil kerja pelajar terdahulu yang berjaya. Ia adalah perlu untuk sentiasa menekankan bahawa lukisan biologi yang baik dan cantik pada dasarnya adalah penyelidikan - i.e. jawab soalan tentang bagaimana objek itu berfungsi, dan dari masa ke masa ajar kanak-kanak untuk merumuskan soalan-soalan ini sendiri.

Membina lukisan - dan mengkaji objek! – anda mulakan dengan memikirkan perkadarannya: nisbah panjang kepada lebar, bahagian kepada keseluruhan, pastikan anda menetapkan format lukisan dengan agak tegar. Ia adalah format yang secara automatik akan menentukan tahap butiran: yang kecil akan kehilangan sejumlah besar butiran, yang besar akan memerlukan ketepuan dengan butiran dan, oleh itu, lebih banyak masa untuk bekerja. Fikirkan terlebih dahulu tentang perkara yang lebih penting kepada anda dalam setiap kes tertentu.

1) lukiskan paksi simetri;

2) bina dua pasang segi empat tepat simetri - untuk sayap atas dan bawah (contohnya, pepatung), mula-mula menentukan perkadaran mereka;

3) muatkan garis melengkung sayap ke dalam segi empat tepat ini

nasi. 1. darjah 7. Tema: "Perintah serangga." Dakwat, pen pada pensil, daripada satin

(Saya masih ingat kisah lucu, sedih dan biasa yang berlaku semasa saya melakukan kerja ini buat kali pertama. Seorang budak darjah tujuh mula-mula memahami perkataan "sesuai" sebagai sekadar muat di dalam dan melukis bulatan bengkok di dalam segi empat tepat - keempat-empatnya berbeza! Kemudian, selepas pembayang saya, apa yang patut - bermakna menyentuh garisan tambahan, dia membawa seekor rama-rama dengan sayap segi empat tepat, hanya licin sedikit di sudut. Dan barulah saya terfikir untuk menjelaskan kepadanya bahawa lengkung yang tertulis menyentuh setiap sisi segi empat tepat hanya pada satu titik. Dan kami terpaksa membuat semula lukisan itu semula...)

4) ... Titik ini boleh terletak di tengah-tengah sisi atau pada jarak satu pertiga dari sudut, dan ini juga perlu ditentukan!

Tetapi betapa gembiranya dia apabila lukisannya masuk ke pameran sekolah - buat kali pertama - ia berjaya! Dan sekarang saya menerangkan semua peringkat siksaan kami dengannya dalam perihalan "Kemajuan Kerja."

Perincian lanjut lukisan membawa kita kepada perbincangan tentang makna biologi banyak ciri objek. Meneruskan contoh dengan sayap serangga (Rajah 2), kita membincangkan apa itu urat, bagaimana ia berstruktur, mengapa ia semestinya bergabung menjadi satu rangkaian, bagaimana sifat venasi berbeza dalam serangga kumpulan sistematik yang berbeza (contohnya, pada zaman purba. dan serangga bersayap baru), mengapa urat sayap depan yang melampau menebal, dsb. Dan cuba berikan kebanyakan arahan anda dalam bentuk soalan yang kanak-kanak perlu mencari jawapan.

nasi. 2. “Dragonfly and Antlion.” Gred 7, topik "Perintah serangga." Dakwat, pen pada pensil, daripada satin

Dengan cara ini, cuba pilih lebih banyak objek dari jenis yang sama, memberi peluang kepada kanak-kanak untuk memilih. Pada akhir kerja, kelas akan melihat kepelbagaian biologi kumpulan, dan ciri-ciri struktur biasa yang penting, dan, akhirnya, kebolehan lukisan kanak-kanak yang berbeza tidak akan menjadi begitu penting.

Malangnya, guru sekolah tidak selalu mempunyai bilangan objek pelbagai yang mencukupi bagi satu kumpulan. Anda mungkin mendapati pengalaman kami berguna: apabila mempelajari kumpulan, kami mula-mula membuat lukisan hadapan objek yang mudah diakses dari kehidupan, dan kemudian secara individu - lukisan pelbagai objek dari gambar atau bahkan dari lukisan oleh artis profesional.

nasi. 3. Udang. Gred 7, topik "Crustacea". Pensel, dari kehidupan

Sebagai contoh, dalam topik "Crustacea" dalam kerja makmal "Struktur luaran krustasea" kita semua mula-mula menarik udang (bukan udang karang) yang dibeli beku di kedai runcit (Rajah 3), dan kemudian, selepas menonton video pendek klip, lukis larva krustasea planktonik secara individu (Rajah 4), digambarkan dalam "Kehidupan Haiwan": ​​pada helaian besar (A3), diwarnakan dengan cat air dalam warna kelabu, biru, kehijauan yang sejuk; kapur atau gouache putih, menggunakan butiran halus dengan dakwat dan pen. (Apabila menerangkan cara menyampaikan ketelusan krustasea planktonik, kami boleh menawarkan model paling mudah - balang kaca dengan objek diletakkan di dalamnya.)

nasi. 4. Plankton. Gred 7, topik "Crustacea". Kertas berwarna (format A3), kapur atau gouache putih, dakwat hitam, daripada satin

Dalam gred ke-8, semasa mengkaji ikan, dalam kerja makmal "Struktur luaran ikan bertulang," kami mula-mula melukis lipas biasa, dan kemudian kanak-kanak menggunakan cat air untuk melukis wakil-wakil pesanan yang berbeza ikan dari jadual warna yang megah "Ikan Komersial ” yang kita ada di sekolah.

nasi. 5. Rangka katak. Gred 8, topik "Amphibians". Pensel, dengan persediaan pendidikan

Apabila mengkaji amfibia, pertama - kerja makmal "Struktur rangka katak", lukisan dalam pensil mudah (Rajah 5). Kemudian, selepas menonton serpihan video pendek, lukisan cat air pelbagai katak eksotik - pendaki daun, dsb. (Kami menyalin dari kalendar dengan gambar berkualiti tinggi, mujurlah, ia bukan sesuatu yang luar biasa sekarang.)

Dengan skema ini, lukisan pensel yang agak membosankan dari objek yang sama dianggap sebagai peringkat persediaan biasa untuk kerja terang dan individu.

Sama pentingnya: teknologi

Pemilihan teknologi adalah sangat penting untuk kejayaan menyiapkan kerja. Dalam versi klasik, anda perlu mengambil pensel ringkas dan kertas putih, tetapi... . Pengalaman kami mengatakan bahawa dari sudut pandangan kanak-kanak lukisan sedemikian akan kelihatan belum selesai dan mereka akan tetap tidak berpuas hati dengan kerja itu.

Sementara itu, sudah cukup untuk membuat lakaran pensil dalam dakwat, dan juga mengambil kertas berwarna (kita sering menggunakan kertas berwarna untuk pencetak) - dan hasilnya akan dilihat secara berbeza (Rajah 6, 7). Perasaan tidak lengkap sering dicipta oleh kekurangan latar belakang yang terperinci, dan cara paling mudah untuk menyelesaikan masalah ini adalah dengan bantuan kertas berwarna. Di samping itu, menggunakan kapur biasa atau pensil putih, anda boleh hampir serta-merta mencapai kesan silau atau ketelusan, yang sering diperlukan.

nasi. 6. Radiolaria. Gred 7, topik "Yang paling mudah". Kertas berwarna (format A3) untuk cat air (dengan tekstur kasar), dakwat, pastel atau kapur, daripada satin

nasi. 7. Lebah. Gred 7, topik "Perintah serangga." Dakwat, pen pada pensel, kelantangan - dengan berus dan dakwat cair, butiran halus dengan pen, daripada satin

Jika sukar untuk anda mengatur kerja dengan maskara, gunakan pelapik atau penggelek hitam lembut (paling teruk, pen gel) - ia memberikan kesan yang sama (Rajah 8, 9). Apabila menggunakan teknik ini, pastikan anda menunjukkan jumlah maklumat yang disediakan dengan menggunakan garisan dengan ketebalan dan tekanan yang berbeza - kedua-duanya untuk menyerlahkan perkara yang paling penting dan untuk mencipta kesan kelantangan (latar depan dan latar belakang). Anda juga boleh menggunakan teduhan sederhana hingga terang.

nasi. 8. Oat. Gred 6, topik "Kepelbagaian tumbuhan berbunga, Bijirin keluarga." Dakwat, kertas berwarna, daripada herbarium

nasi. 9. Ekor kuda dan lumut kelab. Gred 6, topik "Tumbuhan yang mengandungi spora." Dakwat, kertas putih, daripada herbarium

Di samping itu, tidak seperti lukisan saintifik klasik, kami sering melakukan kerja dalam warna atau menggunakan toning ringan untuk menunjukkan kelantangan (Rajah 10).

nasi. 10. Sendi siku. Gred 9, topik "Sistem muskuloskeletal." Pensel, daripada bantuan plaster

Kami mencuba banyak teknik warna - cat air, gouache, pastel dan akhirnya diselesaikan pada pensel berwarna lembut, tetapi sentiasa di atas kertas kasar. Jika anda memutuskan untuk mencuba teknik ini, terdapat beberapa perkara penting yang perlu diingat.

1. Pilih pensel lembut dan berkualiti tinggi daripada syarikat yang bagus, seperti Kohinoor, tetapi jangan berikan kanak-kanak pelbagai warna (cukup asas): dalam kes ini, mereka biasanya cuba memilih warna siap, yang mana kursus gagal. Tunjukkan cara untuk mencapai warna yang betul dengan mencampurkan 2-3 warna. Untuk melakukan ini, mereka perlu bekerja dengan palet - sekeping kertas di mana mereka memilih kombinasi dan tekanan yang dikehendaki.

2. Kertas yang kasar akan memudahkan tugas menggunakan warna yang lemah dan kuat.

3. Pukulan pendek yang ringan sepatutnya, seolah-olah, mengukir bentuk objek: i.e. ulangi garisan utama (bukan warna, bercanggah dengan bentuk dan kontur).

4. Kemudian anda memerlukan sentuhan akhir, kaya dan kuat, apabila warna yang betul telah dipilih. Ia selalunya bernilai menambah sorotan, yang akan memeriahkan lukisan itu. Perkara paling mudah ialah menggunakan kapur biasa (di atas kertas berwarna) atau menggunakan pemadam lembut (di atas kertas putih). Dengan cara ini, jika anda menggunakan teknik longgar - kapur atau pastel - anda boleh membetulkan kerja dengan penyembur rambut.

Sebaik sahaja anda menguasai teknik ini, anda akan dapat menggunakannya secara semula jadi, jika anda tidak mempunyai masa yang mencukupi, secara harfiah "berlutut" (jangan lupa tentang tablet - sekeping kadbod pembungkusan sudah cukup!).

Dan, sudah tentu, untuk kejayaan kerja kami, kami pasti menganjurkan pameran - kadang-kadang di dalam bilik darjah, kadang-kadang di koridor sekolah. Selalunya, laporan kanak-kanak mengenai topik yang sama ditetapkan masanya bertepatan dengan pameran - baik lisan dan bertulis. Secara keseluruhannya, projek sebegini membuatkan anda dan anak-anak merasakan satu pekerjaan yang besar dan indah yang patut disediakan. Mungkin, dengan hubungan dan minat bersama dengan guru seni, anda boleh mula bekerja dalam pelajaran biologi: peringkat persediaan analitik untuk mengkaji objek, mencipta lakaran pensil, dan menyelesaikannya dalam teknik yang telah anda pilih bersama - dalam pelajarannya.

Berikut adalah contoh. Botani, topik "Escape - tunas, bercabang, struktur pucuk." Cawangan dengan tunas adalah besar di latar depan, di latar belakang terdapat siluet pokok atau semak dengan latar belakang salji putih dan langit hitam. Teknik: dakwat hitam, kertas putih. Cawangan - dari kehidupan, siluet pokok - dari gambar atau lukisan buku. Tajuknya ialah "Pokok di Musim Sejuk", atau "Lanskap Musim Sejuk".

Contoh yang lain. Apabila mempelajari topik "Perintah Serangga", kami membuat kerja pendek tentang "Bentuk dan jumlah kumbang". Mana-mana teknik yang menyampaikan cahaya dan teduh dan sorotan (cat air, dakwat dengan air, berus), tetapi monokrom, supaya tidak terganggu daripada memeriksa dan menggambarkan bentuk (Rajah 11). Adalah lebih baik untuk menyelesaikan butiran dengan pen atau pen gel (jika anda menggunakan kaca pembesar, kaki dan kepala akan menjadi lebih baik).

nasi. 11. Kumbang. Dakwat, pen pada pensel, kelantangan - dengan berus dan dakwat cair, butiran halus dengan pen, daripada satin

1-2 karya cantik dalam satu perempat sudah cukup - dan lukisan benda hidup akan menggembirakan semua peserta dalam proses yang sukar ini.