什麼是生物學生物學的研究方法

　　生物學是自然科學六大基礎學科之一。研究生物的結構、功能、發生和發展的規律。以及生物與周圍環境的關係等的科學。那麼你對生物學瞭解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是生物學的內容，希望大家喜歡!

　　生物學的介紹

　　生物分類學是研究生物分類的方法和原理的生物學

　　分支。分類就是遵循分類學原理和方法，對生物的各種類群進行命名和等級劃分。瑞典生物學家林奈將生物命名後，而後的生物學家才用域***Domain***、界***Kingdom***、門*** Phylum***、綱***Class***、目***Order***、科***Family***、屬***Genus***、種***Species***加以分類。最上層的界，由懷塔克所提出的五界，比較多人接受;分別為原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及動物界。 從最上層的“界”開始到“種”，愈往下層則被歸屬的生物之間特徵愈相近。共有七大類，分別是：界門綱目科屬種。

　　生物學的研究方法

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

　　觀察描述法

　　在17世紀，近代自然科學發展的早期，生物學的研究方法同物理學研究方法大不相同。物理學研究的是物體可測量的性質，即時間、運動和質量。物理學把數學應用於研究物理現象，發現這些量之間存在著相互關係，並用演繹法推算出這些關係的後果。生物學的研究則是考察那些將不同生物區別開來的、往往是不可測量的性質。生物學用描述的方法來記錄這些性質，再用歸納法，將這些不同性質的生物歸併成不同的類群。18世紀，由於新大陸的開拓和許多探險家的活動，生物學記錄的物種幾倍、幾十倍地增長，於是生物分類學首先發展起來。生物分類學者蒐集物種進行鑑別、整理，描述的方法獲得巨大發展。要明確地鑑別不同物種就必須用統一的、規範的術語為物種命名，這又需要對各種各樣形態的器官作細緻的分類，並制定規範的術語為器官命名。這一繁重的術語制定工作，主要是C.von林奈完成的。人們使用這些比較精確的描述方法收集了大量動、植物分類學材料及形態學和解剖學的材料。

　　比較法

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

　　運用比較的方法研究生物，是力求從物種之間的類似性找到生物的結構模式、原型甚至某種共同的結構單元。G.居維葉在動物學方面，J.W.von歌德在植物學方面，是用比較方法研究生物學問題的著名學者。用比較的方法研究生物，愈來愈深刻地揭示動物和植物結構上的統一性，勢必觸及各個不同型別生物的起源問題。19世紀中葉，達爾文的進化論戰勝了特創論和物種不變論。進化論的勝利又給比較的方法以巨大的影響。早期的比較，還僅僅是靜態的共時的比較，在進化論確立後，比較就成為動態的歷史的比較了。現存的任何一個物種以及生物的任何一種形態，都是長期進化的產物，因而用比較的方法，從歷史發展的角度去考察，是十分必要的。

　　早期的生物學僅僅是對生物的形態和結構作巨集觀的描述。1665年英國R.胡克用他自制的複式單孔反射顯微鏡，觀察軟木片，看到軟木是由他稱為細胞的盒狀小室組成的。從此，生物學的觀察和描述進入了顯微領域。但是在17世紀，人們還不能理解細胞這樣的顯微結構有何等重要意義。那時的顯微鏡未能消除使影像失真的色環，因而還不能清楚地辨認細胞結構。19世紀30年代，消色差顯微鏡問世，使人們得以觀察到細胞的內部情況。1838～1839年施萊登和施萬的細胞學說提出：細胞是一切動植物結構的基本單位。比較形態學者和比較解剖學者多年來苦心探求生物的基本結構單元，終於有了結果。細胞的發現和細胞學說的建立是觀察和描述深入到顯微領域所獲得的成果，也是比較方法研究的一個重要成果。

　　實驗法

　　前面提到的觀察和描述的方法有時也要對研究物件作某些處理，但這只是為了更好地觀察自然發生的現象，而不是要考察這種處理所引起的效應。實驗方法則是人為地干預、控制所研究的物件，並通過這種干預和控制所造成的效應來研究物件的某種屬性。實驗的方法是自然科學研究中最重要的方法之一。17世紀前後生物學中出現了最早的一批生物學實驗，如英國生理學家W.哈維關於血液迴圈的實驗，J.B.van黑爾蒙特關於柳樹生長的實驗等。然而在那時，生物學的實驗並沒有發展起來，這是因為物理學、化學還沒有為生物學實驗準備好條件，活力論還佔統治地位。很多人甚至認為，用實驗的方法研究生物學只能起很小的作用。

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

　　系統法

　　系統科學源自對還原論、機械論反省提出的有機體、綜合哲學，從C.貝爾納與W.B.坎農揭示生物的穩態現象、維納與艾什比的控制論到貝塔郎菲的一般系統論，系統生態學、系統生理學等先後建立與發展，20世紀70-80年代系統論與生物學、系統生物學等概念發表。從夏農資訊理論到I.普里戈津的耗散結構理論，將生命看作自組織化系統。細胞生物學、生化與分子生物學發展，艾根提出細胞、分子水平探討的超迴圈理論，20世紀90年代曾邦哲的系統遺傳學及系統醫藥學、系統生物工程概念發表。隨著基因組計劃、生物資訊學發展，高通量生物技術、生物計算軟體設計的應用，帶來系統生物學新的時期，形成系統生物學“omics”組學與計算系統生物學 -系統生物技術的發展，國際國內系統生物學研究機構建立而進入系統生物學時代。

　　生物學的研究意義

　　生物與人類生活的許多方面都有著非常密切的關係。生物學作為一門基礎科學，傳統上一直是農學和醫學的基礎，涉及種植業、畜牧業、漁業、醫療、製藥、衛生等等方面。隨著生物學理論與方法的不斷髮展，它的應用領域不斷擴大。生物學的影響已突破上述傳統的領域，而擴充套件到食品、化工、環境保護、能源和冶金工業等等方面。如果考慮到仿生學，它還影響到電子技術和資訊科技。

　　人口、食物、環境、能源問題是當前舉世矚目的全球性問題。世界人口每年的增長率約20%，大約每過35年，人口就會增加一倍。地球上的人口正以前所未有的速度激增著。人口問題是一個社會問題，也是一個生態學問題。人們必須對人類及環境的錯綜複雜的關係進行周密的定量的研究，才能對地球、對人類的命運有一個清醒的認識，從而學會自己控制自己，使人口數量維持在一個合理的數字上。在這方面生物學應該而且可能做出自己的貢獻。內分泌學和生殖生物學的成就導致口服避孕藥的發明，已促進了計劃生育在世界範圍內的推廣。在人口問題中，除了數量激增以外，遺傳病也嚴重威脅人口質量。一些資料表明，新生兒中各種遺傳病患者所佔的比例在 3%～10.5%之間。在中國的部分山區，智力不全者佔2%～3%，個別地區達10%以上。揭示產生遺傳病的原因，找到控制和征服遺傳病的途徑無疑是生物學又一重要任務。進行家系分析以確定患者是否患有遺傳病，對患者提出有益的遺傳指導和勸告;通過對胎兒的脫屑細胞進行染色體分析和各種酶的生化分析，以診斷未來的嬰兒是否有先天性遺傳性疾病。這些方法都能避免或減少患有遺傳病嬰兒的出生，以減輕家庭和社會的沉重負擔。將基因工程應用於遺傳病的治療稱為基因治療，在實驗動物上對幾種遺傳病的基因治療已取得一些進展。隨著基因工程技術的發展，基因治療將為控制和治療人類遺傳病開闢廣闊的前景。

　　和人口問題密切相關的是食物問題。食物匱乏是發展中國家長期以來未能解決的嚴重問題，當前世界上有幾億人口處於營養不良狀態。到21世紀初，糧食生產至少每年要增長3%～8%才能使食物短缺狀況有所改善。人類食物的最終來源是植物的光合作用，但在陸地上擴大農業生產的土地面積是有限的，增加食物產量的主要道路是改進植物本身。過去，在發展科學的農業和“綠色革命”方面，生物學已做出巨大的貢獻。今天，人類在一定限度內定向改造植物，用基因工程、細胞工程培育優質、高產、抗旱、抗寒、抗澇、抗鹽鹼、抗病蟲害的優良品種已經不是不切實際的遐想。植物基因工程一些關鍵技術已經有所突破，得到了一些轉基因植物。此外，利用富含蛋白質的藻類、細菌或真菌，進行大規模培養，並從中獲得單細胞蛋白質。由於成功地利用了基因工程並取得了大規模連續發酵工程的技術經驗，單細胞蛋白技術已經取得了重大突破。氨基酸是蛋白質的單體，植物蛋白往往缺少某幾種人體必需的氨基酸，如果在食品中新增某種氨基酸，將會大大提高植物蛋白的生物學價值。用微生物發酵、固定化細胞或固定化酶技產氨基酸，已經逐步形成比較完整的體系，可以預料，氨基酸生產將在營養不良問題上發揮日益重要的作用。現代生物學成就和食品工業相結合，已使食品工業成為新興的產業而蓬勃地發展起來。

　　20世紀生態學關於人與自然關係的研究，喚醒人類重視賴以生存的生態環境。工業廢水、廢氣和固體廢物的大量排放，農用殺蟲劑、除莠劑的廣泛使用，使大面積的土地和水域受到汙染，威脅著人類生產和生活。這就要求人們更深入地研究生物圈中物質和能的迴圈的生態學規律，並在人類的經濟生活以及其他社會生活中，正確的運用這些規律，使生物能夠更好地為人類服務。現代生物學證明，微生物所具有的生物催化活性是極為廣泛的，利用富集培養法幾乎可以找到降解任何一種含毒有機化合物的微生物，利用基因工程等技術還可以不斷提高它們的降解作用。因此，有降解作用的微生物及其酶製劑就成為消除汙染的有力手段。利用微生物防治害蟲，以部分代替嚴重汙染的有機殺蟲劑也是大有前途的。在農業中儘快使用生物防治、生物固氮等新技術，改變農業過分依賴石油化工的局面，這是關係到恢復自然生態平衡的大事，也是農業發展的大勢所趨。大量消耗資源的傳統農業必將向以生物科學和技術為基礎的生態農業轉變

　　全世界的化工能源***石油、煤等***貯備總是有限的，總有一天會枯竭。因此，自然界中可再生的生物資源***生物量*** 又重新被人所重視。自然界中的生物量大多是纖維素、半纖維素、木質素。將化學的、物理的和生物學的方法結合起來加工，就可以把纖維素轉化為酒精，用作能源。有人估計，到20世紀末全世界的汽車約有35%將使用生物量***酒精***。沼氣是利用生物量開發能源的另一產品。中國和印度利用農村廢料進行厭氧發酵產生沼氣已作出顯著成績。世界上已經出現了利用固相化細胞技術的工業化沼氣厭氧反應器。一些單細胞藻類中含有與原油結構類似的油類，而且可高達總重的70%，這是另一個引人注目的可再生的生物能源。太陽能是人類可以利用的最強大的能源，而生物的光合作用則是將太陽能固定下來的最主要的途徑，可以預測，利用生物學的理論和方法解決能源問題是大有希望的。

　　此外，對人口、食物、環境、能源等問題進行綜合研究，開創各種綜合解決這些問題的方法的農業生態工程的興起，最終將發展新的、大規模的近代化農業。

　　上面的敘述，僅就人口、食物、環境、能源問題和生物學的關係而言，也還是很不充分的。但由此可以看到，生物學的發展和人類的未來息息相關。

生物學的研究方法