Biologia z elementami
mikrobiologii

Dr hab. Krystian Kubica

Politechnika Wrocławska

Instytut Inżynierii Biomedycznej

i Pomiarowej

Rodzaje logicznego myślenia:

Dedukcja ( od ogółu do szczegółu) na podstawie przesłanek są wyciągane wnioski

Indukcja (od szczegółu do ogółu) na podstawie wielu przesłanek powstaje twierdzenie ogólne

Źródła przesłanek:

Doświadczenie (rzetelność, powtarzalność)

Obserwacja (brak interwencji obserwatora)

Hipoteza naukowa

Naukowe przypuszczenie stające się

teorią naukową

po weryfikacji, teoria może

się stać

prawem naukowym

, gdy zostanie powszechnie akceptowana i

daje

możliwość przewidywania ilościowego

Biologia jako nauka

Adam Mickiewicz

“Czucie i wiara silniej mówi do mnie niż mędrca szkiełko i oko”
(Romantyczność)

Metodologia badań naukowych:

Obserwacja

– brak interwencji obserwatora

Tworzenie

teorii

lub

hipotez

Doświadczenie

– rzetelność i powtarzalność

Jeśli wszystkie możliwe doświadczenia potwierdzają jakieś
nowe prawo wówczas zostaje włączone do wiedzy

Jeśli istnieje chociaż

jeden

wynik

negatywny to badana hipoteza nie jest
prawdą

Poszukiwanie
nowej hipotezy
lepiej
przybliżającej
prawdę

Metodologia nauk przyrodniczych musi prowadzić do prawdy

Biologia jako nauka

Czy paranauka może stać się nauką?

Czy można pogodzić wiedzę przyrodniczą z wiarą w
prawdziwość zjawisk paranormalnych?

Nauka i paranauka

Nauka jest oparta na metodzie naukowej
musi istnieć możliwość falsyfikacji

Brak dokumentowania zjawisk paranormalnych

Wielkość fizyczna i niefizyczna (pomiar)

Przedmiotem badań naukowych mogą być tylko zjawiska

występujące obiektywnie i powtarzalne

Zwolennicy paranauki:

Ludzie dobrej woli

Ofiary przedstawicieli paranauki

Ludzie słabo wykształceni

Ludzie pozbawieni postaw moralnych

Czy mogą istnieć różne teorie naukowe dotyczące
tego samego zagadnienia?

Wg koncepcji Kuhna w oparciu o inne paradygmaty można
zbudować inną fizykę, która będzie zdolna tłumaczyć to co jest
zaliczane do paranauki

Paradygmat

- według filozofa

Thomasa Kuhna

-

to zbiór pojęć i

teorii tworzących podstawy danej nauki

(1962r.). Teorii i pojęć

tworzących paradygmat raczej się nie kwestionuje, przynajmniej do
czasu kiedy paradygmat jest twórczy poznawczo - tzn. za jego
pomocą można tworzyć teorie szczegółowe zgodne z danymi
doświadczalnymi (historycznymi), którymi zajmuje się dana nauka.

Ograniczenia metodologii nauk przyrodniczych
(niepewność pomiarowa)

Wcześniejsze teorie są przybliżeniem lub szczególnym
przypadkiem teorii ogólniejszych

Dochodzenie do prawdy poprzez metodologię nauk
przyrodniczych nie dopuszcza możliwości istnienia
przeciwstawnych paradygmatów.

1 000 000 dolarów USA do

wzięcia

Fundacja Randiego

Twierdzenie Gödla 1931r.

W każdym niesprzecznym systemie logicznym
(aksjomatycznym), który obejmuje arytmetykę
liczb naturalnych, istnieją twierdzenia prawdziwe,
których nie można udowodnić w ramach tego
systemu.

 
 
 

 

 

 

 

 

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

Papirus, znaleziony przez George'a Ebersa w

Egipcie

w 1860 r.

dzieło medyczne z XV w p.n.e.

Starożytna Grecja

V/IV w p.n.e. Hipokrates Leczenie oparte na wspomaganiu naturalnych
procesów zdrowienia, opisy: ćwiczeń fizycznych jako zabiegów leczniczych,

IV w p.n.e. Arystoteles

Pierwszy system klasyfikacji roślin i zwierząt (krwiste i bezkrwiste)

Obserwacje rozwoju zarodkowego zwierząt. Opisał tkanki i narządy.

Rzymski generał i powieściopisarz, Pliniusz Starszy
37-tomowa Historia naturalna (legendy i fakty). Systematykę oparł
na różnicach środowiska życia.

Cesarstwo Rzymskie

(przyrodoznawstwo?)

Ale...

Historia rozwoju nauk przyrodniczych

II w p.n.e. Galen(131-200 p.n.e.)
(Rzym)

 

podstawy anatomii (do początków XVIII w)
i fizjologii człowieka i zwierząt

Średniowiecze

Ciekawość to pierwszy stopień

do piekła

Złote lata pseudonaukowych dyskusji

Ale...

Akceptowano wiele teorii i wiedzy przyrodniczej od uczonych
Arabskich głównie w zakresie medycyny

początki ekperymentów, uniwersytety,

XVI w Andreas Versalius (1514- 1564) bardziej
szczegółowy opis anatomii człowieka

1590 Hans i Zachariasz Janssen (1580??-1638) pierwszy mikroskop (10X)

Renesans

Podróże kształcą

Hans?

William Harvey (1578-1657)

Marcello Malpighi (1628-1680)

(angielski lekarz) układ krwionośny
człowieka wraz z sercem

Anatomia mikroskopowa

Opisy: krwinki czerwonej, naczyń
włosowatych, struktury tkanki płucnej

Badania nerek

Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723)

1680 (holenderski handlarz suknem)
konstruktor własnych mikroskopów; organizmy w kropli wody,
krwinki czerwone, plemniki – nazwał je wymoczkami

Robert Hooke (1635-1703)

Opis komórki, 1 cal

2

– 1 259 712 000

Mikroskop 30x

1693 John Ray (1628-1705) ( angielski botanik
i zoolog), pierwsza definicja gatunku

XVII wiek pierwsze towarzystwa naukowe, Royal Society,
pierwsze czasopisma naukowe

Karol Linneusz (1707-1778)

1779 Jan von Ingenhousz (1730-1799) (holenderski lekarz i
przyrodnik) udowodnił znaczenie światła i zielonego barwnika w
procesie asymilacji CO

2

, odkrył także oddychanie roślin

XVIII i XIX w wiele teorii i próby syntez, pierwsze muzea, wielkie podróże

Ludwik Pasteur (1822-1895)

(francuski mikrobiolog i chemik) wyjaśnił proces
fermentacji, dopracował szczepienia ochronne
przed wąglikiem i wściekliźnie a przede wszystkim
wykazał, ze żywe organizmy nie mogą powstać
z materii nieożywionej (idea samorództwa)

Theodor Schwann (1810-1882)

Robert Brown (1773-1858)

Odkrywca jądra komórkowego i
nieregularnych ruchów pyłków kwiatowych

Teoria komórkowa

1858 i 1859 Karol Darwin (1730-1799) i Alfred Russel
Wallace (1823-1913)
(angielscy przyrodnicy i podróżnicy) niezależnie
przedstawili teorię ewolucji
opartej na doborze naturalnym

Gregor Mendel (1822-1884) ( czeski zakonnik a może austriacki?)
prawa dziedziczenia cech na podstawie obserwacji krzyżowania grochu jadalnego
1865 - odkrycie
1866 -publikcja

Gołąb hodowlany czy zięba?

augustianin

1900r.

potwierdzenie wyników prac Mendla przez niezależnie działających:

Hugo de Vriesa, Carla Corrensa i Ericha von Tschermaka

Strasburger Edward Adolf (1844-1912)

1875r. mitoza

1888r. mejoza

1903r

.

Hugo de Vries (1848-1935) odkrywa mutacje.

1902r. Walter Sutton i Theodor Boveri
za proces dziedziczenia odpowiedzialne są chromosomy

1910 - chromosomy składają się z genów

1927 Thomas Morgan – powiązanie zmian fizycznych w chromosomach z
mutacjami
1928 Frederick Griffith (1928) odkrywa transformację

1931 Crossing over jest przyczyną rekombinacji

1944 Oswald Theodore Avery, Colin McLeod i Maclyn McCarty

DNA, a nie białka jest nośnikiem dziedziczności

1950 zasada Chargaffa:

Σ

A =

Σ

T oraz

Σ

G =

Σ

C (DNA)

1952 Martha Chase i Alfred Hershey potwierdzają, że DNA jest nośnikiem

dziedziczności

1953 James Watson i Francis Crick, bazując na danych dyfrakcji promieni X
otrzymanych przez Rosalind Franklin i zasadzie Chargraffa określają strukturę
przestrzenną DNA.

XIX w rozwój cytologii, histologii

XX w. Biochemia, immunologia, ekologia

Metody izotopowe, mikroskopia elektronowa

1961 Marshall Nirenberg (oraz Holley i
Khorana)
Kod DNA

Joseph Edward Murray (amerykański chirurg), podstawy
Transplantologii, 1954r. pierwszy udany przeszczep nerki

Werner Arber i Hamilton Smith podstawy inżynierii
genetycznej, enzymy restrykcyjne, odczytanie genomu
bakterii Haemophilus influenza (Smith)

Leon Cienkowski (1822-1887)

Adam Prażmowski (1853-1920)
Fermentacja masłowa, tyndalizacja

Odo Feliks Bujwid (1857-1942)

Pierwsza w Polsce pracownia mikrobiologiczna
oraz pierwsza stacja badania żywności

Bronisław Niklewski (1879-1961)

Procesy nitryfikacji w glebie

Rudolf Weigl (1883-1957)

Walka z epidemią tyfusu plamistego, 8 milionów
szczepionek

Ludwik Hirszfeld (1884-1954)

Wraz z Dungernem – zasady dziedziczenia grup krwi

Marceli Nencki (1847-1901)

Odkrywca bakterii beztlenowych, współtwórca biochemii

1961 odkrycie zasad kodu genetycznego przez Holley'a, Khoranę i Nirenberga

1977 opracowanie metody sekwencjonowania DNA przez zespoły badawcze Waltera
Gilberta i Fredericka Sangera

18 maja 2000 Nature publikuje artykuł zawierający dokładne dane na temat budowy
chromosomu 21 u człowieka

2003 międzynarodowe konsorcjum naukowców ogłosiło oficjalne zakończenie
prac nad poznaniem genomu ludzkiego (HUGO Human Genome Project)

1995r. Hamilton Smith, odczytanie pierwszego genomu bakterii

Czarne strony genetyki

radzieckiej