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