История развития биологии.Значение биологии в жизни человека и общества.

Биология уроки для 10 классов

ВСТУПЛЕНИЕ. ВЕЩЕСТВА ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

УРОК 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ БИОЛОГИИ. ЗНАЧЕНИЕ БИОЛОГИИ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА И ОБЩЕСТВА

Цели урока: ознакомить учащихся с историей развития биологии, выделить главные этапы этого процесса; рассказать о выдающихся ученых-биологов; обсудить значение биологии в жизни отдельного человека и общества в целом.

Оборудование и материалы: портреты выдающихся ученых-биологов, фотографии или таблицы с изображением биологических объектов, образцы продукции, изготовленные с использованием биологических технологий, учебники биологии.

Базовые понятия и термины: наука, биология, экология, медицина, фармакология, биотехнология, история биологии, развитие общества.

ХОД УРОКА

I. Организационный этап

II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся

Вопросы для беседы

1. Какие разделы биологии вы изучали в младших классах?

2. Какое значение для общества имеют эти области биологии?

3. Какие виды продукции, полученной с помощью биологических объектов, вы используете в своей повседневной жизни?

III. Изучение нового материала

Рассказ учителя с элементами беседы

Историю биологии можно разделить на несколько этапов. Первым этапом можно считать период до появления земледелия и скотоводства. В это время происходило накопление знаний о самом человеке, животных и растения. Необходимость помощи своим товарищам в случае травм и болезней положила начало развития медицины. Охотясь на животных, люди узнавали об особенностях их строения, развития и поведения. Используя растения для пищи и в хозяйственных целях, они получили первые знания по использованию биологических технологий. Например, вещества, образующиеся такими растениями, как дуб или ива, широко использовались для обработки кожи. Да и закладывались основы народной медицины именно в те времена.

Переход к земледелию и скотоводству способствовал выходу на новую ступень развития биологии. Переход на новый тип питание и большие скопления людей вызвали распространение новых болезней, что заставило больше развивать отрасль медицинских знаний. Постоянная забота о повышении урожайности культурных растений и продуктивности животных привела к появлению первых приемов и технологий селекции. С появлением первых государств древнего мира до сих пор разрозненные биологические знания начали систематизироваться. Фактически основы современной биологической науки закладывались именно в времена Древней Греции. С этого периода нам уже известны первые ученые, которые работали в области биологии. Мы можем назвать Аристотеля, описавшего многих животных и попытался систематизировать живые организмы, Теофраста, который был учеником Аристотеля и считается «отцом» современной ботаники, и Галена - выдающегося римского врача, который много сделал для развития медицины.

Во времена Средневековья развитие биологии затормозился, и систематическое научное исследование природы началось лишь в эпоху Возрождения. Этому способствовало появление печатного станка и печатной книги. К тому же, эпоха великих географических открытий познакомила европейцев с многообразием жизни в различных частях мира. Вся эта новая информация для своего практического использования нуждалась обобщения и систематизации.

В XVII веке появляются микроскопы с достаточным увеличением, что позволяет изучать мельчайшие живые организмы и детали строения тканей и органов крупных организмов. Среди выдающихся исследователей этого периода следует отметить Уильяма Гарвея (исследовал кровообращение), Роберта Гука (открыл клетки) и Антони ван Левенгука (открыл микроорганизмы).

В XVIII веке Карл Линней создает основы современной систематики. В то же время формируются сравнительные анатомия и физиология, закладываются основы эмбриологии, биогеографии и многих других отраслей биологии.

В XIX веке формируются первые научные эволюционные теории (Ж. Б. Ламарк, Ч. Дарвин), клеточная теория (М. Шлейдена и Т. Шванна), теория зародышевой сходства (К. Бэр). Луи Пастер доказывает невозможность самозарождения жизни в современных условиях и разрабатывает технологии создание вакцин. Д. И. Ивановский открывает вирусы, а И. П. Павлов создает учение о рефлексах и типы высшей нервной деятельности. Жорж Кювье и Ричард Оуєн закладывают основы современной палеонтологии. Происходит бурное развитие всех биологических дисциплин.

В XX веке появление новых приборов и технологий повлекло за собой формирование новых и значительное развитие старых отраслей биологии. Электронный микроскоп, люминесцентная и фазово-контрастная микроскопия позволили подробно исследовать строение клеток и тканей. Достижения физики и химии причиной появления молекулярной биологии и предоставили возможность анализировать жизненные процессы на уровне отдельных молекул. Бурное развитие получила генетика. Именно развитие генетики обеспечил успехи селекции и резкое увеличение производительности сельского хозяйства в XX веке. Объединение положений генетики и дарвиновской эволюционной теории привело к формированию современной синтетической теории эволюции. Большое значение для развития биологии имело создание современных методов математической обработки научных данных.

Среди выдающихся ученых, которые работали в этот период, можно назвать Р. Фишера, Э. Майра, М. И. Вавилова, А. И. Опарина, Я. Флеминга, Дж. Уотсон, Ф. Крика и других.

В XXI веке одним из главных направлений развития биологии становится биотехнология, которая открывает широкие возможности для улучшения жизни человека и предоставляет новые возможности современной медицине.

Существенный вклад в развитие биологии сделали украинские ученые. Среди них можно назвать И. И. Мечникова (создатель теории иммунитета), В. И. Вернадского (один из организаторов Академии наук Украины, основатель биогеохимии и учения о ноосфере), И. И. Шмальгаузена (выдающийся зоолог и эволюционист), М. Г. Холодного (выдающийся ботаник и микробиолог) и многих других ученых.

IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся

Дать ответы на вопросы:

1. Какие особенности имело развитие биологии в древнем мире?

2. Почему эпоха Возрождения привела до интенсивного развития биологических дисциплин?

3. Какие отрасли биологии возникли в XIX веке?

4. Какие украинские ученые сделали существенный вклад в развитие мировой биологии?

V. Домашнее задача

Биология уроки для 10 классов

ВСТУПЛЕНИЕ. ВЕЩЕСТВА ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

УРОК 2. МЕТОДЫ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ

Цели урока: ознакомить учащихся с основными методами биологических исследований, с основными свойствами живых организмов и уровнями их организации; проанализировать преимущества и недостатки этих методов; объяснить ситуации, в которых целесообразно использование основных методов биологических исследований; подробнее рассмотреть перспективные технологии проведения исследований; сравнить свойства живых и неживых систем.

Оборудование и материалы: рисунки или фотографии приборов для проведения биологических исследований, микроскопы, лупы, бинокли, таблицы с изображением схемы проведения биологических исследований, таблицы, иллюстрирующие основные свойства И особенности различных уровней организации живого, или мультимедийный проектор или интерактивная доска, на которых эти таблицы можно демонстрировать; фотографии или рисунки живых и неживых систем; учебник биологии.

Базовые понятия и термины: научный факт, теория, гипотеза, метод, эмпирические методы, теоретические методы, наблюдение, эксперимент, моделирование, математическая обработка, статистика, химический состав, уровни организации, раздражимость, размножение, развитие, обмен веществ.

ХОД УРОКА

I. Организационный этап

II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся

Вопросы для беседы

1. Какие особенности имело развитие биологии в древнем мире?

2. Почему эпоха Возрождения привела до интенсивного развития биологических дисциплин?

3. Какие отрасли биологии возникли в XIX веке?

4. Какие украинские ученые сделали существенный вклад в развитие мировой биологии?

III. Изучение нового материала

Рассказ учителя с элементами беседы

Основой научного познания является построение системы достоверного знания, основанного на фактах. Фактом является наблюдение или эксперимент, который может быть воспроизведен и подтвержден. Однако, толковать одно и то же наблюдение разные ученые могут по-разному.

Типичная последовательность этапов научного исследования такова:

• накопления определенных фактов;

• постановка проблемы;

• формулировка гипотезы, которая объясняет эти факты;

• проверка гипотезы с помощью новых фактов.

Если новые факты не подтверждают выдвинутую гипотезу, то выдвигается новая гипотеза. Если же гипотеза хорошо согласуется с имеющимися фактами и позволяет делать прогнозы, что впоследствии подтверждаются, то она становится научной теорией. Но возникновение научной теории не означает, что она является вечной. Новые данные, полученные в будущем, могут потребовать ее корректировки.

Для получения новых фактов и формирование гипотез и теорий современная биология использует разнообразные научные методи. их можно разделить на две большие группы - эмпирические и теоретические. В случае применения эмпирических методов биологи работают с природными объектами, определяя их свойства. К таким методам относят наблюдение и эксперимент. В ходе наблюдения исследователь лишь регистрирует ход природных процессов, не вмешиваясь в него. Если наблюдение за биологическим объектом проводится отдельно, то такой тип наблюдения называют описательным. Если же под время наблюдения ученый работает сразу с несколькими объектами, а затем сравнивает результаты, то такой тип наблюдения называют сравнительным. Преимущество описательных исследований в том, что наблюдатель не влияет на объект наблюдений. Но в этом случае ученому трудно определить влияние различных факторов на природные процессы.

В ходе эксперимента исследователь активно вмешивается в природные процессы. Он искусственно формирует условия, в которых происходит эксперимент. Это позволяет создать ситуацию, когда ученый может исследовать действие на биологические процессы только одного фактора, оставляя другие неизменными. Недостатком такого подхода является то, что искусственно созданные условия эксперимента могут отражаться на нормальном функционировании биологических объектов.

В случае теоретических методов исследования ученые не работают с объектом исследования непосредственно. Они исследуют физические или математические модели природных объектов. В теоретических методах выделяют моделирование и математическую обработку данных (статистический метод). Математическая обработка данных происходит после окончания наблюдения или эксперимента. Она позволяет на основе полученных данных выяснить связи между отдельными параметрами биологических систем, влияние отдельных факторов на биологические системы и особенности их взаимодействия.

Основой моделирования является создание определенной теории по той или иной биологической системы, содержащий правила, по которыми происходят изменения в анализируемых биологических системах. После создания такой теории задаются начальные параметры (то есть определяется начальное состояние системы). Потом, обычно с использованием мощных компьютеров, делается анализ - как будет меняться система в случае действия правил выдвинутой теории. Результаты сопоставляются с реальными фактами для существующих биологических систем. Если отклонение от природных процессов являются незначительными, то в теорию и модель вносят небольшие правки и продолжают исследования. Если же отклонения являются существенными, то созданную теорию отвергают и предлагают новую.

Моделирование широко используется в тех ситуациях, когда проведение реального эксперимента невозможно. Так, например, исследуют эволюционные процессы, изменения экосистем в планетарном масштабе и т.д.

Заполнение таблицы вместе с учениками

Основные свойства живого

Свойство живого	Характеристика свойства
Определенный химический состав	Для всех живых систем является характерно определенное соотношение по содержанию различных химических элементов, которое отличается от соотношения по содержанию химических элементов в неживых системах, и наличие определенных групп веществ, которые называют органическими веществами
Многоуровневость организации	Биологические системы имеют несколько уровней организации, каждому из которых присущи определенные черты и особенности
Наличие обмена веществ	Все живые системы могут функционировать лишь при условии существования обмена веществ и энергии с окружающей средой. Прекращение обмена приводит к прекращению жизнедеятельности живого системы
Способность к саморегуляции	Наличие обмена веществ требует от живых систем осуществления постоянной регуляции своих внутренних процессов и процессов взаимодействия с окружающей средой. Отсутствие или нарушение саморегуляции приводит к прекращению процессов обмена
Раздражимость	Это способность адекватно реагировать на внешние или внутренние воздействия. Раздражимость живой системы является основой ее эффективной саморегуляции, ибо без получения адекватной информации относительно воздействий любая регуляция невозможна
Способность к размножению	Любая живая система способна к самовоспроизводство. Невозможность размножения приводит к вымиранию определенной живой системы
Способность к развитию	Все живые системы в течение индивидуального существования постепенно видоизменяются (процесс онтогенеза). Кроме того, они изменяются в процессе эволюции

Перед тем как перейти к рассмотрению уровней организации живых систем, следует напомнить учащимся определение понятия «система».

Система - это целое, состоящее из взаимосвязанных частей. Свойства системы не сводятся к сумме свойств ее составляющих. Так, живые системы являются живыми лишь как результат взаимодействия их составляющих. А каждый из элементов живой системы, выделен отдельно, живым быть не может. Особенность разноуровневой организации живых организмов заключается в том, что части биологических систем во многих случаях сами являются отдельными системами.

Главными уровнями организации живых систем считают следующие:

• молекулярный;

• клеточный;

• органо-тканевый;

• организменный;

• екосистемний;

• биосферный.

Интересно, что не всегда в биологических, системах можно выделить все из указанных уровней. Так, одноклеточные организмы не имеют органо-тканевого уровня организации, а их организменный уровень совпадает с клеточным.

Иногда для удобства ученые выделяют дополнительные уровни организации, например, уровень органелл, уровень систем органов, популяционный уровень и т.д. Необходимость такого выделения обычно определяется особенностью проведенных исследований или поставленных задач.

Следует обратить внимание учащихся на то, что особенности організменого и органо-тканевого уровней организации живых организмов они подробно изучали в предыдущих классах. В этом учебном году они будут рассматривать преимущественно молекулярный и клеточный уровни организации, а с екосистемним и биосферным более подробно познакомятся позже. Однако все уровни организации живых систем тесно связаны между собой, и во время изучения любого из них придется использовать знания о других уровне.

IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся

Дать ответы на вопросы:

1. Как формируются научные теории?

2. Какие методы исследований использует биология?

3. Когда рационально использовать моделирование?

4. Какие основные свойства живого вам известны?

5. Почему мы можем считать живые организмы системами?

6. Какие главные уровни организации живого выделяют ученые?

V. Домашнее задача