Биология как наука. Роль биологии в жизни и
практической деятельности человека. Признаки и свойства живого. Уровни
организации живой природы.
Термин «биология» образуется
из двух греческих слов «bios» —жизнь и «logos» — знание, учение, наука. Отсюда
и классическое определение биологии как науки, изучающей жизнь во всех ее
проявлениях.
Биология исследует
многообразие существующих и вымерших живых существ, их строение, функции,
происхождение, эволюцию, распространение и индивидуальное развитие, связи друг
с другом, между сообществами и с неживой природой.
Биология рассматривает
общие и частные закономерности, присущие жизни во всех ее проявлениях и
свойствах: обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость,
приспособляемость, рост, развитие, раздражимость, подвижность и т.д.
Методы исследований в биологии
- Наблюдение —
самый простой и доступный метод. Например можно наблюдать сезонные
изменения в природе, в жизни растений и животных, поведение животных и
т.д.
- Описание биологических
объектов (устная или письменная характеристика).
- Сравнение–
нахождение сходств и различий между организмами, применяется в
систематике.
- Экспериментальный метод (в лабораторных или естественных условиях) – биологические
исследования с использованием различных приборов и методов физики, химии.
- Микроскопия –
исследование строения клеток и клеточных структур с помощью световых и
электронных микроскопов. Световые микроскопы позволяют
увидеть формы и размеры клеток, отдельных органоидов. Электронные –
мелкие структуры отдельных органоидов.
- Биохимический метод - исследование химического состава клеток и тканей живых
организмов.
- Цитогенетический–
метод изучения хромосом под микроскопом. Можно обнаружить геномные мутации
(например, синдром Дауна), хромосомные мутации (изменения формы и размеров
хромосом).
- Ультрацентрифугирование- выделение отдельных клеточных структур (органелл) и дальнейшее их
изучение.
- Исторический метод– сопоставление полученных фактов с ранее полученными
результатами.
- Моделирование – создание различных моделей процессов, структур, экосистем и т.д.
с целью прогнозирования изменений.
- Гибридологический метод – метод скрещивания, главный метод изучения закономерностей
наследственности.
- Генеалогический метод – метод составления родословных, применяется для определения типа
наследования признака.
- Близнецовый метод – метод, позволяющий определять долю влияния факторов среды на
развитие признаков. Применяется к однояйцевым близнецам.
Связь биологии с другими науками.
Многообразие живой природы столь велико, что современную
биологию нужно представлять как комплекс наук. Биология лежит в основе таких
наук, как медицина, экология, генетика, селекция, ботаника,
зоология, анатомия, физиология, микробиология, эмбриология и др.
Биология совместно с другими науками образовала такие науки, как биофизика,
биохимия, бионика, геоботаника, зоогеография и др. В связи с бурным развитием
науки и техники появляются новые направления изучения живых организмов,
появляются новые науки, связанные с биологией. Это еще раз доказывает, что
живой мир является многогранным и сложным и он тесно связан с неживой природой.
Основные биологические науки-объекты их
изучения
- Анатомия – внешнее и внутреннее строение
организмов.
- Физиология – процессы жизнедеятельности.
- Медицина — заболевания человека, их причины
и методы их лечения.
- Экология – взаимосвязи организмов в природе,
закономерности процессов в экосистемах.
- Генетика – законы наследственности и
изменчивости.
- Цитология- наука о клетках (строении,
жизнедеятельности и т.д.).
- Биохимия – биохимические процессы в живых
организмах.
- Биофизика – физические явления в живых
организмах.
- Селекция – создание новых и улучшение
существующих сортов, пород, штаммов.
- Палеонтология – ископаемые останки древних
организмов.
- Эмбриология- развитие зародышей.
Знания в области биологии человек может
применить:
- для профилактики и лечения заболеваний
- при оказании первой помощи пострадавшим при несчастных случаях;
- в растениеводстве, животноводстве
- в природоохранных мероприятиях,
способствующих решению глобальных экологических проблем(знания о взаимосвязях организмов в природе, о факторах,
отрицательно влияющих на состояние окружающей среды и т д.).БИОЛОГИЯ КАК НАУКА
Признаки и свойства живого:
1. Клеточное строение. Клетка является единой структурно-функциональной единицей, а также
единицей развития почти для всех живых организмов на Земле. Исключением являются
вирусы, но и у них свойства живого проявляются, лишь когда они находятся в
клетке. Вне клетки у них признаки живого не проявляются..
2. Единство химического состава. Живые существа образованы теми же химическими элементами, что и
неживые объекты, но в живых существах 90% массы приходится на четыре
элемента: С, О, N, Н, которые участвуют в образовании сложных
органических молекул, таких, как белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды.
3. Обмен веществ и энергии – главное
свойство живого. Он осуществляется в результате
двух взаимосвязанных процессов: синтеза органических веществ в организме (за
счет внешних источников энергии света и пищи) и процесса распада сложных
органических веществ с выделением энергии, которая затем расходуется
организмом. Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава в
непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.
4. Открытость. Все живые организмы представляют собой открытые системы, т. е.
системы, устойчивые лишь при условии непрерывного поступления в них энергии и
вещества из окружающей среды.
5. Самовоспроизведение (репродукция). Способность к самовоспроизведению является важнейшим свойством
всех живых организмов. В ее основе лежит информация о строении и функциях
любого живого организма, заложенная в нуклеиновых кислотах и обеспечивающая
специфичность структуры и жизнедеятельности живого.
6. Саморегуляция. Благодаря механизмам саморегуляции сохраняется относительное
постоянство внутренней среды организма, т.е. поддерживается постоянство химического
состава и интенсивность течения физиологических процессов - гомеостаз.
7. Развитие и рост. В процессе индивидуального развития (онтогенеза) постепенно и
последовательно проявляются индивидуальные свойства организма (развитие) и
осуществляется его рост (увеличение размеров). Кроме того, все живые системы
эволюционируют — изменяются в ходе исторического развития (филогенеза).
8. Раздражимость. Любой живой организм способен реагировать на внешние и внутренние
воздействия.
9. Наследственность. Все живые организмы способны сохранять и передавать основные признаки
потомству.
10. Изменчивость. Все живые организмы способны изменяться и приобретать новые
признаки.
Основные уровни организации живой природы
Вся живая природа представляет собой
совокупность биологических систем. Важными свойствами живых систем является
многоуровневость и иерархическая организация. Части биологических систем сами
являются системами, состоящими из взаимосвязанных частей. На любом уровне
каждая биологическая система уникальна и отличается от других систем.
Ученые на основании особенностей проявления
свойств живого выделили несколько уровней организации живой природы:
1. Молекулярный уровень - представлен молекулами органических веществ (белков, липидов, углеводов
и др.), находящихся в клетках. На молекулярном уровне можно исследовать
свойства и структуры биологических молекул, их роль в клетке, в
жизнедеятельности организма и так далее. Например, удвоение молекулы ДНК,
структуры белков и так далее.
2. Клеточный уровень – представлен клетками. На уровне клеток начинают
проявляться свойства и признаки живого. На клеточном уровне можно
исследовать строение и функции клеток и клеточных структур, процессы,
протекающие в них. Например, движение цитоплазмы, деление клетки, биосинтез белков
в рибосомах и так далее.
3. Органо-тканевой уровень – представлен тканями и органами многоклеточных организмов. На этом
уровне можно исследовать строение и функции тканей и органов, процессы, идущие
в них. Например, сокращение сердца, передвижение воды и солей по сосудам и так
далее.
4. Организменный уровень – представлен одноклеточными и многоклеточными организмами. На этом
уровне изучается организм, как целое: его строение и жизнедеятельность,
механизмы саморегуляции процессов, приспособление к условиям обитания и так
далее.
5. Популяционно-видовой уровень – представлен популяциями, состоящими из особей одного вида,
длительно обитающих совместно на какой-то территории. Жизнь одной особи
генетически определена, а популяция при благоприятных условиях может
существовать неограниченно долго. Так как на данном уровне начинают действовать
движущие силы эволюции – борьба за существование, естественный отбор и др. На
популяционно-видовом уровне изучают динамику численности особей, половозрастной
состав популяции, эволюционные изменения в популяции и так далее.
6. Экосистемный уровень– представлен популяциями различных видов, совместно обитающими на
определенной территории. На данном уровне изучаются взаимоотношения организмов
и среды, условия, определяющие продуктивность и устойчивость экосистем,
изменения в экосистемах и так далее.
7. Биосферный уровень– высшая форма организации живой материи, объединяющая все экосистемы
планеты. На этом уровне изучаются процессы в масштабе всей планеты – круговороты
веществ и энергии в природе, глобальные экологические проблемы, изменения
климата Земли и т д. В настоящее время первостепенное значение имеет изучение
влияния человека на состояние биосферы в целях предотвращения глобального
экологического кризиса.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.