Биология – наука о жизни как особом явлении во всех ее пространственно-временных проявлениях.
Предмет изучения биологии – все проявления жизни, а именно:
1. Жизнь как особое явление, эволюция живых объектов
2. Знаковые биологические единицы (ген, клетка, особь)
3. Естественные группы организмов (популяция, вид)
4. Исторически сложившиеся сообщества организмов разных видов (биоценоз)
5. Человек как биологический объект
6. Многообразие вымерших и ныне населяющих Землю живых существ, их происхождение, индивидуальное развитие
7. Биотехнологические конструкции (генная, тканевая, органная инженерия; терапевтическое клонирование)
Задачи биологии состоят в изучении общих и частных закономерностей, присущих жизни на всех ее уровнях, во всех ее проявлениях и свойствах: обмена веществ и энергии, размножения, наследственности и изменчивости, роста и развития, раздражимости, дискретности, саморегуляции, движения и т.д.
При этом в биологии используется ряд методов, характерных для естественных наук.
К основным методам биологии относятся:
НАБЛЮДЕНИЕ, позволяющее описать биологическое явление:
1. Невооруженным глазом или с использованием оптических и иных приборов (лупа, микроскоп, электронный микроскоп, дифференциальное центрифугирование, рентгеноструктурный анализ);
2. Визуализация живых структур и процессов (методы лучевой диагностики – рентген, УЗИ, томографии).
ЭКСПЕРИМЕНТ, в ходе которого исследователь искусственно создает ситуацию позволяющую выявить глубоко лежащие (скрытые) свойства биологических объектов:
1. In Vivo – используется живое существо. Особенность – этические проблемы;
2. In Vitro – используются живые биологические объекты (клетки, ткани, органные структуры), выращиваемые вне организма в условиях культуры. Особенность – проблемы интерпретации;
3. Природные “эксперименты” – мутации (закон гомологичных рядов Н.И.Вавилова), уродства.
МОДЕЛИРОВАНИЕ:
1. математическое;
2. компьютерное (дизайн лекарств, в т.ч. на наноносителях);
3. биологическое (создание живых форм (клеток, организмов) с заданными свойствами - технологии knock in, knock out и др.).
СПОСОБЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
сравнительный, дающий возможность найти закономерности, общие для разных явлений;
исторический метод, позволяющий на основе данных о современном мире живого и о его прошлом, раскрывать законы развития живой природы.
Биология является системой наук, которые могут быть классифицированы различным образом.
1. По предмету изучения: ботаника, зоология, микробиология и т.д.
2. По общим свойствам живых организмов:
Генетика (закономерности наследственности);
Биохимия (превращения вещества и энергии);
Экология (взаимоотношения живых существ и их природных сообществ с окружающей средой) и т.п.;
3. По уровню организации живой материи, на котором рассматриваются живые системы:
Молекулярная биология;
Цитология;
Гистология и т.п.
Приведенные классификации, разумеется, не носят абсолютного характера. Так, например, исследование клетки (цитология) в настоящее время немыслимо без изучения биохимии клетки. Ряд возможных дифференциаций биологии как науки можно видеть на ниже приведенном примере.
Одновременно с такой интерпретацией биологии, биологию можно рассматривать и как интегрирующую науку.
Можно также говорить о трех магистральных направлениях биологии:
1. Традиционная или натуралистическая биология. Ее объектом изучения является живая природа в ее естественном состоянии и нерасчлененной целостности – «Храм природы», как называл ее Эразма Дарвина. Истоки традиционной биологии восходят к средним векам, хотя вполне естественно здесь вспомнить и работы Аристотеля, который рассматривал вопросы биологии, биологического прогресса, пытался систематизировать живые организма («лестница Природы»). Оформление биологии в самостоятельную науку – натуралистическую биологию приходится на 18-19 века. Первый этап натуралистической биологии ознаменовался созданием классификаций животных и растений. К ним относятся известная классификация К. Линнея (1707 – 1778), являющаяся традиционной систематизацией растительного мира, а также классификация Ж.-Б. Ламарка, применившего эволюционный подход к классифицированию растений и животных. Традиционная биология не утратила своего значения и в настоящее время. В качестве доказательства приводят положение экологии среди биологических наук, а также во всем естествознании. Ее позиции и авторитет в настоящее время чрезвычайно высоки, а она в первую очередь основывается в принципах традиционной биологии, поскольку исследует взаимоотношений организмов между собой (биотические факторы) и со средой обитания (абиотические факторы).
2. Функционально-химическая биология. Особенность физико-химической биологии – широкое использование экспериментальных методов, которые позволяют исследовать живую материю на субмикроскопическом, надмолекулярном и молекулярном уровнях, что сближает биологию с точными физико-химическими науками. Одним из важнейших разделов физико-химической биологии является молекулярная биология – наука, изучающая структуру макромолекул, лежащих в основе живого вещества. Биологию нередко называют одной из лидирующих наук 21-го века.
3. Эволюционная биология. Это направление биологии изучает закономерности исторического развития организмов. В настоящее время концепция эволюционизма стала, фактически, платформой, на которой происходит синтез разнородного и специализированного знания. В основе современной эволюционной биологии лежит теория Дарвина. Интересно и то, что Дарвину в свое время удалось выявить такие факты и закономерности, которые имеют универсальное значение, т.е. теория созданная им, приложима к объяснению явлений, происходящих не только в живой, но и неживой природе. В настоящее время эволюционный подход взят на вооружение всем естествознанием. Вместе с тем, эволюционная биология – самостоятельная область знания, с собственными проблемами, методами исследования и перспективой развития.
В настоящее время предпринимаются попытки синтеза этих трех направлений биологии и оформления самостоятельной дисциплины – теоретической биологии.
4. Теоретическая биология. Целью теоретической биологии является познание самых фундаментальных и общих принципов, законов и свойств, лежащих в основе живой материи. Основой теоретической биологии в любом случае служит развитие эволюционного подхода, и, таким образом, теоретическая биология может рассматриваться как дальнейшее развитие эволюционной биологии.
В основе биологии лежат 4 аксиомы, характеризующие жизнь и отличающие её от «нежизни».
Аксиома 1
Все живые организмы должны состоять из фенотипа и программы для его построения (генотипа), передающейся по наследству из поколения в поколение. Наследуется не структура, а описание структуры и инструкция по ее изготовлению. Жизнь на основе только одного генотипа или одного фенотипа невозможна, т.к. при этом нельзя обеспечить ни самовоспроизведения структуры, ни ее самоподдержания. (Д. Нейман, Н. Винер)
Аксиома 2
Генетические программы не возникают заново, а реплицируются матричным способом. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предыдущего поколения. Жизнь – это матричное копирование с последующей самосборкой копий. (Н.К. Кольцов)
Аксиома 3
В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате многих причин изменяются случайно и ненаправленно, и лишь случайно эти изменения оказываются приспособительными. Отбор случайных изменений не только основа эволюции жизни, но и причина ее становления, потому что без мутаций отбор не действует.
Аксиома 4
В процессе формирования фенотипа случайные изменения генетических программ многократно усиливаются, что делает возможным их селекцию со стороны факторов внешней среды. Из-за усиления в фенотипах случайных изменений эволюция живой природы принципиально непредсказуема. (Н.В.Тимофеев-Ресовский)
Вопрос о сущности жизни до сих пор является одним из центральных вопросов естествознания, ответ на который разный в зависимости от точки зрения. Однако все исследователи признают одно общее неотъемлемое свойство живого – ее системный характер, или системность
Под биологической (живой) системой понимается совокупность взаимодействующих элементов, которая образует целостный объект, имеющие новые качества, не свойственные входящим в систему качеств элементов.
Таким образом, живой, целостной системе присущи следующие качества:
· множественность элементов,
· наличие связей между элементами и с окружающей средой,
· согласованная организация взаимоотношений элементов как в пространстве, так и во времени, направленное на осуществление функций системы.
С учетом всего сказанного, мы можем утверждать, что
Биология – наука о жизни, ее формах и закономерностях развития.
Термин «биология» предложил Г. Тревиранус в 1802г.
Предметом изучения является многообразие вымерших (палеонтология ) и ныне населяющих Землю живых существ (неонтология ), их строение, функции, происхождение, индивидуальное развитие, эволюцию, распространение, взаимоотношения друг с другом и окружающей средой.
Биология исследует общие и частные закономерности, присущие жизни во всех ее проявлениях и свойствах: обмен веществ и энергии, размножение, наследственность и изменчивость, рост и развитие, раздражимость, дискретность, саморегуляцию, движение и др.
В многообразие организмов и распределение их по группам вносит порядок систематика животных и растений.
По структуре, свойствам и проявлениям индивидуальной жизни в биологии выделяют:
· морфологию – изучает формы и строение организма;
· физиологию – анализирует функции живых организмов, их взаимосвязь и зависимость от внешних и внутренних условий;
· генетику – изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов;
· биологию развития – изучает закономерности индивидуального развития организмов;
· эволюционное учение – исследует закономерности исторического развития органического мира;
· экологию – изучает образ жизни растений и животных в их взаимосвязи с условиями окружающей среды, и др.
В частных разделах биологии (микробиология, приматология и др.) исследуются особенности строения и жизнедеятельности каждого отдельного вида. В общих разделах изучают свойства, присущие всем организмам данной формы живого. Молекулярная биология изучает жизненные явления на молекулярном уровне; цитология - структуру и функции клеток; гистология структуру и функции тканей; анатомия структуру и функции органов. Популяционная генетика и экология – изучает популяцию и биологические особенности всех организмов, входящие в их состав;
Биогеоценология – изучает закономерности формирования, функции, взаимосвязь и развитие высших структурных уровней организации жизни на Земле до биосферы в целом.
Химические реакции и физико-химические процессы в живых организмах, а также химическое состояние и физическую структуру биологических систем, на всех уровнях их организации, изучают биохимия и биофизика .
Установить закономерность, незаметные при описании единичных процессов и явлений, позволяет биометрия, т.е. совокупность приемов планирования и обработка результатов биологических исследований методами математической статистики .
Астробиология – исследование жизни вне земли.
Генная инженерия – комплекс приемов, с помощью которых можно создавать организмы с новыми, в т.ч. и с не встречающимися в природе, комбинациями наследственных признаков и свойств.
Методы биологии:
- наблюдение – позволяет описать биологические явления;
- сравнение – дает возможность найти общие закономерности в строение и жизнедеятельности различных организмов;
- эксперимент (опыт) – помогает изучить свойства биологических объектов;
- моделирование – имитируются процессы, недоступные для непосредственного наблюдения экспериментального воспроизведения;
- исторический метод – позволяет на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познать процессы развития живой природы.
Значение биологии:
ü благодаря генетике и селекции можно создавать высокопродуктивные сорта культурных растений и породы домашних животных, что позволяет интенсивно вести с/х и удовлетворить потребности населения планеты в пищевых ресурсах.
ü в промышленности достижения современной биологии нашли применение в биологическом синтезе аминокислот, кормовых белков, ферментов, витаминов, стимуляторов роста и средств защиты растений и др.
ü с помощью генной инженерии создаются организмы с новыми комбинациями наследственных признаков и свойств, с повышенной устойчивостью к заболеваниям, засолению почв;
ü биотехнология – производство биологически-активных веществ (инсулин, а/б, интерферон, вакцины для профилактики инфекционных заболеваний человека и животных).
Формы существования живой материи .
Все живые организмы, обитающие на Земле, разделены на 2 группы:
1. Неклеточные формы
ü бактериофаги – группа вирусов, поражающих бактерии.
2. Клеточные формы
ü прокариоты – примитивные, просто устроенные клетки, с неоформленным ядром, представленные бактериями и сине-зелеными водорослями (цианобактерии).
ü эукариоты – клетки от простейших до клеток высших растений и млекопитающих, отличаются и сложностью, и разнообразием структуры.
Биология (от греч. биос - жизнь и логос - учение) - это наука о жизни. Термин был предложен в 1802 году французским ученым Ж.Б. Ламарком.
Предметом биологии является жизнь во всех ее проявлениях: физиология, строение, индивидуальное развитие (онтогенез), поведение, историческое развитие (филогенез, эволюция), взаимоотношения организмов между собой и окружающей средой.
Современная биология является комплексом, системой наук. В зависимости от объекта исследования различают такие биологические науки, как: наука о вирусах - вирусология, наука о бактериях - бактериология, наука о грибах - микология, наука о растениях - ботаника, наука о животных - зоология и т. п. Почти каждая из этих наук делится на более мелкие: наука о водорослях - альгология, наука о мхах - бриология, о насекомых - энтомология, о млекопитающих - маммалиология и т. п. Теоретическим фундаментом медицины являются анатомия и физиология человека. Наиболее универсальные свойства и закономерности развития и существования организмов и их групп изучает общая биология.
Возникли науки, изучающие общие закономерности жизни: генетика - наука об изменчивости и наследственности, экология - наука о взаимоотношениях организмов между собой и средой обитания, эволюционное учение - наука о закономерностях исторического развития живой материи, палеонтология исследует вымершие организмы.
В разных областях биологии все большее значение имеют дисциплины, связывающие биологию с другими науками: физикой, химией и т. п. Возникают такие науки, как биофизика, биохимия, бионика, биокибернетика. Биокибернетика (от греч. биос - жизнь, кибернетике - искусство управления) - это наука об общих закономерностях управления и передачи информации в живых системах.
Биологические науки - это база для развития растениеводства, животноводства, биотехнологий, медицины и т. п. С их помощью можно решить такие важные задачи, как обеспечение человечества продуктами питания, преодоление болезней, стимуляция процессов обновления организма, генетическая коррекция дефектов у людей с наследственными болезнями, для интродукции и акклиматизации организмов, для получения биологически активных и лекарственных веществ, для разработки средств биологической защиты растений и т. п.
Этапы развития биологии
Выдающиеся биологи: Аристотель, Теофраст, Теодор Шванн, Маттиас Шлейден, Карл М. Бэр, Клод Бернар, Луи Пастер, Д. И. Ивановский
Биология как наука возникла с потребностью систематизировать знания о природе, объяснить накопленные знания, опыт о жизни растений и животных. Основателем биологии считают известного древнегреческого ученого Аристотеля (384-322 гг. до н. э.), положившего начало систематике, описавшего многих животных, решавшего некоторые вопросы биологии. Его ученик Теофраст (372-287 гг. до и. э.) основал ботанику.
Систематическое научное исследование природы началось с эпохи Возрождения. С накоплением конкретных знаний о природе, с представлением о многообразии организмов возникла идея единства всего живого. Этапы развития биологии - это цепь великих открытий и обобщений, подтверждающих эту идею и раскрывающих ее содержание.
Развитие микроскопической техники с конца XVI ст. обусловило открытие клеток и тканей живых организмов. Важным научным свидетельством единства живого стала клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена (1839 г.). Все организмы состоят из клеток, которые хотя и имеют определенные отличия, но в целом построены и функционируют одинаково. К. М. Бэр (1792-1876 гг.) разработал теорию зародышевого сходства, заложившую основу для научного объяснения закономерностей эмбрионального развития. К. Бернар (1813-1878 гг.) изучал механизмы, обеспечивающие постоянство внутренней среды организма животных. Невозможность самозарождения микроорганизмов доказал французский ученый Л. Пастер (1822-1895 гг.). В 1892 году русским ученым Д. И. Ивановским (1864-1920 гг.) были открыты вирусы.
Выдающиеся биологи: Грегор Мендель, Гуго Де Фриз, Карл Корренс, Эрих Чермак, Томас Морган, Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик, Ж. Б. Ламарк
Открытие законов наследственности принадлежит Г. Менделю (1865 г.), Г. Де Фризу , К. Корренсу , Э. Чермаку (1900 г.), Т. Моргану (1910-1916 гг.). Открытие структуры ДНК - Дж. Уотсону и Ф. Крику (1953 г.).
Выдающиеся биологи: Чарльз Дарвин, А. Н. Северцов, Н. И. Вавилов, Рональд Фишер, С. С. Четвериков, Н. В. Тимофеев-Ресовский, И. И. Шмальгаузен
Творцом первого эволюционного учения был французский ученый Ж.Б. Ламарк (1744-1829 гг.). Основы современной теории эволюции разработал английский ученый Ч. Дарвин (1858 г.). Дальнейшее развитие она получила благодаря достижениям генетики и популяционной биологии в научных работах А. Н. Северцова, Н. И. Вавилова, Р. Фишера, С. С. Четверикова, Н. В. Тимофеева-Ресовского, И. И. Шмальгаузена . Появление и развитие математической биологии и биологической статистики обусловили работы английского биолога Р. Фишера (1890-1962 гг.).
В конце XX века значительных успехов достигла биотехнология, то есть использование живых организмов и биологических процессов в промышленности.
Выдающиеся биологи
Выдающиеся биологи: М. А. Максимович, И. М. Сеченов, К. А. Тимирязев, И. И. Мечников, И. П. Павлов, С. Г. Навашин, В. И. Вернадский, Д. К. Заболотный
Развитию биологии посвятили свою жизнь замечательные ученые.
М. А. Максимович (1804-1873) - основоположник ботаники.
И. М. Сеченов (1829-1905) - основатель физиологической школы, обосновавший рефлекторную природу сознательной и бессознательной деятельности, создатель объективной психологии поведения, сравнительной и эволюционной физиологии.
К. А. Тимирязев (1843-1920) - выдающийся естествоиспытатель, раскрывший закономерности фотосинтеза как процесса использования света для образования органических веществ в растении.
И. И. Мечников (1845-1916) - один из основоположников сравнительной патологии, эволюционной эмбриологии, создатель научной школы, разработавший фагоцитарную теорию иммунитета.
И. П. Павлов (1849-1936) - выдающийся физиолог, создатель учения о высшей нервной деятельности, автор классических трудов по теории пищеварения и кровообращения.
В. И. Вернадский (1863-1945) - основоположник биогеохимии, учения о живом веществе, биосфере, ноосфере.
Д. К. Заболотный (1866-1929) - выдающийся микробиолог, исследователь особо опасных инфекций и другие.
Дата: Класс: 9 Урок: 1 Учитель:
Тема: Введение в общую биологию.
Цель: организация деятельности учащихся по восприятию, осмыслению и первичному запоминанию новых знаний и способов деятельности.
- образовательная: знакомство учащихся с задачами и содержанием школьного курса «Основы общей биологии»; формирование четкого представления о современных проблемах общей биологии и понимания актуальности биологических исследований для человека и общества; знания об основных методах биологического исследования.
- развивающая: развитие умение анализировать, делать выводы.
- воспитательная: формирование бережного отношения к природе, любовь к предмету.
Тип урока: изучение и первичное запоминание новых знаний и способов деятельности.
Форма организации урока: беседа, рассказ.
Оборудование: электронный учебник, презентация, таблица.
Ожидаемый результат: биологические науки, свойства живого, уровни жизни.
Ход урока:
I . Организационный этап.
Образовательные задачи:
Обеспечить нормальную внешнюю обстановку для работы на уроке.
Психологически подготовить учащихся к общению.
Приветствие. Проверка подготовки рабочего места учащихся к уроку (наличие школьных принадлежностей), сообщение цели урока и плана работы на уроке.
II . Этап проверки домашнего задания.
Образовательные задачи:
Установить правильность, полноту и осознанность выполнения домашнего задания всеми учащимися.
Выявить пробелы в знаниях и способах деятельности учащихся.
Устранить в ходе проверки обнаруженные пробелы.
ПОВТОРИТЬ РАЗДЕЛЫ БИОЛОГИИ.
III . Этап актуализации субъективного опыта учащихся.
Образовательные задачи:
Обеспечить мотивацию учения школьников.
Обеспечить включение школьников в совместную деятельность.
Актуализировать субъективный опыт учащихся.
Наука биология.
Состав «семьи» биологических наук.
Критерии жизни.
Уровни организации жизни.
IV . Этап изучения нового материала.
Образовательные задачи:
Обеспечить восприятие, осмысление и первичное запоминание учащимися изучаемого материала.
Обеспечить усвоение учащимися методики воспроизведения изучаемого материала.
«…человеческий мозг похож на маленький пустой чердак… Дурак натащит туда всякой рухляди, и полезные вещи уже некуда будет всунуть, или в лучшем случае до них среди всей этой завали и не докопаешься. А человек толковый тщательно отбирает, и возьмёт лишь инструменты, которые понадобятся ему для работы.»
Высказывание Шерлока Холмса.
Артур Конан Дойл.
« Этюд в багровых тонах.»
Биология -
Комплекс наук, изучающих живую природу как особую форму движения материи, законы её существования и развития.
Характеризуется специализацией составляющих её дисциплин и тесным их взаимодействием.
Биологические науки и изучаемые ими аспекты.
Анатомия
– наука о внутреннем строении организма.
Генетика
– о наследственности и изменчивости.
Эмбриология
– наука о зародышевом развитии организма.
Гистология
– наука о строении тканей.
Цитология
–наука о строении жизнедеятельности клетки.
Морфология
– наука о внешнем строении организма.
Физиология
– наука, изучающая процессы жизнедеятельности.
Зоология
– наука о животных.
Ботаника
– наука о растениях.
Микробиология
Наука о бактериях и вирусах.
Микология
– наука о грибах.
Палеонтологи
– наука, изучающая ископаемые остатки.
Биогеография
– наука о закономерностях распределения видов на поверхности Земли.
Экология
– наука о взаимосвязи организмов друг с другом и со средой обитания.
Селекция
– наука о выведении новых пород животных, сортов растений.
Систематика
– наука, изучающая распределение организмов по группам, т.е. их классификацию.
Эволюционное учение
– наука, изучающая историческое развитие органического мир
Критерии – основные свойства живых организмов.
1-й критерий жизни – сложность и высокая степень организации живых существ .
2- йкритерий жизни – обмен веществ и энергии.
3 критерий жизни – единство химического состава.
В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Но соотношения элементов неодинаково.
4 критерий жизни – дискретность.
(Прерывистость, раздельность).
Любая биологическая система, например организм, вид, биогеоценоз, состоит из отдельных, относительно автономных, но тем не менее взаимодействующих частей.
5 критерий жизни – раздражимость.
6 критерий жизни – рост организмов.
7 критерий жизни – развитие.
8 критерий жизни – самовоспроизведение (размножение).
Биологическая картина мира включает и другие общие положения.
Уровни организации живой материи.
Каждый уровень обладает всеми основными свойствами живого.
Эти системы специфичны, имеют свои закономерности, свои методы исследования.
Выделение уровней организации жизни условно, т.к. они тесно связаны между собой и вытекают один из другого, что говорит о целостности живой природы.
V . Этап закрепления новых знаний и способов деятельности.
Образовательные задачи:
Обеспечить закрепление учащимися знаний и способов действий, которые им необходимы для самостоятельной работы.
Вопросы к п.
VI . Этап обобщения и систематизации знаний и способов деятельности.
Образовательные задачи:
Обеспечить формирование у школьников целостной системы знаний по данной теме.
Обеспечить установление межпредметных связей.
Задание в р / т.
VII . Этап информации о домашнем задании.
Образовательные задачи:
Обеспечить понимание учащимися цели, содержания и способов выполнения домашнего задания.
§ 1стр.4-9
VIII . Этап подведения итогов урока, рефлексия.
Образовательные задачи:
Дать качественную оценку работы класса и отдельных учащихся.
Мобилизация учащихся на рефлексию.
Сегодня на уроке у нас получилось…
К сожалению, не совсем удалось…
Мне понравилась работа ………….. учащихся.
Хотелось пожелать большей активности…
Выставление оценок в дневники.
Урок закончен. Спасибо за работу!
Раздел. 1 Предмет и задачи общей биологии. Уровни организации живой материи. Тема 1. 1. Общая биология как наука, методы исследования связи с другими науками, её достижения. Задачи: u показать актуальность биологических знаний, выявить значение общей биологии её место в системе биологических знаний; u познакомить учащихся с методами исследования в биологии; u рассмотреть последовательность проведения эксперимента; u выявить в чём заключается отличие гипотезы от закона или теории.
. БИОЛОГИЯ - наука о жизни, её закономерностях и формах проявления, о существовании и распространение е во времени и пространстве. Она исследует происхождение жизни и её сущность, развитие, взаимосвязи и многообразие. Биология относится к естественным наукам. Слово «биология» дословно переводится как «наука (логос) о жизни (био)» .
Энгельс: «Жизнь – способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белков. » Волькенштейн: «Живые тела существуют на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот. »
Свойства живых систем 1. Метаболизм – обмен веществ. Обмен веществ и энергии Поглощение Преобразование + усвоение Выделение во внешнюю среду
3. Наследственность – способность организмов передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение. В основе носители генетической информации (ДНК, РНК) 4. Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства. В основе – изменение ДНК.
5. Рост и развитие. Рост всегда сопровождается развитием. Развитие живой формы материи Онтогенез Индивидуальное развитие Филогенез Историческое развитие
7. Дискретность – каждая биологическая система состоит из обособленных, но взаимодействующих между собой частей, образующих структурнофункциональное единство. 8. Саморегуляция – способность организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность физиологических процессов – гомеостаз.
9. Ритмичность – периодические изменения интенсивности физиологических функций с различными периодами колебаний (суточные и сезонные) 10. Энергозависимость – живые тела представляют собой открытые для поступления энергии системы. 11. Единство химического состава.
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ– комплексная наука, исследует наиболее общие свойства и закономерности живой материи, проявляемые на разных уровня организации, и объединяет ряд частных биологических наук.
Биологические науки и изучаемые ими аспекты 1. Ботаника – исследует строение, способ существования, распространение растений и историю их происхождения. Включает в себя: u Микологию - наука о грибах u Бриологию – наука о мхах u Геоботаника – изучает закономерности распространения растений по поверхности суши u Палеоботаника – изучает ископаемые останки древних растений 2. Зоология – изучает строение, распространение и историю развития животных. Включает в себя: u Ихтиология – наука о рыбах u Орнитология – наука о птицах u Этология – наука о поведении животных
3. Морфология – изучает особенности внешнего строения живых организмов. 4. Физиология - изучает особенности жизнедеятельности живых организмов. 5. Анатомия – изучает внутреннее строение живых организмов. 6. Цитология – наука о клетке. 7. Гистология – наука о тканях. 8. Генетика – наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости живых организмов. 9. Микробиология – изучает строение, способ существования и распространение микроорганизмов (бактерий, одноклеточных) и вирусов. 10. Экология – наука о взаимоотношениях организмов между собой и с факторами окружающей среды.
Пограничные науки: u Биофизика – исследует биологические структуры и функции организмов физическими методами. u Биохимия – исследует основы жизненных процессов и явлений химическими методами на биологических объектах. u Биотехнология – изучает возможности использования имеющих хозяйственное значение микроорганизмов в качестве сырья, а так же использование их особых свойств в производстве.
Методы исследований. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Наблюдение (описание биологических явлений). Сравнение (нахождение закономерностей). Эксперимент или опыт (изучение свойств объекта в контролируемых условиях). Моделирование (имитирование процессов, недоступных для непосредственного наблюдения). Исторический метод. Инструментальный.
Научное исследование проходит в несколько этапов: Наблюдение над объектом на основе данных выдвигается гипотеза проводится научный эксперимент (с контрольным опытом) проверенная гипотеза может быть названа теорией или законом.
Уровни организации живой материи. Важными свойствами живых систем являются многоуровневость и иерархическая организация. Выделение уровней организации жизни условно, т. к. они тесно связаны между собой и вытекают один из другого, что говорит о целостности живой природы.
Уровни организации Биологическая система Элементы, образующие систему Молекулярный Органоиды Атомы и молекулы Клеточный Клетка Органоиды Тканевый Ткань Клетки Органный Орган Ткань Организменный Организм Системы органов Популяция Особи Популяционновидовой Биогеоценотически й Биосферный Биогеоценоз (экосистема) Биосфера Популяции Биогеоценозы (экосистемы)
Органические вещества – соединения, содержащие углерод (кроме карбонатов). Между атомами углерода возникают одинарные или двойные связи, на основе которых формируются углеродные цепочки. (нарисовать - линейную, разветвлённую, циклическую) Большинство органических веществ – полимеры, состоящие из повторяющихся частиц – мономеров. Регулярными биополимерами называются вещества, состоящие из одинаковых мономеров, нерегулярными – состоящие из разных мономеров. БИОПОЛИМЕРЫ – природные высокомолекулярные соединения (белки, нуклеиновые кислоты, жиры, сахариды их производные), служащие структурными частями живых организмов и играющие важную роль в процессах жизнедеятельности.
1. 2. 3. 4. 5. Биополимеры состоят из многочисленных звеньев – мономеров, которые имеют достаточно простое строение. Для каждого вида биополимеров характерно определённое строение и функции. Биополимеры могут состоять из одинаковых или из разных мономеров. Свойства полимеров проявляются только в живой клетке. Все биополимеры – это сочетание лишь нескольких типов мономеров, которые дают всё многообразие жизни на Земле.
