Роль общей биологии. Значение общей биологии. Методы биологических исследований
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: показать актуальность биологических знаний, выявить значение общей биологии её место в системе биологических знаний; показать актуальность биологических знаний, выявить значение общей биологии её место в системе биологических знаний; познакомить учащихся с методами исследования в биологии; познакомить учащихся с методами исследования в биологии; рассмотреть последовательность проведения эксперимента; рассмотреть последовательность проведения эксперимента; выявить в чём заключается отличие гипотезы от закона или теории. выявить в чём заключается отличие гипотезы от закона или теории.
Происхождение и диверсификация многоклеточных. Доказательство экспертизы ставит своей целью проверить достижение целей обучения, запланированных и будет проходить с обсуждением учебного блока, подготовленного студента и ответить на некоторые вопросы по поводу общих вопросов. В документе могут быть организованы в соответствии с предпочтительной модели преподавания, но он должен содержать помимо основных дидактических аспектов теоретическое обсуждение предмета, который должен быть разработан.
Те, кто не смог зарегистрироваться в установленный срок, должны незамедлительно сообщать о проблеме в учебный секретариат. Профессор должен признать, что они поддерживают тест. Ожидается отсутствие апелляции. Вербализация полученной оценки проводится в течение 5 дней после теста и может проводиться в отсутствие ученика, как показано в Руководстве на веб-сайте.
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. 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)».
Набор дисциплин, изучающих живые организмы во всех их проявлениях и законы, регулирующие их. Биологические дисциплины, которые различаются как по предмету, так и по направлению и методам исследования, сгруппированы в четыре основные области: общая биология, молекулярная биология, специальная биология и прикладная биология. Общая биология изучает сам организм и его организм в его связи с окружающей средой, с другими организмами и потомством. Исследования молекулярной биологии с использованием сложных методов исследования, элементарные структуры живой материи, молекулярные структуры, которые его составляют.
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.»
Другой важной областью молекулярной биологии является то, что онкология: применение молекулярной биологии происходит из моноклональных антител, которые могут быть использованы в диагностических и терапевтических целях. Специальные биологические исследования рассматривают различные группы живых, деля их на животных овощей и, в свою очередь, во многих отраслях, где их группы включают палеонтологию и антропологию. Прикладная биология представляет интерес для живых существ по отношению к другим научным направлениям.
Хорошо знать больше правды, но действительно важно жить более реальным! ОСОБЕННОСТИ ИНФОРМАЦИИ В ЭТОМ МОДУЛЕ. Это важно, т.е. содержит более существенные моменты жизни - важные вещи и менее теоретические и подробные объяснения. Поскольку в Интернете есть слишком «тяжелые» информационные справочники, такие как Википедия или порталы с довольно хаотичными ссылками и материалами, мы считаем, что создание доступного и систематически обслуживаемого места очень важно.
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.
Поскольку многие люди будут заинтересованы в деталях в конкретных секторах учебника, как правило, не ухудшающих детали и пользуются широкими ссылки на словарь, приложения, координаты и в других местах на этом сайте, а также непосредственно в ключевых местах в сети.
Материал предназначен для плодотворного самообучения и в некоторой степени. Стиль умеренно доступный, т.е. будет работать при условии, что интеллект, по крайней мере, приближается к среднему, а общая осведомленность не слишком низка. Разделы включают информацию в соответствии с приблизительным направлением в соответствии с преобладающим смыслом «центры тяжести»; вступительные примечания к каждому из них имеют соответствующие пояснения.
7. Дискретность – каждая биологическая система состоит из обособленных, но взаимодействующих между собой частей, образующих структурно- функциональное единство. 8. Саморегуляция – способность организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность физиологических процессов – гомеостаз.
Модуль открыт для уточнения: его содержание подлежит обсуждению и принимаются предложения об изменениях по-разному. Используйте прямую форму мнений, вопросов и предложений; или наши адреса электронной почты. Требования к публикации находятся в разделе «Проект».
ВСТУПИТЕЛЬНАЯ АУТЕНТИКА. В этом разделе объясняются особенности этого Руководства - как общие цели, принципы, выбор материалов, терминология и т.д. пОМОЩЬ СЕЙЧАС. Закладывает основы информационных наук со словами, символами и невербальными; включает в себя различные средства выражения, критерии надлежащего соответствия, основы лингвистики, математики и искусства. В нем рассматриваются основы науки, такие как физика, химия, биология и экология. Фундаментальные разработки представлены кратко, главным образом для того, чтобы лучше понять смысл их применения.
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.
Основной раздел о здоровье и успехе жизни каждого человека. Кроме того, это включает в себя руководство и руководство по основным вопросам домохозяйства, а также общий смысл жизненного пути. Включает в себя психологию и культуру взаимоотношений, важные принципы и методы обучения и обучения, совершенства, стили лидерства и другие. С другой стороны, наброски материальных и организационных особенностей цивилизации, экономики в микро - и макромасштабном, историческом, текущем и новом современном человечестве.
Он отражает науку о мировоззрении - как общие понятия, разные концепции и связанные с ними особенности жизни и специальные практики. Вкратце также упоминаются специальные методы всемирного диагноза, а также сложные проблемы социально-мирных взаимодействий. Он обобщает на основе общего содержания Руководства определенные выводы и соответствующие предложения об изменениях на индивидуальной основе и в отношении различных крупномасштабных социальных групп. К основным разделам - выражению, природе, обществу и быту - есть идеи включить на следующем этапе примерные задания для пересмотра, применения и дальнейшего развития извлеченных уроков.
Биологические науки и изучаемые ими аспекты 1. Ботаника – исследует строение, способ существования, распространение растений и историю их происхождения. Включает в себя: Микологию - наука о грибах Бриологию – наука о мхах Геоботаника – изучает закономерности распространения растений по поверхности суши Палеоботаника – изучает ископаемые останки древних растений 2. Зоология – изучает строение, распространение и историю развития животных. Включает в себя: Ихтиология – наука о рыбах Орнитология – наука о птицах 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: Биофизика – исследует биологические структуры и функции организмов физическими методами. Биохимия – исследует основы жизненных процессов и явлений химическими методами на биологических объектах. Биотехнология – изучает возможности использования имеющих хозяйственное значение микроорганизмов в качестве сырья, а так же использование их особых свойств в производстве.
Методы исследований 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.
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 ОрганоидыАтомы и молекулы Клеточный КлеткаОрганоиды Тканевый ТканьКлетки Органный ОрганТкань Организменный ОрганизмСистемы органов Популяционно- видовой Популяция Особи Биогеоценотически й Биогеоценоз (экосистема) Популяции Биосферный Биосфера 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. 1. 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.
План лекции:
1. Актуальность биологических знаний в современном мире. Место общей биологии в системе биологических наук.
2. Методы изучения.
3. Понятие «жизнь» и свойства живого.
4. Уровни организации живого.
5. Практическое значение биологии.
1. Актуальность биологически знаний в современном мире.
БИОЛОГИЯ – наука о жизни во всех её проявлениях и закономерностях, управляющих живой природой. Название ее возникло из сочетания двух греческих слов: БИОС – жизнь, ЛОГОС – учение. Эта наука изучает все живые организмы.
Термин «биология» ввёл в научный оборот французский учёный Ж. Б. Ламарк в 1802 году. Предмет изучения биологии – живые организмы (растения, животные, грибы, бактерии), их строение, функции, развитие, происхождение, взаимоотношения со средой.
В органическим мире выделяют 5 царств: бактерии (дробянки), растения, животные, грибы, вирусы. Эти живые организмы изучаются соответственно науками: бактериология и микробиология, ботаника, зоология, микология, вирусология. Каждая из этих наук делится на разделы. Например, зоология включает энтомологию, териологию, орнитологию, ихтиологию и др. каждая группа животных изучается по плану: анатомия, морфология, гистология, зоогеография, этология и т.д. Кроме этих разделов можно назвать ещё: биофизика, биохимия, биометрия, цитология, гистология, генетика, экологи, селекция, космическая биология, генная инженерия и много других.
Таким образом, современная биология – комплекс наук, изучающих живое.
Но эта дифференцировка привела бы науку к тупику, если бы не было интегрирующей науки – общей биологии. Она объединяет все биологические науки на теоретическом и практическом уровнях.
· Что же изучает общая биология?
Общая биология изучает закономерности жизни на всех уровнях ее организации, механизмы биологических процессов и явлений, пути развития органического мира и его рациональное использование.
· Что может объединять все биологические науки?
Общая биология играет объединяющую роль в системе знаний о живой природе, поскольку в ней систематизируются ранее изученные факты, совокупность которых позволяет выявить основные закономерности органического мира.
· Какова цель общей биологии?
Осуществление разумного использования, охрана и воспроизведение природы.
2. Методы изучения биологии.
Основными методами биологии являются:
наблюдение (позволяет описать биологические явления),
сравнение (дает возможность найти общие закономерности в строении, жизнедеятельности различных организмов),
эксперимент или опыт (помогает исследователю изучить свойства биологических объектов),
моделирование (имитируются многие процессы, недоступные для непосредственного наблюдения или экспериментального воспроизведения),
исторический метод (позволяет на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познать процессы развития живой природы).
Общая биология пользуется методами других наук и комплексными методами, которые позволяют изучать и решать поставленные задачи.
1. ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЙ метод, или морфологический метод изучения. Глубокое внутренне сходство организмов может показать родство сравниваемых форм (гомология, аналогия органов, рудиментарные органы и атавизмы).
2. СРАВНИТЕЛЬНО – ЭИБРИОЛОГИЧЕСКИЙ - выявление зародышевого сходства, работы К. Бэра, принцип рекапитуляции.
3. КОМПЛЕКСНЫЙ – метод тройного параллелизма.
4. БИОГЕОГРАФИЧЕКИЙ – позволяет проанализировать общий ход эволюционного процесса в самых разных масштабах (сравнивание флор и фаун, особенности распространения близких форм, изучение реликтовых форм).
5. ПОПУЛЯЦИОННЫЙ – позволяет улавливать направления естественного отбора по изменению распределения значений признака в популяциях на разных стадиях ее существования или при сравнении разных популяций.
6. ИММУНОЛОГИЧЕКИЙ – позволяет с большой степенью точности выявить «кровное родство» разных групп.
7. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ – позволяет определить генетическую совместимость сравниваемых форм, а значит, определить степень родства.
Нет ни одного «абсолютного» или совершенного метода. Целесообразно использовать их в комплексе, поскольку они взаимодополняемы.
3. Понятие «жизни» и свойства живого.
Что такое жизнь?
Одно из определений более 100 лет назад дал Ф. Энгельс: "Жизнь есть способ
существования белковых тел, непременное условие жизни - постоянный обмен
веществ, с прекращением которого прекращается и жизнь.»
По современным представлениям, жизнь - это способ существования открытых коллоидных систем, обладающих свойствами саморегуляции, воспроизведения и развития на основе геохимического взаимодействия белков, нуклеиновых кислот других соединений вследствие преобразования веществ и энергии из внешней среды.
Жизнь возникает и протекает в виде высокоорганизованных целостных биологических систем. Биосистемами являются организмы, их структурные единицы (клетки, молекулы), виды, популяции, биогеоценозы и биосфера.
Живые системы обладают рядом общих свойств и признаками, которые отличают их от неживой природы.
1.
Все биосистемы характеризуются высокой упорядоченностью
, которая
может поддерживаться только благодаря протекающим в них процессам. В состав
всех биосистем, лежащих выше молекулярного уровня, входят определенные элементы (98% химического состава
приходится на 4 элемента: углерод,
кислород, водород, азот, а в общей массе веществ основную долю составляет вода
- не мене 70 – 85%). Упорядоченность клетки проявляется в том, что для нее
характерен определенный набор клеточных компонентов, а упорядоченность
биогеоценоза - в том, что в его состав входят определенные функциональные
группы организмов и связанная с ними неживая среда.
2.
Клеточное строение
: Все
живые организмы имеют клеточное строение, за исключением вирусов.
3.
Метаболизм
. Все живые организмы способны к обмену веществ с
окружающей средой, поглощая из нее вещества, необходимые для питания и дыхания,
и выделяя продукты жизнедеятельности. Смысл биотических круговоротов
заключается в преобразовании молекул, обеспечивающих постоянство внутренней
среды организма и, таким образом, непрерывность его функционирования в
постоянно меняющихся условиях внешней среды (поддержание гомеостаза) .
4. Репродукция, или самовоспроизведение
, - способность живых
систем воспроизводить себе подобных. Этот процесс осуществляется на всех
уровнях организации живого;
а) редупликация ДНК - на молекулярном уровне;
б) удвоение пластид, центриолей, митохондрий в клетке - на субклеточном уровне;
в) деление клетки путем митоза - на клеточном уровне;
г) поддержание постоянства клеточного состава за счет размножения отдельных
клеток - на тканевом уровне;
д) на организменном уровне репродукция проявляется в виде бесполого размножения
особей (увеличение численности потомства и преемственность поколений
осуществляется за счет митотического деления соматических клеток) или полового
(увеличение численности потомства и преемственность поколений обеспечиваются
половыми клетками - гаметами).
5.
Наследственность
заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и
особенности развития из поколения в поколение. .
6. Изменчивость
- это способность организмов приобретать новые
признаки и свойства; в ее основе лежат изменения биологических матриц - молекул
ДНК.
7.
Рост и развитие
. Рост -
процесс, в результате которого происходит изменение размеров организма (за счет
роста и деления клеток). Развитие - процесс, в результате которого происходит
качественно изменение организма. Под развитием живой природы - эволюции
понимают необратимое, направленное, закономерное изменение объектов живой
природы, которое сопровождается приобретением адаптации (приспособлений),
возникновением новых видов и вымиранием прежде существовавших форм. Развитие живой
формы существования материи представлено индивидуальным развитием, или
онтогенезом, и историческим развитием, или филогенезом.
8.
Приспособленность
. Это
соответствие между особенностями биосистем и свойствами среды, с которой они
взаимодействуют. Приспособленность не может быть достигнута раз и навсегда, так
как среда непрерывно меняется (в том числе благодаря воздействию биосистем и их
эволюции). Поэтому все живые системы способны отвечать на изменения среды и
вырабатывать приспособления ко многим из них. Долгосрочные приспособления
биосистем осуществляются благодаря их эволюции. Краткосрочные приспособления
клеток и организмов обеспечиваются благодаря их раздражимости.
9
. Раздражимость
. Способность
живых организмов избирательно реагировать на внешние или внутренние
воздействия. Реакция многоклеточных животных на раздражение осуществляется
через посредство нервной системы и называется рефлексом. Организмы, которые не
имеют нервной системы, лишены и рефлексов. У таких организмов реакция на
раздражение осуществляется в разных формах:
а) таксисы - это направленные движения организма в сторону раздражителя
(положительный таксис) или от него (отрицательный). Например, фототаксис - это
движение в направлении к свету. Различают также хемотаксис, термотаксис и др.;
б) тропизмы - направленный рост частей растительного организма по отношению к
раздражителю (геотропизм - рост корневой системы растения по направлению к
центру планеты; гелиотропизм - рост побеговой системы по направлению к Солнцу,
против силы тяжести);
в) настии - движения частей растение по отношению к раздражителю (движение
листьев в течение светового дня в зависимости от положения Солнца на небосводе
или, например, раскрытие и закрытие венчика цветка).
10
. Дискретность (деление на
части)
. Отдельный организм или иная биологическая система (вид, биоценоз
др.) состоит из отдельных изолированных, т. е. обособленных или отграниченных в
пространстве, но, тем не менее, связанных и взаимодействующих между собой
частей, образующих структурно-функциональное единство. Клетки состоят из
отдельных органоидов, ткани - из клеток, органы - из тканей и т. п. Это
свойство позволяет осуществить замену части без остановки функционирования
целостной системы и возможность специализации различных частей на неодинаковых
функциях.
11. Авторегуляция
- способность живых организмов, обитающих в
непрерывно меняющихся условиях окружающей среды, поддерживать постоянство
своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов -
гомеостаз. Саморегуляция обеспечивается деятельностью регуляторных систем -
нервной, эндокринной, иммунной и др. В биологических системах надорганизменного
уровня саморегуляция осуществляется на основе межорганизменных и
межпопуляционных отношений.
12
. Ритмичность
. В биологии
под ритмичностью понимают периодические изменения интенсивности физиологических
функций и формообразовательных процессов с различными периодами колебаний (от
нескольких секунд до года и столетия).
Ритмичность направлена на согласование функций организма с окружающей средой,
т. е. на приспособление к периодически меняющимся условиям существования.
13.
Энергозависимость.
Живые
тела представляют собой "открытые" для поступления энергии системы.
Под "открытыми" системами понимают динамические, т. е. не находящиеся
в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к
ним энергии и материи извне. Таким образом, живые организмы существуют до тех
пор, пока в них поступают энергия в виде пищи из окружающей среды.
14. Целостность - живая материя определенным образом организована, подчинена ряду специфических законов, характерных для неё.
4. Уровни организации живой материи.
Во всём многообразии живой природы можно выделить несколько уровней организации живого. Просмотр учебного фильма «Уровни организации живого» и на его основе составление краткого опорного конспекта.
1. Молекулярный. Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.
2. Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне сопрягаются передача информации и превращение веществ и энергии.
5. Биогеоценотический. Биогеоценоз - совокупность организмов разных видов и различной сложности организации с факторами среды их обитания. В процессе совместного исторического развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества.
6. Биосферный. Биосфера - совокупность всех биогеоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.
5. Практическое значение общей биологии.
o В БИОТЕХНОЛОГИИ – биосинтез белков, синтез антибиотиков, витаминов, гормонов.
o В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ – селекция высокопродуктивных пород животных и сортов растений.
o В СЕЛЕКЦИИ МИКРОООРГАНИЗМОВ.
o В ОХРАНЕ ПРИРОДЫ – разработка и внедрение методов рационального и рачительного природоиспользования.
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение «биологии». Кто предложил данный термин?
2. Почему современную биологию считают комплексной наукой? Из каких подразделов состоит современная биология?
3. Какие специальные науки можно выделить в биологии? Дайте их краткую характеристику.
4. Какие методы исследования используют в биологии?
5. Приведите определение понятия «жизнь».
6. Почему живые организмы называют открытыми системами?
7. Перечислите основные свойства живого.
8. Чем отличаются живые организмы от неживых тел?
9. Какие уровни организации характерны для живой материи?