Что является предметом изучения биологического. Предмет изучения биологии. Строение и функции РНК
Естествознание является не только одной из первых, изученных человеком, фундаментальных областей науки, но и важнейшим элементом развития нашей цивилизации. Предметом изучения общей биологии является совокупность процессов, лежащих в основе феномена жизни. Главные из них: размножение и онтогенез, наследственность и изменчивость, историческое развитие растительных и животных видов, а также естественный отбор. В данной статье мы рассмотрим их более подробно.
Роль природоведческих дисциплин в развитии общества
Прикладные биологические науки занимаются практическим изучением вышеназванных явлений живой природы, используют полученные результаты для развития современных отраслей общей биологии - клеточной и генной инженерии, биотехнологии, популяционной генетики. Стремительное развитие промышленных технологий и процессы глобализации в мировой экономике вынуждают ученых заниматься серьезными исследованиями в вопросах экологической безопасности природных комплексов.
Как природоведческая наука, общая биология изучает самые сложные структуры организации жизни: популяционно-видовую, а также различные уровни экологических систем и биосферы.
История развития биологического знания
Наука, изучающая природу во всем ее многообразии, зародилась в недрах человеческого знания при помощи философов Древней Греции и Рима, но стала называться биологией лишь в XIX веке, благодаря трудам Ж. Ламарка и Г. Тревирануса. Одними из старейших ее дисциплин считаются систематика, основанная К. Линнеем, и морфология, берущая начало в трактатах Гиппократа, Галена и Асклепия.
Предметом изучения общей биологии является установление единства живых организмов сначала на молекулярном, а далее - на клеточном уровне. Появление научной теории, созданной российским эволюционистом П. Ф. Горяниновым и немецкими учеными М. Шлейденом и Т. Шванном, доказало, что основная форма жизни на Земле - это клетка. Предложенный же Р. Вирховым принцип: "живое - от живого" поставил точку в дискуссиях ученых о возможности самозарождения организмов из неживой материи.
Цитология с помощью таких методов как центрифугирование, электронная микроскопия, метод меченых атомов, изучает строение прокариотов и ядерных клеток и является базой для развития практических разделов естествознания: гистологии, генетики, селекции.
Принципы обмена веществ в живых системах
Общая биология изучает не только химический состав и строение организмов, но и процессы, лежащие в основе их метаболизма. Биохимия устанавливает закономерности протекания реакций анаболизма, например, фотосинтеза у растений. Она также изучает биосинтез белка (процессы транскрипции и трансляции), определяет условия, необходимые для осуществления реакций диссимиляции, обеспечивающих клетки необходимым запасом энергии в виде молекул НАДФ и АТФ.
Так как предметом изучения общей биологии является молекулярный уровень жизни, серьезно рассматриваются реакции катаболизма. В аэробных условиях животная клетка синтезирует 36 моль АТФ из каждой молекулы глюкозы в реакциях цикла Кребса.
Растения и грибы в реакциях энергетического обмена в анаэробных условиях также расщепляют С 3 Н 4 О 3 до этилового спирта, а животные - до молочной кислоты. Но во всех случаях синтезируются молекулы энергетического вещества - аденозинтрифосфорной кислоты.
Как видим, предметом изучения общей биологии является механизм обмена веществ. У представителей живой природы он протекает с участием ферментов по сходным биохимическим путям. Это служит доказательством единства происхождения жизни от общих предковых клеточных форм. Достаточно подробно данный вопрос освещается в таком разделе естествознания как эволюционное учение.
Основы общей биологии
Такое название имеет природоведческая школьная дисциплина, введенная в учебные программы, начиная с 9 класса. Благодаря дидактическим принципам научности и преемственности, учащиеся старших классов познают живую природу, опираясь на знания из курса ботаники, зоологии, анатомии. Сформировать у детей целостную картину природы - главная образовательная задача.
Основы цитологии, онтогенез, закономерности наследственности - вот что изучает общая биология. Темы же, посвященные историческому развитию органического мира и основам экологии, приводят к серьезному прорыву в сознании школьников и способствуют всестороннему развитию их личностей.
Тест по общей биологии.
Задание уровня А
При выполнении заданий уровня А выберите номер правильного ответа
1. Предметом изучения общей биологии является:
а) строение и функции организма
б) природные явления
в) закономерности развития и функционирования живых систем
г) строение и функции растений и животных
2. Наиболее правильно следующее из утверждений:
а) только живые системы построены из сложных молекул
б) все живые системы обладают высокой степенью организации
в) живые системы отличаются от неживых составом химических элементов
г) в неживой природе не встречается высокая сложность организации системы
3. Минимальным уровнем организации жизни, на котором проявляется такое свойство живых систем, как способность к обмену веществ, энергии, информации, является:
б) молекулярный
в) организменный
г) клеточный
4. Высшим уровнем организации является:
а) биосферный
б) биогеоценотический
в) популяционно-видовой
г) организменный
5. Первым надорганизменным уровнем жизни является:
а) биосферный
б) биогеоценотический
в) популяционно-видовой
г) организменный
6. Клеточное строение всех организмов свидетельствует о:
а) единстве живой и неживой природы
б) единстве химического состава клеток
в) единстве происхождения живых систем
г) сложности строения живых систем
7. Роль клеточной теории в науке заключается в том, что она:
а) обобщила все имеющиеся к 19 в. знания о строении организмов
б) выявила элементарную структурную и функциональную единицу жизни
в) создала базу для развития цитологии
г) сделала все перечисленное в пунктах а-в
8. Хлоропласты есть в клетках:
а) корня капусты
б) гриба-трутовика
в) листа красного перца
в) почек собаки
9. Наиболее изменчивой формой обладает:
а) нервная клетка
б) клетка инфузории туфельки
в) сперматозоид человека
г) лейкоцит человека
10. Принципиальные различия между половым и бесполым размножением заключается в том, что половое размножение:
а) происходит только у высших организмов
б) это приспособление к неблагоприятным условия среды
в) обеспечивает комбинативную изменчивость организмов
г) обеспечивает генетическое постоянство видов
11. Генетика – это наука о:
а) селекции организмов
б) наследственности и изменчивости организмов
в) эволюции органического мира
г) генной инженерии
12. Ген человека – это часть:
а) молекулы белка
б) углевода
13. Ген кодирует информацию о структуре:
а) молекулы аминокислоты
б) одной молекулы тРНК
в) одной молекулы фермента
г) нескольких молекул белка
14. Генотип организма – это:
а) совокупность генов организма
б) внешний облик организма
в) совокупность всех признаков организма
г) пара генов, отвечающих за развитие признака
15. Потомство, рождающееся от одного самоопыляющегося растения в течение нескольких лет, называется:
а) доминантным
б) гибридным
в) рецессивным
г) чистотой линией
16. Менделя заключается в выявлении:
а) распределения хромосом по гаметам в процессе мейоза
б) закономерностей наследования родительских признаков
в) изучении сцепленного наследования
г) выявлении взаимосвязи генетики и эволюции
17. Наследственность – это свойство организмов, которое обеспечивает:
а) внутривидовое сходство организмов
б) различия между особями внутри вида
в) межвидовое сходство организмов
г) изменения организмов в течение жизни
18. Гибридологический метод Г. Менделя основан на:
а) межвидовом скрещивании растений гороха
б) выращивании растений в различных условия
в) скрещивании разных сортов гороха, отличающихся по определенным признакам
г) цитологическом анализе хромосомного набора
19. У кареглазого мужчины и голубоглазой женщины родились трое кареглазых девочек и один голубоглазый мальчик. Ген карих глаз доминирует. Каковы генотипы родителей?
а) отец АА , мать Аа
б) отец аа , мать АА
в) отец аа , мать Аа
г) отец Аа , мать аа
20. Какого расщепления по генотипу следует ожидать от скрещивания гетерозиготных волнистых морских свинок, если потомство достаточно велико?
21. В каком случае приведены примеры анализирующего скрещивания:
а) ВВ х В b и bb х bb
б) Аа х аа и АА х аа
в) Сс х Сс и сс х сс
г) DD х Dd и DD х DD
22. Организм с генотипом ВВСс образует гаметы:
а) В, С и с
б) ВВ и Сс
в) ВС и Вс
г) ВВС и ВВс
23. Запишите, пользуясь решеткой Пеннета, результаты скрещивания двух морских свинок – черного (АА) самца с гладкой (bb ) шерстью с белой (аа) самкой, с волнистой (Bb ) шерстью
24. Какова вероятность рождения голубоглазого (а), светловолосого (b ) ребенка от брака голубоглазого темноволосого отца с генотипом аа Bb и кареглазой светловолосой матери с генотипом Аа bb ?
25. Результаты дигибридного скрещивания связаны с тем, что аллельные гены:
а) наследуются сцеплено с полом
б) не влияют друг на друга
в) находятся в одной хромосоме
г) наследуются независимо друг от друга
26. Сколько типов гамет образует зигота Сс Bb , если гены С(с) и В(b ) наследуются сцеплено?
г) четыре
27. Частота перекреста хромосом зависит от:
а) количества генов в хромосоме
б) доминантности или рецессивности генов
в) расстояния между генами
г) количества хромосом в клетке
28. Явление сцепленного наследования получило название:
а) третьего закона Менделя
б) гипотезы чистоты гамет
в) кроссинговер
г) закона Моргана
29. У яйцеклеток и сперматозоидов человека одинаково:
а) количество аутосом
б) форма половых хромосом
г) строение
30. В наибольшей степени от влияния условий среды зависит проявление такого признака, как:
а) цвет глаз человека
б) раса, к которой принадлежит человек
в) количество пальцев на руках
г) масса человека
31. Влиянием условий внешней среды обусловлены такие различия, как:
а) форма звездочек на лбу у двух коров одной породы
б) величина клубней вегетативного потомства картофеля одного сорта
в) различия в цвете глаз у детей одной семьи
г) различия в группах крови у шимпанзе
32. Какой из названных признаков обладает наиболее узкой нормой реакции?
а) строение глаза
б) удойности коров
в) масса человека
33.Модификационная изменчивость:
а) наследуется
б) связана с изменениями генотипа
в) не наследуется
г) не зависит от внешней среды
34. Не наследуется изменчивость:
а) цитоплазматическая
б) комбинативная
в) фенотипическая
г) мутационная
35. Выберите правильное утверждение:
а) под влиянием внешней среды генотип особи не изменяется
б) наследуется не фенотип, а способность к его проявлению
в) модификационные изменения передаются по наследству
г) модификации не носят приспособительного характера
36. Примером геномной мутации является:
а) возникновение серповидноклеточной анемии
б) возникновение длинных корней у верблюжьей колючки
в) появление в потомстве красноглазых дрозофил мух с темными глазами
г) появление триплоидных форм картофеля
37. Выберите правильное утверждение:
а) все здоровые люди обладают одинаковым числом хромосом в клетках
б) хромосомы всех людей содержат одинаковые по своему проявлению гены
в) близнецы, родившиеся в один день, называются идентичными
г) болезнь Дауна связана с трисомией по 23-й паре хромосом
38. Применение наркотиков родителями:
а) снижает вероятность вредных мутаций у потомства
б) повышает эту вероятность
в) не оказывает никакого влияния на мутационные процессы
г) всегда ведет к наследственным заболеваниям
39. К биотехнологии относится:
а) использование в технике принципов строения живого
б) выращивание культурных растений
в) межпородное скрещивание животных
г) получение гормонов с использованием бактерий
40. Методы селекции основаны на:
а) учении об искусственном отборе
б) борьбе за существование
в) межвидовой конкуренции
г) внутривидовой конкуренции
41. Главным фактором одомашнивания растений и животных служит:
а) искусственный отбор
б) естественный отбор
в) приручение
г) бессознательный отбор
42. Закон гомологичных рядов наследственной изменчивости создан:
43. Основным критерием для установления родства между видами является:
а) внешнее сходство
б) генетическое сходство
в) общие центры происхождения
г) общий ареал распространения
44. южноамериканский центр происхождения культурных растений родина:
а) банана, кофе, сорго
б) кукурузы, табака, какао
в) ананаса, картофеля
г) риса, сахарного тростника
45. Повышение продуктивности при скрещивании разных пород или видов называется:
а) инбридинг
б) мутация
в) гетерозис
г) доминирование
46. Явление полиплоидии связано с:
а) редукцией диплоидного набора хромосом
б) кратным увеличением диплоидного набора
в) сохранением диплоидного набора хромосом
г) образование гаплоидных организмов
47. Гетерозис – это результат:
а) мутации
б) полиплоидии
в) близкородственного скрещивания
г) отдаленной гибридизации
48. Создание гормонов, ферментов, вакцин – это задача:
а) клеточной инженерии
б) селекции животных
в) генной инженерии
г) селекции микроорганизмов
49. Этические нормы ограничивают или запрещают:
а) цитогенетические исследования
б) изучение родословных человека
в) клонирование людей
г) клонирование растений
50. Одним из достоинств работы К. Линнея было:
а) соответствие его системы современным представлениям о систематике
б) научное доказательство родства между многими видами
в) признание эволюционного развития органического мира
г) введение бинарной номенклатуры
51.В современной систематике для отнесения организма к той или иной систематической категории исследуют:
а) признаки родства и морфофизиологического сходства
б) признаки внешнего сходства организмов
в) только уровень организации
г) только генетический анализ родственников
52. Человеком современного типа считают:
а) неандертальца
б) кроманьонца
в) синантропа
г) питекантропа
53. Электрон хлорофилла поднимается в клетке на более высокий энергетический уровень под воздействием энергии света в процессе:
а) фагоцитоза
б) синтеза белка
в) фотосинтеза
г) хемосинтеза
54. В цепи питания заяц-беляк – это:
а) консумент 1 порядка
б) продуцент
в) консумент 2 порядка
г) редуцент
55. В состав ДНК не входит нуклеотид
б) урацил
в) аденин
г) цитозин
56. Коровы одной и той же породы в разных условиях содержания дают различные удои молока, что свидетельствует о проявлении:
а) генных мутаций
б) хромосомных мутаций
в) комбинативной изменчивости
г) модификационной изменчивости
г) освещенность
59. Структуру двойной спирали имеет молекула:
в) гемоглобина
г) глюкозы
60. Сокращение численности и ареала уссурийского тигра является примером:
б) дегенерации
в) идиоадаптации
г) ароморфоза
Задание уровня В
Укажите последовательность явлений и процессов, происходящих при подготовке к митозу и во время него:
А) расхождение дочерних хроматид к полюсам клетки
В) спирализация хромосом
В) деспирализация хромосом
Г) удвоение клеточной ДНК
Д) формирование интерфазных ядер дочерних клеток
Е) присоединение хромосом к нитям веретена деления
Задание уровня С
Каким образом нуклеотидная последовательность гена определяет функцию кодируемого им белка?
Биология (от греч. bios - жизнь, logos - наука) - наука о жизни, об общих закономерностях существования и развития живых существ. Предметом ее изучения являются живые организмы, их строение, функции, развитие, взаимоотношения со средой и происхождение. Подобно физике и химии она относится к естественным наукам, предметом изучения которых является природа.
Хотя концепция биологии как особой естественной науки возникла в XIX веке,
биологические дисциплины зародились ранее в медицине и естественной истории.
Обычно их традицию ведут от таких античных учёных как Аристотель и Гален через
арабских медиков аль-Джахиза ибн-Сину, ибн-Зухра и ибн-аль-Нафиза.
В эпоху Возрождения биологическая мысль в Европе была революционизирована
благодаря изобретению книгопечатания и распространению печатных трудов, интересу
к экспериментальным исследованиям и открытию множества новых видов животных и
растений в эпоху Великих географических открытий. В это время работали
выдающиеся умы Андрей Везалий и Уильям Гарвей, которые заложили основы
современной анатомии и физиологии. Несколько позже Линней и Бюффон совершили
огромную работу по классификации форм живых и ископаемых существ. Микроскопия
открыла для наблюдения ранее неведомый мир микроорганизмов, заложив основу для
развития клеточной теории. Развитие естествознания, отчасти благодаря появлению
механистической философии, способствовало развитию естественной истории.
К началу XIX века некоторые современные биологические дисциплины, такие как ботаника и зоология, достигли профессионального уровня. Лавуазье и другие химики и физики начали сближение представлений о живой и неживой природе. Натуралисты, такие как Александр Гумбольдт исследовали взаимодействие организмов с окружающей средой и его зависимость от географии, закладывая основы биогеографии, экологии и этологии. В XIX веке развитие учения об эволюции постепенно привело к пониманию роли вымирания и изменчивости видов, а клеточная теория показала в новом свете основы строения живого вещества. В сочетании с данными эмбриологии и палеонтологии эти достижения позволили Чарльзу Дарвину создать целостную теорию эволюции путём естественного отбора. К концу XIX века идеи самозарождения окончательно уступили место теории инфекционного агента как возбудителя заболеваний. Но механизм наследования родительских признаков всё ещё оставался тайной.
В начале XX века Томас Морган и его ученики заново открыли законы, исследованные
ещё в середине XIX века Грегором Менделем, после чего начала быстро развиваться
генетика. К 1930-м годам сочетание популяционной генетики и теории естественного
отбора породило современную эволюционную теорию или неодарвинизм. Благодаря
развитию биохимии были открыты ферменты и началась грандиозная работа по
описанию всех процессов метаболизма. Раскрытие структуры ДНК Уотсоном и Криком
дало мощный толчок для развития молекулярной биологии. За ним последовало
постулирование центральной догмы, расшифровка генетического кода, а к концу XX
века - и полная расшифровка генетического кода человека и ещё нескольких
организмов, наиболее важных для медицины и сельского хозяйства. Благодаря этому
появились новые дисциплины геномика и протеомика. Хотя увеличение количества
дисциплин и чрезвычайная сложность предмета биологии породили и продолжают
порождать среди биологов всё более узкую специализацию, биология продолжает
оставаться единой наукой, и данные каждой из биологических дисциплин, в
особенности геномики, применимы во всех остальных.
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 на принципах традиционной биологии, поскольку исследует взаимоотношения организмов между собой (биотические факторы) и со средой обитания (абиотические факторы).
Свойства живых организмов
Каждый организм представляет собой совокупность упорядочение взаимодействующих структур, образующих единое целое, то есть является системой. Живые организмы обладают признаками, которые отсутствуют у большинства неживых систем. Однако среди этих признаков нет ни одного такого, который был бы присущ только живому. Возможный способ описать жизнь - перечислить основные свойства живых организмов. Эти свойства так же являются одним из предметов изучения биологии:
1. Одна из наиболее примечательных особенностей живых организмов - это их сложность и высокая степень организации. Они характеризуются усложненным внутренним строением и содержат множество различных сложных молекул.
2. Любая составная часть организма имеет специальное
назначение и выполняет определенные функции. Это относится не только к органам
(почки, легкие, сердце и т. д.), но и к микроскопическим структурам и молекулам.
3. Живые организмы обладают способностью извлекать, преобразовывать и использовать энергию окружающей среды либо в форме органических питательных веществ, либо в виде энергии солнечного излучения. Благодаря этой энергии и веществам, поступающим из окружающей среды, организмы поддерживают свою целостность (упорядоченность) и осуществляют различные функции, возвращают же в природу продукты распада и преобразованную энергию в виде тепла, т. е. организмы способны к обмену веществ и энергией.
4. Организмы способны специфически реагировать на изменения окружающей среды. Способность реагировать на внешнее раздражение - универсальное свойство живого.
6. Самая поразительная особенность живых организмов - способность к самовоспроизведению, т. е. к размножению. Потомки всегда сходны с родителями. Таким образом, существуют механизмы передачи информации о признаках, свойствах и функциях организмов из поколения в поколение, основанные на способности молекул ДНК (дезоксирибо-нуклеиновая кислота) к самоудвоению (репликации). В этом проявляется наследственность. Как установлено, механизмы передачи наследственных свойств одинаковы для всех видов. Однако сходство родителей и потомков никогда не бывает полным: потомки, будучи похожи на родителей, всегда чем-то от них отличаются. В этом состоит явление изменчивости, основные законы которой также общие для всех видов. Таким образом, живым организмам свойственны размножение, наследственность и изменчивость.
7. Для живого характерна способность к историческому развитию и изменению от
простого к сложному. Этот процесс называют эволюцией. В результате эволюции
возникло все многообразие организмов, приспособленных к определенным условиям
существования.
Итак, жизнь представляет собой форму организации открытых саморегулирующихся и
самовоспроизводящихся дискретных иерархических систем, построенных на основе
белков и нуклеиновых кислот. Открытость систем является термодинамической
характеристикой (свойством) живых объектов, так как они непрерывно обмениваются
веществом и энергией с окружающей средой (в отличие от изолированных систем, не
обменивающихся с окружающей средой ни веществом, ни энергией, а также от
замкнутых, которые обмениваются только энергией). Благодаря непрерывному обмену
веществом и энергией в живых системах осуществляется саморегуляция, которая
выражается, во-первых, способностью к активным реакциям на внешние воздействия,
во-вторых, способностью поддерживать в определенных пределах постоянство своего
состояния (гомеостаз) при изменениях условий окружающей среды. Оба типа
регуляторных процессов основаны на особенностях превращения энергии в живых
системах и связаны с биологическими свойствами белков, являющихся катализаторами
химических реакций обмена веществ.
При определении живого следует знать, что даже продукты химического
взаимодействия белков и нуклеиновых кислот (вирусные частицы) могут обнаруживать
только некоторые свойства, характерные для живых объектов. Для существования
полноценной жизни необходим, по крайней мере, клеточный уровень, а клетка
представляет собой четко ограниченный в пространстве (поверхностные структуры) и
времени (от рождения до гибели) объект.
Естествознание является не только одной из первых, изученных человеком, фундаментальных областей науки, но и важнейшим элементом развития нашей цивилизации. Предметом изучения общей биологии является совокупность процессов, лежащих в основе феномена жизни. Главные из них: размножение и онтогенез, наследственность и изменчивость, историческое развитие растительных и животных видов, а также естественный отбор. В данной статье мы рассмотрим их более подробно.
Роль природоведческих дисциплин в развитии общества
Прикладные биологические науки занимаются практическим изучением вышеназванных явлений живой природы, используют полученные результаты для развития современных отраслей общей биологии - клеточной и генной инженерии, биотехнологии, популяционной генетики. Стремительное развитие промышленных технологий и процессы глобализации в мировой экономике вынуждают ученых заниматься серьезными исследованиями в вопросах экологической безопасности природных комплексов.
Как природоведческая наука, общая биология изучает самые сложные структуры организации жизни: популяционно-видовую, а также различные уровни экологических систем и биосферы.
История развития биологического знания
Наука, изучающая природу во всем ее многообразии, зародилась в недрах человеческого знания при помощи философов Древней Греции и Рима, но стала называться биологией лишь в XIX веке, благодаря трудам Ж. Ламарка и Г. Тревирануса. Одними из старейших ее дисциплин считаются систематика, основанная К. Линнеем, и морфология, берущая начало в трактатах Гиппократа, Галена и Асклепия.
Предметом изучения общей биологии является установление единства живых организмов сначала на молекулярном, а далее - на клеточном уровне. Появление научной теории, созданной российским эволюционистом П. Ф. Горяниновым и немецкими учеными М. Шлейденом и Т. Шванном, доказало, что основная форма жизни на Земле - это клетка. Предложенный же Р. Вирховым принцип: "живое - от живого" поставил точку в дискуссиях ученых о возможности самозарождения организмов из неживой материи.
Цитология с помощью таких методов как центрифугирование, электронная микроскопия, метод меченых атомов, изучает строение прокариотов и ядерных клеток и является базой для развития практических разделов естествознания: гистологии, генетики, селекции.
Принципы обмена веществ в живых системах
Общая биология изучает не только химический состав и строение организмов, но и процессы, лежащие в основе их метаболизма. Биохимия устанавливает закономерности протекания реакций анаболизма, например, фотосинтеза у растений. Она также изучает биосинтез белка (процессы транскрипции и трансляции), определяет условия, необходимые для осуществления реакций диссимиляции, обеспечивающих клетки необходимым запасом энергии в виде молекул НАДФ и АТФ.
Так как предметом изучения общей биологии является молекулярный уровень жизни, серьезно рассматриваются реакции катаболизма. В аэробных условиях животная клетка синтезирует 36 моль АТФ из каждой молекулы глюкозы в реакциях цикла Кребса.
Растения и грибы в реакциях энергетического обмена в анаэробных условиях также расщепляют С 3 Н 4 О 3 до этилового спирта, а животные - до молочной кислоты. Но во всех случаях синтезируются молекулы энергетического вещества - аденозинтрифосфорной кислоты.
Как видим, предметом изучения общей биологии является механизм обмена веществ. У представителей живой природы он протекает с участием ферментов по сходным биохимическим путям. Это служит доказательством единства происхождения жизни от общих предковых клеточных форм. Достаточно подробно данный вопрос освещается в таком разделе естествознания как эволюционное учение.
Основы общей биологии
Такое название имеет природоведческая школьная дисциплина, введенная в учебные программы, начиная с 9 класса. Благодаря дидактическим принципам научности и преемственности, учащиеся старших классов познают живую природу, опираясь на знания из курса ботаники, зоологии, анатомии. Сформировать у детей целостную картину природы - главная образовательная задача.
Основы цитологии, онтогенез, закономерности наследственности - вот что изучает общая биология. Темы же, посвященные историческому развитию органического мира и основам экологии, приводят к серьезному прорыву в сознании школьников и способствуют всестороннему развитию их личностей.
Источник: fb.ruАктуально
Разное
Разное
Цели и задачи биологии - первое, что необходимо уяснить, приступая к изучению данной науки. Это основа, на которой строятся все дальнейшие знания. биологии, а также ее предмет, методы и значение будут рассмотрены в данной статье.
Для начала обратимся к истории. Впервые предложил Ж. Б. Ламарк, французский ученый. Он использовал его в 1802 году для обозначения науки, которую интересует жизнь в качестве особого явления природы. Задачи современной биологии весьма обширны. Она представляет собой целый комплекс наук, занимающихся изучением живой природы, законов ее развития и существования.
Характерные черты биологии
Для этой науки характерны:
- тесное взаимодействие с различными дисциплинами, входящими в ее состав;
- высокая специализация;
- интеграция.
Сегодня интересующая нас наука постоянно обогащается новыми обобщениями, теориями, фактическим материалом.
Главная задача биологии
Задачи современной биологии весьма разнообразны, однако основная из них - познание законов, по которым протекает эволюция. Дело в том, что органический мир с момента появления жизни на земле меняется. Он постоянно развивается в результате действия естественных причин. Биосфера играет большую роль в формировании гидросферы, атмосферы, в создании лика земли.
Другие задачи
Можно выделить следующие основные задачи биологии:
- изучение биоцинозов;
- управление живой природой;
- исследование механизма, с помощью которого происходит саморегуляция;
- изучение функции и структуры клетки;
- исследование важнейших жизненных явлений, происходящих на уровне молекул (раздражимость, наследственная изменчивость, обмен веществ);
- изучение вопросов изменчивости и наследственности.
Весьма впечатляющий список, согласитесь. Итак, основные задачи биологии заключаются в познании различных общих закономерностей, по которым происходит развитие живой природы, в изучении форм жизни и раскрытии ее сущности.
Предмет биологии
Интересующая нас наука изучает жизнь, ее формы и различные закономерности развития. Многообразие всех вымерших, а также населяющих в настоящее время нашу планету живых существ является предметом ее изучения. Задачи биологии мы только что описали, теперь остановимся подробнее на ее предмете. Биологию интересуют строение (от анатомо-морфологического до молекулярного), происхождение, функции, эволюция, индивидуальное развитие, распространение, а также взаимоотношения организмов друг с другом и с окружающей средой.
Эта наука изучает как частные, так и общие закономерности, которые свойственны жизни во всех ее проявлениях. В задачи биологии входит изучение обмена энергии и веществ, изменчивости и наследственности, размножения, развития и роста, дискретности, раздражимости, движения, авторегуляции и др. Все вышеперечисленное составляет ее предмет.
Направления
В биологии в зависимости от объектов исследования можно выделить целый ряд направлений, таких как антропология, зоология, ботаника, микробиология, вирусология и др. Эти науки занимаются изучением особенностей развития, строения, происхождения, жизнедеятельности, а также распространения, разнообразия, свойств каждого вида бактерий, вирусов, растений, животных и человека. В интересующей нас области знания выделяют по свойствам, структуре и проявлениям жизни анатомию и морфологию, физиологию, генетику, биологию развития, эволюционное учение, экологию и др. Генетические задачи по биологии, кстати, - важная составная часть практики, входящей в школьную программу по этой науке.
Биофизика и биохимия изучают физико-химические процессы и химические реакции, протекающие в живых организмах, физическую структуру и химический состав на различных уровнях организации. Биометрия позволяет установить закономерности, которые нельзя заметить при изучении единичных явлений и процессов. То есть это совокупность всех приемов планирования, а также обработки полученных результатов с помощью математической статистики. Задачи биологии молекулярной включают в себя изучение жизненных явлений, протекающих на молекулярном уровне. К ним относятся, в частности, функции и структура клеток, органов и тканей. Общая биология разрабатывает универсальные закономерности структуры (строения) и функционирования. То есть ее интересует то, что является общим для всех организмов.
Молекулярный уровень
Предмет и задачи биологии можно рассматривать на различных уровнях. Сейчас мы подробно опишем каждый из них.
Сегодня выделяется несколько уровней изучения и организации жизненных явлений (структурно-функциональных): биосферно-биогеоценотический, популяционно-видовой, организменный, органный, тканевый, клеточный, молекулярный. На последнем изучается роль молекул, являющихся биологически важными, в развитии и росте организмов, в передаче и хранении наследственной информации, в превращении энергии и обмене веществ в живых клетках и др. Речь идет о следующих молекулах: липидах, нуклеиновых кислотах, белках, полисахаридах и др.
Клеточный уровень
Клеточный уровень предполагает рассмотрение структурной организации отдельной клетки. Учение о нем называется цитологией, которая включает в себя цитохимию, цитогенетику, цитофизиологию, цитоморфологию. Это учение позволяет устанавливать структурно-функциональные и физиолого-биохимические связи, наблюдаемые в различных органах и тканях между клетками.
Организменный уровень
На организменном уровне биология исследует явления и процессы, которые происходят в отдельной особи, а также механизмы, обеспечивающие согласованное функционирование ее систем и органов. К нему же относятся взаимоотношения различных органов в пределах организма, поведение его и приспособительные изменения, наблюдаемые в тех или иных экологических условиях.
Популяционно-видовой уровень
Переходим к рассмотрению следующего уровня, популяционно-видового. Он принципиально отличается от предыдущего. Продолжительность жизни отдельных особей генетически предопределена. Через некоторое время они умирают, исчерпав возможности своего развития. Однако при наличии подходящих условий среды их совокупность в целом способна развиваться неограниченно долго. Предметом экологии, фенологии, морфологии, генетики является изучение динамики и состава - это совокупность особей определенного вида, которые имеют общий генофонд и обитают на определенном пространстве с примерно одинаковыми условиями существования на организменном, клеточном и молекулярном уровнях.
Экосистемный уровень
Если говорить об уровне экосистемном (биосферно-биогеоценотическом), то на нем исследуются взаимоотношения между различными организмами и средой, а также миграция живого вещества, закономерности и пути протекания энергетических круговоротов. На нем же изучаются и другие процессы, которые происходят в экосистемах (биогеоценозах).
Методы биологии
Опишем теперь которые использует эта наука. Первый из них - наблюдение. С помощью него можно описывать и анализировать различные биологические явления. На нем основывается еще один метод - описательный. Для того чтобы понять сущность того или иного явления, требуется сначала собрать фактический материал. После нужно описать его.
Еще один важный метод - исторический. С помощью него можно выявить закономерности возникновения и развития того или иного организма, изучить становление его функций и структуры.
Экспериментальный метод основан на создании системы целенаправленным путем. С его помощью можно исследовать явления и свойства живой природы.
Последний метод, который мы охарактеризуем, - моделирования. Он представляет собой изучение определенного явления с помощью создания его модели.
Итак, предмет, задачи и методы биологии мы описали. В заключение расскажем о важности этой науки.
Значение биологии
Безусловно, она играет важную роль в формировании нашего мировоззрения, а также понимания основополагающих философско-методологических проблем. Кроме того, она имеет большое практическое значение (дает решение пищевой проблемы, рекомендации по борьбе с вредителями и др.). В частности, чтобы обеспечить нужды человека в пище, следует резко увеличить объем производимой сельскохозяйственной продукции. Решением этой задачи занимаются такие науки, как животноводство и растениеводство. Они базируются на достижениях селекции и генетики.
Знание законов изменчивости и наследственности позволяет создавать все более продуктивные породы домашних животных и сорта культурных растений. Это позволяет человечеству вести сельское хозяйство интенсивно, а не экстенсивно. Благодаря всему этому удовлетворяются потребности людей в пищевых ресурсах. Достижения биологии используются в медицине, а также в охране окружающей среды.
Как вы видите, цель и задачи науки биологии весьма важны с практической точки зрения. Благодаря ее достижениям человечество существенно продвинулось вперед.