Biologija je predmet koji otkriva osnovne obrasce životnih pojava. Opšta biologija Šta proučava opšta biologija

16.01.2024

Pročitajte također

Opšta biologija Šta proučava opšta biologija

Rad i snaga u efikasnosti pravolinijskog kretanja

Biologija– nauka o živoj prirodi koja proučava život kao poseban oblik materije, zakonitosti njenog postojanja i razvoja. Biologija je, prije svega, kompleks znanja o životu i skup naučnih disciplina (više od 300) koje proučavaju živa bića: hemijski sastav, finu i grubu strukturu, distribuciju, funkcioniranje, njegovu prošlost, sadašnjost i budućnost, kao i kao praktični značaj i primjenu. Termin “biologija” u modernom smislu uveo je istovremeno 1802. J.-B. Lamarck i njemački prirodnjak G. R. Treviranus.

Stavka Biološka istraživanja - sve manifestacije života:

Građa i funkcije, razvoj i rasprostranjenost živih organizama (prokarioti, protisti, biljke, gljive, životinje i ljudi);

Struktura, funkcije i razvoj prirodnih zajednica, njihov međusobni odnos i životna sredina;

Istorijski razvoj i evolucija živih organizama.

Zadaci da biologija odlučuje:

Identifikacija i objašnjenje općih svojstava i raznolikosti živih organizama;

Poznavanje obrazaca u strukturi i funkcionisanju živih sistema različitih rangova, njihovih međusobnih odnosa, stabilnosti i dinamike;

Proučavanje istorijskog razvoja organskog svijeta;

Izrada naučne slike sveta na osnovu dobijenih podataka;

Osiguravanje očuvanja biosfere i sposobnosti prirode da se sama reprodukuje.

Metode, koristi se za rješavanje problema:

- posmatranje: omogućava opisivanje bioloških pojava;

-poređenje: omogućava vam da pronađete obrasce zajedničke različitim pojavama;

- eksperimentalno (iskustvo): istraživač umjetno stvara situaciju koja pomaže proučavanju svojstava bioloških objekata;

- modeliranje: pomoću računarske tehnologije simuliraju se pojedinačni biološki procesi ili pojave (ponašanje biološkog sistema unutar zadatih parametara):

- istorijski: omogućava, na osnovu podataka o modernom organskom svijetu i njegovoj prošlosti, proučavanje procesa razvoja žive prirode (prvi je koristio Charles Darwin).

Za opisivanje i proučavanje bioloških procesa, biolozi koriste i metode: hemijske, fizičke, matematičke, tehničke nauke, geografiju, geologiju, geohemiju itd. Kao rezultat toga nastaju srodne (granične) discipline - biohemija, biofizika, nauka o tlu, radiobiologija, radioekologija , itd. d.

Sve nauke se mogu klasifikovati:

· po predmetu studija:

- zoologija(proučava nastanak, građu i razvoj životinja, njihov način života, rasprostranjenost na zemaljskoj kugli), uključujući i uže discipline - entomologija(oh insekti), ornitologija(o pticama) ihtiologija(o ribi) teriologija(o sisarima);

- botanika(proučavanja rasprostranjenosti organizama, njihovog porijekla, strukture, razvoja, životnih aktivnosti, svojstava, raznolikosti, klasifikacije, kao i strukture, razvoja i položaja biljnih zajednica na površini zemlje - fitocenozama), u okviru koje razlikuju briologiju (o mahovinama), dendrologiju (o drveću);

- mikrobiologija(mikroorganizmi);

- mikologija(gljive);

- lihenologija(lišajevi);

- algologija(morske alge);

- virologija(virusi);

- hidrobiologija(proučava organizme koji žive u vodenoj sredini) itd.;

· za proučavanje svojstava tijela:

- anatomija I morfologija(predmet njihovog proučavanja je spoljašnja i unutrašnja struktura i oblik organizama);

- fiziologija(proučava funkcije živih organizama, njihovu međusobnu povezanost, zavisnost od spoljašnjih i unutrašnjih uslova); dijelimo na fiziologiju čovjeka, fiziologiju životinja, fiziologiju biljaka itd.;

-citologija(proučava ćeliju kao strukturnu i funkcionalnu jedinicu organizama;

- histologija(proučava građu tkiva životinjskih organizama);

- embriologija i biologija individualnog razvoja(proučava obrasce individualnog razvoja);

- ekologija(proučava stil života životinja i biljaka u njihovom odnosu sa uslovima životne sredine) itd.

· o upotrebi određenih istraživačkih metoda:

- biohemija(proučava hemijski sastav organizama, strukturu i funkcije hemijskih supstanci hemijskim metodama);

- biofizika(proučava fizičke i fizičko-hemijske pojave u ćelijama i organizmima fizičkim metodama);

- biometrija(na osnovu mjerenja živih tijela, njihovih dijelova, procesa i reakcija i naknadnih proračuna, vrši matematičku obradu podataka u cilju uspostavljanja zavisnosti, obrazaca koji su nevidljivi pri opisivanju pojedinih pojava i procesa) itd.;

- genetika(proučava obrasce nasljednosti i varijabilnosti);

· o praktičnoj primjeni biološkog znanja:

- biotehnologija(skup industrijskih metoda koje omogućavaju korištenje živih organizama sa visokom efikasnošću za dobijanje vrijednih proizvoda - antibiotika, aminokiselina, proteina, vitamina, hormona itd., za zaštitu biljaka od štetočina i bolesti, za borbu protiv zagađenja okoliša, u postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda, itd. .d.);

- agrobiologija(skup znanja o uzgoju poljoprivrednih kultura);

- izbor(nauka o metodama za stvaranje biljnih sorti, životinjskih pasmina i sojeva mikroorganizama sa svojstvima neophodnim za ljude);

- stočarstvo, veterinarstvo, medicinska biologija, fitopatologija i sl.;

· proučavati nivo organizacije živih bića:

- molekularna biologija(ispituje životne pojave na molekularnom genetičkom nivou i uzima u obzir značaj trodimenzionalne strukture molekula);

- citologija I histologija(proučavanje ćelija i tkiva živih organizama);

- biologija populacije-vrste(proučavane populacije);

- biocenologija(proučava biogeocenoze);

- opšta biologija(proučava opšte obrasce koji otkrivaju suštinu života);

- biogeografija(proučava opšte obrasce geografske distribucije živih organizama na Zemlji;

- taksonomija(proučava raznolikost organizama i njihovu distribuciju u grupe);

- paleontologija(proučava istoriju organskog svijeta iz ostataka životinja i biljaka);

- evolucionu doktrinu(proučava istorijski razvoj žive prirode i raznovrsnost organskog sveta).

Praktični značaj i primena dostignuća savremene biologije:

1. Biologija je teorijska osnova mnogih nauka.

2. Poznavanje biologije je neophodno za razumevanje mesta čoveka u sistemu prirode, za razumevanje odnosa između organizama i nežive prirode koja ih okružuje.

3. Biologija ima odlučujući uticaj na napredak poljoprivredne proizvodnje i medicine:

Zaštite okoliša;

Prepoznavanje, prevencija i liječenje bolesti biljaka, životinja i ljudi;

Proširivanje obima uzgoja ribe i krzna;

Uključivanje novih teritorija u privredni promet;

Razvoj selekcije mikroorganizama, biljaka i životinja;

Predviđanje ekološke situacije u različitim regijama i stanja biosfere u cjelini.

4. Biološka obuka zauzima posebno mjesto u sistemu medicinskog obrazovanja.

5. Mnogi biološki principi i odredbe

Koristi se u tehnologiji:

Oni su osnova brojnih industrija u prehrambenoj, lakoj, mikrobiološkoj i drugim industrijama.

6. Uveliko se uvode moderne biotehnologije stvorene na bazi ćelijskog i genetskog inženjeringa (proizvodnja sojeva mikroorganizama sposobnih da sintetiziraju humani inzulin, hormon rasta, interferone, imunogene lijekove, vakcine itd.).

8. Genetička istraživanja su omogućila razvoj metoda za ranu (prenatalnu) dijagnostiku, liječenje i prevenciju mnogih nasljednih ljudskih bolesti.

Samoažuriranje – sposobnost organizama da stalno obnavljaju strukturne elemente - molekule, enzime, organele, ćelije - zamjenom "istrošenih" koji su ispunili svoje funkcije (krvne stanice, epidermalne stanice kože itd.). U ovom slučaju, organizmi koriste tvari i energiju koji ulaze u stanice ( protok materije i energije). Omogućeno je samoažuriranje metabolizam I pretvaranje energije, reakcije sinteze matrice, diskretnost.

Samoreprodukcija – sposobnost živih organizama da proizvode svoju vrstu, a da pritom očuvaju strukturu i funkcije roditeljskih oblika kod svojih potomaka. Kada se živi organizmi razmnožavaju, potomci obično liče na svoje roditelje: mačke rađaju mačiće, psi rađaju štence. Sjemenke maslačka će ponovo izrasti u maslačak. Reprodukcija obezbeđuje svojstvo samoreprodukcije. Proces samoreprodukcije odvija se na gotovo svim nivoima organizacije. Zahvaljujući reprodukciji, ne samo celi organizmi, već i ćelije i ćelijske organele (mitohondrije, plastidi) nakon deobe su slični svojim prethodnicima. Od jednog molekula DNK, kada se udvostruči, formiraju se dvije kćerke molekule, koje u potpunosti ponavljaju prvobitni. Samoreprodukcija se zasniva na reakcije sinteze matrice, tj. formiranje novih molekula i struktura na osnovu informacija ( Protok informacija), ugrađen u sekvencu nukleotida DNK. Shodno tome, samoreprodukcija je usko povezana sa fenomenom nasljednost.

Samoregulacija – sposobnost organizama da u stalno promenljivim uslovima životne sredine održavaju konstantnost svog hemijskog sastava i intenziteta fizioloških procesa (homeostaze) zasnovanih na protoku materije, energije i informacija. U isto vrijeme, nedostatak hranjivih tvari mobilizira unutrašnje resurse tijela, a višak uzrokuje skladištenje ovih tvari. Samoregulacija se odvija na različite načine zahvaljujući aktivnosti regulatornih sistema – nervnog i endokrinog – i zasniva se na zasnovano na principu povratne sprege: signal za uključivanje određenog sistema može biti promjena koncentracije supstance ili stanja sistema. Dakle, povećanje koncentracije glukoze u krvi dovodi do povećane proizvodnje hormona pankreasa inzulina, što smanjuje sadržaj ovog šećera u krvi; smanjenje nivoa glukoze u krvi usporava oslobađanje hormona u krvotok. Smanjenje broja ćelija u tkivu (tokom pilinga, dermoabrazije kože, kao rezultat ozljede) uzrokuje povećanu proliferaciju preostalih stanica; obnavljanje normalnog broja ćelija signalizira prestanak intenzivne ćelijske diobe).

Od ostalih svojstava karakterističnih za živa bića, neka su u jednoj ili drugoj mjeri slična procesima koji se dešavaju u neživoj prirodi.

Jedinstvo hemijskog sastava. Živi organizmi se prilično jasno razlikuju od neživih po svom hemijskom sastavu (nukleinske kiseline, proteini, ugljikohidrati, masti itd.). Živa bića se sastoje od istih elemenata kao i neživi objekti. Ali oni formiraju složene molekule u tijelu koje nema u neživoj prirodi. Osim toga, omjer ovih elemenata u živim i neživim bićima je također različit. Ako je predstavljen elementarni sastav nežive prirode, zajedno sa kiseonikom silicijum, gvožđe, magnezijum, aluminijum itd., tada u živim organizmima 98% hemijskog sastava čine samo četiri elementa - ugljenik, nitrogen, vodonik I kiseonik. Osim toga, svi živi organizmi su izgrađeni prvenstveno od četiri grupe složenih organskih molekula: proteina, ugljikohidrata, lipida i nukleinskih kiselina. Također treba napomenuti da je sastav kemijskih elemenata u različitim sredinama nežive prirode, za razliku od živih organizama, različit. Hidrosferom dominiraju vodonik I kiseonik, u atmosferi – nitrogen I kiseonik, u litosferi - silicijum I kiseonik.

Metabolizam i konverzija energije. Ovo Opće svojstvo svih živih bića je ukupnost svih hemijskih transformacija koje se dešavaju u tijelu i osiguravaju očuvanje i reprodukciju života. Organizam– otvoreni sistem u stabilnom stacionarnom stanju: brzina kontinuiranog snabdijevanja supstancama i energijom iz okoline uravnotežena je brzinom kontinuiranog prijenosa tvari i energije iz sistema.

Organizam troši supstance i energiju iz okoline, koristi ih da obezbedi hemijske reakcije, a zatim vraća u okolinu, ali u drugom obliku, ekvivalentnu količinu energije (u obliku toplote) i materije (u obliku raspadanja). proizvodi). Organizmi u tom procesu troše tvari iz okoline ishrana. Autotrofi– biljke, većina protista i neki prokarioti sposobni za fotosintezu sami stvaraju organske tvari od neorganskih koristeći svjetlosnu energiju. Heterotrofi– životinje, gljive, neki protisti i većina prokariota koriste organske tvari drugih organizama, razgrađuju ih enzimima i asimiliraju produkte cijepanja.

Značajan dio organskih tvari (ugljikohidrati, proteini, lipidi) koji nastaju kao rezultat autotrofne ili heterotrofne ishrane sadrže energiju u hemijskim vezama. Tokom disanja, ova energija se oslobađa i akumulira u ATP-u. Krajnji produkti metabolizma, često toksični, u procesu pražnjenje, ili izlučivanje se izlučuju iz organizma.

Dakle, organizme karakterizira metabolizam s okolinom i energetska ovisnost. Metabolizam i konverzija energije osiguravaju postojanost hemijskog sastava i strukture svih dijelova tijela i, kao posljedicu, postojanost njihovog funkcionisanja u uslovima sredine koja se stalno menja. Ostali znakovi - rast, razdražljivost, naslijeđe, varijabilnost, reprodukcija - sve je to rezultat metabolizma i njegove manifestacije.

Reprodukcija. Kada se organizmi razmnožavaju, oni proizvode druge slične sebi i time povećavaju broj jedinki. Tokom procesa razmnožavanja, znaci, svojstva i razvojne karakteristike organizama date vrste prenose se s generacije na generaciju. Zahvaljujući reprodukciji, brojnost se vrste održava dugo vremena na određenom nivou. Smjena generacija je osigurana spolnim i aseksualnim razmnožavanjem.

Nasljednost. Sastoji se u sposobnost organizama da tokom razmnožavanja prenose svoje karakteristike, svojstva i razvojne karakteristike s generacije na generaciju. Nasljednost se zasniva na stabilnosti nosilaca genetske informacije, odnosno na postojanosti strukture molekula DNK. Genetske informacije sadržane u DNK određuju moguće granice razvoja organizma, njegove strukture, funkcije i reakcije na okolinu. Istovremeno, potomci su obično slični roditeljima, ali ne i identični njima.

Varijabilnost. Sposobnost organizama da tokom ontogeneze steknu nova svojstva i karakteristike i izgube stara, pozvao varijabilnost. Ovo svojstvo je, takoreći, suprotno od nasljeđa, ali je istovremeno s njim usko povezano, jer se u ovom slučaju mijenjaju geni koji određuju razvoj određenih karakteristika. Kada bi se reprodukcija matrica - molekula DNK - uvijek odvijala s apsolutnom tačnošću, tada bi tokom reprodukcije organizama postojao kontinuitet samo prethodno postojećih karaktera, a prilagođavanje vrsta na promjenjive uvjete okoline bilo bi nemoguće. dakle, varijabilnost je sposobnost organizama da steknu nove karakteristike i svojstva, koja se zasniva na promjenama u molekulima DNK. Dakle, samoumnožavanje molekula DNK omogućava potomcima ne samo očuvanje nasljednih karakteristika svojih roditelja, već i odstupanje od njih, odnosno varijabilnost, uslijed čega organizmi dobivaju nove karakteristike i svojstva. Promjenjivost stvara raznolik materijal za prirodnu selekciju, odnosno odabir najprilagođenijih jedinki specifičnim uvjetima postojanja u prirodnim uvjetima, što, zauzvrat, dovodi do pojave novih oblika života, novih vrsta organizama.

Rast i razvoj. Bez obzira na način razmnožavanja (aseksualni ili seksualni), sve jedinke kćeri nastale iz jedne zigote, spora, pupoljaka ili ćelija nasljeđuju samo genetsku informaciju, odnosno sposobnost ispoljavanja određenih karakteristika i svojstava. Novi organizam implementira primljene nasljedne informacije tokom rast i razvoj. Razvoj – promena spoljašnje ili unutrašnje strukture tela. Prikazan je razvoj živih organizama ontogeneza (individualni razvoj) I filogenija (istorijski razvoj). Kroz ontogenezu se postepeno i dosledno pojavljuju pojedinačne osobine organizma (pojava boje očiju, sposobnost držanja glave, sjedenja, hodanja, pojava zuba i sl. kod djece). Razvoj je praćen visina – postepeno povećanje veličine organizma u razvoju, zbog procesa povećanja broja ćelija i akumulacije mase ekstracelularnih formacija kao rezultat metabolizma.U procesu razvoja nastaje specifična strukturna organizacija jedinke, a povećanje njene mase je zbog reprodukcije makromolekula, elementarne strukture ćelija i same ćelije. Slijedom brojnih generacija dolazi do promjene vrsta, tj filogenija (evolucija) – To je nepovratan i usmjeren razvoj žive prirode, praćen stvaranjem novih vrsta i progresivnim usložnjavanjem života.

Razdražljivost. U procesu evolucije, organizmi su se razvili sposobnost selektivnog reagovanja na uticaje iz spoljašnje ili unutrašnje sredine– razdražljivost. Na primjer, kod sisara, kada se tjelesna temperatura podigne, krvni sudovi u koži se šire, rasipajući višak topline i na taj način vraćajući optimalnu tjelesnu temperaturu.

Svaka promjena uslova okoline koja okružuje organizam jesteiritantan , a reakcija tijela na vanjske podražaje služi kao pokazatelj njegove osjetljivosti i manifestacija razdražljivosti. Najupečatljiviji oblik ispoljavanja razdražljivosti je pokret. U biljkama jeste tropizmi I nastia, u protistima – taksi; reakcije višećelijskih organizama - refleksi sprovodi kroz nervni sistem. Kombinacija "stimulus - reakcija" može se akumulirati u obliku iskustva i koristiti je u tijelu u budućnosti.

Prilagođavanje okolini.Živi organizmi ne samo da su dobro prilagođeni svom okruženju, već i savršeno odgovaraju njihovom načinu života. Zovu se karakteristike strukture, životne aktivnosti i ponašanja koje osiguravaju opstanak i reprodukciju u njihovom staništu adaptacije (uređaji).

Diskrecija i integritet. Diskretnost je univerzalno svojstvo materije: svaki atom se sastoji od elementarnih čestica, atomi formiraju molekul. Jednostavni molekuli su dio složenih jedinjenja ili kristala, itd. Živi sistemi se oštro razlikuju od neživih objekata po svojoj izuzetnoj složenosti i visokom strukturnom i funkcionalnom redu. Istovremeno, pojedinačni organizam, ili drugi biološki sistem (vrsta, biogeocenoza itd.), je diskretan i integralan, odnosno sastoji se od pojedinačnih izolovanih (odvojenih i omeđenih u prostoru), ali ipak usko povezanih i međusobno povezanih. između koji se sastoji od dijelova koji čine funkcionalnu cjelinu. Bilo koja vrsta organizma uključuje pojedinačne jedinke. Tijelo visoko organiziranog pojedinca formira prostorno omeđene organe, koji se pak sastoje od pojedinačnih ćelija. Energetski aparat ćelije predstavljaju mitohondrije, aparat za sintezu proteina predstavljaju ribozomi itd., sve do makromolekula (proteini, nukleinske kiseline itd.), od kojih svaka može obavljati svoju funkciju samo kada je prostorno izolovana od drugih. . Diskretna struktura tijela je osnova njegovog strukturnog poretka, stvara mogućnost njegovog stalnog samoobnavljanja zamjenom „istrošenih“ strukturnih elemenata bez zaustavljanja funkcije koju obavlja. Diskretnost vrste određuje mogućnost njene evolucije kroz smrt ili eliminaciju neprilagođenih jedinki iz reprodukcije i očuvanje jedinki sa osobinama korisnim za opstanak.

Trenutna stranica: 1 (knjiga ima ukupno 26 stranica) [dostupan odlomak za čitanje: 18 stranica]

A. A. Kamensky, E. A. Kriksunov, V. V. Pasechnik
Biologija. Opća biologija. 10–11 razredi

Uvod

Počinjete učiti školski predmet „Opšta biologija“. Ovo je konvencionalni naziv dijela školskog predmeta biologije, čiji je zadatak proučavanje općih svojstava živih bića, zakona njihovog postojanja i razvoja. Odražavajući živu prirodu i čovjeka kao njen dio, biologija postaje sve važnija u naučnom i tehnološkom napretku, postajući produktivna snaga. Biologija stvara novu tehnologiju – biološku, koja bi trebala postati osnova novog industrijskog društva. Biološko znanje treba da doprinese formiranju biološkog mišljenja i ekološke kulture kod svakog člana društva, bez čega je nemoguć dalji razvoj ljudske civilizacije.

§ 1. Kratka istorija razvoja biologije

1. Šta proučava biologija?

2. Koje biološke nauke poznajete?

3. Koje biološke naučnike poznajete?

Biologija kao nauka. Vi dobro znate da je biologija nauka o životu. Trenutno predstavlja sveukupnost nauka o živoj prirodi. Biologija proučava sve manifestacije života: strukturu, funkcije, razvoj i porijeklo živih organizama, njihove odnose u prirodnim zajednicama sa njihovom okolinom i drugim živim organizmima.

Otkako je čovjek počeo shvaćati svoju razliku od životinjskog svijeta, počeo je proučavati svijet oko sebe. U početku mu je život zavisio od toga. Primitivni ljudi su trebali znati koji se živi organizmi mogu jesti, koristiti kao lijek, za izradu odjeće i domova i koji su od njih otrovni ili opasni.

Sa razvojem civilizacije, čovjek je mogao priuštiti luksuz bavljenja naukom u obrazovne svrhe.

Proučavanja kulture starih naroda pokazala su da su imali opsežna znanja o biljkama i životinjama i da su ih naširoko koristili u svakodnevnom životu.

Savremena biologija je kompleksna nauka, koju karakteriše međusobno prožimanje ideja i metoda različitih bioloških disciplina, ali i drugih nauka – prvenstveno fizike, hemije i matematike.

Glavni pravci razvoja moderne biologije. Trenutno se u biologiji mogu grubo razlikovati tri pravca.

Prvo, ovo klasična biologija. Predstavljaju ga prirodnjaci koji proučavaju raznolikost žive prirode. Oni objektivno posmatraju i analiziraju sve što se dešava u živoj prirodi, proučavaju žive organizme i klasifikuju ih. Pogrešno je misliti da su u klasičnoj biologiji sva otkrića već napravljena. U drugoj polovini 20. veka. opisane su ne samo mnoge nove vrste, već su otkrivene i velike taksone, sve do kraljevstava (Pogonophora) pa čak i nadkraljevstava (Archebacteria, ili Archaea). Ova otkrića primorala su naučnike da iznova pogledaju čitavu istoriju razvoja žive prirode. Za prave prirodnjake priroda je sama po sebi vrijednost. Svaki kutak naše planete za njih je jedinstven. Zato su uvijek među onima koji oštro osjećaju opasnost za prirodu oko nas i aktivno se zalažu za njenu zaštitu.

Drugi pravac je evolucionu biologiju. U 19. vijeku autor teorije prirodne selekcije Charles Darwin počeo je kao običan prirodnjak: sakupljao je, posmatrao, opisivao, putovao, otkrivajući tajne žive prirode. Međutim, glavni rezultat njegovog rada, koji ga je učinio poznatim naučnikom, bila je teorija koja objašnjava organsku raznolikost.

Trenutno se aktivno nastavlja proučavanje evolucije živih organizama. Sinteza genetike i evolucijske teorije dovela je do stvaranja tzv sintetička teorija evolucije. Ali čak i sada ima još mnogo nerazjašnjenih pitanja, odgovore na koja evolucioni naučnici traže.

Nastao početkom 20. veka. naš izvanredni biolog Aleksandar Ivanovič Oparin Prva naučna teorija o poreklu života bila je čisto teorijska. Eksperimentalna istraživanja ovog problema trenutno se aktivno provode i zahvaljujući primjeni naprednih fizičko-hemijskih metoda već su napravljena važna otkrića i mogu se očekivati novi zanimljivi rezultati.

Čarls Darvin (1809–1882)

Aleksandar Ivanovič Oparin (1894–1980)

Nova otkrića omogućila su dopunu teorije antropogeneze. Ali prijelaz iz životinjskog svijeta u ljude i dalje ostaje jedna od najvećih misterija biologije.

Treći pravac - fizička i hemijska biologija, proučavanje strukture živih objekata savremenim fizičkim i hemijskim metodama. Ovo je područje biologije koje se brzo razvija, važno i teoretski i praktično. Može se reći da nas očekuju nova otkrića u fizičkoj i hemijskoj biologiji koja će nam omogućiti da riješimo mnoge probleme s kojima se čovječanstvo suočava.

Razvoj biologije kao nauke. Moderna biologija ima svoje korijene u antici i povezana je s razvojem civilizacije u mediteranskim zemljama. Poznata su nam imena mnogih izuzetnih naučnika koji su doprinijeli razvoju biologije. Navedimo samo neke od njih.

Hipokrat(460. - oko 370. godine p.n.e.) dao je prvi relativno detaljan opis građe ljudi i životinja, ukazao na ulogu sredine i nasljeđa u nastanku bolesti. Smatra se osnivačem medicine.

Aristotel(384–322 pne) podijelio je okolni svijet na četiri kraljevstva: neživi svijet zemlje, vode i zraka; svijet biljaka; životinjski svijet i ljudski svijet. Opisao je mnoge životinje i postavio temelje za taksonomiju. Četiri biološke rasprave koje je napisao sadržavale su gotovo sve podatke o životinjama poznatim u to vrijeme. Aristotelove zasluge su tolike da se smatra osnivačem zoologije.

Theophrastus(372–287 pne) proučavao biljke. Opisao je više od 500 biljnih vrsta, pružio informacije o građi i reprodukciji mnogih od njih i uveo mnoge botaničke termine u upotrebu. Smatra se osnivačem botanike.

Gaj Plinije Stariji(23–79) prikupio je do tada poznate podatke o živim organizmima i napisao 37 tomova Prirodnjačke enciklopedije. Gotovo do srednjeg vijeka ova enciklopedija je bila glavni izvor znanja o prirodi.

Claudius Galen u svojim naučnim istraživanjima naširoko je koristio disekcije sisara. On je prvi napravio uporedni anatomski opis čovjeka i majmuna. Proučavao centralni i periferni nervni sistem. Istoričari nauke ga smatraju posljednjim velikim biologom antike.

U srednjem vijeku dominantna ideologija bila je religija. Kao i druge nauke, biologija se tokom ovog perioda još nije pojavila kao samostalna oblast i postojala je u opštem toku religijskih i filozofskih pogleda. I iako se akumulacija znanja o živim organizmima nastavila, o biologiji kao nauci u tom periodu može se govoriti samo uslovno.

Renesansa je prijelaz iz kulture srednjeg vijeka u kulturu modernog doba. Radikalne društveno-ekonomske transformacije tog vremena bile su praćene novim otkrićima u nauci.

Najpoznatiji naučnik ovog doba Leonardo da Vinci(1452–1519) dao izvestan doprinos razvoju biologije.

Proučavao je let ptica, opisao mnoge biljke, načine povezivanja kostiju u zglobovima, rad srca i vidnu funkciju oka, sličnost ljudskih i životinjskih kostiju.

U drugoj polovini 15. veka. prirodno-naučno znanje počinje da se brzo razvija. To su olakšala geografska otkrića, koja su omogućila značajno proširenje informacija o životinjama i biljkama. Brzo gomilanje naučnih saznanja o živim organizmima dovelo je do podjele biologije u zasebne nauke.

U XVI–XVII vijeku. Botanika i zoologija počele su se brzo razvijati.

Pronalazak mikroskopa (početak 17. stoljeća) omogućio je proučavanje mikroskopske strukture biljaka i životinja. Otkriveni su mikroskopski mali živi organizmi, bakterije i protozoe, nevidljive golim okom.

Dao veliki doprinos razvoju biologije Carl Linnaeus, predložio sistem za klasifikaciju životinja i biljaka.

Karl Maksimovič Baer(1792–1876) je u svojim djelima formulirao osnovne principe teorije homolognih organa i zakona germinativne sličnosti, koji su postavili naučne temelje embriologije.

Klaudije Galen (oko 130 – oko 200)

Carl Linnaeus (1707–1778)

Godine 1808, u djelu “Filozofija zoologije” Jean Baptiste Lamarck pokrenuo je pitanje uzroka i mehanizama evolucijskih transformacija i izložio prvu teoriju evolucije.

Ćelijska teorija je odigrala ogromnu ulogu u razvoju biologije, koja je naučno potvrdila jedinstvo živog svijeta i poslužila kao jedan od preduslova za nastanak teorije evolucije. Charles Darwin. Zoolog se smatra autorom ćelijske teorije Theodora Schwann(1818–1882) i botanika Matthias Jakob Schleiden (1804–1881).

Na osnovu brojnih zapažanja, Charles Darwin je 1859. objavio svoje glavno djelo „O poreklu vrsta prirodnom selekcijom ili očuvanju omiljenih pasmina u borbi za život“, u kojem je formulirao osnovne principe teorije evolucije, predložene mehanizmi evolucije i načini evolucijskih transformacija organizama.

U 19. vijeku zahvaljujući radovima Louis Pasteur (1822–1895), Robert Koch (1843–1910), Ilya Ilyich Mechnikov Mikrobiologija se oblikovala kao samostalna nauka.

20. vijek je započeo ponovnim otkrivanjem zakona Gregor Mendel,što je označilo početak razvoja genetike kao nauke.

40-50-ih godina XX veka. U biologiji su počele da se široko koriste ideje i metode fizike, hemije, matematike, kibernetike i drugih nauka, a mikroorganizmi su korišćeni kao predmet istraživanja. Kao rezultat toga, nastale su i počele naglo da se razvijaju kao samostalne nauke biofizika, biohemija, molekularna biologija, radijaciona biologija, bionika itd. Istraživanja u svemiru doprinela su nastanku i razvoju svemirske biologije.

Jean Baptiste Lamarck (1774–1829)

Ilja Iljič Mečnikov (1845–1916)

U 20. veku pojavio se pravac primijenjenih istraživanja - biotehnologija. Ovaj pravac će se nesumnjivo brzo razvijati u 21. vijeku. Više o ovom pravcu razvoja biologije saznaćete u poglavlju „Osnove selekcije i biotehnologije“.

Trenutno se biološko znanje koristi u svim sferama ljudske djelatnosti: u industriji i poljoprivredi, medicini i energetici.

Ekološka istraživanja su izuzetno važna. Konačno smo počeli shvaćati da se krhka ravnoteža koja postoji na našoj maloj planeti može lako uništiti. Čovječanstvo je suočeno sa ogromnim zadatkom - očuvanjem biosfere kako bi se održali uslovi postojanja i razvoja civilizacije. Nemoguće ga je riješiti bez biološkog znanja i posebnih istraživanja. Tako je danas biologija postala prava produktivna snaga i racionalna naučna osnova za odnos čovjeka i prirode.

Gregor Mendel (1822–1884)

Klasična biologija. Evoluciona biologija. Fizičko-hemijska biologija.

1. Koje pravce razvoja biologije možete istaknuti?

2. Koji su veliki naučnici antike dali značajan doprinos razvoju biološkog znanja?

3. Zašto se u srednjem vijeku o biologiji kao nauci moglo govoriti samo uslovno?

4. Zašto se moderna biologija smatra kompleksnom naukom?

5. Koja je uloga biologije u modernom društvu?

Pripremite poruku na jednu od sljedećih tema:

1. Uloga biologije u modernom društvu.

2. Uloga biologije u svemirskim istraživanjima.

3. Uloga bioloških istraživanja u savremenoj medicini.

4. Uloga izvanrednih biologa - naših sunarodnika u razvoju svjetske biologije.

Koliko su se promijenili pogledi naučnika na raznolikost živih bića može se pokazati na primjeru podjele živih organizama na kraljevstva.

Još 40-ih godina 20. veka svi živi organizmi bili su podeljeni u dva carstva: biljke i životinje. Biljno carstvo je takođe uključivalo bakterije i gljive. Kasnije, detaljnije proučavanje organizama dovelo je do identifikacije četiri carstva: prokariota (bakterije), gljive, biljke i životinje. Ovaj sistem je dat u školskoj biologiji.

Godine 1959. predloženo je da se svijet živih organizama podijeli na pet carstava: Prokarioti, Protisti (Protozoe), Gljive, Biljke i Životinje.

Ovaj sistem se često citira u biološkoj (posebno prevedenoj) literaturi.

Drugi sistemi su razvijeni i nastavljaju da se razvijaju, uključujući 20 ili više kraljevstava. Na primjer, predloženo je da se razlikuju tri nadkraljevstva: Prokarioti, Arheje (Arhebakterije) i Eukarioti. Svako nadkraljevstvo uključuje nekoliko kraljevstava.

§ 2. Metode istraživanja u biologiji

1. Po čemu se nauka razlikuje od religije i umjetnosti?

2. Šta je glavni cilj nauke?

3. Koje istraživačke metode koje se koriste u biologiji poznajete?

Nauka kao sfera ljudske djelatnosti. Nauka je jedna od sfera ljudske aktivnosti, čija je svrha proučavanje i poznavanje okolnog svijeta. Naučno znanje zahtijeva odabir određenih objekata istraživanja, problema i metoda za njihovo proučavanje. Svaka nauka ima svoje metode istraživanja. Međutim, bez obzira koje metode se koriste, najvažniji princip za svakog naučnika je uvijek princip „ništa ne uzimajte zdravo za gotovo“. Glavni zadatak nauke je da izgradi sistem pouzdanog znanja zasnovanog na činjenicama i generalizacijama koje se mogu potvrditi ili opovrgnuti. Naučno znanje se stalno dovodi u pitanje i prihvata samo kada postoji dovoljno dokaza. Naučna činjenica (grčki factum - učinjeno) je samo jedan koji se može reprodukovati i potvrditi.

Naučna metoda (grč. methodos - put istraživanja) je skup tehnika i operacija koje se koriste u izgradnji sistema naučnog znanja.

Celokupna istorija razvoja biologije jasno pokazuje da je ona određena razvojem i primenom novih istraživačkih metoda. Glavne istraživačke metode koje se koriste u biološkim naukama su deskriptivno, komparativno, istorijsko I eksperimentalni.

Deskriptivna metoda.Široko su ga koristili drevni naučnici koji su se bavili prikupljanjem činjeničnog materijala i njegovim opisivanjem. Zasniva se na posmatranju. Skoro do 18. veka. biolozi su se uglavnom bavili opisom životinja i biljaka i pokušali su u početku sistematizirati nagomilani materijal. Ali deskriptivna metoda danas nije izgubila na važnosti. Na primjer, koristi se u otkrivanju novih vrsta ili proučavanju stanica korištenjem modernih istraživačkih metoda.

Komparativna metoda. Omogućio je identifikaciju sličnosti i razlika između organizama i njihovih dijelova i počeo se koristiti u 17. stoljeću. Korištenje komparativne metode omogućilo je dobivanje podataka potrebnih za sistematizaciju biljaka i životinja. U 19. vijeku korišćen je u razvoju ćelijske teorije i potkrepljivanju teorije evolucije, kao i u restrukturiranju niza bioloških nauka na osnovu ove teorije. Danas se komparativna metoda široko koristi iu raznim biološkim naukama. Međutim, kada bi se u biologiji koristile samo deskriptivne i komparativne metode, ona bi ostala u okvirima nauke o konstataciji.

Istorijski metod. Ova metoda pomaže da se sagledaju dobijene činjenice i uporede sa prethodno poznatim rezultatima. Široko se koristio u drugoj polovini 19. stoljeća. zahvaljujući radovima Charlesa Darwina, koji je uz njegovu pomoć naučno potkrijepio obrasce pojave i razvoja organizama, formiranje njihovih struktura i funkcija u vremenu i prostoru. Upotreba istorijske metode omogućila je transformaciju biologije iz deskriptivne nauke u nauku koja objašnjava kako su različiti živi sistemi nastali i kako funkcionišu.

Eksperimentalna metoda. Primjena eksperimentalne metode u biologiji povezana je s imenom William Harvey koji ga je koristio u svom istraživanju za proučavanje cirkulacije krvi. Ali u biologiji je počeo da se široko koristi tek od početka 19. veka, prvenstveno u proučavanju fizioloških procesa. Eksperimentalna metoda vam omogućava da proučavate određeni fenomen života kroz iskustvo.

Veliki doprinos uspostavljanju eksperimentalne metode u biologiji dao je G. Mendel, koji je, proučavajući naslijeđe i varijabilnost organizama, prvi eksperimentom ne samo da dobije podatke o pojavama koje se proučavaju, već i da testirati hipotezu formulisanu na osnovu dobijenih rezultata. Rad G. Mendela postao je klasičan primjer metodologije eksperimentalne nauke.

William Harvey (1578-1657)

U 20. veku eksperimentalna metoda je postala vodeća u biologiji. To je postalo moguće zahvaljujući pojavi novih instrumenata za biološka istraživanja (elektronski mikroskop, tomograf, itd.) i upotrebi metoda fizike i hemije u biologiji.

Trenutno se u biološkim eksperimentima široko koriste različite vrste mikroskopije, uključujući elektronsku mikroskopiju tehnikom ultratankih preseka, biohemijske metode, različite metode kultivacije i intravitalnog posmatranja ćelijskih kultura, tkiva i organa, metodu obeleženih atoma, X- analiza difrakcije zraka, ultracentrifugiranje, hromatografija itd. Nije slučajno da je u drugoj polovini 20.st. U biologiji se razvio cijeli pravac - stvaranje novih instrumenata i razvoj istraživačkih metoda.

U biološkim istraživanjima se sve više koriste modeliranje,što se smatra najvišim oblikom eksperimentisanja. Stoga se aktivno radi na kompjuterskom modeliranju najvažnijih bioloških procesa, glavnih pravaca evolucije, razvoja ekosistema, pa čak i cijele biosfere (na primjer, u slučaju globalne klime ili promjena koje je napravio čovjek).

Eksperimentalna metoda, u kombinaciji sa sistemsko-strukturalnim pristupom, radikalno je transformisala biologiju, proširila njene kognitivne sposobnosti i otvorila nove puteve za korišćenje biološkog znanja u svim sferama ljudske delatnosti.

Naučna činjenica. Naučna metoda. Metode istraživanja: deskriptivna, komparativna, historijska, eksperimentalna.

1. Šta je glavni cilj i zadatak nauke?

2. Zašto se može reći da je razvoj biologije determinisan razvojem i primenom novih naučnoistraživačkih metoda?

3. Kakav je bio značaj deskriptivnih i komparativnih metoda za razvoj biologije?

4. Šta je suština istorijskog metoda?

5. Zašto je eksperimentalna metoda postala najraširenija u 20. vijeku?

Predložite metode istraživanja koje ćete koristiti prilikom proučavanja antropogenog uticaja na bilo koji ekosistem (akumulacija, šuma, park, itd.).

Ponudite nekoliko svojih opcija za razvoj biologije u 21. vijeku.

Koje će bolesti, po Vašem mišljenju, čovječanstvo pobijediti prije svega metodama molekularne biologije, imunologije i genetike.

Naučno istraživanje se obično sastoji od nekoliko faza (slika 1). Na osnovu prikupljanja činjenica, formuliše se problem. Da bi to riješili, oni su se izjasnili hipoteze (grčka hipoteza - pretpostavka). Svaka hipoteza se eksperimentalno testira u procesu dobijanja novih činjenica. Ako su dobijene činjenice u suprotnosti sa hipotezom, onda se ona odbacuje. Ako je hipoteza u skladu s činjenicama i omogućava da se napravi ispravna predviđanja, onda to može postati teorija (grčka teorija - istraživanje). Međutim, čak i ispravna teorija može se revidirati i usavršavati kako se nove činjenice gomilaju. Jasan primjer je teorija evolucije.

Neke teorije uključuju uspostavljanje veza između različitih pojava. Ovo pravila I zakoni.

Možda postoje izuzeci od pravila, ali zakoni uvijek vrijede. Na primjer, zakon održanja energije vrijedi i za živu i za neživu prirodu.

Rice. 1. Glavne faze naučnog istraživanja

§ 3. Suština života i svojstva živih bića

1. Šta je život?

2. Šta se smatra strukturnom i funkcionalnom jedinicom živih bića?

3. Koja svojstva živih bića poznajete?

Suština života. Već znate da je biologija nauka o životu. Ali šta je život?

Klasična definicija njemačkog filozofa Friedricha Engelsa: „Život je način postojanja proteinskih tijela, čija je bitna točka stalna izmjena tvari sa vanjskom prirodom koja ih okružuje, a prestankom ovog metabolizma prestaje i život. , što dovodi do razgradnje proteina” – odražava nivo biološkog znanja druge polovine 19.

U 20. veku Učinjeni su brojni pokušaji da se definiše život, odražavajući složenost ovog procesa.

Sve definicije sadržavale su sljedeće postulate koji odražavaju suštinu života:

– život je poseban oblik kretanja materije;

– život je metabolizam i energija u tijelu;

– život je vitalna aktivnost u telu;

– život je samoreprodukcija organizama, koja se osigurava prijenosom genetskih informacija s generacije na generaciju.

Život je viši oblik kretanja materije u poređenju sa fizičkim i hemijskim oblicima njegovog postojanja.

U najopštijem smislu život može se definisati kao aktivno, uz utrošak energije primljene izvana, održavanje i samoreprodukciju specifičnih struktura koje se sastoje od biopolimera - proteina i nukleinskih kiselina.

Ni nukleinske kiseline ni proteini sami po sebi nisu supstrat života. Oni postaju supstrat života tek kada se nalaze i funkcionišu u ćelijama. Izvan ćelija, to su hemijska jedinjenja.

Prema definiciji ruskog biologa V. M. Volkenštajna, "živa tijela koja postoje na Zemlji su otvoreni, samoregulirajući i samoreproducirajući sistemi izgrađeni od biopolimera - proteina i nukleinskih kiselina."

Svojstva živih bića. Živa bića karakteriše niz opštih svojstava. Hajde da ih navedemo.

1. Jedinstvo hemijskog sastava.Živa bića formiraju isti hemijski elementi kao i neživi objekti, ali u živim bićima 90% mase otpada na četiri elementa: C, O, N, H, koji su uključeni u formiranje složenih organskih molekula kao što su kao proteini, nukleinske kiseline, ugljikohidrati, lipidi.

2. Jedinstvo strukturne organizacije.Ćelija je jedinstvena strukturna i funkcionalna jedinica, kao i jedinica razvoja gotovo svih živih organizama na Zemlji. Virusi su izuzetak, ali čak i oni pokazuju živa svojstva samo kada su u ćeliji. Izvan ćelije nema života.

3. Otvorenost. Svi živi organizmi jesu otvoreni sistemi, odnosno sistemi koji su stabilni samo pod uslovom kontinuiranog snabdevanja energijom i materijom iz okoline.

4. Metabolizam i energija. Svi živi organizmi su sposobni da razmjenjuju tvari sa svojom okolinom. Metabolizam nastaje kao rezultat dva međusobno povezana procesa: sinteze organskih tvari u tijelu (zbog vanjskih izvora energije - svjetlosti i hrane) i procesa razgradnje složenih organskih tvari uz oslobađanje energije koju potom troši tijelo.

Metabolizam osigurava postojanost hemijskog sastava u uslovima sredine koja se stalno menja.

5. Samoreprodukcija(reprodukcija). Sposobnost samoreprodukcije je najvažnije svojstvo svih živih organizama. Zasnovan je na informacijama o strukturi i funkcijama bilo kojeg živog organizma, ugrađenim u nukleinske kiseline i osiguravajući specifičnost strukture i vitalne aktivnosti živog organizma.

6. Samoregulacija. Svaki živi organizam izložen je stalnim promjenama okolišnih uvjeta. Istovremeno, potrebni su određeni uslovi da se vitalni procesi odvijaju u ćelijama. Zahvaljujući mehanizmima samoregulacije, održava se relativna konstantnost unutrašnje sredine organizma, odnosno održava se konstantnost hemijskog sastava i intenzitet fizioloških procesa (drugim rečima, održava se homeostaza: od Grčki homoios - identičan i stasis - stanje).

7. Razvoj i rast. U procesu individualnog razvoja (ontogeneze) individualna svojstva organizma se postepeno i dosledno manifestuju i dolazi do njegovog rasta. Osim toga, svi živi sistemi evoluiraju - mijenjaju se tokom istorijskog razvoja (filogeneze).

8. Razdražljivost. Svaki živi organizam sposoban je selektivno reagirati na vanjske i unutrašnje utjecaje.

9. Nasljednost i varijabilnost. Kontinuitet generacija je osiguran naslijeđem. Potomci nisu kopije svojih roditelja zbog mogućnosti promjene nasljednih informacija - varijabilnosti.

Neka od gore navedenih svojstava također mogu biti svojstvena neživoj prirodi. Na primjer, kristali u zasićenoj otopini soli mogu "rasti". Međutim, ovaj rast nema one kvalitativne i kvantitativne parametre koji su svojstveni rastu živih bića.

Svijeću koja gori također karakteriziraju metabolički procesi i konverzija energije, ali nije sposobna za samoregulaciju i samoreprodukciju.

Shodno tome, sva svojstva navedena u njihovoj totalitet svojstven samo živim organizmima.

Život. Otvoreni sistem.

1. Zašto je veoma teško definisati pojam “života”?

2. Koja je razlika između hemijske organizacije živih organizama i neživih objekata?

3. Zašto se živi organizmi nazivaju otvorenim sistemima?

4. Kako se metabolički procesi suštinski razlikuju između živih organizama i nežive prirode?

5. Koja je uloga varijabilnosti i nasljednosti u razvoju života na našoj planeti?

Uporedite suštinu procesa rasta, razmnožavanja i metabolizma u neživoj prirodi i u živim organizmima.

Navedite primjere svojstava karakterističnih za živi organizam koja se mogu uočiti i kod neživih predmeta.

Organizam(latinski organizo - urediti) je jedinka, jedinka (latinski individuus - nedjeljiv), koja samostalno stupa u interakciju sa svojim staništem. Pojam "organizam" je lako razumjeti, ali gotovo nemoguće jasno definirati. Organizam se može sastojati od jedne ćelije ili može biti višećelijski. Različiti kolonijalni organizmi mogu se sastojati od homogenih organizama, na primjer, Volvox, ili predstavljati kompleks visoko diferenciranih jedinki koje čine jedinstvenu cjelinu, na primjer, portugalski ratnik, kolonijalni koelenterat. Ponekad čak i jedinke odvojene jedna od druge formiraju grupe koje se razlikuju po određenim individualnim svojstvima: na primjer, kod pčela, kao i kod drugih društvenih insekata, porodica ima niz svojstava organizma.

Nauka o obrascima koji su zajednički svim živim bićima. Ona proučava opšte zakone života i one osobine koje su karakteristične za sve vrste živih bića, bez obzira na njihov sistematski položaj. Koja je razlika između živih i neživih stvari, koji su osnovni i zajednički obrasci životnih pojava za sve organizme - odgovor na ova pitanja je zadatak opće biologije.

Razmjena tvari i energije između organizma i okoline, sposobnost razmnožavanja, naslijeđe i varijabilnost su sastavna svojstva svih organizama. Ova svojstva su osnova evolucije - nepovratnog povijesnog razvoja žive prirode, koji je praćen prilagođavanjem organizama uvjetima života, formiranjem i izumiranjem vrsta, transformacijom biogeocenoza i biosfere u cjelini. Kao rezultat evolucije, nastao je raznolik svijet živih bića.

Postoji nekoliko strukturnih i funkcionalnih nivoa organizacije života (žive materije). Niži, najstariji je podorganizam. Ovo je nivo molekularnih struktura gde prolazi granica između živog i neživog. Sljedeći nivo je ćelijski. Ćelija, njene strukture i osnovni biohemijski procesi su slični u svim organizmima. Nakon toga slijedi nivo cijelog organizma. Inherentna svojstva svih organizama su sposobnost reprodukcije, nasljednost i varijabilnost. Složeniji nivo organizacije života je specifičan za stanovništvo. Najviši nivo je ekosistem, biosferno-biogeocenotski, na kojem zajednice životinjskih i biljnih populacija zajedno sa svojim staništima čine funkcionalno i strukturno jedinstvo. Integritet ekosistema (biogeocenoza, biosfera) određen je razmjenom tvari i energije između njegovih komponenti.

Opšta biologija proučava zakonitosti karakteristične za sve nivoe organizacije života. Važnost ove discipline je izuzetno velika kako u formiranju materijalističkog pogleda na svijet, tako i u nizu vitalno važnih područja ljudske djelatnosti. Dobiva sve veći praktični značaj za poljoprivredu, šumarstvo i ribarstvo, biotehnologiju, medicinu, za racionalno korištenje prirodnih resursa i očuvanje prirode.

Biologija služi kao teorijska osnova za poljoprivrednu proizvodnju. Mnogi od njegovih dijelova su direktno povezani sa biljnom i stočarskom proizvodnjom. Opskrba hranom sve veće svjetske populacije nemoguće je bez stvaranja novih visokoprinosnih sorti poljoprivrednih kultura i produktivnih rasa domaćih životinja. To se može postići samo poznavanjem zakona naslijeđa i varijabilnosti. Zahvaljujući otkrićima u molekularnoj biologiji razvija se biotehnologija - proizvodnja enzima, hormona, proteina hrane, aminokiselina uz pomoć mikroorganizama. Povećanje plodnosti zemljišta, stvaranje uslova za dobijanje održive programirane žetve - ove ekološke probleme moraju rješavati agronomi-biolozi.

Biologija proučava biološki oblik kretanja materije, odnosno ukupnost organizama koji žive na Zemlji, uključujući i ljude. Zbog ogromne raznolikosti živih bića na Zemlji, biologija je kompleks različitih bioloških nauka i uključuje botaniku, mikologiju (nauku o gljivama), zoologiju, kompleks nauka o čovjeku kao biološkom objektu, opću biologiju i druge nauke. U nastavku ćemo raspravljati o općim idejama o biologiji i njenim komponentama.

Biologija je kompleks nauka koji proučava svu živu materiju i organizme formirane od nje.

Koje nauke uključuje biologija:

Botanika je nauka koja proučava biološke karakteristike biljaka. Ukupnost svih biljaka na Zemlji naziva se Zemljina flora. Tradicionalno, zajedno sa biljkama, kursevi botanike izučavaju gljive i viruse, koji u strogom smislu ne pripadaju biljkama, već pripadaju drugim carstvima organizama. Dakle, pečurke čine posebno carstvo, Pečurke, a nauka o gljivama se zove mikologija.

Zoologija je nauka koja proučava životinjsko carstvo.

Ukupnost svih životinja koje naseljavaju Zemlju naziva se fauna Zemlje. Uobičajeno je da se govori o fauni određenog područja, određene regije itd.

Biološke karakteristike čovjeka proučava čitav kompleks nauka: anatomija, ljudska higijena (uprkos činjenici da je čovjek strukturna jedinica carstva životinja, on pripada redu primata, porodici majmuna, rodu čovjeka , vrsta Homo sapiens).

Opća biologija je posebna grana biologije koja proučava najopštije zakone biološkog oblika postojanja materije.

U sadašnjoj fazi razvoja biologije, opšta biologija je kompleks nauka koji se sastoji od zasebnih, prilično nezavisnih, ali usko povezanih nauka: molekularne biologije, citologije, teorije razvoja i reprodukcije, genetike, selekcije, teorije evolucije, ekologije. U predmetu Opšta biologija ove nauke su predstavljene u vidu sekcija, koje u predmetu Opšta biologija sa osnovama ekologije i ekološke delatnosti su:

1. Citologija je dio koji proučava ćeliju, njen hemijski sastav, biohemijske procese koji se odvijaju u ćeliji, strukturu i funkcije pojedinih ćelijskih organela.

2. Doktrina individualnog razvoja - ontogeneza - dio koji uključuje doktrinu o reprodukciji i razvoju organizama (usko povezan sa citologijom).

3. Genetika sa osnovama selekcije - dio koji ispituje obrasce nasljednosti, varijabilnosti, njihove materijalne nosioce (genetika), principe i metode oplemenjivanja novih rasa životinja, biljnih sorti i sojeva mikroorganizama (selekcija); Teorijska osnova selekcije je genetika.

4. Evoluciona doktrina (teorija) - dio koji proučava filogeniju (istorijski razvoj vrsta); sastavni dio ove doktrine je darvinizam; Osnova ove doktrine (teorije) je genetika, selekcija i druge biološke nauke.

5. Ekologija sa osnovama zaštite životne sredine - deo koji ispituje odnose organizama među sobom, njihovu okolinu, kao i uticaj čoveka na prirodu i načine za prevazilaženje negativnih posledica tog uticaja.

Opšta biologija je usko povezana sa kompleksom medicinskih i poljoprivrednih nauka, s jedne strane je njihova osnova, as druge, ove nauke daju bogat činjenični materijal za ilustraciju opštih bioloških zakona. Poznavanje i razumevanje pitanja opšte biologije nemoguće je bez poznavanja matematike, hemije, fizike, geologije, astronomije, filozofije i drugih prirodnih i humanističkih nauka. Dakle, bez poznavanja osnova organske hemije, nemoguće je razumjeti ni molekularnu biologiju, ni probleme metabolizma koji su u osnovi ekologije, niti pitanja citologije. Sve ovo čini neophodnim dublju asimilaciju znanja kako opšte biološke prirode, tako i znanja iz drugih nauka, prirodnih, matematičkih i humanističkih nauka.

Poznavanje opštih bioloških pojmova i zakona je od velike važnosti za svakog čoveka, jer su oni osnova za razumevanje osnovnih problema ekologije (kao posebne grane znanja), bez savladavanja kojih savremeni čovek neće moći da opstane ni u jednom trenutku. -sve složenija ekološka situacija na našoj planeti.

Šta je nauka o biologiji? Jednostavno rečeno, to je proučavanje života u svoj njegovoj raznolikosti i veličini. Od mikroskopskih algi i bakterija do velikih slonova i divovskih plavih kitova, život na našoj planeti je nevjerovatno raznolik. Uzimajući ovo u obzir, odakle pozajmljujemo, šta je život? Koje su glavne karakteristike života? Sve su ovo veoma važna pitanja sa jednako važnim odgovorima!

Karakteristike života

Živa bića uključuju i vidljivi i nevidljivi svijet bakterija i virusa. Na osnovnom nivou možemo reći da je život uređen. Organizmi imaju izuzetno složenu organizaciju. Svi smo upoznati sa složenim sistemima osnovne ćelije.

Život može "raditi". Uvešću ne svakodnevni raznovrsni rad, već održavanje metaboličkih procesa dobijanjem energije u obliku hrane iz okoline.

Život raste i razvija se. To znači više od samo kopiranja ili povećanja veličine. Živi organizmi također imaju sposobnost oporavka od određenih vrsta oštećenja.

Život se može reprodukovati. Jeste li ikada vidjeli kako se zemlja ili kamenje množe? Najvjerovatnije ne! Život može doći samo od drugih živih bića.

Život može da reaguje. Razmislite o tome kada ste zadnji put udarili u bilo koji dio tijela. Gotovo odmah slijedi bolna reakcija. Život karakteriziraju reakcije na različite podražaje i vanjske podražaje.

konačno, život se može prilagoditi i odgovoriti zahtjevi koje nameće okolina.

Postoje tri glavne vrste adaptacija koje se mogu javiti kod viših organizama:

Reverzibilne promjene se javljaju kao odgovor na promjene u okruženju. Recimo da živite blizu nivoa mora i putujete u planinsko područje. Možda ćete početi osjećati poteškoće s disanjem i povećanje broja otkucaja srca kao rezultat promjene nadmorske visine. Ovi simptomi nestaju kada se vratite na nivo mora.
Somatske promjene nastaju kao rezultat dugotrajnih promjena u okolini. Koristeći prethodni primjer, ako dugo boravite u planinskom području, primijetit ćete da će vam otkucaji srca početi usporavati i da ćete početi normalno disati. Somatske promjene su također reverzibilne.
Konačna vrsta adaptacije naziva se genotipska (uzrokovana genetskom mutacijom). Ove promjene se javljaju u genetskom sastavu organizma i nisu reverzibilne. Primjer je razvoj otpornosti na pesticide kod insekata i pauka.

Dakle, život je organiziran, „radi“, raste, razmnožava se, odgovara na podražaje i prilagođava se. Ove karakteristike su u osnovi proučavanja nauke opšte biologije.

Osnovni principi moderne biologije

Osnova nauke o biologiji kakva danas postoji zasniva se na pet osnovnih principa. To su ćelijska teorija, teorija gena, evolucija, homeostaza i zakoni termodinamike.

: Svi živi organizmi se sastoje od ćelija. je osnovna jedinica života.
: Osobine se nasljeđuju putem prijenosa gena. nalazi se i sastoji se od DNK.
: Sve u populaciji što se nasljeđuje kroz nekoliko generacija. Ove promjene mogu biti male ili velike, primjetne ili ne tako uočljive.
: sposobnost održavanja konstantnog unutrašnjeg okruženja kao odgovor na promjene okoline.
: Energija je konstantna i konverzija energije nije potpuno efikasna.

Sekcije biologije

Područje biologije je vrlo široko i može se podijeliti u nekoliko disciplina. U najopštijem smislu, ove discipline su klasifikovane prema vrsti organizma koji se proučava. Na primjer, botanika je proučavanje životinja, botanika je proučavanje biljaka, a mikrobiologija je proučavanje mikroorganizama. Ove oblasti istraživanja se takođe mogu podeliti na nekoliko specijalizovanih poddisciplina. Neki od njih uključuju anatomiju, genetiku i fiziologiju.