біологія комплексна наука про життя

біологія комплексна наука про життя

На початку кожного параграфа поміщені питання для повторення, пов язані з матеріалом, що вивчався раніше, і необхідні для кращого засвоєння нового матеріалу.

Щоб краще зрозуміти й засвоїти матеріал, учитеся виділяти головне й підтверджувати його прикладами, використовуючи не тільки текст підручника, але й розповідь учителі, а також рекомендовану їм додаткову літературу.

В 10 - м і 11 - м класах ви будете вивчати загальні біологічні процеси, явища й закономірності живої природи, ознайомитеся із сучасними досягненнями біології. Ви вже знаєте, що є біологічні науки, що вивчають будову організмів (анатомія), процеси їхньої життєдіяльності (фізіологія), взаємозв язку із середовищем перебування (екологія), закономірності спадкоємної мінливості (генетика), закономірності поширення на планеті (біогеографія) і ін. Мета біологічного пізнання випливає з того, що лише за допомогою біологічних знань можна розв язувати проблеми, пов язані із збереженням і підтриманням умов існування та розвитку людського суспільства. Головне завдання науки – побудова системи достовірного знання, що ґрунтується на фактах і узагальненнях, які можна перевірити та підтвердити або спростувати.

Залежно від дослідження проявів життя виділяють фізіологію, анатомію, систематику, генетику, біологію розвитку, філогенію, еволюційне вчення, етологію, екологію та ін. У зв язку з вивченням живого на різних рівнях його організації виділяють молекулярну біологію й генетику, цитологію, гістологію, популяційну екологію й генетику, біогеоценологію, ноосферологію та ін. ) – давньогрецький учений - енциклопедист, філософ і логік, на долю якого випала місія підсумувати досягнення учених і філософів античної греції, узагальнити їх і передати наступним поколінням. Батька арістотеля звали піком ах, він сам був лікарем при дворі македонського царя і походив із родини лікарів, у якій лікарське мистецтво передавалося з покоління в покоління. Уже в дитинстві арістотель познайомився з філіпом, майбутнім батьком александра македонського, що згодом зіграло не останню роль у призначенні вченого вихователем малого. Генетик, основні наукові праці торкаються генетики й молекулярної біології, відкрив мутагенну дію екзогенних днк, роль генетичного поліморфізму у видоутворенні. Протягом попередніх років навчання у школі ви вже ознайомилися з основами таких біологічних наук, як ботаніка, мікологія, зоологія, анатомія й фізіологія людини та ін. Протягом попередніх років ви також ознайомилися з основними властивостями живої матерії на прикладі бактерій, рослин, грибів, тварин та організму людини.

Організми відрізняються від тіл неживої природи співвідношенням хімічних елементів, що входять до їхнього складу (у складі всіх живих істот переважають чотири хімічні елементи.

Нагадаємо, що адаптаціями називають виникнення пристосувань у живих систем у відповідь на зміни, які відбуваються в зовнішньому чи внутрішньому середовищах. На молекулярному рівні відбуваються біохімічні процеси й перетворення енергії в біологічних системах, а також зберігається, змінюється і реалізується спадкова інформація. У кожній клітині як одноклітинних, так і багатоклітинних організмів відбувається обмін речовин і перетворення енергії, зберігається та реалізується спадкова інформація. Цим забезпечується функціонування цілісного організму як інтегрованої біологічної системи (в одноклітинних організмів організмовий рівень організації збігається з клітинним). Популяції різних видів, які населяють спільну територію, взаємодіють між собою та із чинниками неживої природи, входять до складу надвидових біологічних систем - екосистем. Для екосистемного рівня характерні постійні потоки енергії між популяціями різних видів, а також постійний обмін речовиною між живою та неживою частинами екосистем, тобто колообіг речовин. 1 - молекулярний (відбуваються біохімічні реакції, кодується спадкова інформація); 2 - клітинний (клітини складаються з молекул); 3 - організмовий (багатоклітинні організми складаються з клітин); 4 - популяційно - видовий (популяції складаються з окремих особин, а види - з популяцій); 5 - екосистемний (екосистеми складаються з різних видів); 6 - біосферний (біосфера - сукупність усіх екосистем планети) порівняльно - описовий метод започаткував видатний давньогрецький учений арістотель. Порівняння об’єктів дослідження можливе лише в межах певного рівня організації (наприклад, порівняння певної молекули з іншими молекулами, клітини з іншими клітинами, виду з іншими видами тощо). Під час проведення палеонтологічних досліджень учені часто виявляють лише окремі кістки (або навіть фрагменти кісток) тварин, які мешкали в колишні геологічні епохи.

1 - фрагмент нижньої щелепи хижого динозавра мегалозавра, який пересувався на задніх кінцівках (жили в середині юрського періоду (181—169 млн років тому); частини скелетів знайдені в англії, франції та португалії); експериментальний метод полягає в тому, що дослідники активно втручаються в будову об’єктів досліджень, перебіг різних процесів, явищ і спостерігають наслідки такого втручання. Наприклад, на експериментальних ділянках вивчають дію певних речовин на ріст рослин, випробовують заходи боротьби зі шкідниками, досліджують вплив господарської діяльності людини на природні екосистеми тощо. Моніторинг - постійне стеження за перебігом певних процесів в окремих популяціях, екосистемах, біосфері в цілому чи за станом певних біологічних об’єктів. Моніторинг дає змогу визначати стан певних об’єктів, популяцій, екосистеми та біосфери в цілому, прогнозувати можливі негативні зміни, аналізувати їхні наслідки і своєчасно розробляти заходи щодо їхньої охорони.

Наприклад, здійснюючи моніторинг умісту карбон(іу) оксиду (вуглекислого газу) в атмосфері, можна припустити, як це впливатиме на зміни клімату нашої планети.

Моделювання є обов’язковим етапом багатьох наукових досліджень, бо дає змогу вивчати об’єкти та процеси, які неможливо безпосередньо спостерігати чи відтворювати експериментально. Математичне моделювання в біології - сукупність математичних методів аналізу складних кількісних взаємозв’язків і закономірностей у біологічних системах. Його здійснюють за допомогою комп’ютерної техніки, яка дає змогу зберігати величезні обсяги інформації і швидко їх обробляти з використанням спеціальних програм. (як - от, залежність чисельності популяції рослиноїдної тварини від чисельності популяції хижака, залежність змін чисельності популяцій від кліматичних змін чи впливу діяльності людини). Маса зібраних фактів, не оброблених статистично, всебічно не проаналізованих, не дає змоги виявити всю інформацію, яка в цих фактах міститься, встановити певні закономірності. Застосування математично - статистичних методів визначило перетворення біології з описової науки на точну, яка базується на чіткому математичному аналізі одержаних даних. Біологічні закони - закономірності, що зазвичай не мають винятків і можуть тлумачитись лише певним чином (пригадайте закони, які ви вивчали з інших предметів). Так, використовуючи біологічно активні речовини, які виробляють різноманітні організми, дослідники створюють сучасні ефективні ліки — антибіотики, гормони тощо. Сучасні дослідження в галузі молекулярної біології та генетики дали змогу розшифрувати склад генетичної інформації багатьох організмів і визначити, де у молекулах днк розташовані ті чи інші гени, а також з’ясувати їхні функції. Завдяки досягненням у галузі біотехнології створено сучасні методики, які дають змогу використовувати різні види мікроорганізмів для очищення навколишнього середовища від забруднення. Вивчає закономірності взаємодії людського суспільства та навколишнього природного середовища; виникла внаслідок взаємодії екології з гуманітарними науками.

Перш ніж давати нащадків організм повинен досягти певних розмірів, маси тіла та накопичити ту кількість речовин, які будуть необхідні для продовження роду.

В результаті живлення та перероблення спожитих речовин в живому організмі з’являються відходи, тобто такі речовини, які непотрібні, або, навіть, отруюють його. В результаті підтримання всіх процесів життєдіяльності організм пристосовується до умов існування, тобто пристосування до навколишнього середовища – це зміни живого організму у мінливому оточенні, які дають змогу вижити в цих умовах і дати потомство. Наприклад, для оцінки наслідків антропогенних впливів на живі системи (як - от, радіаційних, хімічних тощо) потрібні спільні зусилля біологів, медиків, фізиків, хіміків та ін. Створення біоінформаційних технологій (наприклад, для вивчення структури і функцій наборів спадкової інформації організмів) неможливо без спеціальних комп’ютерних програм. Арістотель створив першу наукову систему для близько 500 видів відомих на той час тварин та заклав підвалини порівняльної анатомії (спробуйте визначити завдання цієї науки). Приміром, трапляються описи різних міфічних істот, як - от “морського монаха”, що ніби з’являвся морякам перед штормом, або морських зірок з обличчям людини тощо. В епоху відродження швидкий розвиток промисловості, сільського господарства, видатні географічні відкриття поставили перед наукою нові завдання, чим стимулювали її розвиток. Світловий мікроскоп з окуляром та об’єктивом з’явився на початку xvii ст однак його винахідник достеменно невідомий; зокрема, великий італійський вчений г. 4) виготовив унікальні лінзи з 150 - 300 - кратним збільшенням, через які вперше спостерігав одноклітинні організми (одноклітинні тварини й бактерії), сперматозоїди, еритроцити та їхній рух у капілярах. Він наголошував на тому, що в природі існують групи особин, які нагадують одна одну за особливостями будови, потребами до довкілля, заселяють певну частину поверхні землі, здатні схрещуватися між собою та давати плідних нащадків. Дарвіна згодом було доповнене і розширене працями його послідовників і як завершена система поглядів під назвою “дарвінізм” остаточно сформувалося на початку хх ст. Важливий внесок у розвиток учення про вищу нервову діяльність та фізіологію травлення хребетних тварин і людини зробили російські вчені – іван михайлович сєченов та іван петрович павлов (мал. Датою її народження вважають 1900 рік, коли три вчені, які робили досліди з гібридизації рослин, – голландець гуго де фріз (1848 - 1935) (йому належить термін мутація), німець карл еріх корренс (1864 - 1933) та австрієць еріх чермак (1871 - 1962) – незалежно один від одного натрапили на забуту працю чеського дослідника грегора менделя (мал. 14) та біофізик морріс уілкінс (1916 - 2004) у 1953 році відкрили структуру днк (за це їм 1962 року присуджено нобелівську премію в галузі фізіології та медицини), а згодом з’ясували роль нуклеїнових кислот у збереженні й передачі спадкової інформації. Два біохіміки – іспанець северо очоа (1905 - 1993) та американець артур корнберг (1918 - 2001) стали лауреатами нобелівської премії в галузі фізіології та медицини 1959 року за відкриття механізмів біосинтезу рнк і днк. А протягом 1961 - 1965 років завдяки роботам лауреатів нобелівської премії в галузі фізіології та медицини 1968 року американських біохіміків маршалла ніренберга (19272010), роберта холлі (1922 - 1993) та індійського біохіміка хара гобінда хорани (1922 - 2010) було розшифровано генетичний код і з’ясовано його роль у синтезі білків. Генетична інженерія – це прикладна галузь молекулярної генетики та біохімії, яка розробляє методи перебудови спадкового матеріалу організмів вилученням або введенням окремих генів чи їхніх груп. За свої дослідження в галузі біохімії отримали нобелівську премію по фізіології та медицині 1953 року два біохіміки німецького походження – англійський ханс адольф кребс (1900 - 1981) та американський фріц альберт ліпман (1899 - 1986) за відкриття циклу біохімічних реакцій під час кисневого етапу енергетичного обміну (названий циклом кребса). Американський хімік мелвін калвін (1911 - 1997) вивчив етапи перетворення карбон(іі) оксиду на вуглеводи під час темнової фази фотосинтезу (цикл кельвіна), за що отримав нобелівську премію з хімії в 1961 році. ) було присуджено нобелівську премію з фізіології та медицини за дослідження пріонів – білкових інфекційних частинок, здатних спричиняти смертельно небезпечні захворювання головного мозку людини та сільськогосподарських тварин (“коров’ячий сказ” та ін. 17) відкрив явище фагоцитозу і розвинув теорію клітинного імунітету, за що йому було присуджено нобелівську премію з фізіології та медицини в 1908 році. Він створив учення про біосферу – єдину глобальну екосистему планети земля, а також ноосферу – новий стан біосфери, спричинений розумовою діяльністю людини.

Великі досягнення в українській ботанічній науці належать олександру васильовичу фоміну, миколі григоровичу холодному, миколі миколайовичу гришку (1901 - 1964), зоологічній – карлу федоровичу кесслеру (1815 - 1881), володимиру опанасовичу караваєву (1864 - 1939), вадиму олександровичу топачевському (1930 - 2004), біохімії – олександру володимировичу палладіну, миколі євдокимовичу кучеренку (1938 - 2008), гідробіології – олександру вікторовичу топачевському (1897 - 1975), радіобіології – дмитру михайловичу гродзинському (1929 р. ), генетиці – сергію михайловичу гершензону, мікробіології – данилу кириловичу заболотному та миколі григоровичу холодному, фізіології людини і тварин – олександру олександровичу богомольцю, василю юрійовичу чаговцю (1873 - 1941), платону григоровичу костюку, паразитології – олександру прокоповичу маркевичу (1905 - 1999) та багатьом іншим (мал. Функції соціології та її зв’язок з іншими науками різноманітність зв’язків соціології із життям суспільства, її суспільне призначення визначаються насамперед тими функціями, які вона виконує. Застосування біологічних знань у діяльності людини пригадайте з курсу природознавства методи вивчення живої природи, прилади, за допомогою яких ви вивчали живу природу.

Міжпредметні зв’язки педагогічної психології з іншими науками як галузь психологічної науки педагогічна психологія має тісні міжпредметні зв’язки з такими психологічними дисциплінами, як загальна й соціальна, вікова й спеціальна психологія. Місце хімії серед природничих наук хімія підготовка до зно та дпа комплексне видання частина і загальна хімія основні закони й поняття хімії місце хімії серед природничих наук хімія належить до наук про природу (природничих наук). Наукові методи (описовий, порівняльний, експериментальний, історичний, моніторинг статичні, математичне моделювання), факт, гіпотеза, принцип, закон, теорія, вчення, індукція, дедукція. Словник біологічних термінів і понять словник біологічних термінів і понять абіогенез (передбіологічна, або хімічна, еволюція) – теорія походження живих істот з хімічних сполук шляхом поступового ускладнення останніх.