Обмен веществ — совокупность биохимических превращений, происходящих в организме и других биосистемах.

Наука биология. Методы изучения биологии.

Биология — наука о живых организмах.

Термин «биология» ввел французский ученый эволюционист Жан Батист Ламарк в 1802 г.

Становление самой науки началось значительно раньше. Сведения биологического характера встречаются в письменных источниках еще в трудах философов и натуралистов Древнего мира.

Причины, побудившие людей изучать биологические явления:

питание дарами природы — охота и собирательство;
первая одежда — шкуры животных;
строительный материал — использование растительного сырья;
медицина — использование лекарственных растений, понятие об ядовитых растениях;

позднее:

одомашнивание животных;
сельское хозяйство: интуитивная селекция животных и растений.

Биология — наука фундаментальная и комплексная.

Фундаментальная, т. к. является теоретической основой (фундаментом) для прикладных дисциплин: медицины, ветеринарии, агрономии, зоотехники, психологии, пищевой промышленности, фармакологии, биотехнологии и селекции.

Комплексная, т. к. представляет собой комплекс биологических наук.

По мере накопления фактического материала биология разделилась на несколько исследовательских областей. Биологические науки разделились по объектам исследования.

По систематическим категориям:

вирусология (царство вирусы);
микробиология, бактериология (царство бактерии);
ботаника (царство растения);
микология (царство грибы);
зоология (царство животные):

· арахнология (класс паукообразные)

· акарология (отряд клещи)

· энтомология (класс насекомые)

· колеоптерология (отряд жесткокрылые, или жуки)

· лепидоптерология (отряд чешуекрылые, или бабочки)

· ихтиология (надкласс рыбы)

· орнитология (класс птицы)

· териология (класс млекопитающие)

ПО УРОВНЯМ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ:

молекулярная биология — на молекулярном уровне;
цитология, цитогенетика — на клеточном уровне;
морфология и физиология — на организменном уровне;
экология, популяционная экология — на популяционно-видовом, биогеоценотическом и биосферном уровне.

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИЗУЧАЕМЫХ ПРОЦЕССОВ:

генетика — наука о процессах наследственности и изменчивости;
эмбриология — наука об эмбриональном развитии;
теория эволюции — наука об эволюционном учении;
этология — наука о поведении животных;
общая биология — наука о закономерностях и процессах, общих для живой природы.

Современная биология опирается на достижения других наук — физики, химии, математики.

На стыке наук выделились пограничные области биологии:

биофизика — наука о физических закономерностях в живой природе;
биохимия — наука о химических процессах в живых организмах;
молекулярная биология — наука изучающая процессы, происходящие в живых организмах на молекулярном уровне, в т.ч. механизмы хранения, передачи и реализации генетической информации;
биокибернетика — наука о принципах хранения информации и управления живыми системами;
бионика — прикладная дисциплина, использующая принципы работы живых организмов в технике;
биотехнология — прикладная дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов для промышленного получения ценных для человека веществ.

МЕТОДЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПОЗНАНИЯ

Метод — это путь исследования, который проходит учёный, решая какую-либо научную задачу, проблему.

Научный метод — это совокупность приёмов и операций, используемых при построении системы научных знаний.

Первые методы изучения биологии:

наблюдение;
описание;
сравнение;
классификация полученных знаний.

Биология являлась описательной наукой.

Современные методы изучения биологии:

метод наблюдения и описания наиболее древний. Он предполагает наблюдение, описание и анализ конкретных биологических фактов и явлений. Используется в ботанике, зоологии, экологии, генетике. В настоящее время метод используется с применением оптической аппаратуры (световых и электронных микроскопов, эндоскопической техники и т. п.);
эксперимент дает возможность изолированно изучать свойства и явления живого, а при необходимости многократно воспроизвести требуемые условия;
сравнительный метод используется в анатомии, эмбриологии и палеонтологии. На его принципах основана систематическая классификация, установление эволюционного родства видов, закономерности возникновения и развития различных форм жизни на Земле;
исторический метод выясняет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций.
метод моделирования позволяет воспроизвести в лабораторных условиях процессы, которые невозможно наблюдать в природе. В настоящее время активно используется метод компьютерного моделирования. Это дает возможность прогнозировать последствия природных и техногенных катастроф (последствия утечки нефти в Мексиканском заливе), направление смены экосистем (восстановление леса после пожаров в Московской области), воздействие новых лекарственных препаратов на организм человека и т. д.

Научный факт — это форма научного знания, в которой фиксируется некоторое конкретное явление, событие; результат наблюдений и экспериментов, который устанавливает количественные и качественные характеристики объектов.

Гипотеза — предположение или догадка; утверждение, предполагающее доказательство, в отличие от аксиом, постулатов, не требующих доказательств.

Теория — наиболее развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определённой области действительности; учение, система идей или принципов, является совокупностью обобщённых положений, образующих науку или её раздел.

Общая биология — это комплекс биологических дисциплин, изучающих развитие и существование живых организмов, их эволюцию и происхождение. Общая биология не рассматривает отдельные группы организмов, она изучает именно общие закономерности, касающиеся всех живых существ нашей планеты.

Живые системы (организмы) имеют общие признаки:

1. Единство химического состава свидетельствует о единстве и связи живой и неживой материи.

Пример:

в состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы, но в других количественных соотношениях (т. е. живые организмы обладают способностью избирательного накопления и поглощения элементов). Более 90 % химического состава приходится на четыре элемента: С, O, N, H, которые участвуют в образовании сложных органических молекул (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов).

2. Клеточное строение (Единство структурной организации). Все существующие на Земле организмы состоят из клеток. Вне клетки жизни нет.
3. Обмен веществ (Открытость живых систем). Все живые организмы представляют собой «открытые системы».

Открытость системы — свойство всех живых систем, связанное с постоянным поступлением энергии извне и удалением продуктов жизнедеятельности (организм жив, пока в нём происходит обмен веществами и энергией с окружающей средой).

Обмен веществ — совокупность биохимических превращений, происходящих в организме и других биосистемах.

Обмен веществ и энергии — это совокупность процессов поступления, преобразования и удаления веществ и энергии, происходящих в живых организмах.

Обмен веществ состоит из двух взаимосвязанных процессов: синтеза органических веществ (ассимиляции) в организме (за счёт внешних источников энергии — света и пищи) и процесса распада сложных органических веществ (диссимиляции) с выделением энергии, которая затем расходуется организмом. Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

4. Самовоспроизведение (Репродукция) — способность живых систем воспроизводить себе подобных. Способность к самовоспроизведению является важнейшим свойством всех живых организмов. В её основе лежит процесс удвоения молекул ДНК с последующим делением клеток.

Способность к самовоспроизведению приводит к появлению новых клеток, особи и т. п. и поддержанию существования биологической системы (организма, вида и т. д.).

5. Саморегуляция (Гомеостаз) — поддержание постоянства внутренней среды организма в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды. Любой живой организм обеспечивает поддержание гомеостаза (постоянства внутренней среды организма). Стойкое нарушение гомеостаза ведёт к гибели организма.

Саморегуляция — это поддержание гомеостаза любой системы (клетка, орган, организм), регуляция процессов и т. д.

6. Развитие и рост. Развитие живого представлено индивидуальным развитием организма (онтогенезом) и историческим развитием живой природы (филогенезом).

· В процессе индивидуального развития постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организма и осуществляется его рост (все живые организмы растут в течение своей жизни).

· Результатом исторического развития является общее прогрессивное усложнение жизни и всё многообразие живых организмов на Земле. Под развитием понимают как индивидуальное развитие, так и историческое развитие.

Развитие. Любой организм в течение своей жизни проходит через определенные этапы, закономерно сменяющие друг друга.

Рост — это увеличение в размерах.

7. Раздражимость — способность организма избирательно реагировать на внешние и внутренние раздражители (рефлексы у животных; тропизмы, таксисы и настии у растений).

Раздражимость — способность организма воспринимать раздражение из внешней и внутренней среды.

8. Наследственность и изменчивость представляют собой факторы эволюции, так как благодаря им возникает материал для отбора.

· Изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки и свойства в результате влияния внешней среды и/или изменений наследственного аппарата (молекул ДНК).

· Наследственность — способность организма передавать свои признаки последующим поколениям.

9. Способность к адаптациям — в процессе исторического развития и под действием естественного отбора организмы приобретают приспособления к условиям окружающей среды (адаптации). Организмы, не обладающие необходимыми приспособлениями, вымирают.
10. Целостность (непрерывность) и дискретность (прерывность). Жизнь целостна и в то же время дискретна. Эта закономерность присуща как структуре, так и функции.

Любой организм представляет собой целостную систему, которая в то же время состоит из дискретных единиц — клеточных структур, клеток, тканей, органов, систем органов. Органический мир целостен, поскольку все организмы и происходящие в нём процессы взаимосвязаны. В то же время он дискретен, так как складывается из отдельных организмов.

Отдельные свойства, перечисленные выше, могут быть присущи и неживой природе.

Пример: для живых организмов характерен рост, но ведь и кристаллы растут! Хотя этот рост не имеет тех качественных и количественных параметров, которые присущи росту живого.

Пример: для горящей свечи характерны процессы обмена и превращения энергии, но она не способна к саморегуляции и самовоспроизведению.

Следовательно, все перечисленные выше свойства характерны для живых организмов только в своей совокупности.

Уровни организации жизни

Молекулярный. Все организмы в конечном итоге состоят из молекул. На этом уровне происходят процессы метаболизма. Для вирусов характерен только молекулярный уровень организации.

Клеточный. Это основной уровень жизни: согласно клеточной теории, клетка — это структурная и функциональная единица всех организмов нашей планеты.

У бактерий, простейших, водорослей и грибов клеточный уровень соответствует организменному.

Тканево-органный — характерен для высших растений и многоклеточных животных, начиная с кишечнополостных. Его признаком является наличие тканей и органов (у многих животных появляются системы органов).

Организменный — это уровень отдельной особи.

Популяционно-видовой — объединяет популяции одного вида и сам вид. С этого уровня начинает осуществляться эволюция.

Биоценотический — уровень сообщества.

Биосферный — высший уровень организации. Он включает биосферу — живую оболочку Земли и объединяет все сообщества нашей планеты.

Уровни 5-7 — это надорганизменные структуры.

Дата добавления: 2021-04-05; просмотров: 79; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!