Введение в биологию

Биология изучает жизнедеятельность всех живых организмов: вирусов, бактерий, грибов, растений, животных .

Задача общей биологии — выявление многообразия живых организмов и объяснение их общих свойств.

В зависимости от предмета изучения биологию подразделяют на микробиологию (вирусология и бактериология), микологию, ботанику, зоологию , а также биотехнологию, генную инженерию, биофизику .

Биотехнология — это производство с помощью живых организмов. Генная инженерия — конструирование генов. Биофизика — изучение движения, теплообмена и др. на уровне живых организмов.

Все эти науки имеют общие разделы:

  1. Морфология — наука о строении; изучает структуру объекта.
  2. Физиология — наука о свойствах живого.
  3. Генетика — наука о наследственности и изменчивости.
  4. Биохимия — наука о веществах, которые входят в состав живого.

По уровню изучения биологию делят на молекулярную биологию, цитологию, гистологию, анатомию, экологию и др .

Биология имеет большое значение для медицины, пищевой промышленности, сельского хозяйства .

Уровни организации живой материи

  1. Молекулярный . Проявляется на уровне биополимеров (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды). На этом уровне проявляются процессы обмена веществ и энергии, передача наследственной информации. Этот уровень изучает молекулярная биология.
  2. Клеточный . Клетка — структурная единица всего живого. Изучает цитология.
  3. Тканевый . Ткань — это совокупность сходных по строению, происхождению и выполняемым функциям клеток. Изучает гистология.
  4. Органный . Орган включает в свой состав несколько тканей. Изучает анатомия.
  5. Организменный . Изучает аутэкология.
  6. Популяционно-видовой . Популяция — это совокупность особей одного вида, длительно существующих на определенной территории, свободно скрещивающихся и относительно изолированных от других особей того же вида.
    Генофонд — совокупность генов в популяции.
    Ареал — часть земной поверхности, в пределах которой распространен тот или иной вид (род, семейство и пр.) или какой-либо тип сообщества живых организмов.
    Изучает синэкология — экология групп.
  7. Биогеоцинотический . Биогеоциноз — это совокупность всех видов с различной сложностью организации и всех факторов среды их обитания.
  8. Биосферный . Биосфера — биологическая система высшего порядка, охватывающая все явления жизни на Земле; — биологический слой жизни на Земле. Для этого уровня характерны глобальные круговороты веществ и энергии.

Многообразие живых организмов

Живые организмы сильно отличаются по размерам, массе и уроню организации.

Живое тело (живая система) — это открытая, саморегулирующаяся и самовоспроизводящаяся система, построенная из белков и нуклеиновых кислот. Открытая система — это такая система, в которую вещества как поступают, так и выходят.

Все живые организмы состоят из клеток.

Все организмы делятся на одноклеточные и многоклеточные .

Некоторые клетки устроены сложно ( эукариотические ), другие — проще ( прокариотические ).

У многоклеточных организмов клетки могут быть сильно дифференцированы (человек) или слабо (гидра, губки).

У человека самыми дифференцированными клетками являются эритроциты и нервные клетки (размножаться они не могут).

Свойства живых организмов

Всем живым организмам присуще следующие свойства, которые отличают их от неживой природы.

  1. Единство химического состава.
    В живые организмы входят те же элементы, что и в неживые объекты, но в другом соотношении. В неживой природе наиболее распространены O, Si, Fe, Mg, Al. В состав живых организмов входят C, H, O, N, S и др.
    Живые организмы обладают способностью избирательного накопления и поглощения элементов.
  2. Обмен веществ с окружающей средой.
    Живые организмы осуществляют постоянный обмен веществ с окружающей средой. Подобные процессы происходят и в неживой природе (изменение агрегатного состояния воды, извержение вулканов). Однако в живых организмах постоянно происходит синтез — ассимиляция и распад — диссимиляция. Эти процессы в живых организмах направлены на постоянство химического состава и строения.
  3. Размножение (репродукция) — это свойство организмов воспроизводить себе подобных.
    Этот процесс проявляется на всех уровнях организации живой материи: на молекулярном — гены, на клеточном — слияние клеток и последующее их деление, на организменном — поведение и инстинкты, на популяционно-видовом — ряд приспособлений.
    Самовоспроизводство тесно связано с понятием наследственности.
  4. Наследственность и изменчивость.
    Наследственность связана с постоянством структуры ДНК. Изменчивость связана с комбинациями родительских генов, мутациями и др.
  5. Рост и развитие.
    Способность к развитию является всеобщим свойством материи. Развитие — это необратимое, направленное, закономерное изменение объектов живой и неживой природы.
    Закон перехода количества в качество. Рост организмов обычно сопровождается и их развитием.
    Развитие в живой природе представлено филогенезом и онтогенезом.
  6. Раздражимость.
    Раздражение — это реакция организма на внешнее воздействие. Раздражение определяется чувствительностью и раздражительностью. Любая чувствительность имеет свой порог раздражения (опыт с иголкой).
    Высшие многоклеточные организмы на раздражение реагируют посредством рефлекса. Простейшие организмы и растения — движением или ростом (таксисы и тропизмы).
  7. Авторегуляция — это способность организма поддерживать постоянство внутренней среды и свое строение в условиях постоянно меняющейся среды.
    У человека осуществляется посредством нервной и гуморальной (эндокринной) регуляции.
  8. Ритмичность.
    Все организмы подчинены ритмам неживой природы (сутки, фазы луны, времена года). У живых организмов наблюдаются изменения физиологических процессов.
    Ритмичность является приспособлением к постоянно меняющимся условиям среды. Ее нарушения отсеиваются естественным отбором.
  9. Дискретность — это основа структурной упорядоченности, а также возможность постоянной замены отдельных элементов без прекращения выполнения функций.
    Дискретность вида предопределяет возможность его эволюции путем гибели неприспособленных особей и сохранение особей с полезными в данных условиях признаками.
    (При ожоге эпителий пострадавшего места отторгается без прекращения функционирования остального эпителия тела.)
  10. Энергозависимость.
    Живые организмы открыты для поступления энергии и устойчивы лишь при условии непрерывного поступления в организм веществ и энергии (кислород, пища и др.).
    Минимальные потери веществ и энергии обеспечивают оболочки: мембраны, покровы.

Все организмы состоят из белков, нуклеиновых кислот, сахаров и липидов. У всех организмов сходны редупликация, трансляция, биосинтез белка и жирных кислот, расщепление глюкозы и др. Это говорит об общности их происхождения.

Волькенштейн: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот.»

Методы биологических наук

Живые организмы очень сложные, следовательно, методы их изучения разнообразны.

  1. Наблюдение . Применяется очень давно. Используется и в настоящее время.
  2. Описательный . Применяется со времен изобретения письменности (примерно 10 тысяч лет назад). Актуален в настоящее время.
  3. Сравнительный . Используется с XVIII века в систематике. Стал основой для формулирования клеточной теории.
  4. Исторический . Изучает закономерности появления и развития организмов, становления их функций.
  5. Экспериментальный . Заключается в создании ситуаций, позволяющих изучать свойства природы. (-) Исследование происходит изолированно, виды вырваны из естественной среды. (+) Можно повторить исследование.
  6. Моделирование . Применяется относительно недавно. Существуют знаковые модели (типа a = b + c), образные и имитационные модели.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: