Põhisisu on bioloogia. Mis on bioloogia? Mõiste definitsioon. Peamised verstapostid orgaanilise maailma uurimisel

Bioloogia on teadus, mis uurib elusorganisme. See paljastab elu seaduspärasused ja selle arengu kui erilise loodusnähtuse.

Teiste teaduste hulgas on bioloogia põhidistsipliin, viitab juhtivatele loodusteaduste harudele.

Mõiste "bioloogia" koosneb kahest kreeka sõnast: "bios" - elu, "logos" - õpetus, teadus, mõiste.

Esmalt kasutati eluteadusele viitamiseks aastal XIX algus. Seda tegi iseseisvalt J.-B. Lamarck ja G. Treviranus, F. Burdach. Sel ajal on bioloogia eraldatud loodusteadused.

Bioloogia uurib elu kõigis selle ilmingutes. Bioloogia aineks on organismide ehitus, füsioloogia, käitumine, individuaalne ja ajalooline areng, nende suhe üksteise ja keskkonnaga. Seetõttu on bioloogia teaduste süsteem või kompleks, mis on suures osas omavahel seotud. Erinevate eluslooduse uurimisvaldkondade isoleerimise tulemusena tekkisid läbi teaduse arenguloo erinevad bioloogiateadused.

Bioloogia peamisteks harudeks on zooloogia, botaanika, mikrobioloogia, viroloogia jne kui teadused, mis uurivad erinevaid võtmepunktid elusorganismide rühma ehitus ja elutegevus. Teisest küljest viis elusorganismide üldiste seaduspärasuste uurimine selliste teaduste tekkeni nagu geneetika, tsütoloogia, molekulaarbioloogia, embrüoloogia jne. Elusolendite ehituse, funktsionaalsuse, käitumise, nende suhete ja ajalooline areng sünnitas morfoloogia, füsioloogia, etoloogia, ökoloogia, evolutsiooniõpetuse.

Üldbioloogia uurib elusorganismide ja ökosüsteemide universaalsemaid omadusi, arengu- ja olemasolumustreid.

Seega bioloogia on teaduste süsteem.

Bioloogia kiiret arengut täheldati 20. sajandi teisel poolel. See oli peamiselt tingitud avastustest molekulaarbioloogia vallas.

Vaatamata oma rikkalikule ajaloole tehakse bioloogiateadustes jätkuvalt avastusi, arutelud käivad ja paljud kontseptsioonid on läbivaatamisel.

Bioloogias pööratakse erilist tähelepanu rakule (kuna see on elusorganismide põhiline struktuurne ja funktsionaalne üksus), evolutsioonile (kuna elu Maal on arenenud), pärilikkusele ja muutlikkusele (elu järjepidevuse ja kohanemisvõime aluseks).

Elukorraldusel on mitu järjestikust tasandit: molekulaargeneetiline, rakuline, organismiline, populatsiooniliik, ökosüsteem. Igaühel neist avaldub elu omal moel, mida uurivad vastavad bioloogiateadused.

Bioloogia tähtsus inimese jaoks

Inimeste jaoks on bioloogilistel teadmistel peamiselt järgmine tähendus:

• Inimkonna toidu pakkumine.
• Ökoloogiline tähendus - keskkonna juhtimine nii, et see sobiks normaalseks eluks.
• Meditsiiniline tähtsus - eluea kestuse ja kvaliteedi suurendamine, võitlus infektsioonide ja pärilike haigustega, ravimite väljatöötamine.
• Esteetiline, psühholoogiline tähendus.

Inimest võib pidada üheks elu arengu tulemuseks Maal. Inimeste elu sõltub endiselt tugevalt üldistest bioloogilistest elumehhanismidest. Lisaks mõjutab inimene loodust ja kogeb selle mõju ise.

Põhjuseks on saanud inimtegevus (tööstuse ja põllumajanduse areng), rahvastiku kasv keskkonnaprobleemid planeedil. Tekib reostus keskkond, looduslike koosluste hävitamine.

Keskkonnaprobleemide lahendamiseks on vaja mõista bioloogilisi mustreid.

Lisaks on paljud bioloogia harud inimeste tervise seisukohalt olulised ( meditsiiniline tähtsus). Inimeste tervis sõltub pärilikkusest, elukeskkonnast ja elustiilist. Sellest vaatenurgast on bioloogia olulisemad lõigud pärilikkus ja muutlikkus, isendi areng, ökoloogia ning biosfääri ja noosfääri õpetus.

Bioloogia lahendab inimeste toidu ja ravimitega varustamise probleemi. Bioloogilised teadmised on põllumajanduse arengu aluseks.

Seega on bioloogia kõrge arengutase vajalik tingimus inimkonna heaolu.

Bioloogia(kreeka sõnast bios - elu, logos - sõna, teadus) on eluslooduse teaduste kompleks.

Bioloogia aineks on kõik elu ilmingud: elusolendite ehitus ja funktsioonid, nende mitmekesisus, päritolu ja areng, samuti suhtlemine keskkonnaga. Bioloogia kui teaduse põhiülesanne on tõlgendada kõiki eluslooduse nähtusi teaduslik alus, võttes arvesse, et kogu organismil on omadused, mis erinevad põhimõtteliselt selle komponentidest.

Bioloogia uurib kõiki elu aspekte, eelkõige elusorganismide ehitust, talitlust, kasvu, päritolu, evolutsiooni ja levikut Maal, liigitab ja kirjeldab elusolendeid, nende liikide päritolu ning nende omavahelist ja keskkonnaga suhtlemist.

Kaasaegne bioloogia põhineb 5 aluspõhimõtet:

1. rakuteooria
2. evolutsioon
3. geneetika
4. homöostaas
5. energiat

Bioloogiateadused

Praegu hõlmab bioloogia mitmeid teadusi, mida saab süstematiseerida järgmiste kriteeriumide alusel: teema ja ülekaalus meetodid uurimistöö ja uuritava teema kohta eluslooduse organiseerituse tase.

Kõrval uurimisobjektI bioloogiateadused jagunevad bakterioloogiaks, botaanikaks, viroloogiaks, zooloogiaks, mükoloogiaks.

Botaanika on bioloogiateadus, mis uurib põhjalikult taimi ja Maa taimkatet.

Zooloogia - bioloogia haru, teadus loomade mitmekesisusest, struktuurist, elutegevusest, levikust ja suhetest nende keskkonnaga, nende päritolust ja arengust.

Bakterioloogia - bioloogiateadus, mis uurib bakterite ehitust ja elutegevust, samuti nende rolli looduses.

Viroloogia - bioloogiateadus, mis uurib viirusi.

Peamine objekt mükoloogia on seened, nende ehitus ja elu iseärasused.

Lihhenoloogia - bioloogiateadus, mis uurib samblikke.

Selle osana käsitletakse sageli bakterioloogiat, viroloogiat ja mõningaid mükoloogia aspekte mikrobioloogia - bioloogia osa, mikroorganismide (bakterid, viirused ja mikroskoopilised seened) teadus.

Taksonoomia, või taksonoomia, - bioloogiateadus, mis kirjeldab ja liigitab rühmadesse kõik elusad ja väljasurnud olendid.

Kõik loetletud bioloogiateadused jagunevad omakorda biokeemiaks, morfoloogiaks, anatoomiaks, füsioloogiaks, embrüoloogiaks, geneetikaks ja süstemaatikaks (taimed, loomad või mikroorganismid). Biokeemia on teadus elusaine keemilisest koostisest, elusorganismides toimuvatest ja nende elutegevuse aluseks olevatest keemilistest protsessidest.

Morfoloogia - bioloogiateadus, mis uurib organismide vormi ja struktuuri, samuti nende arengumustreid. Laiemas mõttes hõlmab see tsütoloogiat, anatoomiat, histoloogiat ja embrüoloogiat. Eristage loomade ja taimede morfoloogiat.

Anatoomia - see on bioloogia (täpsemalt morfoloogia) osa, teadus, mis uurib sisemine struktuur ning üksikute elundite, süsteemide ja keha kui terviku kuju. Taimede anatoomiat käsitletakse botaanika osana, loomade anatoomiat zooloogia osana ja inimese anatoomiat on omaette teadus.

Füsioloogia – bioloogiateadus, mis uurib taime- ja loomorganismide, nende üksikute süsteemide, elundite, kudede ja rakkude eluprotsesse. On olemas taimede, loomade ja inimeste füsioloogia.

Embrüoloogia(arengubioloogia)- bioloogia haru, teadus individuaalne areng organism, sealhulgas embrüo areng.

Objekt geneetika on pärilikkuse ja muutlikkuse seadused. Praegu on see üks dünaamilisemalt arenevaid bioloogiateadusi.

Kõrval uuritava eluslooduse organiseerituse tase eristab molekulaarbioloogiat, tsütoloogiat, histoloogiat, organoloogiat, organismide bioloogiat ja supraorganismaalseid süsteeme.

Molekulaarbioloogia on bioloogia üks nooremaid harusid, teadus, mis uurib eelkõige päriliku teabe korraldust ja valkude biosünteesi.

Tsütoloogia, või rakubioloogia,- bioloogiateadus, mille uurimisobjektiks on nii ühe- kui ka mitmerakuliste organismide rakud.

Histoloogia - bioloogiateadus, morfoloogia haru, mille objektiks on taimede ja loomade kudede struktuur.

Sfääri juurde organoloogia hõlmab erinevate organite ja nende süsteemide morfoloogiat, anatoomiat ja füsioloogiat. Organismibioloogia alla kuuluvad kõik teadused, mis tegelevad elusorganismidega, nt. etoloogia- teadus organismide käitumisest.

Supraorganismaalsete süsteemide bioloogia jaguneb biogeograafiaks ja ökoloogiaks. Uurib elusorganismide levikut biogeograafia, kusjuures ökoloogia - organismiüleste süsteemide korraldus ja toimimine erinevatel tasanditel: populatsioonid, biotsenoosid (kooslused), biogeotsenoosid (ökosüsteemid) ja biosfäär.

Kõrval valitsevad uurimismeetodid Eristada saab kirjeldavat (näiteks morfoloogia), eksperimentaalset (näiteks füsioloogia) ja teoreetilist bioloogiat. Eluslooduse struktuuri, toimimise ja arengu mustrite tuvastamine ja selgitamine selle organisatsiooni erinevatel tasanditel on ülesanne. üldbioloogia. See hõlmab biokeemiat, molekulaarbioloogiat, tsütoloogiat, embrüoloogiat, geneetikat, ökoloogiat, evolutsiooniteadust ja antropoloogiat. Evolutsiooniõpetus uurib põhjuseid edasiviiv jõud, mehhanismid ja üldised mustrid elusorganismide evolutsioon. Üks selle sektsioonidest on paleontoloogia– teadus, mille teemaks on elusorganismide fossiilsed jäänused. Antropoloogia- üldbioloogia osa, inimese kui inimese päritolu ja arengu teadus bioloogilised liigid, aga ka populatsioonide mitmekesisust kaasaegne inimene ja nende koostoime mustrid. Bioloogia rakenduslikud aspektid on seotud biotehnoloogia, aretuse jm valdkonnaga kiiresti arenev Sci. Biotehnoloogia on bioloogiateadus, mis uurib elusorganismide kasutamist ja bioloogilisi protsesse tootmises. Seda kasutatakse laialdaselt toidus (küpsetamine, juustu valmistamine, õlle valmistamine jne) ja farmaatsiatööstuses (antibiootikumide, vitamiinide tootmine), vee puhastamiseks jne. Valik- koduloomade tõugude, sortide loomise meetodite teadus kultuurtaimed ja mikroorganismide tüved koos inimesele vajalik omadused. Valiku all mõistetakse ka elusorganismide muutmise protsessi, mida inimesed oma vajaduste rahuldamiseks läbi viivad.

Bioloogia areng on tihedalt seotud teiste loodus- ja täppisteaduste, nagu füüsika, keemia, matemaatika, informaatika jne eduga. Näiteks mikroskoopia, ultraheli (ultraheli), tomograafia ja muud bioloogia meetodid põhinevad füüsikal. seadusi ning bioloogiliste molekulide struktuuri ja elussüsteemides toimuvate protsesside uurimine oleks võimatu ilma keemiliste ja füüsikaliste meetodite kasutamiseta. Rakendus matemaatilised meetodid võimaldab ühelt poolt tuvastada loomuliku seose olemasolu objektide või nähtuste vahel, kinnitada saadud tulemuste usaldusväärsust, teisalt modelleerida nähtust või protsessi. IN Hiljuti Arvutimeetodid, näiteks modelleerimine, muutuvad bioloogias üha olulisemaks. Bioloogia ja teiste teaduste ristumiskohas tekkis rida uusi teadusi, nagu biofüüsika, biokeemia, bioonika jne.

Bioloogia roll kaasaegse loodusteadusliku maailmapildi kujunemisel

Oma kujunemisjärgus ei eksisteerinud bioloogia veel eraldiseisvalt teistest loodusteadustest ja piirdus vaid looma- ja taimemaailma esindajate vaatlemise, uurimise, kirjeldamise ja klassifitseerimisega, s.t see oli kirjeldav teadus. See aga ei takistanud iidsetel loodusteadlastel Hippokratesel (umbes 460-377 eKr), Aristotelesel (384-322 eKr) ja Theophrastusel (pärisnimi Tirtham, 372-287 eKr) andmast märkimisväärset panust ideede arengusse inimese ja looma keha ehituse kohta, samuti bioloogiline mitmekesisus loomi ja taimi, pannes sellega aluse inimese anatoomiale ja füsioloogiale, zooloogiale ja botaanikale. Süvendada teadmisi eluslooduse kohta ja süstematiseerida varem kogunenud fakte, mis toimusid aastal XVI-XVIII sajandil, mis kulmineerus binaarse nomenklatuuri kasutuselevõtuga ning taimede (C. Linnaeus) ja loomade (J.-B. Lamarck) harmoonilise taksonoomia loomisega. Märkimisväärse arvu sarnaste liikide kirjeldus morfoloogilised omadused, aga ka paleontoloogilised leiud said eelduseks ideede kujunemisele liikide päritolu ja orgaanilise maailma ajaloolise arenguteede kohta. Nii lükkasid F. Redi, L. Spallanzani ja L. Pasteuri katsed 17.-19. sajandil ümber Aristotelese püstitatud ja keskajal levinud spontaanse põlvkonna hüpoteesi ning A. I. Oparini ja biokeemilise evolutsiooni teooria J. Haldane, mida S. Milleri ja G. Juri hiilgavalt kinnitasid, võimaldas meil vastata küsimusele kõigi elusolendite päritolu kohta. Kui elusolendite elututest komponentidest tekkeprotsess ja selle areng iseenesest enam kahtlusi ei tekita, siis orgaanilise maailma ajaloolise arengu mehhanisme, teid ja suundi pole siiani täielikult mõistetud, kuna kumbki kaks peamist konkureerivat evolutsiooniteooriat (sünteetiline evolutsiooniteooria, mis loodi Charles Darwini teooria põhjal ja J.-B. Lamarcki teooria) ei suuda endiselt pakkuda kõikehõlmavat tõendusmaterjali. Mikroskoopia ja teiste lähiteaduste meetodite kasutamine, mis oli tingitud edusammudest teiste loodusteaduste vallas, samuti eksperimentaalse praktika kasutuselevõtt, võimaldas Saksa teadlastel T. Schwannil ja M. Schleidenil juba 19. sajandil sõnastada. rakuteooria, mida hiljem täiendasid R. Virchow ja K. Baer. Sellest sai bioloogia kõige olulisem üldistus, mis nurgakivi moodustasid aluse kaasaegsed ideed orgaanilise maailma ühtsusest. Tšehhi munga G. Mendeli poolt päriliku teabe edastamise mustrite avastamine andis tõuke bioloogia edasisele kiirele arengule aastal. XX-XXI sajandil ja ei viinud mitte ainult pärilikkuse universaalse kandja - DNA, vaid ka geneetilise koodi, samuti päriliku teabe kontrolli, lugemise ja muutlikkuse põhimehhanismide avastamiseni. Keskkonnaalaste ideede areng viis sellise teaduse tekkeni nagu ökoloogia, ja sõnastus õpetused biosfääri kohta keeruka mitmekomponendilise planeedisüsteemina, mis koosneb omavahel seotud tohututest bioloogilistest kompleksidest, aga ka Maal toimuvatest keemilistest ja geoloogilistest protsessidest (V.I. Vernadsky), mis lõpuks võimaldab vähemalt vähesel määral vähendada Negatiivsed tagajärjed majanduslik tegevus inimene. Seega oli bioloogial oluline osa kaasaegse loodusteadusliku maailmapildi kujunemisel.

Elusobjektide uurimise meetodid

Nagu igal teisel teadusel, on ka bioloogial oma meetodite arsenal. Lisaks muudes valdkondades kasutatavale teaduslikule tunnetusmeetodile kasutatakse bioloogias laialdaselt selliseid meetodeid nagu ajalooline, võrdlev-kirjeldav jne.

Teaduslik meetod tunnetus hõlmab vaatlust, hüpoteeside püstitamist, eksperimenteerimist, modelleerimist, tulemuste analüüsi ja üldiste mustrite tuletamist.

Vaatlus- see on esemete ja nähtuste sihipärane tajumine meelte või instrumentide abil, mille määrab tegevuse ülesanne. Teadusliku vaatluse põhitingimus on selle objektiivsus, s.o. võimalus kontrollida saadud andmeid korduva vaatluse või muude uurimismeetodite, näiteks katse, kasutamisega. Vaatluse tulemusena saadud fakte nimetatakse andmeid. Nad võivad olla nagu kvaliteet(kirjeldades lõhna, maitset, värvi, kuju jne) ja kvantitatiivne, Pealegi on kvantitatiivsed andmed täpsemad kui kvalitatiivsed.

Vaatlusandmetele tuginedes formuleeritakse hüpotees - oletuslik hinnang nähtuste loomuliku seose kohta. Hüpoteesi kontrollitakse mitmete katsetega.

Eksperiment nimetatakse teaduslikult läbiviidud katseks, uuritava nähtuse vaatlemiseks kontrollitud tingimustes, mis võimaldab tuvastada antud objekti või nähtuse tunnuseid. Kõrgeim vorm eksperiment on modelleerimine - mis tahes nähtuste, protsesside või objektide süsteemide uurimine nende mudelite konstrueerimise ja uurimise kaudu. Sisuliselt on see teadmiste teooria üks peamisi kategooriaid: mis tahes meetod põhineb modelleerimise ideel teaduslikud uuringud- nii teoreetiline kui eksperimentaalne. Katse- ja simulatsioonitulemusi analüüsitakse hoolikalt.

Analüüs nimetatakse teadusliku uurimistöö meetodiks, mille käigus tükeldatakse objekt selle komponentideks või tükeldatakse mentaalselt loogilise abstraktsiooni abil. Analüüs on sünteesiga lahutamatult seotud.

Süntees on meetod aine uurimiseks selle terviklikkuses, selle osade ühtsuses ja vastastikuses seotuses. Analüüsi ja sünteesi tulemusel saab kõige edukamast uurimishüpoteesist tööhüpotees ja kui see suudab vastu pidada katsetele seda ümber lükata ning ennustab siiski edukalt varem seletamata fakte ja seoseid, siis võib sellest saada. teooria.

Under teooria mõista teadusliku teadmise vormi, mis annab tervikliku ettekujutuse reaalsuse mustritest ja olulistest seostest. Üldine suund teadusuuringute eesmärk on saavutada suurem prognoositavus. Kui ükski fakt ei saa teooriat muuta ja sellest ilmnevad kõrvalekalded on regulaarsed ja etteaimatavad, võib selle tõsta teooriasse. seadus- vajalik, oluline, stabiilne, korduv seos looduses toimuvate nähtuste vahel. Kuna teadmiste hulk suureneb ja uurimismeetodid paranevad, saab hüpoteese ja isegi kindlalt väljakujunenud teooriaid vaidlustada, muuta ja isegi tagasi lükata, sest need ise teaduslikud teadmised on oma olemuselt dünaamilised ja alluvad pidevalt kriitilisele ümbermõtlemisele.

Ajalooline meetod paljastab organismide välimuse ja arengu mustrid, nende struktuuri ja funktsiooni kujunemise. Mõnel juhul seda meetodit kasutades uus elu omandada hüpoteese ja teooriaid, mida varem peeti valeks. See juhtus näiteks Darwini oletustega signaali edastamise olemuse kohta tehases vastusena keskkonnamõjudele. Võrdlev-kirjeldav meetod hõlmab uuritavate objektide anatoomilise ja morfoloogilise analüüsi läbiviimist. See on organismide klassifitseerimise aluseks, tuvastades esinemis- ja arengumustreid erinevaid vorme elu.

Seire on meetmete süsteem uuritava objekti, eelkõige biosfääri seisundi muutuste vaatlemiseks, hindamiseks ja prognoosimiseks. Vaatluste ja katsete läbiviimiseks on sageli vaja kasutada spetsiaalseid seadmeid, nagu mikroskoobid, tsentrifuugid, spektrofotomeetrid jne. Mikroskoopiat kasutatakse laialdaselt zooloogias, botaanikas, inimese anatoomias, histoloogias, tsütoloogias, geneetikas, embrüoloogias, paleontoloogias, ökoloogias ja muudes teadusharudes. bioloogia. See võimaldab teil uurida objektide peenstruktuuri, kasutades valgust, elektroni, röntgenikiirgust ja muud tüüpi mikroskoope.

Valgusmikroskoop koosneb optilistest ja mehaanilistest osadest. Pildi konstrueerimisel osalevad optilised osad ning optiliste osade kasutamise hõlbustamiseks kasutatakse mehaanilisi osi. Mikroskoobi üldine suurendus määratakse valemiga: objektiivi suurendus x okulaari suurendus = mikroskoobi suurendus.

Näiteks kui objektiiv suurendab objekti 8 korda ja okulaar 7 korda, siis on mikroskoobi kogusuurendus 56 korda.

Diferentsiaaltsentrifuugimine ehk fraktsioneerimine võimaldab eraldada osakesi nende suuruse ja tiheduse järgi tsentrifugaaljõu mõjul, mida kasutatakse aktiivselt bioloogiliste molekulide ja rakkude struktuuri uurimisel.

Eluslooduse organiseerituse põhitasemed

1. Molekulaargeneetiline. Bioloogia kõige olulisemad ülesanded selles etapis on geneetilise informatsiooni ülekandemehhanismide, pärilikkuse ja muutlikkuse uurimine.
2. Raku tase. Elementaarüksus raku tase Organisatsioon on rakk ja elementaarne nähtus on raku ainevahetuse reaktsioonid.
3. Kudede tase. Seda taset esindavad kuded, mis ühendavad teatud struktuuri, suuruse, asukoha ja sarnaste funktsioonidega rakke. Kuded tekkisid ajaloolise arengu käigus koos mitmerakulisusega. Mitmerakulistes organismides tekivad need ontogeneesi käigus rakkude diferentseerumise tagajärjel.
4. Organite tase. Elundite taset esindavad organismide elundid. Algloomadel toimub seedimine, hingamine, ainete ringlus, eritumine, liikumine ja paljunemine tänu erinevatele organellidele. Arenenumatel organismidel on organsüsteemid. Taimedel ja loomadel moodustuvad elundid erinevast kogusest koest.
5. Organismi tase. Selle tasandi elementaarühikuks on indiviid tema isendiarengus ehk ontogeneesis, seetõttu nimetatakse organismitasandit ka ontogeneetiliseks. Selle taseme elementaarne nähtus on muutused kehas selle individuaalses arengus.
6. Populatsiooni-liikide tase. Populatsioon on sama liigi isendite kogum, mis ristuvad omavahel vabalt ja elavad teistest sarnastest isendirühmadest eraldi. Populatsioonides toimub päriliku teabe vaba vahetus ja selle edastamine järglastele. Populatsioon on populatsiooni-liigi tasandi elementaarüksus ja elementaarnähtus selles sel juhul on evolutsioonilised muutused, nagu mutatsioonid ja looduslik valik.
7. Biogeotsenootiline tase. Biogeocenoos on ajalooliselt väljakujunenud populatsioonide kooslus erinevad tüübid, mis on omavahel ja keskkonnaga seotud ainevahetuse ja energia kaudu. Biogeotsenoosid on elementaarsed süsteemid, milles toimub materjali- ja energiatsükkel, mille määrab organismide eluline aktiivsus. Biogeotsenoosid ise on teatud taseme elementaarüksused, elementaarnähtused aga energiavood ja ainete tsüklid neis. Biogeotsenoosid moodustavad biosfääri ja määravad kõik selles toimuvad protsessid.
8. Biosfääri tase. Biosfäär on Maa kest, mis on asustatud elusorganismidega ja nende poolt muudetud. Biosfäär on kõige rohkem kõrge tase elukorraldus planeedil. See kest katab atmosfääri alumist osa, hüdrosfääri ja litosfääri ülemist kihti. Biosfäär, nagu kõik teisedki bioloogilised süsteemid, on dünaamiline ja elusolendite poolt aktiivselt muudetud. See ise on biosfääri tasandi elementaarüksus ning elusorganismide osalusel toimuvaid ainete ja energia ringlusprotsesse peetakse elementaarseks nähtuseks.

Nagu eespool mainitud, annab iga elusaine organiseerituse tase oma panuse ühte evolutsiooniprotsessi: rakus mitte ainult ei reprodutseerita manustatud pärilikku teavet, vaid toimub ka selle muutumine, mis toob kaasa uute kombinatsioonide tekkimise. organismi omadused ja omadused, mis omakorda alluvad tegevusele looduslik valik populatsiooni-liigi tasemel jne.

Alates esimestest elupäevadest on inimene bioloogiaga lahutamatult seotud. Selle teadusega tutvumine algab juba koolis, kuid bioloogiliste protsesside või nähtustega peame tegelema iga päev. Hiljem artiklis vaatleme, mis on bioloogia. Selle mõiste määratlus aitab paremini mõista, mis selle teaduse huvide hulka kuulub.

Mida bioloogia uurib?

Esimene asi, mida iga teaduse õppimisel arvesse võtta, on teoreetiline seletus selle tähendusi. Niisiis, bioloogia on mitu sõnastatud määratlust. Vaatame mõnda neist. Näiteks:

• Bioloogia on teadus kõigist Maal elavatest elusorganismidest, nende vastastikmõjust üksteise ja keskkonnaga. See seletus on kõige levinum kooliõppekirjanduses.
• Bioloogia on õpetuste kogum, mis käsitleb looduse elusobjektidega arvestamist ja nende tundmist. Inimesed, loomad, taimed, mikroorganismid on kõik elusorganismide esindajad.
• Ja lühim määratlus on: bioloogia on eluteadus.

Selle termini juured on Vana-Kreeka. Kui tõlgitakse sõna-sõnalt, siis on meil teine ​​definitsioon selle kohta, mis on bioloogia. Sõna koosneb kahest osast: "bio" - "elu" ja "logod" - "õpetus". See tähendab, et kõik, mis on ühel või teisel viisil eluga seotud, jääb bioloogia uurimise alla.

Bioloogia alajaotised

Bioloogia määratlus muutub täielikumaks, kui loetleda selle teaduse osad:

1. Zooloogia. Ta uurib loomamaailma, liigitab loomi, nende sisemist ja välist morfoloogiat, elutegevust, suhet maailmaga, mõju inimelu. Lisaks uurib zooloogia haruldasi ja väljasurnud loomaliike.
2. Botaanika. See on taimemaailmaga seotud bioloogia haru. Ta uurib taimeliike, nende ehitust ja füsioloogilisi protsesse. Lisaks taimede morfoloogiaga seotud põhiküsimustele uurib see bioloogia kategooria taimede kasutamist tööstuses ja inimelus.
3. Anatoomia uurib inimese ja looma keha sise- ja välisehitust, organsüsteeme ja süsteemide koostoimet.

Igal bioloogilisel sektsioonil on mitmeid oma alamkategooriaid, millest igaüks käsitleb jaotise kitsamate teemade uurimist. Sel juhul on bioloogial mitu määratlust.

Mida bioloogia uurib?

Kuna bioloogia määratlused väidavad, et see on teadus elusolendite kohta, on selle uurimisobjektid elusorganismid. Need sisaldavad:

• Inimene;
• taimed;
• loomad;
• mikroorganismid.

Bioloogia tegeleb keha täpsemate struktuuride uurimisega. Need sisaldavad:

1. Rakuline, molekulaarne - see on organismide arvestamine rakkude ja väiksemate komponentide tasemel.
2. Kude - ühe suuna rakkude kompleks areneb koestruktuurideks.
3. Elund – ühte funktsiooni täitvad rakud ja koed moodustavad elundeid.
4. Organism - rakkude, kudede ja elundite süsteem ning nende omavaheline koostoime, moodustab täisväärtusliku elusorganismi.
5. Populatsioon - struktuuri eesmärk on uurida ühe liigi isendite elu ühel territooriumil, samuti nende koostoimet süsteemi sees ja teiste liikidega.
6. Biosfäär.

Bioloogia on meditsiiniga tihedalt seotud, seega on selle õpetused ka meditsiinilised teemad. Mikroorganismide, aga ka elusainete molekulaarstruktuuride uurimine aitab hankida uusi ravimeid erinevate haiguste vastu võitlemiseks.

Milliste teadustega bioloogia kattub?

Bioloogia on teadus, millel on tihe suhtlus teiste valdkondade erinevate teadustega. Need sisaldavad:

1. Keemia. Bioloogia ja keemia teemad on omavahel tihedalt põimunud ja omavahel lahutamatult seotud. Bioloogilistes objektides toimuvad ju pidevalt erinevad biokeemilised protsessid. Lihtne näide võib nimetada organismide hingamiseks, taimede fotosünteesiks, ainevahetuseks.
2. Füüsika. Isegi bioloogias on alajaotis nimega biofüüsika, mis uurib organismide eluga seotud füüsikalisi protsesse.

Nagu näete, on bioloogia mitmetahuline teadus. Bioloogia määratlust võib parafraseerida erinevalt, kuid tähendus jääb samaks – see on elusorganismide uurimine.

Kogu oma Maal eksisteerimise aja uurib inimene taimestiku ja loomastiku mitmekesisust. Bioloogiateadused, mille nimekiri pidevalt täieneb, on suur tähtsus moodsa loodusteadusliku maailmapildi kujundamiseks. Meetodeid ja lähenemisviise täiustatakse aja jooksul, mis võimaldab paljastada arvukalt looduslikke saladusi.

Kokkupuutel

Termini välimus

Mõiste põhineb kahel kreekakeelsel sõnal: bios – elu, logos – teadus, õpetus. Kes selle termini välja mõtles? Kontseptsioon bioloogia tähendab teaduste kogumit eluslooduse kohta, paljastab elu olemuse. Selle pakkusid välja kaks silmapaistvat teadlast G. Trevinarus ja J.-B. Lemarque tagasi 19. sajandi alguses. Kaks sajandit hiljem jätkab teaduse aktiivset arengut teadlased on oma uurimistöös juba üsna kaugele jõudnud.

Peamised teaduslikud suunad

Tänapäeval on neid palju bioloogilised distsipliinid ja tööstusharud suunatud elusolendite uurimisele, alates ripslastega amööbidest kuni Inimkeha. Elu - põhiteema uurimine. Objektide hulgas on selle manifestatsioonide mitmekesisus, mõju ümbritsevatele protsessidele ja nähtustele, organiseeritus kõigil tasanditel ja segmentidel.

Nimetagem peamised bioloogilised distsipliinid ja me räägime neist üksikasjalikult:

• üldbioloogia,
• süsteemne,
• viroloogia,
• mikrobioloogia,
• mikrobioloogia,
• geneetika,
• anatoomia,
• etoloogia,
• tsütoloogia,
• arengubioloogia,
• paleontoloogia ja teised.

Oluline on teada, milline teadus uurib struktuuri ja funktsioone, mis on üks põhidistsipliinidest. Selle nimi - tsütoloogia. Õppeaineks on kõik rakuga toimuvad protsessid: sünd, elutegevus, paljunemine, toitumine, vananemine ja surm.

Bioloogilised distsipliinid

Mis tahes eluilmingud saavad bioloogide uurimisobjektiks . Need sisaldavad:

• jaotus kogu territooriumil,
• struktuur,
• päritolu,
• funktsioonid,
• liigi areng,
• sidemed teiste elusolendite ja objektidega.

Tähtis! Bioloogia ülesanne on paljastada ja uurida kõigi bioloogiliste mustrite olemust, eesmärgiga neid omandada ja juhtida.

Õppemeetodid:

• vaatlus nähtuste kirjeldamiseks;
• võrdlus – üldiste mustrite tuvastamine;
• eksperiment - organismide omadusi paljastavate olukordade kunstlik loomine;
• ajalooline meetod - meid ümbritseva maailma mõistmine olemasolevate andmete abil;
• modelleerimine - erinevate bioloogiliste süsteemide mudelite loomine;
• kaasaegsed täiustatud meetodid, mis põhinevad uusimad tehnoloogiad ja saavutusi.

Peamised tööstusharud, asjad, mida pead teadma ja mida pead õppima:

• zooloogia – loomad;
• entomoloogia – putukad;
• botaanika – taimed;
• anatoomia – kudede ja elundite ehitus;
• geneetika – varieeruvuse ja pärilikkuse seadused;
• füsioloogia – kõigi elusolendite olemus, elu patoloogiate ja normaalsuse all;
• – organismide seos keskkonnaga;
• bioonika – eluslooduse korraldus, struktuur, omadused;
• biokeemia - keemiline koostis organismid ja rakud, elu aluseks olevad põhiprotsessid;
• biofüüsika – eluslooduse olemasolu füüsikalised aspektid;
• mikrobioloogia – bakterid ja muud mikroorganismid;
• molekulaarbioloogia – geneetilise informatsiooni säilitamise ja edastamise meetodid;
• rakutehnoloogia – hübriidrakkude tootmine;
• bitehnoloogia – organismide jääkproduktide kasutamine tehnoloogilisteks lahendusteks;
• valik - kahjuritele ja karmile kliimale vastupidavate uute sortide aretamine, kultuurtaimede omaduste parandamine.

Kõik bioloogiateadused pole siin loetletud.

Ökoloogia on bioloogia haru, organismide omavaheliste ja nende keskkonnaga seotud suhete uurimine. See jaotis ei puuduta mitte ainult keskkonnategurid, selle füüsikaline olemus, keemiline koostis, aga ka selle reostus, rikkumine IVF tsükkel.

Ernest Haeckel 1866. aastal mõtles ta sellele teadussuunale välja erinimetuse. Bioloogia haru, mis uurib organismide suhteid, nende vastasmõju mitte ainult üksteisega, vaid ka keskkonnaga, on nn. rakendusökoloogia.

See kuulub bioloogia haru ja on rakendusteadus, mis uurib inimese poolt biosfääri hävitamise mehhanisme ja võimalusi keskkonnakatastroofide ärahoidmiseks. See erineb teistest bioloogilistest valdkondadest selle poolest, et teadlased ei pea õppima ega uurima midagi uut, vaid kasutama praktikas olemasolevaid tehnikaid ja arendusi.

See on rakenduse järgi praktilisi meetodeid erinevad rakendatud. Seega oleme vastanud küsimusele, milline bioloogiateadus on praktiline või rakenduslik.

Reaalsete eesmärkide saavutamiseks praktikas vajame klienti ja investorit. Sageli rahastab riik suuri projekte ja nende elluviimist: konserveerimine ohustatud liigid, jäätmete ratsionaalne kõrvaldamine ja keskkonnareostuse minimeerimine. Rakendusökoloogia See on üldiselt aktsepteeritud, kuna see on lahutamatult seotud kõigi elusolenditega toimuvate protsessidega.

Klassifikatsioon

Iga laiem teadusvaldkond hõlmab jagunemist eraldi harudeks. Bioloogiateaduste klassifitseerimine toimub mitme tunnuse alusel. Sõltuvalt õppeainest või objektist eristatakse järgmist:

• zooloogia,
• botaanika,
• mikrobioloogia ja teised.

Vastavalt sellele, millisel tasemel seda peetakse elav aine:

• tsütoloogia,
• histoloogia,
• molekulaarbioloogia ja teised.

Vastavalt üldistatud organismide omadused:

• biokeemia,
• geneetika,
• ökoloogia ja teised.

Bioloogiateaduste klassifikatsioon ei tähenda, et nad kuuluvad täielikult teatud valdkonda; Näiteks on võimatu uurida rakke, teadmata neis toimuvaid biokeemilisi protsesse.

Huvitav! Kaasaegsete seente (seene) taksonoomia ei ole taim ega Elusolend. Seen liigitatakse omaette elusorganismide tüübiks, mistõttu kasutatakse selle uurimiseks täiesti erinevaid meetodeid. See kuulub bioloogia haru mükoloogia jurisdiktsiooni alla.

Ainulaadne meetod

koekultuur – See on meetod, mis võimaldab kudesid ja ka nende rakke väljaspool keha kasvatada. Teoreetiliselt pakkus selle välja 1874. aastal A. E. Golubev ja praktikas rakendas seda alles 1885. aastal I. P. Skvortsov. Seejärel seda meetodit täiustati ja arendati.

Kasvav kude väljaspool keha- Rakukultuuri meetodi näide.

Tehnika olemus on järgmine: võetakse väike tükk konkreetse organismi soovitud koest ja asetatakse spetsiaalselt ettevalmistatud kaussi. toitainekeskkond. Protsess toimub steriilsetes tingimustes ja optimaalsetel temperatuuridel. Mõne aja pärast hakkab kude siirduma rahulikust seisundist normaalsesse olekusse, kus toimub jagunemine, toitumine ja jääkainete väljutamine. Sellises keskkonnas olles võib kude tekkida tohutu kiirusega, kuid lahendust tuleb õigel ajal vahetada, sest saastunud keskkond ähvardab rakkude purustamist ja nende hukkumist.

Mida bioloogia meetodit kasutades uurib koekultuur. Seda tehnoloogiat kasutatakse peamiselt teooriate tõestamiseks mitte ainult bioloogias, vaid ka meditsiinis. Seega üks keerulised protsessid – mitoos. Rakkude jagunemist uuriti lindude ja imetajate embrüonaalse arengu ajal. On mitmeid haigusi, mida saab kinnitada ainult selle meetodiga, näiteks inimesel on vale kromosoomide arv. Tuntud vaktsiinid lastehalvatuse, rõugete või leetrite vastu töötati välja koekultuuri abil. See on hämmastav lähenemine. Seda kasutatakse laialdaselt ka parfümeerias.

Elundite või nende osade loomine ei ole eetiliste standardite tõttu veel laialt levinud. Lisaks on see tehnoloogia kallis. Sellised arenenud tehnikad on nõutud paljudes teadusvaldkondades.

Huvitav! Taimi, nagu gerbera, orhidee, ženšenn ja kartul, paljundatakse koekultuuriga.

Sektsioonid

Morfoloogia bioloogias -üks organismide ehitust uurivatest valdkondadest. Sellel on kaks peamist osa: endonoomia ja anatoomia. Esimene tegeleb välise uurimisega elusolendi märgid ja teine ​​– sisemine. Mida uurib morfoloogia endnoomia osas: kriteeriumid, mille järgi organismid liigitatakse. Klassifitseerimine toimub vastavalt välimus, kuju, suurus, värv ja muud omadused.

Need jäid pikka aega ainsaks määravaks teguriks ja sisemist struktuuri ei võetud arvesse. Hiljem selgus, et üksikisikud ühe bioloogilised liigid saab jagada meesteks ja emasteks, on ilmunud uus mõiste - seksuaalne dimorfism.

Anatoomia uurib rakutasandist kõrgemat sisemist struktuuri. Saadud andmete põhjal süstematiseeritakse liigid rühmadesse, mis võimaldas eristada kahte peamist elundirühma: analoogsed ehk kõikides liikides ühesugused ja homoloogsed. Esimene hõlmab kehaosi, mis on funktsioonilt sarnased, kuid millel on erinev päritolu, ja teine ​​- erineva päritoluga, kuid samad funktsioonid. Näide homoloogne– imetajate esijäsemed ja lindude tiivad.

Bioloogia – teadus elusloodusest

Bioloogia ühtne riigieksam 1.1. Bioloogia kui teadus, eluslooduse tundmise meetodid

Järeldus

Distsipliinide kogum on jaoks väga oluline edasine areng peaaegu kõigis inimtegevuse valdkondades. Loodusseaduste ja organismide ehituse tundmine aitab parandada meie elukvaliteeti: täiustada ravimeetodeid, toota uusi. meditsiinitarbed, kosmeetika, toidukvaliteedi parandamine, keskkonna puhtana hoidmine ja palju muud.

Bioloogia- teadus, mis uurib elussüsteemide omadusi. Siiski, et teha kindlaks, mis on elav süsteem, See on piisavalt raske. Seetõttu on teadlased kehtestanud mitmeid kriteeriume, mille alusel saab organismi liigitada elavaks. Peamised neist kriteeriumidest on ainevahetus ehk ainevahetus, isepaljunemine ja iseregulatsioon.

Kontseptsioon teadus defineeritud kui "sfäär inimtegevus reaalsuse kohta objektiivsete teadmiste hankimise ja süstematiseerimise kohta. Selle määratluse kohaselt on teaduse objekt - bioloogia elu kõigis selle ilmingutes ja vormides, aga ka erinevatel tasemed .

Iga teadus, sealhulgas bioloogia, kasutab teatud meetodid uurimine. Mõned neist universaalne kõigi teaduste jaoks, näiteks vaatlus, hüpoteeside püstitamine ja kontrollimine, teooriate ehitamine. muud teaduslikud meetodid võib olla mida kasutavad ainult teatud teadused: genealoogiline, hübridisatsioon, koekultuuri meetod jne.

Bioloogia on tihedalt seotud teiste teadustega – keemia, füüsika, ökoloogia, geograafiaga. Bioloogia ise jaguneb paljudeks eriteadusteks, mis uurivad erinevaid bioloogilisi objekte: taimede ja loomade bioloogia, taimefüsioloogia, morfoloogia, geneetika, süstemaatika, selektsioon, mükoloogia, helmintoloogia ja paljud teised teadused.

meetod- see on uurimistee, mille läbib teadlane mis tahes teadusliku ülesande või probleemi lahendamisel.

Teaduslikud meetodid:

1. Universaalne:

Modelleerimine - meetod, mille käigus luuakse objektist teatud kujutis, mudel, mille abil saavad teadlased objekti kohta vajalikku infot (James Watson ja Francis Crick lõid mudeli plastilistest elementidest - DNA kaksikheeliksist, mis vastab röntgeni- ja biokeemiliste uuringute andmed. See mudel vastas täielikult DNA-le esitatud nõuetele).

Vaatlus - meetod, mille abil uurija kogub teavet objekti kohta (saab visuaalselt jälgida loomade käitumist, instrumentide abil, muutusi elusobjektides, hooajalisi muutusi looduses). Vaatleja tehtud järeldusi kontrollitakse kas korduvate vaatluste või katsega.

Katse (kogemus) - meetod, mille abil kontrollitakse vaatluste ja eelduste tulemusi, hüpoteesid(kogemuse kaudu uute teadmiste saamine). Näited katsetest: loomade või taimede ristamine uue sordi või tõu saamiseks, uue ravimi katsetamine.

Probleem– küsimus, ülesanne, mis nõuab lahendust. Probleemi lahendamine viib uute teadmiste saamiseni. Teaduslik probleem peidab alati mingisuguseid vastuolusid teadaoleva ja tundmatu vahel. Probleemi lahendamine nõuab teadlaselt faktide kogumist, nende analüüsimist ja süstematiseerimist.

Probleemi sõnastamine võib olla üsna keeruline, kuid alati, kui on raskusi või vastuolu, ilmneb probleem.

Hüpotees– oletus, püstitatud probleemi esialgne lahendus. Hüpoteeside püstitamisel otsib uurija seoseid faktide, nähtuste ja protsesside vahel. Seetõttu on hüpotees enamasti oletuse vormis: "kui ... siis." Hüpoteesi kontrollitakse eksperimentaalselt.

teooria- on mis tahes peamiste ideede üldistus teadusvaldkond teadmisi. Aja jooksul täiendatakse teooriaid uute andmetega ja arendatakse. Mõned teooriad võivad uute faktidega ümber lükata. Ustav teaduslikud teooriad praktikaga kinnitatud.

2. Erateaduslikud meetodid:

Genealoogiline – kasutatakse inimeste sugupuude koostamisel, tuvastades teatud tunnuste pärilikkuse olemuse.

Ajalooline – seoste loomine faktide, protsesside ja nähtuste vahel, mis on toimunud ajalooliselt pika aja jooksul (mitu miljardit aastat).

Paleontoloogiline - meetod, mis võimaldab välja selgitada iidsete organismide, mille jäänused asuvad maakoores, erinevates geoloogilistes kihtides omavahelisi seoseid.

Tsentrifuugimine – segude lahutamine osadeks tsentrifugaaljõu mõjul. Kasutatakse rakuorganellide, kergete ja raskete fraktsioonide (komponentide) eraldamiseks orgaaniline aine jne.

Tsütoloogiline või tsütogeneetiline – raku ehituse, selle struktuuride uurimine erinevate mikroskoopide abil.

Biokeemiline - Uuring keemilised protsessid kehas esinev.

Iga erabioloogiateadus (botaanika, zooloogia, anatoomia ja füsioloogia, tsütoloogia, embrüoloogia, geneetika, selektsioon, ökoloogia jt) kasutab oma spetsiifilisemaid uurimismeetodeid.

Igal teadusel on objekt Ja üksus uurimine.

Bioloogias on uurimisobjektiks ELU. Teaduse subjekt on alati mõnevõrra kitsam ja piiratum kui objekt. Nii on näiteks üks teadlastest huvitatud ainevahetus organismid. Siis on õppeobjektiks elu ja õppeaineks ainevahetus. Teisalt võib uurimisobjektiks olla ka ainevahetus, kuid siis saab uurimisobjektiks üks selle tunnuseid, näiteks valkude ehk rasvade või süsivesikute ainevahetus.

TEMAATILISED ÜLESANDED

A osa

A1. Bioloogia kui teadus uurib
1) taimede ja loomade ehituse üldtunnused
2) elusa ja eluta looduse suhe
3) elussüsteemides toimuvad protsessid
4) elu tekkimine Maal

A2. I.P. Pavlov kasutas oma seedimise uurimisel järgmist uurimismeetodit:
1) ajalooline
2) kirjeldav
3) eksperimentaalne
4) biokeemiline

A3. Charles Darwini oletus, et kõik moodne välimus või liigirühmadel olid ühised esivanemad - need on:
1) teooria
2) hüpotees
3) fakt
4) tõend

A4. Embrüoloogia uuringud
1) keha areng sügootist sünnini
2) munaraku ehitus ja funktsioonid
3) inimese sünnijärgne areng
4) keha areng sünnist surmani

A5. Kromosoomide arv ja kuju rakus määratakse uuringutega
1) biokeemiline
2) tsütoloogiline
3) tsentrifuugimine
4) võrdlev

A6. Valik kui teadus lahendab probleeme
1) uute taime- ja loomatõugude sortide loomine
2) biosfääri säilitamine
3) agrotsenooside loomine
4) uute väetiste loomine

A7. Meetodiga määratakse kindlaks tunnuste pärimise mustrid inimestel
1) eksperimentaalne
2) hübridoloogilised
3) genealoogiline
4) tähelepanekud

A8. Kromosoomide peenstruktuure uuriva teadlase eriala nimetatakse:
1) kasvataja
2) tsütogeneetika
3) morfoloog
4) embrüoloog

A9. Süstemaatika on teadus, mis sellega tegeleb
1) õppimine väline struktuur organismid
2) keha funktsioonide uurimine
3) organismidevaheliste seoste tuvastamine
4) organismide klassifikatsioon

B osa

IN 1. Loetlege kolm funktsiooni, mida kaasaegne rakuteooria täidab
1) Kinnitab katseliselt teaduslikke andmeid organismide ehituse kohta
2) Ennustab uute faktide ja nähtuste esilekerkimist
3) Kirjeldab erinevate organismide rakulist ehitust
4) Süstematiseerib, analüüsib ja selgitab uusi fakte selle kohta rakuline struktuur organismid
5) püstitab hüpoteese kõigi organismide rakulise ehituse kohta
6) Loob uusi meetodeid rakkude uurimiseks

C osa

C1. Prantsuse teadlane Louis Pasteur sai kuulsaks kui "inimkonna päästja" tänu vaktsiinide loomisele nakkushaiguste, sealhulgas marutaudi, siberi katku jne vastu. Pakkuge välja hüpoteese, mida ta võiks esitada. Millist uurimismeetodit ta kasutas, et tõestada, et tal on õigus?