Cheat sheet на основите на биологията. Подготовка за oge по биология

Биология е комплекс от науки за живата природа, която изучава устройството и функциите на живите същества, тяхното разнообразие, произход и развитие, както и взаимодействието с околната среда.

Класификация на биологичните науки

В момента в биологичен състав включват ботаника(растения), зоология(животни), микробиология(микроорганизми), микология(гъби), систематика, биохимия(химичен състав на живата материя и химичните процеси в нея), цитология(клетка), хистология(тъкани), анатомия(вътрешна структура), физиология(жизнени процеси), ембриология(индивидуално развитие), етология(поведение), генетика(наследственост и изменчивост), селекция(отстраняване на организми с необходимите за човек свойства), биотехнология(използване на живи организми и биологични процеси в производството), еволюционна доктрина(историческо развитие на органичния свят), палеонтология(вкаменелости) антропология(историческо развитие на човека като биологичен вид), екология(популации, съобщества, биогеоценози и биосфера).

На пресечната точка на биологията и другите науки възникват редица нови науки, като напр биофизика, биохимия, бионикаи т.н.

методи на биологията

Основен методи на биологиятаса:

• сравнително описателен,
• моделиране (създаване на опростени имитации на обект или явление),
• мониторинг (систематично наблюдение, оценка и прогнозиране на промените в състоянието на обекта),
• светлинна и електронна микроскопия,
• диференциално центрофугиране или фракциониране (отделяне на частици под действието на центробежна сила),
• методът на белязаните атоми или авторадиографията и др.

Ролята на биологията във формирането на съвременна природонаучна картина на света, в практическата дейност на хората

Биологията изигра важна роля роля в развитието на съвременната природонаучна картина на света , тъй като разкрива механизмите на възникване на органичния свят от неживи компоненти и неговата еволюция, доказва единството на неговия произход въз основа на структурата на клетките, а също така обобщава механизмите на наследствеността и променливостта.

Биологията има значителен принос за човешкото разбиране на научната картина на света, основана на систематизирането на научните факти, установени в хода на научните изследвания, и тяхното обобщаване до нивото на теории, правила и закони.

Ролята на биологията в практическата дейност на хората . Използването на адекватни съвременни методи на научно изследване коренно трансформира биологията, разшири нейните познавателни възможности и разкри нови пътища за използване на биологичното знание във всички сфери на човешката дейност. Благодарение на постиженията на биологията, лекарства, витамини и биологично активни вещества се получават индустриално. Откритията, направени в областта на генетиката, анатомията, физиологията и биохимията, позволяват правилното диагностициране на болен човек и разработването на ефективни начини за лечение и профилактика на различни заболявания.

Използвайки познанията за законите на наследствеността и изменчивостта, селекционерите създават нови високопродуктивни породи домашни животни и сортове културни растения. Въз основа на изследването на взаимоотношенията между организмите са създадени биологични методи за борба с вредителите по селскостопанските култури. Изследването на структурата и принципите на работа на различни системи от живи организми помогна да се намерят оригинални решения в инженерството и строителството.

Това е конспект по темата. "Състав, методи и роля на биологията". Изберете следващите стъпки:

• Преминете към следващото резюме:

Билет 1 1. Биологията като наука, нейните постижения, връзки с други науки. Методи за изследване на живи обекти. Ролята на биологията в живота и практическата дейност на човека. 2. Царството на растенията, неговите различия от другите царства на дивата природа. Обяснете коя група растения в момента заема доминираща позиция на Земята. Сред живи растения или хербарийни образци намерете представители на тази група. 3. Използвайки знанията за метаболизма и преобразуването на енергията в човешкото тяло, дайте научно обяснение на ефекта от липсата на физическа активност, стреса, лошите навици и преяждането върху метаболизма.

1. Биологията (от гръцки биос живот, логос наука) е наука за живота. Изучава живите организми, тяхното устройство, развитие и произход, взаимоотношения с околната среда и с други живи организми. 2. Биология - набор от науки за живота, за дивата природа (виж таблицата "Система на биологичните науки"). I. Биологията като наука, нейните постижения във връзка с други науки. Методи за изследване на живи обекти. Ролята на биологията в живота и практическата дейност на човека.

3. Основни методи в биологията 1. наблюдение (позволява ви да описвате биологични явления), 2. сравнение (дава възможност да се намерят общи закономерности в структурата, живота на различни организми), 3. експеримент или опит (помага на изследователя да изучава свойствата на биологичните обекти), 4. моделиране (имитират се процеси, които са недостъпни за наблюдение или експериментално възпроизвеждане), 5. исторически метод (въз основа на данни за съвременния организационен свят и неговото минало, процесите на развитие на живите природата е известна).

4. Постижения по биология: 1). Описание на голям брой видове живи организми, които съществуват на Земята; 2). Създаване на клетъчна, еволюционна, хромозомна теория; 3). Откриването на молекулярната структура на структурните единици на наследствеността (гените) послужи като основа за създаването на генното инженерство. 4). Практическото приложение на постиженията на съвременната биология позволява получаването на промишлено значими количества биологично активни вещества.

6). Благодарение на познаването на законите на наследствеността и изменчивостта в селското стопанство са постигнати големи успехи в създаването на нови високопродуктивни породи домашни животни и сортове културни растения. 5). Въз основа на изследването на взаимоотношенията между организмите са създадени биологични методи за борба с вредителите по селскостопанските култури.

7) Голямо значение в биологията се отдава на изясняването на механизмите на биосинтезата на протеини, тайните на фотосинтезата, което ще отвори пътя за производството на органични хранителни вещества. В допълнение, използването в промишлеността (в строителството, при създаването на нови машини и механизми) на принципите на организация на живите същества (бионика) носи в момента и ще даде в бъдеще значителен икономически ефект. Дизайнът на пчелна пита формира основата за производството на "панели с пчелна пита" за строителството

В такава ситуация само интензификацията на селското стопанство може да бъде основа за увеличаване на хранителните ресурси. Важна роля в този процес ще играе отглеждането на нови високопродуктивни форми на микроорганизми, растения и животни, рационалното, научно обосновано използване на природните ресурси.

1. Растенията са автотрофи и са способни на фотосинтеза; 2. Наличие на пластиди с пигменти в клетките; 3. Клетките са заобиколени от стена от целулоза; 4. Наличие на вакуоли с клетъчен сок в клетките; 5.Неограничен растеж; 6. Има растителни хормони-фитохормони; 7. Осмотичен тип хранене (получаване на хранителни вещества под формата на водни разтвори, влизащи през клетъчната мембрана).

Покритосеменните или цъфтящите растения са най-големият отдел на съвременните висши растения, наброяващ около 250 хиляди вида. Те растат във всички климатични зони и са част от всички биогеоценози на земното кълбо. Това показва тяхната висока адаптивност към съвременните условия на съществуване на Земята.

Адаптации в покритосеменните растения (цъфтящи растения), които им позволяват да заемат господстващо положение на Земята: I. Вегетативните органи на цъфтящите растения достигат най-голяма сложност и разнообразие. II. Цветните растения имат по-съвършена проводяща система, която осигурява по-добро водоснабдяване на растението. III. Цъфтящите растения за първи път имаха нов орган - цвете. Яйцеклетките са затворени в затворена кухина на яйчника, образувана от един или повече слети плодолиста. Семената са затворени в плода. Появява се двойно оплождане, което рязко ги отличава от всички останали групи от растителния свят. IV. Най-важните трансформации се случиха в проводящата система. Вместо трахеиди, съдовете стават основните проводящи елементи на ксилемата, което значително ускорява движението на възходящото течение. По този начин покритосеменните растения получиха допълнителни възможности в конкурентната борба и в крайна сметка станаха „победители“ в борбата за съществуване.

III. Използвайки знанията за метаболизма и преобразуването на енергията в човешкото тяло, дайте научно обяснение на ефекта от хиподинамията, стреса, лошите навици и преяждането върху метаболизма. Тялото получава много вещества отвън, обработва ги, получава енергия или онези молекули, от които тялото се нуждае, за да изгради собствените си тъкани. Получените метаболитни продукти се екскретират от тялото. Съвкупността от всички реакции на дисимилация (разграждане на вещества с освобождаване на енергия) и асимилация (синтез на вещества, необходими за организма) се нарича метаболизъм. В здрав организъм асимилацията и дисимилацията са строго балансирани. Всички метаболитни реакции се регулират от нервната и ендокринната система. Метаболитните нарушения са в основата на много човешки заболявания.

1. Хиподинамия - намалена двигателна активност, липса на физическа активност - води до намаляване на работата на мускулите, сърдечно-съдовата система и в резултат на това метаболитни нарушения и влошаване на целия организъм като цяло. Хранителните вещества, които не се използват за физическа активност, се съхраняват в резерв, което често води до затлъстяване. Преяждането също допринася за това (2).

3. Стресът е защитна реакция на тялото, която ви позволява да оцелеете в момент на опасност. Стресът мобилизира възможностите на организма, съпроводен е с отделяне на хормони, повишава интензивността на сърдечно-съдовата дейност и т.н. Въпреки това, силният и особено продължителен стрес може да доведе до изчерпване на силите на човека и метаболитни нарушения.

4. Много силен негативен ефект върху метаболизма оказва постоянният прием на алкохолни напитки. При алкохолиците окислителният етилов алкохол дава на тялото малко енергия, но се образуват много токсични вещества, които убиват чернодробните и мозъчните клетки. Постепенно апетитът на алкохолиците намалява и те спират да ядат нормални количества протеини, мазнини и въглехидрати, заменяйки ги с алкохолни напитки, което води до разрушаване на тялото. При хроничните алкохолици винаги е засегнат черният дроб, те губят тегло, има постепенно разрушаване на мускулите.

5. Тютюнопушенето също има силен негативен ефект върху метаболизма, тъй като разрушава белите дробове и не позволява на тялото да получи необходимото количество кислород. Освен това пушенето значително увеличава риска от рак на белия дроб.

6. Наркотичните вещества, участващи в метаболизма, са пристрастяващи, в бъдеще спирането на приема на никотин, алкохол и др. е придружено от крехко - рязко влошаване на благосъстоянието. По този начин съществува физиологична и психологическа зависимост от наркотиците.

Има много насоки, за да може човек да използва знанията по биология, например, ето няколко (нека преминем от голямо към малко):

знание законите на екологиятави позволява да регулирате човешките дейности в рамките на опазването на екосистемата, в която живее и работи (рационално управление на природата);

· Ботаника и генетикави позволяват да увеличите производителността, да се борите с вредителите и да разработите нови, необходими и полезни сортове;

· Генетикав момента толкова тясно преплетени с лекарствоче много болести, които преди са се считали за нелечими, се изучават и предотвратяват още в ембрионалните етапи на човешкото развитие;

· С помощта на микробиологията учени от цял ​​свят разработват серуми и ваксини срещу вируси и голямо разнообразие от антибактериални лекарства.

Разлики между живите и неживите структури. свойства на живите

Биология Наука, която изучава свойствата на живите системи. Въпреки това е доста трудно да се определи какво е жива система. Границата между живото и неживото не е толкова лесна за поставяне, колкото изглежда. Опитайте се да отговорите на въпросите живи ли са вирусите, когато почиват извън организма гостоприемник и не ги метаболизират? Могат ли изкуствените обекти и машини да проявяват свойствата на живите същества? Ами компютърните програми? Или езици?

За да отговорим на тези въпроси, можем да се опитаме да изолираме минималния набор от свойства, характерни за живите системи. Ето защо учените са установили няколко критерия, по които един организъм може да бъде класифициран като жив.

Най-важното от характерни свойства (критерии) на живеенетоса следните:

1. Обмен на материя и енергияс околната среда. От гледна точка на физиката всички живи системи са отворен, тоест те постоянно обменят както материя, така и енергия с околната среда, за разлика от затвореннапълно изолиран от външния свят и полузатворенкоито обменят само енергия, не материя. По-късно ще видим, че този обмен е необходимо условие за съществуването на живот.

2. Живите системи са способни да натрупват вещества от околната среда и в резултат на това растеж.

3. Съвременната биология счита способността да бъдат идентични (или почти идентични) за основно свойство на живите същества самовъзпроизвеждане, тоест размножаване със запазване на повечето свойства на първоначалния организъм.

4. Идентичното самовъзпроизвеждане е неразривно свързано с понятието наследственост, тоест прехвърлянето на признаци и свойства на потомството.

5. Наследствеността обаче не е абсолютна - ако всички дъщерни организми точно копират родителските, тогава не би била възможна еволюция, тъй като живите организми никога не биха се променили. Това би довело до факта, че при всяка рязка промяна на условията всички те ще умрат. Но животът е изключително гъвкав и организмите се адаптират към най-широк диапазон от условия. Това е възможно благодарение на променливост- фактът, че самовъзпроизвеждането на организмите не е напълно идентично, в хода му възникват грешки и вариации, които могат да бъдат материал за селекция. Съществува известен баланс между наследственост и изменчивост.

6. Изменчивостта може да бъде наследствена и ненаследствена. Наследствената променливост, т.е. появата на нови вариации на признаци, които се наследяват и фиксират в редица поколения, служи като материал за естествен подбор. Естественият подбор е възможен сред всякакви възпроизвеждащи се обекти, не непременно живи, ако има конкуренция между тях за ограничени ресурси. Тези обекти, които поради променливостта са придобили неподходящи, неблагоприятни признаци в дадена среда, ще бъдат отхвърлени, следователно признаци, които дават конкурентно предимство в борбата, ще се срещат все по-често в нови обекти. Това е естественият подбор - творческият фактор на еволюцията, благодарение на който е възникнало цялото разнообразие от живи организми на Земята.

7. Живите организми реагират активно на външни сигнали, показвайки собствеността раздразнителност.

8. Благодарение на способността си да реагират на променящите се външни условия, живите организми са способни на адаптация- адаптиране към нови условия. Това свойство, по-специално, позволява на организмите да оцелеят при различни катаклизми и да се разпространят на нови територии.

9. Адаптацията се извършва от саморегулация, тоест способността да се поддържа постоянството на определени физични и химични параметри в жив организъм, включително при променящи се условия на околната среда. Например, човешкото тяло поддържа постоянна температура, концентрацията на глюкоза в кръвта и много други вещества.

10. Важно свойство на земния живот е дискретност, тоест прекъсване: представено е от отделни индивиди, индивидите са обединени в популации, популациите - във видове и т.н., т.е. на всички нива на организация на живите има отделни единици. Научнофантастичният роман на Станислав Лем „Соларис“ описва огромен жив океан, който покрива цялата планета. Но на Земята няма такива форми на живот.

Химическият състав на живите

Живите организми се състоят от огромен брой химикали, органични и неорганични, полимерни и нискомолекулни. Много химични елементи, присъстващи в околната среда, са открити в живите системи, но само около 20 от тях са необходими за живота. Тези елементи се наричат биогенен.

В процеса на еволюция от неорганични към биоорганични вещества в основата на използването на определени химични елементи при създаването на биосистеми е естественият подбор. В резултат на такъв подбор само шест елемента формират основата на всички живи системи: въглерод, водород, кислород, азот, фосфор и сяра, които се наричат ​​органогени. Тяхното съдържание в тялото достига 97,4%.

Органогените са основните химични елементи, които изграждат органичните вещества: въглерод, водород, кислород и азот.

От гледна точка на химията естественият подбор на органогенните елементи може да се обясни със способността им да образуват химични връзки: от една страна, те са достатъчно силни, тоест енергоемки, а от друга страна, те са доста лабилен, който лесно може да се поддаде на хемолиза, хетеролиза и циклично преразпределение.

Органоген номер едно несъмнено е въглеродът. Неговите атоми образуват силни ковалентни връзки помежду си или с атоми на други елементи. Тези връзки могат да бъдат единични или множествени, благодарение на тези 3 връзки въглеродът може да образува спрегнати или кумулирани системи под формата на отворени или затворени вериги, цикли.

За разлика от въглерода, органогенните елементи водород и кислород не образуват лабилни връзки, но тяхното присъствие в органична, включително биоорганична, молекула определя способността й да взаимодейства с биоразтворител-вода. В допълнение, водородът и кислородът са носители на редокс свойствата на живите системи, те осигуряват единството на редокс процесите.

Останалите три органогена - азот, фосфор и сяра, както и някои други елементи - желязо, магнезий, които съставляват активните центрове на ензимите, като въглерод, са способни да образуват лабилни връзки. Положително свойство на органогените е и фактът, че те, като правило, образуват съединения, които са лесно разтворими във вода и следователно се концентрират в тялото.

Има няколко класификации на химичните елементи, съдържащи се в човешкото тяло. И така, В. И. Вернадски, в зависимост от средното съдържание в живите организми, разделя елементите на три групи:

1. Макронутриенти. Това са елементи, чието съдържание в организма е над 10 - ² %. Те включват въглерод, водород, кислород, азот, фосфор, сяра, калций, магнезий, натрий и хлор, калий и желязо. Тези така наречени универсални биогенни елементи присъстват в клетките на всички организми.

2. Микроелементи. Това са елементи, чието съдържание в организма е в диапазона от 10 - ² до 10 - ¹²%. Те включват йод, мед, арсен, флуор, бром, стронций, барий, кобалт. Въпреки че тези елементи се намират в организмите в изключително ниски концентрации (не по-високи от хилядна от процента), те също са необходими за нормалния живот. Това са биогенни микроелементи. Техните функции и роли са много разнообразни. Много микроелементи са част от редица ензими, витамини, дихателни пигменти, някои влияят върху растежа, скоростта на развитие, възпроизводството и др.

3. Ултрамикроелементи. Това са елементи, чието съдържание в организма е под 10-¹²%. Те включват живак, злато, уран, радий и др.

В. В. Ковалски, въз основа на степента на важност на химичните елементи за човешкия живот, ги раздели на три групи:

1. Основни елементи. Те са постоянно в човешкото тяло, влизат в състава на неговите неорганични и органични съединения. Това са H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Zn, Fe, Mo, V. Дефицитът на тези елементи води до нарушаване на нормалната функциониране на тялото.

2. Примесни елементи. Тези елементи постоянно присъстват в човешкото тяло, но тяхната биологична роля не винаги е ясна или малко проучена. Това са Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, Sn, Cs, As, Ba, Ge, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, Ce, Se.

3. Микроелементи. Те се намират в човешкия организъм, но няма информация за тяхното количествено съдържание и биологична роля. Това са Sc, Tl, In, La, Sm, Pr, W, Re, Tb и др. Химичните елементи, необходими за изграждането и жизнената дейност на клетките и организмите, се наричат ​​биогенни.

Сред неорганичните вещества и компоненти основно място заемат - вода.

Определени концентрации на неорганични йони са необходими за поддържане на йонната сила и рН на средата, при която протичат жизненоважни процеси. За поддържане на определена йонна сила и свързване на буферната среда е необходимо участието на еднократно заредени йони: амоний (NH4 +); натрий (Na+); калий (К+). Катионите не са взаимно заместени, има специални механизми, които поддържат необходимия баланс между тях.

Неорганични съединения:

Амониеви соли;

карбонати;

сулфати;

Фосфати.

неметали:

1. Хлор (основен). Под формата на аниони участва в създаването на солна среда, понякога е част от някои органични вещества.

2. Йодът и неговите съединения участват в някои жизненоважни процеси на органични съединения (живи организми). Йодът е част от хормоните на щитовидната жлеза (тироксин).

3. Производни на селен. Селеноцистеинът е част от някои ензими.

4. Силиций - влиза в състава на хрущяла и връзките, под формата на естери на ортосилициевата киселина, участва в омрежването на полизахаридните вериги.

Много съединения в живите организми са комплекси: хемът е комплекс от желязо с плоска парафинова молекула; коболамин.

Магнезият и калцият са основните метали, без да броим желязото, са повсеместни в биосистемите. Концентрацията на магнезиеви йони е от съществено значение за поддържане на целостта и функционирането на рибозомите, тоест за синтеза на протеини.

Магнезият също е част от хлорофила. Калциевите йони участват в клетъчните процеси, включително мускулни контракции. Неразтворени соли - участват в образуването на поддържащи структури:

калциев фосфат (в костите);

Карбонат (в черупките на мекотели).

Металните йони от 4-ти период са част от редица жизненоважни съединения - ензими. Някои протеини съдържат желязо под формата на желязо-сярни клъстери. Цинковите йони се съдържат в значителен брой ензими. Манганът е част от малък брой ензими, но играе важна роля в биосферата, във фотохимичната редукция на водата, осигурява освобождаването на кислород в атмосферата и доставката на електрони към преносната верига по време на фотосинтезата.

Кобалт - влиза в състава на ензимите под формата на - кобаламини (витамин B 12).

Молибден - необходим компонент на ензима - нитродиназа (който катализира редукцията на атмосферния азот до амоняк, в азотфиксиращи бактерии)

Голямо число органична материявлиза в състава на живите организми: оцетна киселина; ацеталдехид; етанол (е продуктите и субстратите на биохимичните трансформации).

Основните групи нискомолекулни съединения на живите организми:

Аминокиселините са градивните елементи на протеините

Нуклеамидите са част от нуклеиновите киселини.

Моно и алигозахариди - компоненти на структурните тъкани

Липидите са съставни части на клетъчните стени.

В допълнение към предишните има:

Ензимните кофактори са необходими компоненти на значителен брой ензими, които катализират редокс реакциите.

Коензимите са органични съединения, които функционират в определени системи от ензимни реакции. Например: никотиноамидоданин динуклеатид (NAD+). В окислена форма той е окислител на алкохолни групи до карбонилни групи и се образува редуциращ агент.

Ензимните кофактори са сложни органични молекули, синтезирани от сложни прекурсори, които трябва да присъстват като основни компоненти на храната.

Висшите животни се характеризират с образуването и функционирането на вещества, които контролират нервната и ендокринната система - хормони и невромедитатори. Например надбъбречният хормон задейства окислителната обработка на гликогена в процесите на стресова ситуация.

Много растения синтезират комплексен амин със силно биологично действие – алкалоиди.

Терпените са съединения от растителен произход, компоненти на етерични масла и смоли.

Антибиотиците са вещества от микробиологичен произход, секретирани от специални видове микроорганизми, които инхибират растежа на други конкурентни микроорганизми. Механизмът им на действие е разнообразен, като например забавяне на растежа на протеини в бактериите.

Срок "биология"Образува се от две гръцки думи "биос" - живот и "логос" - знание, учение, наука. Оттук и класическото определение на биологията като наука, която изучава живота във всичките му проявления.

Биологияизследва многообразието от съществуващи и изчезнали живи същества, тяхната структура, функции, произход, еволюция, разпространение и индивидуално развитие, взаимоотношения помежду си, между общности и с неживата природа.

Биологияразглежда общите и частни модели, присъщи на живота във всички негови проявления и свойства: метаболизъм, възпроизводство, наследственост, променливост, адаптивност, растеж, развитие, раздразнителност, подвижност и др.

Методи на изследване в биологията

1. Наблюдение- най-лесният и достъпен метод. Например, могат да се наблюдават сезонни промени в природата, в живота на растенията и животните, поведението на животните и др.
2. Описаниебиологични обекти (устно или писмено описание).
3. Сравнение- намиране на прилики и разлики между организми, използвани в таксономията.
4. експериментален метод(в лабораторни или естествени условия) - биологични изследвания с помощта на различни инструменти и методи на физиката, химията.
5. Микроскопия– изследване на структурата на клетките и клетъчните структури с помощта на светлинен и електронен микроскоп. Светлинни микроскопи ви позволяват да видите формата и размера на клетките, отделните органели. Електронен - малки структури от отделни органели.
6. Биохимичен метод- изследване на химичния състав на клетките и тъканите на живите организми.
7. цитогенетичен- метод за изследване на хромозомите под микроскоп. Можете да откриете геномни мутации (например синдром на Даун), хромозомни мутации (промени във формата и размера на хромозомите).
8. Ултрацентрофугиране- изолиране на отделни клетъчни структури (органели) и тяхното по-нататъшно изследване.
9. исторически метод– съпоставка на получените факти с предварително получените резултати.
10. Моделиране– създаване на различни модели на процеси, структури, екосистеми и др. за да се предвидят промените.
11. хибридологичен метод- методът на кръстосване, основният метод за изследване на моделите на наследствеността.
12. генеалогичен метод- метод за съставяне на родословия, използван за определяне на типа на наследяване на даден признак.
13. двоен метод- метод, който ви позволява да определите съотношението на влиянието на факторите на околната среда върху развитието на чертите. Отнася се за еднояйчни близнаци.

Връзка на биологията с други науки.

Разнообразието на живата природа е толкова голямо, че съвременната биология трябва да се представя като комплекс от науки. Биологията е в основата на такива науки като медицина, екология, генетика, селекция, ботаника, зоология, анатомия, физиология, микробиология, ембриология Биологията, заедно с други науки, формира такива науки като биофизика, биохимия, бионика, геоботаника, зоогеография и др. Във връзка с бързото развитие на науката и технологиите се появяват нови области на изследване на живите организми, нови науки, свързани с биология се появяват. Това още веднъж доказва, че живият свят е многостранен и сложен и тясно свързан с неживата природа.

Основни биологични науки - обекти на тяхното изучаване

1. Анатомията е външната и вътрешната структура на организмите.
2. Физиология - процесите на живота.
3. Медицина - болести на човека, причини и методи за тяхното лечение.
4. Екология - връзката на организмите в природата, закономерностите на процесите в екосистемите.
5. Генетика - законите на наследствеността и изменчивостта.
6. Цитологията е наука за клетките (структура, живот и т.н.).
7. Биохимия - биохимични процеси в живите организми.
8. Биофизика - физични явления в живите организми.
9. Селекцията е създаване на нови и подобряване на съществуващи сортове, породи, щамове.
10. Палеонтологията е изкопаемите останки от древни организми.
11. Ембриологията е развитието на ембриона.

Познания в областта на биологията човек може да приложи:

• за профилактика и лечение на заболявания
• при първа помощ жертви на катастрофи;
• в растениевъдството, животновъдството
• в дейности по опазване на околната среда, които допринасят за решаването на глобални екологични проблеми (знания за взаимоотношенията на организмите в природата, за факторите, които влияят неблагоприятно върху състоянието на околната среда и др.) БИОЛОГИЯТА КАТО НАУКА

Признаци и свойства на живите същества:

1. Клетъчна структура.Клетката е единна структурна и функционална единица, както и единица на развитие на почти всички живи организми на Земята. Вирусите са изключение, но дори и при тях свойствата на живото същество се проявяват само когато са в клетка. Извън клетката те не дават признаци на живот.

2. Единството на химичния състав.Живите същества са съставени от същите химични елементи като неживите същества, но в живите същества 90% от масата идва от четири елемента: C, O, N, H,които участват в образуването на сложни органични молекули, като протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати, липиди.

3. Обменът на материя и енергия е основното свойство на живите същества.Осъществява се в резултат на два взаимосвързани процеса: синтеза на органични вещества в тялото (поради външни енергийни източници на светлина и храна) и процеса на разграждане на сложни органични вещества с освобождаване на енергия, която след това се изразходва от тялото. Метаболизмът осигурява постоянството на химичния състав при непрекъснато променящи се условия на околната среда.

4. откритост.Всички живи организми са отворени системи, т.е. системи, които са стабилни само ако получават енергия и материя непрекъснато от околната среда.

5. Самовъзпроизвеждане (възпроизвеждане).Способността за самовъзпроизвеждане е най-важното свойство на всички живи организми. Тя се основава на информация за структурата и функциите на всеки жив организъм, вградена в нуклеиновите киселини и осигуряваща спецификата на структурата и живота на живия организъм.

6. Саморегулация.Благодарение на механизмите на саморегулация се поддържа относителното постоянство на вътрешната среда на тялото, т.е. поддържат се постоянството на химичния състав и интензивността на хода на физиологичните процеси - хомеостаза.

7. Развитие и растеж.В процеса на индивидуалното развитие (онтогенезата) постепенно и последователно се проявяват индивидуалните свойства на организма (развитие) и се осъществява неговият растеж (увеличаване на размера). Освен това всички живи системи еволюират - промяна в хода на историческото развитие (филогенеза).

8. раздразнителност.Всеки жив организъм е в състояние да реагира на външни и вътрешни влияния.

9. Наследственост.Всички живи организми са способни да запазят и предадат основните характеристики на своето потомство.

10. Променливост.Всички живи организми са способни да се променят и да придобиват нови характеристики.

Основните нива на организация на дивата природа

Цялата дива природа е сбор от биологични системи. Важни свойства на живите системи са многостепенната и йерархична организация. Частите на биологичните системи сами по себе си са системи от взаимосвързани части. На всяко ниво всяка биологична система е уникална и различна от другите системи.

Въз основа на характеристиките на проявлението на свойствата на живите същества учените са идентифицирали няколко нива на организация на дивата природа:

1. Молекулярно ниво - представени от молекули на органични вещества (протеини, липиди, въглехидрати и др.), разположени в клетките. На молекулярно ниво могат да се изучават свойствата и структурата на биологичните молекули, тяхната роля в клетката, в живота на организма и т.н. Например удвояване на молекулата на ДНК, структурата на протеините и т.н.

2. Клетъчно ниво – представени от клетки. На нивото на клетките започват да се проявяват свойствата и признаците на живите.На клетъчно ниво е възможно да се изследва структурата и функциите на клетките и клетъчните структури, процесите, протичащи в тях. Например движението на цитоплазмата, деленето на клетките, биосинтезата на протеини в рибозомите и т.н.

3. Органо-тъканно ниво – представени от тъкани и органи на многоклетъчни организми. На това ниво можете да изследвате структурата и функциите на тъканите и органите, процесите, протичащи в тях. Например свиването на сърцето, движението на вода и соли през съдовете и т.н.

4. Нивото на организма – представени от едноклетъчни и многоклетъчни организми. На това ниво се изучава организмът като цяло: неговата структура и жизнена дейност, механизми на саморегулация на процесите, адаптация към условията на живот и т.н.

5. Популационно-видово ниво- представени от популации, състоящи се от индивиди от един и същи вид, живеещи заедно дълго време на дадена територия. Животът на един индивид е генетично обусловен и популацията при благоприятни условия може да съществува неограничено дълго време. Тъй като на това ниво започват да действат движещите сили на еволюцията - борбата за съществуване, естественият подбор и др. На ниво популация-вид те изучават динамиката на броя на индивидите, половия и възрастовия състав на популацията, еволюционния промени в населението и т.н.

6. Екосистемно ниво- представени от популации на различни видове, живеещи заедно в определена територия. На това ниво се изучава връзката между организмите и околната среда, условията, които определят продуктивността и стабилността на екосистемите, промените в екосистемите и т.н.

7. биосферно ниво- най-висшата форма на организация на живата материя, обединяваща всички екосистеми на планетата. На това ниво се изучават процеси в мащаба на цялата планета - циклите на материята и енергията в природата, глобалните екологични проблеми, изменението на климата на Земята и др. В момента изучаването на човешкото влияние върху състоянието на биосферата е от първостепенно значение за предотвратяване на глобална екологична криза.

ТЕОРЕТИЧЕН МАТЕРИАЛ

БИОЛОГИЯТА КАТО НАУКА. БИОЛОГИЧНИ МЕТОДИ

Биология - науката за живота, неговите закони и форми на проявление, неговото съществуване и разпространение във времето и пространството. Изследва произхода на живота и неговата същност, развитие, взаимовръзки и разнообразие. Биологията принадлежи към природните науки.

За първи път терминът "биология" е използван от немския професор по анатомия Т. Руз през 1779 г. Въпреки това, той става общоприет през 1802 г., след като френският натуралист J.-B. Ламарк.

Съвременната биология е комплексна наука, състояща се от редица независими научни дисциплини със собствени обекти на изследване.

БИОЛОГИЧНИ ДИСЦИПЛИНИ

Ботаника- растениевъдство

Зоология- животновъдство,

Микология- за гъбите,

Вирусология- относно вирусите

микробиология- за бактериите.

Анатомия- наука, която изучава вътрешната структура на организмите (отделни органи, тъкани). Анатомията на растенията изучава структурата на растенията, анатомията на животните - структурата на животните.

Морфология- наука, която изучава външната структура на организмите

Физиология- наука, която изучава процесите на жизнената дейност на тялото, функциите на отделните органи.

хигиена- наука за запазване и укрепване на човешкото здраве.

Цитология- науката за клетката.

Хистология- науката за тъканите.

Систематика- науката за класифицирането на живите организми. Класификация - разделянето на организмите на групи (видове, родове, семейства и др.) Въз основа на структурни особености, произход, развитие и др.

Палеонтология- наука, която изучава фосилните останки (отпечатъци, фосили и др.) на организми.

Ембриология- наука, която изучава индивидуалното (ембрионалното) развитие на организмите.

ЕкологияНаука, която изучава взаимоотношенията на организмите един с друг и с околната среда.

Етология- наука за поведението на животните.

Генетика- наука за законите на наследствеността и изменчивостта.

Избор- наука за отглеждане на нови и подобряване на съществуващи породи домашни животни, сортове култивирани растения и щамове бактерии и гъбички.

еволюционна доктрина- изучава възникването и закономерностите на историческото развитие на живота на Земята.

Антропология- наука за произхода и развитието на човека.

Клетъчно инженерство- клон на науката, занимаващ се с производството на хибридни клетки. Пример за това е хибридизацията на ракови клетки и лимфоцити, сливането на протопласти на различни растителни клетки и клонирането.

Генното инженерство- клон на науката, занимаващ се с производството на хибридни молекули на ДНК или РНК. Ако клетъчното инженерство работи на клетъчно ниво, тогава генното инженерство работи на молекулярно ниво. В този случай експертите "трансплантират" гените на един организъм в друг. Един от резултатите на генното инженерство е производството на генетично модифицирани организми (ГМО).

бионика- посока в науката, която търси възможности за прилагане на принципите на организация, свойства и структури на дивата природа в техническите устройства.

Биотехнология- дисциплина, която изучава възможностите за използване на организми или биологични процеси за получаване на вещества, от които човек се нуждае. Бактериите и гъбите обикновено се използват в биотехнологичните процеси.

ОБЩИ МЕТОДИ НА БИОЛОГИЯТА

Методът е начин за познаване на реалността.

1. Наблюдение и описание.

2. Измерване

3. Сравнение

4. Експеримент или опит

5. Симулация

6. Исторически.

ЕТАПИ НА НАУЧНОТО ИЗСЛЕДВАНЕ

Държани наблюдениевърху обект или явление

въз основа на получените данни се предлага хипотеза

научен експеримент(с контрол опит)

проверената по време на експеримента хипотеза може да се нарече
теорияили закон

СВОЙСТВА НА ЖИВОТО

Метаболизъм (метаболизъм) и енергиен поток- най-важното свойство на живите. Всички живи организми абсорбират необходимите им вещества от външната среда и отделят отпадъчни продукти в нея.

Единството на химичния състав.Сред химичните елементи в живите организми преобладават въглеродът, кислородът, водородът и азотът. В допълнение, най-важната характеристика на живите организми е наличието на органични вещества: мазнини, въглехидрати, протеини и нуклеинови киселини.

Клетъчна структура.Всички организми са изградени от клетки. Само вирусите имат неклетъчна структура, но те също показват признаци на живот само когато навлязат в клетката гостоприемник.

раздразнителност- способността на тялото да реагира на външни или вътрешни влияния.

Самовъзпроизвеждане.Всички живи организми са способни на възпроизвеждане, т.е. възпроизвеждане на себеподобни. Възпроизвеждането на организмите става в съответствие с генетичната програма, записана в ДНК молекулите.

Наследственост и изменчивост.

Наследствеността е свойството на организмите да предават чертите си на своите потомци. Наследствеността осигурява непрекъснатостта на живота. Изменчивост - способността на организмите да придобиват нови характеристики в процеса на своето развитие. Наследствената изменчивост е важен фактор в еволюцията.

Растеж и развитие.

Растеж - количествени промени (например увеличаване на масата).

Развитие - качествени промени (например образуване на системи от органи, цъфтеж и плод).

Саморегулация -способността на организмите да поддържат постоянството на своя химичен състав и жизнени процеси - хомеостаза.

Фитнес (адаптация)

ритъм -периодични промени в интензивността на физиологичните функции с различни периоди на колебания (дневни, сезонни ритми). (Например, фотопериодизмът е реакцията на тялото към продължителността на светлата част на деня).

Нива на организация на живота

Тестови задачи във формат OGE

Коя наука изучава сортовото разнообразие на растенията?

1) физиология 2) систематика 3) екология 4) селекция

2. За да разберете дали е необходима светлина за образуването на нишесте в листата, можете да използвате

1) описания на растителни органи 2) сравнение на растения от различни природни зони

3) наблюдения върху растежа на растенията 4) експерименти с фотосинтеза

3. В коя област на биологията е разработена клетъчната теория?

1) вирусология 2) цитология 3) анатомия 4) ембриология

4. За да разделите клетъчните органели по плътност, ще изберете метод

1) наблюдение 2) хроматография 3) центрофугиране 4) изпаряване

5. Снимката показва модел на ДНК фрагмент. Какъв метод позволи на учените да създадат такова триизмерно изображение на молекула?

1) класификация 2) експеримент 3) наблюдение 4) симулация

6. Снимката показва ДНК фрагмент от топка и пръчка. Какъв метод позволи на учените да създадат такова триизмерно изображение на молекула?

класификация 2) експеримент 3) наблюдение 4) симулация

7. Приложението на какъв научен метод илюстрира сюжета на картината "Пулс" на холандския художник Й. Стен, рисувана в средата на 17 век?

1) симулация 2) измерване 3) експеримент 4) наблюдение

8. Разгледайте графиката, която отразява процеса на растеж и развитие на насекомото.

Определете дължината на насекомото на 30-ия ден от неговото развитие.

1) 3,4 2) 2,8 3) 2,5 4) 2,0

9. Кой от следните учени се счита за основател на еволюционната теория?

1) И.И. Мечников 2) Л. Пастьор 3) Ч. Дарвин 4) И.П. Павлова

10. Коя наука изучава сортовото разнообразие на растенията?

1) физиология 2) систематика 3) екология 4) селекция

11. Изберете двойка животни, които са били използвани за големи открития във физиологията на животните и човека.

1) кон и крава 2) пчела и пеперуда 3) куче и жаба 4) гущер и гълъб

12. В коя област на биологията е разработена клетъчната теория?

1) вирусология 2) цитология 3) анатомия 4) ембриология

13. Можете точно да определите степента на въздействие на торовете върху растежа на растенията, като използвате метода

1) експеримент 2) симулация 3) анализ 4) наблюдение

14. Пример за прилагане на експериментален метод на изследване е

1) описание на структурата на нов растителен организъм

2) сравнение на два микропрепарата с различни тъкани

3) броене на пулса на човек преди и след тренировка

4) формулиране на позиция въз основа на получените факти

15. Един микробиолог искаше да разбере колко бързо се размножават един вид бактерии в различни хранителни среди. Той взе две колби, напълни ги наполовина с различни хранителни среди и постави приблизително същия брой бактерии в тях. На всеки 20 минути той взимал проби и броил броя на бактериите в тях. Данните от неговите изследвания са отразени в таблицата.

Разгледайте таблицата „Промяна в скоростта на размножаване на бактериите за определено време“ и отговорете на въпросите.

Промяна в скоростта на размножаване на бактериите за определено време

1) Колко бактерии е поставил ученият във всяка колба в самото начало на експеримента?

2) Как се промени скоростта на размножаване на бактериите по време на експеримента във всяка колба?

3) Как можете да обясните получените резултати?

Литература

Каменски А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Обща биология 9 клас: учебник. за образователни институции. М.: Дрофа, 2013.

Заяц Р.Г., Рачковская И.В., Бутиловски В.Е., Давидов В.В. Биология за кандидати: въпроси, отговори, тестове, задачи - Минск: Unipress, 2011.-768 с.

„Ще реша OGE“: биология. Образователна система на Дмитрий Гушчин [Електронен ресурс] - URL: http:// oge.sdamgia.ru