Osnove biologije. Priprema za OGE iz biologije

Biologija - kompleks nauka o živoj prirodi, koji proučava strukturu i funkcije živih bića, njihovu raznolikost, porijeklo i razvoj, kao i interakciju sa okolinom.

Klasifikacija bioloških nauka

Trenutno u biološki sastav uključiti botanika(biljke), zoologija(životinje), mikrobiologija(mikroorganizmi), mikologija(pečurke), sistematika, biohemija(hemijski sastav žive materije i hemijski procesi u njoj), citologija(ćelija), histologija(tkanine), anatomija(unutrašnja struktura), fiziologija(životni procesi), embriologija(individualni razvoj), etologija(ponašanje), genetika(nasljednost i varijabilnost), izbor(organizmi za razmnožavanje sa svojstvima potrebnim ljudima), biotehnologija(upotreba živih organizama i bioloških procesa u proizvodnji), evolucionu doktrinu(istorijski razvoj organskog svijeta), paleontologija(fosilni ostaci), antropologija(istorijski razvoj čovjeka kao biološke vrste), ekologija(populacije, zajednice, biogeocenoze i biosfera).

Na razmeđu biologije i drugih nauka nastao je niz novih nauka, kao npr biofizika, biohemija, bionika i sl.

Biološke metode

Main metode biologije su:

• komparativno-opisni,
• modeliranje (kreiranje pojednostavljenih simulacija objekta ili fenomena),
• praćenje (sistematsko posmatranje, procjena i predviđanje promjena stanja objekta),
• svjetlosna i elektronska mikroskopija,
• diferencijalno centrifugiranje, odnosno frakcioniranje (odvajanje čestica pod utjecajem centrifugalne sile),
• metoda označenog atoma, ili autoradiografija, itd.

Uloga biologije u formiranju savremene prirodnonaučne slike svijeta iu praktičnim aktivnostima ljudi

Biologija je igrala važnu ulogu ulogu u formiranju savremene prirodnonaučne slike sveta , budući da otkriva mehanizme nastanka organskog svijeta iz neživih komponenti i njegovu evoluciju, dokazuje jedinstvo njegovog nastanka na osnovu strukture ćelija, a ujedno i generalizira mehanizme nasljeđa i varijabilnosti.

Biologija daje značajan doprinos ljudskom razumevanju naučne slike sveta, zasnovanom na sistematizaciji naučnih činjenica utvrđenih tokom naučnih istraživanja i njihovoj generalizaciji na nivo teorija, pravila i zakona.

Uloga biologije u praktičnim aktivnostima ljudi . Upotreba adekvatnih savremenih metoda naučnog istraživanja radikalno je transformisala biologiju, proširila njene kognitivne sposobnosti i otvorila nove puteve za korišćenje biološkog znanja u svim sferama ljudske delatnosti. Zahvaljujući dostignućima biologije, industrijski se proizvode lijekovi, vitamini i biološki aktivne tvari. Otkrića u genetici, anatomiji, fiziologiji i biohemiji omogućavaju da se bolesnoj osobi postavi tačna dijagnoza i razviju efikasni načini za liječenje i prevenciju raznih bolesti.

Koristeći se poznavanjem zakona naslijeđa i varijabilnosti, znanstvenici oplemenjivanja dobivaju nove visokoproduktivne rase domaćih životinja i sorte kultiviranih biljaka. Na osnovu proučavanja odnosa među organizmima stvorene su biološke metode za suzbijanje štetočina na usjevima. Proučavanje strukture i principa rada različitih sistema živih organizama pomoglo je u pronalaženju originalnih rješenja u tehnologiji i konstrukciji.

Ovo je sažetak teme "Sastav, metode i uloga biologije". Odaberite sljedeće korake:

• Idi na sljedeći sažetak:

Ulaznica 1 1.Biologija kao nauka, njena dostignuća, veze sa drugim naukama. Metode proučavanja živih objekata. Uloga biologije u ljudskom životu i praktičnim aktivnostima. 2. Biljno carstvo, njegove razlike od ostalih carstava žive prirode. Objasnite koja grupa biljaka trenutno zauzima dominantan položaj na Zemlji. Pronađite predstavnike ove grupe među živim biljkama ili herbarskim uzorcima. 3. Koristeći znanje o metabolizmu i konverziji energije u ljudskom tijelu, dati naučno objašnjenje utjecaja fizičke neaktivnosti, stresa, loših navika i prejedanja na metabolizam.

1. Biologija (od grčkog bios život, logos nauka) nauka o životu. Proučava žive organizme, njihovu građu, razvoj i porijeklo, odnose sa okolinom i drugim živim organizmima. 2. Biologija - skup nauka o životu, o živoj prirodi (vidi tabelu “Sistem bioloških nauka”). I. Biologija kao nauka, njena dostignuća u vezi sa drugim naukama. Metode proučavanja živih objekata. Uloga biologije u ljudskom životu i praktičnim aktivnostima.

3. Osnovne metode u biologiji 1. posmatranje (omogućava vam da opišete biološke fenomene), 2. poređenje (omogućava pronalaženje općih obrazaca u strukturi i životu različitih organizama), 3. eksperiment ili iskustvo (pomaže istraživaču da proučava svojstva bioloških objekata), 4.modeliranje (simuliraju se procesi koji su nedostupni posmatranju ili eksperimentalnoj reprodukciji), 5. istorijska metoda (na osnovu podataka o savremenom organskom svijetu i njegovoj prošlosti uče se procesi razvoja žive prirode) .

4. Dostignuća biologije: 1). Opis velikog broja vrsta živih organizama koji postoje na Zemlji; 2). Stvaranje stanične, evolucijske, hromozomske teorije; 3). Otkriće molekularne strukture strukturnih jedinica nasljeđa (gena) poslužilo je kao osnova za stvaranje genetskog inženjeringa. 4). Praktična primjena dostignuća moderne biologije omogućava dobijanje industrijski značajnih količina biološki aktivnih supstanci.

6). Zahvaljujući poznavanju zakona naslijeđa i varijabilnosti, u poljoprivredi su postignuti veliki uspjesi u stvaranju novih visokoproduktivnih rasa domaćih životinja i sorti gajenih biljaka. 5). Na osnovu proučavanja odnosa među organizmima stvorene su biološke metode za suzbijanje štetočina na usjevima.

7).Veliki značaj u biologiji pridaje se razjašnjavanju mehanizama biosinteze proteina i tajni fotosinteze, što će otvoriti put do dobijanja organskih hranljivih materija. Osim toga, upotreba u industriji (u građevinarstvu, pri stvaranju novih mašina i mehanizama) principa organizacije živih bića (bionika) donosi sada i daće u budućnosti značajan ekonomski efekat. Dizajn saća je osnova za proizvodnju "saćastih panela" za građevinarstvo

U takvoj situaciji, jedina osnova za povećanje prehrambenih resursa može biti intenziviranje poljoprivrede. Važnu ulogu u ovom procesu imaće razvoj novih visokoproduktivnih oblika mikroorganizama, biljaka i životinja, te racionalno, naučno utemeljeno korištenje prirodnih resursa.

1. Biljke su autotrofi i sposobne su za fotosintezu; 2. Prisustvo plastida sa pigmentima u ćelijama; 3. Ćelije su okružene celuloznim zidom; 4.Prisustvo vakuola sa ćelijskim sokom u ćelijama; 5.Neograničen rast; 6. Postoje biljni hormoni - fitohormoni; 7. Osmotski tip ishrane (primanje hranljivih materija u obliku vodenih rastvora koji ulaze kroz ćelijsku membranu).

Angiosperme ili cvjetnice najveći su odjel modernih viših biljaka, koji broji oko 250 hiljada vrsta. Rastu u svim klimatskim zonama i dio su svih biogeocenoza svijeta. To ukazuje na njihovu visoku prilagodljivost savremenim uslovima postojanja na Zemlji.

Adaptacije kod angiospermi (cvjetnica) koje su im omogućile da zauzmu dominantan položaj na Zemlji: I. Vegetativni organi cvjetnica postižu najveću složenost i raznolikost. II. Cvjetnice imaju napredniji provodni sistem, koji omogućava bolju opskrbu vodom biljke. III. Po prvi put, cvjetnice imaju novi organ - cvijet. Jajne ćelije su zatvorene u zatvorenu šupljinu jajnika, formiranu od jednog ili više spojenih plodova. Sjemenke su zatvorene u plodu. Pojavila se dvostruka oplodnja, koja ih oštro razlikuje od svih ostalih grupa biljnog svijeta. IV. Najvažnije transformacije dogodile su se u provodnom sistemu. Umjesto traheida, žile postaju glavni provodni elementi ksilema, što značajno ubrzava kretanje uzlazne struje. Tako su kritosjemenke dobile dodatne mogućnosti u konkurenciji i na kraju postale „pobjednici“ u borbi za egzistenciju.

III. Koristeći znanja o metabolizmu i konverziji energije u ljudskom tijelu, dajte naučno objašnjenje utjecaja fizičke neaktivnosti, stresa, loših navika i prejedanja na metabolizam. Tijelo prima mnoge tvari izvana, prerađuje ih, dobijajući energiju ili one molekule koje su tijelu potrebne za izgradnju vlastitog tkiva. Nastali metabolički produkti se izlučuju iz tijela. Ukupnost svih reakcija disimilacije (razgradnja tvari uz oslobađanje energije) i asimilacije (sinteza tvari potrebnih tijelu) naziva se metabolizam. U zdravom tijelu, asimilacija i disimilacija su strogo izbalansirane. Sve metaboličke reakcije regulišu nervni i endokrini sistem. Metabolički poremećaji su u osnovi mnogih ljudskih bolesti.

1. Fizička neaktivnost – smanjena fizička aktivnost, nedostatak fizičke aktivnosti – dovodi do smanjenja rada mišića, kardiovaskularnog sistema i kao posljedicu metaboličkih poremećaja i pogoršanja stanja cijelog organizma u cjelini. Hranjive tvari koje se ne troše na fizičku aktivnost se pohranjuju, što često dovodi do pretilosti. Tome doprinosi i prejedanje (2).

3. Stres je zaštitna reakcija organizma koja mu omogućava da preživi u trenucima opasnosti. Stres mobiliše sposobnosti organizma, praćen je oslobađanjem hormona, povećava intenzitet kardiovaskularne aktivnosti itd. Međutim, jak i posebno dugotrajan stres može dovesti do iscrpljivanja ljudskih snaga i metaboličkih poremećaja.

4. Stalna konzumacija alkoholnih pića ima veoma jak negativan uticaj na metabolizam. Kod alkoholičara, oksidacija etilnog alkohola daje tijelu određenu količinu energije, ali proizvodi i vrlo otrovne tvari koje ubijaju stanice jetre i mozga. Postepeno, apetit alkoholičara opada, a oni prestaju da jedu normalne količine proteina, masti i ugljenih hidrata, zamenjujući ih alkoholnim pićima, što dovodi do uništenja organizma. Hronični alkoholičari uvijek imaju oštećenu jetru, gube na težini i dolazi do postepenog uništavanja mišića.

5. Pušenje takođe ima snažan negativan uticaj na metabolizam, jer uništava pluća i sprečava organizam da dobije potrebnu količinu kiseonika. Osim toga, pušenje uvelike povećava vjerovatnoću razvoja raka pluća.

6. Narkotične supstance koje učestvuju u metabolizmu izazivaju ovisnost, nakon čega je prestanak uzimanja nikotina, alkohola i sl. praćen simptomima ustezanja - naglim pogoršanjem dobrobiti. Tako se javlja fiziološka i psihološka ovisnost o drogama.

Postoji mnogo načina na koje osoba može koristiti znanje iz biologije; na primjer, evo nekoliko (idemo od najvećeg prema najmanjem):

· Znanje ekološki zakoni omogućava vam da regulišete ljudske aktivnosti u granicama očuvanja ekosistema u kojem živi i radi (racionalno upravljanje životnom sredinom);

· Botanika i genetika omogućavaju vam povećanje produktivnosti, borbu protiv štetočina i razvoj novih, potrebnih i korisnih sorti;

· Genetika je trenutno tako čvrsto isprepletena sa lijek da se mnoge bolesti koje su se ranije smatrale neizlječivim proučavaju i sprječavaju već u embrionalnim fazama ljudskog razvoja;

· Uz pomoć mikrobiologije, naučnici širom svijeta razvijaju serume i vakcine protiv virusa i širok spektar antibakterijskih lijekova.

Razlike između živih struktura i neživih. Svojstva živih bića

Biologija - nauka koja proučava svojstva živih sistema. Međutim, prilično je teško definisati šta je živi sistem. Granicu između živog i neživog nije tako lako povući kao što se čini. Pokušajte odgovoriti na pitanja: Jesu li virusi živi kada miruju izvan tijela domaćina i u njima nema metabolizma? Mogu li vještački predmeti i mašine pokazati svojstva živih bića? Šta je sa kompjuterskim programima? Ili jezici?

Da bismo odgovorili na ova pitanja, možemo pokušati izolovati minimalni skup svojstava karakterističnih za žive sisteme. Zato su naučnici ustanovili nekoliko kriterijuma po kojima se organizam može klasifikovati kao živi.

Najvažnije od karakteristična svojstva (kriterijumi) živih bića su sljedeće:

1. Razmjena materije i energije sa okolinom. Sa stanovišta fizike, svi živi sistemi su otvoren, odnosno stalno razmjenjuju i materiju i energiju sa okolinom, za razliku od zatvoreno potpuno izolovan od vanjskog svijeta, i poluzatvorena, razmjenjujući samo energiju, ali ne i materiju. Kasnije ćemo vidjeti da je ova razmjena preduslov za postojanje života.

2. Živi sistemi su sposobni da akumuliraju supstance primljene iz okoline i, kao rezultat, rast.

3. Moderna biologija smatra temeljnim svojstvom živih bića sposobnost stvaranja identičnih (ili skoro identičnih) samoreprodukcija, odnosno razmnožavanje uz zadržavanje većine svojstava izvornog organizma.

4. Identična samoreprodukcija je neraskidivo povezana sa konceptom nasljednost, odnosno prenošenje osobina i svojstava na potomstvo.

5. Međutim, naslijeđe nije apsolutno – kada bi svi ćerki organizmi tačno kopirali svoje roditelje, onda nikakva evolucija ne bi bila moguća, jer se živi organizmi nikada ne bi promijenili. To bi dovelo do činjenice da bi pri svakoj nagloj promjeni uslova svi oni umrli. Ali život je izuzetno fleksibilan, a organizmi se prilagođavaju širokom spektru uslova. Ovo je moguće zahvaljujući varijabilnost– činjenica da samoreprodukcija organizama nije potpuno identična, pri čemu nastaju greške i varijacije koje mogu biti materijal za selekciju. Postoji određena ravnoteža između naslijeđa i varijabilnosti.

6. Varijabilnost može biti nasljedna i nenasljedna. Nasljedna varijabilnost, odnosno pojava novih varijacija osobina koje se nasljeđuju i fiksiraju u nizu generacija, služi kao materijal za prirodna selekcija. Prirodna selekcija je moguća među svim objektima koji se razmnožavaju, ne nužno živim, ako postoji konkurencija između njih za ograničene resurse. Oni objekti koji su zbog varijabilnosti stekli nepovoljne karakteristike u datom okruženju biće odbačeni, pa će se u novim objektima sve češće nalaziti karakteristike koje daju konkurentsku prednost u borbi. Ovo je prirodna selekcija - kreativni faktor evolucije, zahvaljujući kojem je nastala sva raznolikost živih organizama na Zemlji.

7. Živi organizmi aktivno reaguju na vanjske signale, pokazujući svojstvo razdražljivost.

8. Živi organizmi su sposobni da reaguju na promene spoljašnjih uslova adaptacija- adaptacija na nove uslove. Ovo svojstvo, posebno, omogućava organizmima da prežive razne katastrofe i šire se na nove teritorije.

9. Adaptaciju vrši samoregulacija, odnosno sposobnost održavanja postojanosti određenih fizičkih i hemijskih parametara u živom organizmu, uključujući i u promjenjivim uvjetima okoline. Na primjer, ljudsko tijelo održava konstantnu temperaturu, koncentraciju glukoze i mnogih drugih tvari u krvi.

10. Važno svojstvo zemaljskog života je diskretnost, odnosno diskontinuitet: predstavljaju ga pojedinačni pojedinci, jedinke se spajaju u populacije, populacije u vrste itd., odnosno na svim nivoima organizacije živih bića postoje zasebne jedinice. Naučnofantastični roman Stanislawa Lema Solaris opisuje ogroman živi okean koji pokriva cijelu planetu. Ali ne postoje takvi oblici života na Zemlji.

Hemijski sastav živih bića

Živi organizmi se sastoje od ogromnog broja hemijskih supstanci, organskih i neorganskih, polimernih i niske molekularne težine. Mnogi hemijski elementi prisutni u životnoj sredini nalaze se u živim sistemima, ali samo oko 20 njih je neophodno za život. Ovi elementi se nazivaju biogeni.

U procesu evolucije od neorganskih ka bioorganskim supstancama, osnova za korišćenje određenih hemijskih elemenata u stvaranju bioloških sistema je prirodna selekcija. Kao rezultat ove selekcije, osnovu svih živih sistema čini samo šest elemenata: ugljenik, vodonik, kiseonik, azot, fosfor, sumpor, koji se nazivaju organogeni. Njihov sadržaj u organizmu dostiže 97,4%.

Organogeni su glavni hemijski elementi koji čine organske supstance: ugljenik, vodonik, kiseonik i azot.

Sa stanovišta hemije, prirodna selekcija organogenih elemenata može se objasniti njihovom sposobnošću da formiraju hemijske veze: s jedne strane, prilično jake, odnosno energetski intenzivne, as druge, prilično labilne, koje bi mogle lako podležu hemolizi, heterolizi i cikličnoj redistribuciji.

Organogen broj jedan je nesumnjivo ugljenik. Njegovi atomi formiraju jake kovalentne veze međusobno ili sa atomima drugih elemenata. Ove veze mogu biti jednostruke ili višestruke; zahvaljujući ove 3 veze, ugljenik može formirati konjugirane ili kumulirane sisteme u obliku otvorenih ili zatvorenih lanaca i ciklusa.

Za razliku od ugljika, organogeni elementi vodonik i kisik ne stvaraju labilne veze, ali njihovo prisustvo u organskoj, uključujući bioorgansku, molekulu određuje njenu sposobnost interakcije s biorastvaračem - vodom. Osim toga, vodonik i kisik su nosioci redoks svojstava živih sustava, osiguravaju jedinstvo redoks procesa.

Preostala tri organogena - dušik, fosfor i sumpor, kao i neki drugi elementi - željezo, magnezij, koji čine aktivne centre enzima, poput ugljika, sposobni su za stvaranje labilnih veza. Pozitivno svojstvo organogena je i to što oni, po pravilu, formiraju spojeve koji su lako rastvorljivi u vodi i stoga se koncentrišu u organizmu.

Postoji nekoliko klasifikacija hemijskih elemenata sadržanih u ljudskom tijelu. Tako je V.I. Vernadsky, ovisno o prosječnom sadržaju u živim organizmima, podijelio elemente u tri grupe:

1. Makroelementi. To su elementi čiji je sadržaj u organizmu veći od 10 -²%. To uključuje ugljenik, vodonik, kiseonik, azot, fosfor, sumpor, kalcijum, magnezijum, natrijum i hlor, kalijum i gvožđe. To su takozvani univerzalni biogeni elementi prisutni u ćelijama svih organizama.

2. Mikroelementi. To su elementi čiji se sadržaj u organizmu kreće od 10 -² do 10 - ¹²%. To uključuje jod, bakar, arsen, fluor, brom, stroncijum, barijum i kobalt. Iako se ovi elementi nalaze u organizmima u ekstremno niskim koncentracijama (ne većim od hiljaditog procenta), oni su također neophodni za normalan život. Ovo su biogeni mikroelementi. Njihove funkcije i uloge su vrlo raznolike. Mnogi mikroelementi su dio niza enzima, vitamina, respiratornih pigmenata, neki utiču na rast, brzinu razvoja, reprodukciju itd.

3. Ultramikroelementi. To su elementi čiji je sadržaj u organizmu ispod 10-¹²%. To uključuje živu, zlato, uranijum, radijum itd.

V.V. Kovalsky, na osnovu stepena važnosti hemijskih elemenata za ljudski život, podijelio ih je u tri grupe:

1. Nezamjenjivi elementi. Oni su stalno prisutni u ljudskom tijelu i dio su njegovih neorganskih i organskih spojeva. To su H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Zn, Fe, Mo, V. Nedostatak sadržaja ovih elemenata dovodi do poremećaj normalnog funkcionisanja organizma.

2. Elementi nečistoća. Ovi elementi su stalno prisutni u ljudskom tijelu, ali njihova biološka uloga još uvijek nije razjašnjena ili je slabo proučena. To su 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. Elementi mikro-nečistoće. Nalaze se u ljudskom tijelu, ali nema podataka o njihovom kvantitativnom sadržaju ili biološkoj ulozi. To su Sc, Tl, In, La, Sm, Pr, W, Re, Tb itd. Hemijski elementi neophodni za izgradnju i funkcionisanje ćelija i organizama nazivaju se biogeni.

Među neorganskim supstancama i komponentama, glavno mjesto zauzimaju - vode.

Za održavanje ionske snage i pH okoline u kojoj se odvijaju vitalni procesi, potrebne su određene koncentracije neorganskih iona. Za održavanje određene jonske snage i povezanost puferskog medija neophodno je učešće jednostruko nabijenih jona: amonijum (NH4+); natrijum (Na+); kalijum (K+). Kationi nisu zamjenjivi, postoje posebni mehanizmi koji održavaju potrebnu ravnotežu između njih.

neorganska jedinjenja:

Amonijeve soli;

karbonati;

Sulfati;

Fosfati.

Nemetali:

1. Hlor (osnovni). U obliku anjona sudjeluje u stvaranju slane sredine, a ponekad je i dio nekih organskih tvari.

2. Jod i njegova jedinjenja učestvuju u nekim vitalnim procesima organskih jedinjenja (živih organizama). Jod je dio hormona štitnjače (tiroksina).

3. Derivati ​​selena. Selenocestein je dio nekih enzima.

4. Silicijum – deo je hrskavice i ligamenata, u obliku estera ortosilicijumske kiseline, učestvuje u šivanju polisaharidnih lanaca.

Mnoga jedinjenja u živim organizmima postoje kompleksi: hem je kompleks gvožđa sa ravnim parafinskim molekulom; kobolamin

Magnezijum i kalcijum su glavni metali, ne računajući gvožđe, sveprisutni su u biološkim sistemima. Koncentracija jona magnezijuma važna je za održavanje integriteta i funkcionisanja ribozoma, odnosno za sintezu proteina.

Magnezijum je takođe deo hlorofila. Kalcijumovi joni učestvuju u ćelijskim procesima uključujući kontrakcije mišića. Neotopljene soli – učestvuju u formiranju potpornih struktura:

Kalcijum fosfat (u kostima);

Karbonat (u školjkama mekušaca).

Metalni joni 4. perioda su deo niza vitalnih jedinjenja - enzimi. Neki proteini sadrže željezo u obliku klastera željezo-sumpor. Joni cinka se nalaze u značajnom broju enzima. Mangan je deo malog broja enzima, ali igra važnu ulogu u biosferi, tokom fotohemijske redukcije vode, obezbeđuje oslobađanje kiseonika u atmosferu i snabdevanje elektrona transportnom lancu tokom fotosinteze.

Kobalt je dio enzima u obliku kobalamina (vitamin B 12).

Molibden je esencijalna komponenta enzima nitrodinaze (koji katalizuje redukciju atmosferskog dušika u amonijak u bakterijama koje fiksiraju dušik)

Veliki broj organska materija dio živih organizama: sirćetna kiselina; acetaldehid; etanol (su proizvodi i supstrati biohemijskih transformacija).

Glavne grupe niskomolekularnih jedinjenja živih organizama:

Aminokiseline su komponente proteina

Nukleamidi su dio nukleinskih kiselina

Mono i oligosaharidi su komponente strukturnih tkiva

Lipidi su komponente ćelijskih zidova.

Pored prethodnih, tu su:

Enzimski kofaktori su bitne komponente značajnog broja enzima i katalizuju redoks reakcije.

Koenzimi su organska jedinjenja koja funkcionišu u određenim enzimskim reakcionim sistemima. Na primjer: nikotinoamidodanin dinukleatid (NAD+). U oksidiranom obliku, on je oksidator alkoholnih grupa u karbonilne grupe, čime se formira redukcijski agens.

Kofaktori enzima su složeni organski molekuli sintetizirani iz složenih prekursora koji moraju biti prisutni kao bitne komponente hrane.

Više životinje karakterizira stvaranje i funkcioniranje tvari koje kontroliraju nervni i endokrini sistem – hormona i neurotransmitera. Na primjer, hormon nadbubrežne žlijezde pokreće oksidativnu obradu glikogena tokom stresne situacije.

Mnoge biljke sintetiziraju kompleksne amine sa jakim biološkim djelovanjem - alkaloide.

Terpeni su jedinjenja biljnog porekla, komponente eteričnih ulja i smola.

Antibiotici su tvari mikrobiološkog porijekla, koje luče posebne vrste mikroorganizama koji suzbijaju rast drugih konkurentskih mikroorganizama. Njihov mehanizam djelovanja je raznolik, na primjer usporavaju rast proteina u bakterijama.

Termin "biologija" nastaje od dvije grčke riječi “bios” – život i “logos” – znanje, učenje, nauka. Otuda klasična definicija biologije kao nauke koja proučava život u svim njegovim manifestacijama.

Biologija istražuje raznolikost postojećih i izumrlih živih bića, njihovu strukturu, funkcije, porijeklo, evoluciju, rasprostranjenost i individualni razvoj, veze među sobom, među zajednicama i sa neživom prirodom.

Biologija ispituje opšte i posebne obrasce koji su svojstveni životu u svim njegovim manifestacijama i svojstvima: metabolizam, reprodukcija, nasljednost, varijabilnost, prilagodljivost, rast, razvoj, razdražljivost, pokretljivost itd.

Metode istraživanja u biologiji

1. Opservation- najjednostavniji i najpristupačniji metod. Na primjer, možete promatrati sezonske promjene u prirodi, u životu biljaka i životinja, ponašanje životinja itd.
2. Opis biološki objekti (usmeni ili pismeni opis).
3. Poređenje– pronalaženje sličnosti i razlika između organizama koji se koriste u taksonomiji.
4. Eksperimentalna metoda(u laboratorijskim ili prirodnim uslovima) – biološka istraživanja pomoću različitih instrumenata i metoda fizike i hemije.
5. Mikroskopija– proučavanje strukture ćelija i ćelijskih struktura pomoću svetlosnog i elektronskog mikroskopa. Svetlosni mikroskopi omogućavaju vam da vidite oblike i veličine ćelija i pojedinačnih organela. Electronic – male strukture pojedinačnih organela.
6. Biohemijska metoda- proučavanje hemijskog sastava ćelija i tkiva živih organizama.
7. Cytogenetic– metoda proučavanja hromozoma pod mikroskopom. Možete otkriti genomske mutacije (na primjer, Downov sindrom), hromozomske mutacije (promjene u obliku i veličini hromozoma).
8. Ultracentrifugiranje- izolacija pojedinačnih ćelijskih struktura (organela) i njihovo dalje proučavanje.
9. Istorijski metod– poređenje dobijenih činjenica sa prethodno dobijenim rezultatima.
10. Modeliranje– kreiranje različitih modela procesa, struktura, ekosistema itd. u cilju predviđanja promjena.
11. Hibridološka metoda– metoda ukrštanja, glavna metoda proučavanja obrazaca nasljeđa.
12. Genealoška metoda– metoda sastavljanja pedigrea, koja se koristi za određivanje vrste nasljeđivanja osobine.
13. Twin metoda– metoda koja vam omogućava da odredite udio uticaja faktora okoline na razvoj osobina. Odnosi se na identične blizance.

Povezanost biologije sa drugim naukama.

Raznolikost žive prirode je tolika da se moderna biologija mora predstaviti kao kompleks nauka. Biologija je u osnovi takvih nauka kao što su medicina, ekologija, genetika, selekcija, botanika, zoologija, anatomija, fiziologija, mikrobiologija, embriologija itd. Biologija je, zajedno sa drugim naukama, formirala nauke kao što su biofizika, biohemija, bionika, geobotanika, zoogeografija itd. U vezi sa brzim razvojem nauke i tehnologije pojavljuju se novi pravci u proučavanju živih organizama i nove nauke. pojavljuju se u vezi sa biologijom. Ovo još jednom dokazuje da je živi svijet mnogostran i složen i da je usko povezan s neživom prirodom.

Osnovne biološke nauke - objekti njihovog proučavanja

1. Anatomija je spoljašnja i unutrašnja struktura organizama.
2. Fiziologija – životni procesi.
3. Medicina - ljudske bolesti, njihovi uzroci i metode liječenja.
4. Ekologija – odnosi između organizama u prirodi, obrasci procesa u ekosistemima.
5. Genetika - zakoni nasljednosti i varijabilnosti.
6. Citologija je nauka o ćelijama (struktura, vitalna aktivnost, itd.).
7. Biohemija – biohemijski procesi u živim organizmima.
8. Biofizika – fizičke pojave u živim organizmima.
9. Oplemenjivanje je stvaranje novih i unapređenje postojećih sorti, rasa, sojeva.
10. Paleontologija – fosilni ostaci drevnih organizama.
11. Embriologija - razvoj embriona.

Osoba može primijeniti znanje iz oblasti biologije:

• za prevenciju i liječenje bolesti
• prilikom pružanja prve pomoći žrtve nesreća;
• u biljnoj proizvodnji, stočarstvu
• u ekološkim aktivnostima koje doprinose rješavanju globalnih ekoloških problema (znanja o međusobnim odnosima organizama u prirodi, o faktorima koji negativno utiču na stanje životne sredine i dr.) BIOLOGIJA KAO NAUKA

Znakovi i svojstva živih bića:

1. Ćelijska struktura.Ćelija je jedinstvena strukturna i funkcionalna jedinica, kao i jedinica razvoja gotovo svih živih organizama na Zemlji. Virusi su izuzetak, ali čak i oni pokazuju živa svojstva samo kada su u ćeliji. Izvan ćelije ne daju znakove života.

2. Jedinstvo hemijskog sastava.Živa bića se sastoje od istih hemijskih elemenata kao i neživa, ali u živim bićima 90% mase dolazi od četiri elementa: S, O, N, N, koji su uključeni u formiranje složenih organskih molekula, kao što su proteini, nukleinske kiseline, ugljikohidrati, lipidi.

3. Metabolizam i energija su glavna svojstva živih bića. Obavlja se kao rezultat dva međusobno povezana procesa: sinteze organskih supstanci u organizmu (zbog vanjskih izvora energije iz svjetlosti i hrane) i procesa razgradnje složenih organskih tvari uz oslobađanje energije, koja se zatim konzumira telo. Metabolizam osigurava postojanost hemijskog sastava u uslovima sredine koja se stalno menja.

4. Otvorenost. Svi živi organizmi su otvoreni sistemi, odnosno sistemi koji su stabilni samo ako kontinuirano primaju energiju i materiju iz okoline.

5. Samoreprodukcija (reprodukcija). Sposobnost samoreprodukcije je najvažnije svojstvo svih živih organizama. Zasnovan je na informacijama o strukturi i funkcijama bilo kojeg živog organizma, ugrađenim u nukleinske kiseline i osiguravajući specifičnost strukture i vitalne aktivnosti živog organizma.

6. Samoregulacija. Zahvaljujući mehanizmima samoregulacije, održava se relativna postojanost unutrašnjeg okruženja tijela, tj. održavaju se konstantnost hemijskog sastava i intenzitet fizioloških procesa - homeostaza.

7. Razvoj i rast. U procesu individualnog razvoja (ontogeneze) individualna svojstva organizma postepeno i dosledno se pojavljuju (razvijaju) i dolazi do njegovog rasta (povećanja veličine). Osim toga, svi živi sistemi evoluiraju - mijenjaju se tokom istorijskog razvoja (filogenija).

8. Razdražljivost. Svaki živi organizam je sposoban da odgovori na spoljašnje i unutrašnje uticaje.

9. Nasljednost. Svi živi organizmi su sposobni da sačuvaju i prenesu osnovne karakteristike na potomstvo.

10. Varijabilnost. Svi živi organizmi su sposobni da se menjaju i dobijaju nove karakteristike.

Osnovni nivoi organizacije žive prirode

Sva živa priroda je skup bioloških sistema. Važna svojstva živih sistema su višeslojna i hijerarhijska organizacija. Dijelovi bioloških sistema su sami sistemi sastavljeni od međusobno povezanih dijelova. Na svakom nivou, svaki biološki sistem je jedinstven i drugačiji od drugih sistema.

Naučnici su, na osnovu karakteristika ispoljavanja svojstava živih bića, identifikovali nekoliko nivoa organizacije žive prirode:

1. Molekularni nivo - predstavljen molekulima organskih supstanci (proteini, lipidi, ugljikohidrati, itd.) koji se nalaze u stanicama. Na molekularnom nivou mogu se proučavati svojstva i strukture bioloških molekula, njihova uloga u ćeliji, u životu organizma i tako dalje. Na primjer, udvostručavanje molekule DNK, strukture proteina i tako dalje.

2. Ćelijski nivo – predstavljene ćelijama. Na ćelijskom nivou počinju se pojavljivati ​​svojstva i znakovi živih bića. Na ćelijskom nivou može se proučavati struktura i funkcije ćelija i ćelijskih struktura, procesi koji se u njima odvijaju. Na primjer, kretanje citoplazme, dioba stanica, biosinteza proteina u ribosomima i tako dalje.

3. Nivo organa i tkiva – predstavljena tkivima i organima višećelijskih organizama. Na ovom nivou može se proučavati struktura i funkcije tkiva i organa, procesi koji se u njima odvijaju. Na primjer, kontrakcija srca, kretanje vode i soli kroz krvne žile i tako dalje.

4. Organski nivo – predstavljaju jednoćelijski i višećelijski organizmi. Na ovom nivou organizam se proučava kao cjelina: njegova struktura i vitalne funkcije, mehanizmi samoregulacije procesa, prilagođavanje životnim uvjetima i tako dalje.

5. Nivo populacija-vrsta– predstavljaju populacije koje se sastoje od jedinki iste vrste koje dugo žive zajedno na određenoj teritoriji. Život jedne jedinke je genetski određen, a pod povoljnim uslovima populacija može postojati neograničeno. Pošto na ovom nivou počinju da deluju pokretačke snage evolucije – borba za egzistenciju, prirodna selekcija itd. Na nivou populacija-vrsta proučavaju dinamiku broja jedinki, dobno-polni sastav stanovništva, evolucioni promjene u populaciji i tako dalje.

6. Nivo ekosistema– predstavljaju populacije različitih vrsta koje žive zajedno na određenoj teritoriji. Na ovom nivou se proučavaju odnosi između organizama i životne sredine, uslovi koji određuju produktivnost i održivost ekosistema, promene u ekosistemima i tako dalje.

7. Nivo biosfere– najviši oblik organizacije žive materije, koji objedinjuje sve ekosisteme planete. Na ovom nivou se izučavaju procesi na nivou cele planete – ciklusi materije i energije u prirodi, globalni ekološki problemi, promene Zemljine klime itd. Trenutno se proučavaju uticaji čoveka na stanje biosfere u cilju sprečavanje globalne ekološke krize je od najveće važnosti.

TEORIJSKI MATERIJAL

BIOLOGIJA KAO NAUKA. BIOLOŠKE METODE

Biologija - nauka o životu, njegovim obrascima i oblicima ispoljavanja, njegovom postojanju i distribuciji u vremenu i prostoru. Ona istražuje porijeklo života i njegovu suštinu, razvoj, međusobne veze i raznolikost. Biologija spada u prirodne nauke.

Termin "biologija" prvi je upotrebio njemački profesor anatomije T. Ruz 1779. godine. Međutim, postao je opšteprihvaćen 1802. godine, nakon što ga je francuski prirodnjak J.-B. počeo koristiti u svojim radovima. Lamarck.

Savremena biologija je kompleksna nauka, koja se sastoji od niza nezavisnih naučnih disciplina sa sopstvenim predmetima istraživanja.

BIOLOŠKE DISCIPLINE

Botanika- nauka o biljkama,

Zoologija- nauka o životinjama,

mikologija- o gljivama,

Virology- o virusima,

Mikrobiologija- o bakterijama.

Anatomija- nauka koja proučava unutrašnju građu organizama (pojedinačnih organa, tkiva). Anatomija biljaka proučava strukturu biljaka, životinjska anatomija proučava strukturu životinja.

Morfologija- nauka koja proučava spoljašnju strukturu organizama

fiziologija- nauka koja proučava vitalne procese u tijelu i funkcije pojedinih organa.

Higijena- nauka o očuvanju i jačanju zdravlja ljudi.

Citologija- nauka o ćelijama.

Histologija- nauka o tkivima.

Taksonomija- nauka o klasifikaciji živih organizama. Klasifikacija je podjela organizama na grupe (vrste, rodove, porodice, itd.) na osnovu strukturnih karakteristika, porijekla, razvoja itd.

Paleontologija- nauka koja proučava fosilne ostatke (otiske, fosile, itd.) organizama.

Embryology- nauka koja proučava individualni (embrionalni) razvoj organizama.

Ekologija- nauka koja proučava odnose organizama među sobom i sa okolinom.

Etologija- nauka o ponašanju životinja.

Genetika- nauka o zakonima naslijeđa i varijabilnosti.

Odabir- nauka o uzgoju novih i unapređenju postojećih rasa domaćih životinja, sorti gajenih biljaka i sojeva bakterija i gljiva.

Evoluciona doktrina- proučava porijeklo i zakonitosti istorijskog razvoja života na Zemlji.

Antropologija- nauka o nastanku i razvoju čovjeka.

Cell engineering- grana nauke koja se bavi proizvodnjom hibridnih ćelija. Primjer je hibridizacija stanica raka i limfocita, fuzija protoplasta različitih biljnih stanica i kloniranje.

Genetski inženjering- grana nauke koja se bavi proizvodnjom hibridnih DNK ili RNK molekula. Ako ćelijski inženjering radi na ćelijskom nivou, onda genetski inženjering radi na molekularnom nivou. U ovom slučaju, stručnjaci "transplantiraju" gene jednog organizma u drugi. Jedan od rezultata genetskog inženjeringa je proizvodnja genetski modifikovanih organizama (GMO).

Bionika- smjer u nauci koji traži mogućnosti primjene principa organizacije, svojstava i strukture žive prirode u tehničkim uređajima.

Biotehnologija- disciplina koja proučava mogućnosti korištenja organizama ili bioloških procesa za dobivanje tvari potrebnih ljudima. Tipično, biotehnološki procesi koriste bakterije i gljivice.

OPĆE METODE BIOLOGIJE

Metoda je način razumijevanja stvarnosti.

1. Zapažanje i opis.

2.Measurement

3. Poređenje

4. Eksperiment ili iskustvo

5. Simulacija

6. Historical.

FAZE NAUČNOG ISTRAŽIVANJA

Drzati posmatranje nad objektom ili pojavom

na osnovu dobijenih podataka iznosi se hipoteza

naučnim eksperiment(sa iskustvom u kontroli)

hipoteza testirana tokom eksperimenta može se nazvati
teorija ili po zakonu

SVOJSTVA ŽIVLJENJA

Metabolizam i protok energije- najvažnije svojstvo živih bića. Svi živi organizmi upijaju tvari koje su im potrebne iz vanjskog okruženja i u njega ispuštaju otpadne tvari.

Jedinstvo hemijskog sastava. Među hemijskim elementima u živim organizmima prevladavaju ugljenik, kiseonik, vodonik i azot. Osim toga, najvažnija karakteristika živih organizama je prisustvo organskih tvari: masti, ugljikohidrata, proteina i nukleinskih kiselina.

Ćelijska struktura. Svi organizmi se sastoje od ćelija. Samo virusi imaju nećelijsku strukturu, ali takođe pokazuju znakove da su živi tek nakon što uđu u ćeliju domaćina.

Razdražljivost- sposobnost organizma da reaguje na spoljašnje ili unutrašnje uticaje.

Samoreprodukcija. Svi živi organizmi su sposobni za reprodukciju, odnosno reprodukciju svoje vrste. Reprodukcija organizama odvija se u skladu sa genetskim programom zabilježenim u molekulima DNK.

Nasljednost i varijabilnost.

Naslijeđe je sposobnost organizama da svoje karakteristike prenesu na svoje potomke. Nasljednost osigurava kontinuitet života. Promjenjivost je sposobnost organizama da steknu nove karakteristike u procesu svog razvoja. Nasljedna varijabilnost je važan faktor u evoluciji.

Rast i razvoj.

Rast - kvantitativne promjene (na primjer, povećanje mase).

Razvoj - kvalitativne promjene (na primjer, formiranje organskih sistema, cvjetanje i plodovanje).

samoregulacija - sposobnost organizama da održavaju postojanost svog hemijskog sastava i vitalnih procesa - homeostaza.

Adaptacija

Ritam - periodične promjene intenziteta fizioloških funkcija s različitim periodima fluktuacija (dnevni, sezonski ritmovi). (Na primjer, fotoperiodizam je reakcija tijela na dužinu dnevnog svjetla).

Nivoi organizacije života

Test zadaci u OGE formatu

Koja nauka proučava sortnu raznolikost biljaka?

1) fiziologija 2) sistematika 3) ekologija 4) selekcija

2. Da li je potrebna svjetlost za stvaranje škroba u listovima možete saznati pomoću

1) opisi biljnih organa 2) poređenja biljaka iz različitih prirodnih zona

3) posmatranja rasta biljaka 4) eksperiment fotosinteze

3. U kojoj oblasti biologije je razvijena ćelijska teorija?

1) virologija 2) citologija 3) anatomija 4) embriologija

4. Da biste razdvojili ćelijske organele po gustini, odabrat ćete metodu

1) posmatranje 2) hromatografija 3) centrifugiranje 4) isparavanje

5. Fotografija prikazuje model fragmenta DNK. Koja je metoda omogućila naučnicima da stvore takvu trodimenzionalnu sliku molekula?

1) klasifikacija 2) eksperiment 3) posmatranje 4) modeliranje

6. Fotografija prikazuje fragment DNK kugle i štapa. Koja je metoda omogućila naučnicima da stvore takvu trodimenzionalnu sliku molekula?

klasifikacija 2) eksperiment 3) posmatranje 4) modeliranje

7. Upotreba koje naučne metode ilustruje radnju slike holandskog umetnika J. Steena „Puls“, napisane sredinom 17. veka?

1) modeliranje 2) mjerenje 3) eksperiment 4) posmatranje

8. Proučite grafikon koji odražava proces rasta i razvoja insekta.

Odredite dužinu insekta 30. dana njegovog razvoja.

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

9. Koji od sljedećih naučnika se smatra tvorcem doktrine evolucije?

1) I.I. Mečnikov 2) L. Pasteur 3) Ch. Darwin 4) I.P. Pavlova

10. Koja nauka proučava sortnu raznolikost biljaka?

1) fiziologija 2) taksonomija 3) ekologija 4) selekcija

11. Odaberite par životinja čiji su eksperimenti doveli do velikih otkrića u životinjskoj i ljudskoj fiziologiji.

1) konj i krava 2) pčela i leptir 3) pas i žaba 4) gušter i golub

12. U kojoj oblasti biologije je razvijena ćelijska teorija?

1) virologija 2) citologija 3) anatomija 4) embriologija

13. Metodom možete precizno odrediti stepen uticaja đubriva na rast biljaka

1) eksperiment 2) modeliranje 3) analiza 4) posmatranje

14. Primjer primjene eksperimentalne metode istraživanja je

1) opis strukture novog biljnog organizma

2) poređenje dva mikroslajda sa različitim tkivima

3) brojanje pulsa prije i poslije vježbanja

4) formulisanje stava na osnovu dobijenih činjenica

15. Mikrobiolog je želio da otkrije koliko brzo se jedna vrsta bakterija razmnožava u različitim hranljivim medijima. Uzeo je dvije tikvice, napunio ih do pola različitim hranjivim podlogama i stavio u njih približno isti broj bakterija. Svakih 20 minuta uklanjao je uzorke i brojao broj bakterija u njima. Podaci iz njegovog istraživanja prikazani su u tabeli.

Proučite tabelu “Promjena brzine razmnožavanja bakterija u određenom vremenu” i odgovorite na pitanja.

Promjena brzine razmnožavanja bakterija tijekom određenog vremena

1) Koliko je bakterija naučnik stavio u svaku tikvicu na samom početku eksperimenta?

2) Kako se promijenila brzina razmnožavanja bakterija tokom eksperimenta u svakoj tikvici?

3) Kako možemo objasniti dobijene rezultate?

Književnost

Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologija. Opšta biologija 9. razred: udžbenik. za obrazovne institucije. M.: Drfa, 2013.

Zayats R.G., Rachkovskaya I.V., Butilovsky V.E., Davydov V.V. Biologija za kandidate: pitanja, odgovori, testovi, zadaci - Minsk: Unipress, 2011. - 768 str.

“Rešit ću OGE”: biologija. Sistem obuke Dmitrija Guščina [Elektronski izvor] - URL: http:// oge.sdamgia.ru