Biológia alapismeretek csalólap. Felkészülés az OGE-re biológiából

Biológia - az élő természetről szóló tudományok komplexuma, amely az élőlények felépítését és funkcióit, sokféleségét, eredetét és fejlődését, valamint a környezettel való interakcióját vizsgálja.

A biológiai tudományok osztályozása

Jelenleg bent biológia összetétel tartalmazza növénytan(növények), állattan(állatok), mikrobiológia(mikroorganizmusok), mikológia(gomba), szisztematika, biokémia(az élő anyag kémiai összetétele és a benne zajló kémiai folyamatok), citológia(sejt), szövettan(szövetek), anatómia(belső szerkezet), fiziológia(életfolyamatok), embriológia(egyéni fejlődés), etológia(viselkedés), genetika(öröklődés és változékonyság), kiválasztás(az ember számára szükséges tulajdonságokkal rendelkező szervezetek tenyésztése), biotechnológia(élő szervezetek és biológiai folyamatok felhasználása a termelésben), evolúciós doktrína(a szerves világ történelmi fejlődése), paleontológia(kövületi maradványok), antropológia(az ember, mint biológiai faj történeti fejlődése), ökológia(populációk, közösségek, biogeocenózisok és bioszféra).

A biológia és más tudományok metszéspontjában számos új tudomány keletkezett, mint pl biofizika, biokémia, bionika satöbbi.

Biológiai módszerek

Fő biológia módszerei vannak:

• összehasonlító-leíró,
• modellezés (egy tárgy vagy jelenség egyszerűsített szimulációinak készítése),
• monitorozás (egy objektum állapotváltozásának szisztematikus megfigyelése, értékelése és előrejelzése),
• fény- és elektronmikroszkópia,
• differenciális centrifugálás vagy frakcionálás (részecskék szétválasztása centrifugális erő hatására),
• tagged atom módszer, vagy autoradiográfia stb.

A biológia szerepe a modern természettudományos világkép kialakításában és az ember gyakorlati tevékenységében

A biológia fontos szerepet játszott szerepe a modern természettudományos világkép kialakításában , hiszen feltárja a szerves világ élettelen összetevőkből való keletkezésének és fejlődésének mechanizmusait, bizonyítja eredetének egységét a sejtek szerkezete alapján, valamint általánosítja az öröklődés és változékonyság mechanizmusait.

A biológia a tudományos kutatás során megállapított tudományos tények rendszerezésén, elméletek, szabályok és törvényszerűségek szintjére történő általánosításán alapulva jelentősen hozzájárul a világ tudományos képének emberi megértéséhez.

A biológia szerepe az emberek gyakorlati tevékenységében . A megfelelő modern tudományos kutatási módszerek alkalmazása radikálisan átalakította a biológiát, kibővítette kognitív képességeit, és új utakat nyitott a biológiai ismeretek felhasználására az emberi tevékenység minden területén. A biológia vívmányainak köszönhetően iparilag állítanak elő gyógyszereket, vitaminokat, biológiailag aktív anyagokat. A genetika, az anatómia, a fiziológia és a biokémia területén tett felfedezések lehetővé teszik a beteg ember helyes diagnózisát, és hatékony módszerek kidolgozását a különböző betegségek kezelésére és megelőzésére.

Az öröklődés és változékonyság törvényeinek ismeretét felhasználva a tenyésztéssel foglalkozó tudósok új, rendkívül produktív háziállat- és kultúrnövény-fajtákat állítanak elő. Az élőlények közötti kapcsolatok vizsgálata alapján biológiai módszereket dolgoztak ki a növényi kártevők elleni védekezésre. Az élőlények különböző rendszereinek felépítésének és működési elveinek tanulmányozása segítette az eredeti megoldások megtalálását a technológiában és az építésben.

Ez a téma összefoglalása "A biológia összetétele, módszerei és szerepe". Válassza ki a következő lépéseket:

• Ugrás a következő összefoglalóra:

1. jegy 1. A biológia mint tudomány, eredményei, kapcsolatai más tudományokkal. Élő tárgyak tanulmányozásának módszerei. A biológia szerepe az emberi életben és a gyakorlati tevékenységekben. 2. A növényvilág, különbségei az élő természet más birodalmaitól. Magyarázza el, hogy jelenleg melyik növénycsoport van domináns helyen a Földön! Keresse meg ennek a csoportnak a képviselőit az élő növények vagy herbáriumi példányok között. 3. Az emberi szervezet anyagcseréjével és energiaátalakításával kapcsolatos ismeretek felhasználásával tudományos magyarázatot adni a fizikai inaktivitás, a stressz, a rossz szokások és a túlevés anyagcserére gyakorolt ​​hatásáról.

1. Biológia (görögül bios life, logos science) az élet tudománya. Tanulmányozza az élő szervezeteket, szerkezetüket, fejlődésüket és eredetüket, a környezetükkel és más élő szervezetekkel való kapcsolatukat. 2. Biológia - az életről, az élő természetről szóló tudományok összessége (lásd a „Biológiai tudományok rendszere”). I. A biológia mint tudomány, eredményei más tudományokkal összefüggésben. Élő tárgyak tanulmányozásának módszerei. A biológia szerepe az emberi életben és a gyakorlati tevékenységekben.

3. Alapvető módszerek a biológiában 1.megfigyelés (lehetővé teszi a biológiai jelenségek leírását), 2.összehasonlítás (lehetővé teszi, hogy általános mintákat találjunk a különböző élőlények felépítésében és életében), 3.kísérlet vagy tapasztalat (segíti a kutatót a biológiai objektumok tulajdonságai), 4.modellezés (megfigyelésre, kísérleti reprodukálásra hozzáférhetetlen folyamatokat szimulálnak), 5. történeti módszer (a modern szerves világra és annak múltjára vonatkozó adatok alapján megismerik az élő természet fejlődési folyamatait) .

4. A biológia eredményei: 1). A Földön létező nagyszámú élőlényfaj leírása; 2). Sejt-, evolúciós, kromoszómaelmélet megalkotása; 3). Az öröklődés szerkezeti egységei (gének) molekuláris szerkezetének feltárása szolgált alapul a géntechnológia megalkotásához. 4). A modern biológia vívmányainak gyakorlati alkalmazása lehetővé teszi iparilag jelentős mennyiségű biológiailag aktív anyag előállítását.

6). Az öröklődés és változékonyság törvényeinek ismeretének köszönhetően a mezőgazdaságban nagy sikereket értek el új, nagy termőképességű háziállat- és kultúrnövény-fajták létrehozásában. 5). Az élőlények közötti kapcsolatok vizsgálata alapján biológiai módszereket dolgoztak ki a növényi kártevők elleni védekezésre.

7.) A biológiában nagy jelentőséget tulajdonítanak a fehérje bioszintézis mechanizmusainak és a fotoszintézis titkainak feltárásának, ami megnyitja az utat a szerves tápanyagok megszerzéséhez. Ezenkívül az élőlények szerveződési elveinek (bionika) iparban történő alkalmazása (az építőiparban, új gépek és mechanizmusok létrehozása során) jelentős gazdasági hatást hoz a jelenben és a jövőben is. A méhsejt kialakítás képezte az építkezéshez szükséges "méhsejtpanelek" gyártásának alapját

Ilyen helyzetben az élelmiszerforrások növelésének egyetlen alapja a mezőgazdaság intenzifikálása lehet. Ebben a folyamatban fontos szerepet kap a mikroorganizmusok, növények és állatok új, rendkívül produktív formáinak kifejlesztése, valamint a természeti erőforrások ésszerű, tudományosan megalapozott felhasználása.

1. A növények autotrófok és képesek a fotoszintézisre; 2. Pigmenteket tartalmazó plasztidok jelenléte a sejtekben; 3. A sejteket cellulózfal veszi körül; 4.Vákuolák jelenléte sejtnedvvel a sejtekben; 5. Korlátlan növekedés; 6. Vannak növényi hormonok - fitohormonok; 7. Ozmotikus típusú táplálkozás (a tápanyagok átvétele a sejtmembránon keresztül bejutó vizes oldatok formájában).

Az angiospermák vagy virágos növények a modern magasabb rendű növények legnagyobb részlege, mintegy 250 ezer fajt számlál. Minden éghajlati zónában nőnek, és a földgolyó összes biogeocenózisának részét képezik. Ez azt jelzi, hogy nagy mértékben alkalmazkodnak a modern földi létfeltételekhez.

A zárvatermő növények (virágos növények) adaptációi, amelyek lehetővé tették számukra, hogy domináns pozíciót foglaljanak el a Földön: I. A virágos növények vegetatív szervei érik el a legnagyobb komplexitást és változatosságot. II. A virágos növények fejlettebb vezetőrendszerrel rendelkeznek, amely jobb vízellátást biztosít a növény számára. III. A virágzó növényeknek most először van új szerve - a virág. A petesejtek a petefészek zárt üregébe záródnak, amelyet egy vagy több összenőtt karpel alkot. A magok a gyümölcsbe vannak zárva. Megjelent a kettős megtermékenyítés, ami élesen megkülönbözteti őket a növényvilág összes többi csoportjától. IV. A legfontosabb átalakulások a vezetőképes rendszerben történtek. A tracheidák helyett az erek válnak a xilém fő vezető elemeivé, ami jelentősen felgyorsítja a felszálló áram mozgását. Így a zárvatermők további lehetőségeket kaptak a versenyben, és végül „győztesek” lettek a létért folytatott küzdelemben.

III. Az emberi szervezet anyagcseréjével és energiaátalakításával kapcsolatos ismeretek felhasználásával adjon tudományos magyarázatot a fizikai inaktivitás, a stressz, a rossz szokások és a túlevés anyagcserére gyakorolt ​​hatásáról. A szervezet számos anyagot kap kívülről, feldolgozza, energiát vagy azokat a molekulákat nyerve, amelyekre a szervezetnek szüksége van saját szöveteinek felépítéséhez. A keletkező anyagcseretermékek kiürülnek a szervezetből. A disszimilációs (az anyagok lebontása energia felszabadulásával) és az asszimiláció (a szervezet számára szükséges anyagok szintézise) reakcióinak összességét metabolizmusnak nevezzük. Egészséges testben az asszimiláció és a disszimiláció szigorúan egyensúlyban van. Minden anyagcsere-reakciót az idegrendszer és az endokrin rendszer szabályoz. Az anyagcserezavarok számos emberi betegség hátterében állnak.

1. A fizikai inaktivitás - csökkent fizikai aktivitás, fizikai aktivitás hiánya - az izmok, a szív- és érrendszer teljesítményének csökkenéséhez, ennek következtében anyagcserezavarokhoz és az egész szervezet egészének állapotának romlásához vezet. A fizikai aktivitásra el nem költött tápanyagok raktározódnak, ami gyakran elhízáshoz vezet. A túlevés is hozzájárul ehhez (2).

3. A stressz a szervezet védekező reakciója, amely lehetővé teszi számára a túlélést veszély idején. A stressz mozgósítja a szervezet képességeit, hormonok felszabadulásával jár, fokozza a szív- és érrendszeri aktivitás intenzitását stb. A súlyos és különösen hosszan tartó stressz azonban az emberi erő kimerüléséhez és anyagcserezavarokhoz vezethet.

4. Az alkoholtartalmú italok folyamatos fogyasztása nagyon erős negatív hatással van az anyagcserére. Alkoholistáknál az oxidáló etil-alkohol bizonyos mennyiségű energiát ad a szervezetnek, de nagyon mérgező anyagokat is termel, amelyek elpusztítják a máj- és agysejteket. Fokozatosan csökken az alkoholisták étvágya, és abbahagyják a normál mennyiségű fehérjék, zsírok és szénhidrátok fogyasztását, alkoholos italokkal helyettesítve, ami a szervezet pusztulásához vezet. A krónikus alkoholistáknak mindig károsodott a májuk, fogynak, és fokozatos izompusztulás következik be.

5. A dohányzás az anyagcserére is erősen negatív hatással van, mivel tönkreteszi a tüdőt és megakadályozza, hogy a szervezet megkapja a szükséges mennyiségű oxigént. Ráadásul a dohányzás nagymértékben növeli a tüdőrák kialakulásának valószínűségét.

6. Az anyagcserében részt vevő kábítószerek függőséget okoznak, ezt követően a nikotin, alkohol stb. bevitelének abbahagyása elvonási tünetekkel – a közérzet éles romlásával – jár. Így fiziológiai és pszichológiai függőség lép fel a drogoktól.

Sokféle módon használhatja fel az ember a tudást a biológiában; például itt van néhány (a legnagyobbtól a legkisebbig):

· Tudás környezetvédelmi törvények lehetővé teszi az emberi tevékenység szabályozását azon ökoszisztéma megőrzésének határain belül, amelyben él és dolgozik (racionális környezetgazdálkodás);

· Botanika és genetika lehetővé teszi a termelékenység növelését, a kártevők elleni küzdelmet és új, szükséges és hasznos fajták fejlesztését;

· Genetika jelenleg olyan szorosan összefonódik gyógyszer hogy számos, korábban gyógyíthatatlannak tekintett betegséget már az emberi fejlődés embrionális szakaszában tanulmányoznak és megelőznek;

· A mikrobiológia segítségével a tudósok világszerte szérumokat és vakcinákat fejlesztenek ki vírusok és antibakteriális gyógyszerek széles skálája ellen.

Az élő és nem élő struktúrák közötti különbségek. Az élőlények tulajdonságai

Biológia - az élő rendszerek tulajdonságait vizsgáló tudomány. Azonban elég nehéz meghatározni, hogy mi az élő rendszer. Nem olyan könnyű meghúzni a határvonalat élő és élettelen között, mint amilyennek látszik. Próbáljon meg válaszolni a kérdésekre: Élnek-e a vírusok, amikor a gazdaszervezeten kívül pihennek, és nincs bennük anyagcsere? Kimutathatják-e a mesterséges tárgyak és gépek az élőlények tulajdonságait? Mi a helyzet a számítógépes programokkal? Vagy nyelvek?

E kérdések megválaszolásához megpróbálhatjuk elkülöníteni az élő rendszerekre jellemző tulajdonságok minimális halmazát. Ezért a tudósok több kritériumot is felállítottak, amelyek alapján egy szervezet élőnek minősíthető.

A legfontosabb a az élőlények jellemző tulajdonságai (kritériumai). a következők:

1. Anyag- és energiacsere a környezettel. A fizika szempontjából minden élő rendszer az nyisd ki, azaz folyamatosan cserélnek anyagot és energiát is a környezettel, ellentétben zárva teljesen elszigetelve a külvilágtól, és félig zárt, csak energiát cserél, de anyagot nem. Később látni fogjuk, hogy ez a csere az élet létezésének előfeltétele.

2. Az élő rendszerek képesek a környezetből kapott anyagok felhalmozására, és ennek eredményeként növekedés.

3. A modern biológia az élőlények alapvető tulajdonságának tekinti az azonos (vagy majdnem azonos) teremtési képességet. önreprodukció, azaz szaporodás az eredeti szervezet legtöbb tulajdonságának megőrzése mellett.

4. Az azonos önreprodukció elválaszthatatlanul kapcsolódik a fogalomhoz átöröklés, vagyis a tulajdonságok és tulajdonságok átadása az utódoknak.

5. Az öröklődés azonban nem abszolút – ha minden leányszervezet pontosan másolná a szüleit, akkor nem lenne lehetséges evolúció, mivel az élő szervezetek soha nem változnának. Ez oda vezetne, hogy a körülmények bármilyen hirtelen megváltozásával mindannyian meghalnának. Az élet azonban rendkívül rugalmas, és az élőlények sokféle körülményhez alkalmazkodnak. Ez annak köszönhetően lehetséges változékonyság– az, hogy az élőlények önszaporodása nem teljesen azonos, ennek során hibák, eltérések lépnek fel, amelyek a szelekció anyagiak lehetnek. Van egy bizonyos egyensúly az öröklődés és a változékonyság között.

6. A változékonyság lehet örökletes és nem örökletes. Az öröklődő variabilitás, vagyis a tulajdonságok több generáción keresztül öröklődő és rögzült új variációinak megjelenése anyagként szolgál természetes kiválasztódás. A természetes szelekció bármely szaporodó, nem feltétlenül élő tárgy között lehetséges, ha verseny van köztük a korlátozott erőforrásokért. Azok az objektumok, amelyek a változékonyság miatt az adott környezetben kedvezőtlen tulajdonságokat szereztek, elutasításra kerülnek, ezért a harcban versenyelőnyt adó tulajdonságok egyre gyakrabban kerülnek elő új tárgyakban. Ez a természetes szelekció - az evolúció kreatív tényezője, amelynek köszönhetően a Földön élő szervezetek sokfélesége keletkezett.

7. Az élő szervezetek aktívan reagálnak a külső jelekre, kiállítják a tulajdonságot ingerlékenység.

8. A külső körülmények változásaira való reagáló képességüknek köszönhetően az élő szervezetek képesek alkalmazkodás- alkalmazkodás az új körülményekhez. Ez a tulajdonság különösen lehetővé teszi az organizmusok számára, hogy túléljenek különféle katasztrófákat, és új területekre terjedjenek.

9. Az adaptációt a önszabályozás, vagyis bizonyos fizikai és kémiai paraméterek állandóságának fenntartására való képesség egy élő szervezetben, beleértve a változó környezeti feltételeket is. Például az emberi test állandó hőmérsékletet, glükózkoncentrációt és sok más anyag koncentrációt tart fenn a vérben.

10. A földi élet fontos tulajdonsága az diszkrétség, vagyis a diszkontinuitás: egyedi egyedek képviselik, az egyedek populációkká, a populációk fajokká, stb., vagyis az élőlények szerveződésének minden szintjén külön egységek vannak. Stanislaw Lem Solaris című tudományos-fantasztikus regénye egy hatalmas élő óceánt ír le, amely az egész bolygót beborítja. De a Földön nincsenek ilyen életformák.

Az élőlények kémiai összetétele

Az élő szervezetek hatalmas számú vegyi anyagból állnak, szerves és szervetlen, polimer és alacsony molekulatömegű. A környezetben jelenlévő számos kémiai elem megtalálható az élő rendszerekben, de ezek közül csak körülbelül 20 szükséges az élethez. Ezeket az elemeket ún biogén.

A szervetlen anyagokból bioszerves anyagokká történő evolúció során bizonyos kémiai elemek biológiai rendszerek létrehozásában való felhasználásának alapja a természetes szelekció. E szelekció eredményeképpen az összes élő rendszer alapja mindössze hat elemből áll: szén, hidrogén, oxigén, nitrogén, foszfor, kén, az úgynevezett organogének. Tartalmuk a szervezetben eléri a 97,4%-ot.

Az organogének a szerves anyagokat alkotó fő kémiai elemek: szén, hidrogén, oxigén és nitrogén.

Kémiai szempontból az organogén elemek természetes szelekciója azzal magyarázható, hogy képesek kémiai kötéseket kialakítani: egyrészt elég erősek, azaz energiaigényesek, másrészt meglehetősen labilisak, amelyek könnyen engedik a hemolízisnek, heterolízisnek és ciklikus újraelosztásnak.

Az első számú organogén kétségtelenül a szén. Atomjai erős kovalens kötést alkotnak egymással vagy más elemek atomjaival. Ezek a kötések lehetnek egyszeresek vagy többszörösek, ennek a 3 kötésnek köszönhetően a szén képes konjugált vagy kumulált rendszereket alkotni nyitott vagy zárt láncok és ciklusok formájában.

A szénnel ellentétben a hidrogén és az oxigén szerves elemek nem alkotnak labilis kötéseket, de jelenlétük egy szerves, beleértve a bioorganikus molekulát is meghatározza annak képességét, hogy kölcsönhatásba léphessen egy biooldószerrel – vízzel. Emellett a hidrogén és az oxigén az élő rendszerek redox tulajdonságainak hordozói, biztosítják a redox folyamatok egységét.

A fennmaradó három organogén - nitrogén, foszfor és kén, valamint néhány más elem - vas, magnézium, amelyek az enzimek aktív központjait alkotják, mint a szén, képesek labilis kötések kialakítására. Az organogének pozitív tulajdonsága az is, hogy általában olyan vegyületeket képeznek, amelyek vízben könnyen oldódnak, és így a szervezetben koncentrálódnak.

Az emberi testben található kémiai elemek többféle osztályozása létezik. Így V. I. Vernadsky, az élő szervezetek átlagos tartalmától függően, három csoportra osztotta az elemeket:

1. Makroelemek. Ezek olyan elemek, amelyek tartalma a szervezetben meghaladja a 10 - ²% -ot. Ezek közé tartozik a szén, hidrogén, oxigén, nitrogén, foszfor, kén, kalcium, magnézium, nátrium és klór, kálium és vas. Ezek az úgynevezett univerzális biogén elemek, amelyek minden élőlény sejtjében jelen vannak.

2. Mikroelemek. Ezek olyan elemek, amelyek tartalma a szervezetben 10-² és 10-¹²% között van. Ide tartozik a jód, réz, arzén, fluor, bróm, stroncium, bárium és kobalt. Bár ezeket az elemeket a szervezetek rendkívül alacsony koncentrációban (legfeljebb egy ezred százaléknál) tartalmazzák, a normális élethez is szükségesek. Ezek biogén eredetűek mikroelemek. Feladatuk és szerepük nagyon sokrétű. Számos mikroelem része számos enzimnek, vitaminnak, légzőszervi pigmentnek, néhányuk befolyásolja a növekedést, a fejlődés ütemét, a szaporodást stb.

3. Ultramikroelemek. Ezek olyan elemek, amelyek tartalma a szervezetben 10-¹²% alatt van. Ide tartozik a higany, arany, urán, rádium stb.

V. V. Kovalsky a kémiai elemek emberi életben betöltött fontossága alapján három csoportra osztotta őket:

1. Pótolhatatlan elemek. Folyamatosan jelen vannak az emberi szervezetben, és részei annak szervetlen és szerves vegyületeinek. Ezek a H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Zn, Fe, Mo, V. Ezeknek az elemeknek a hiánya a szervezet normális működésének megzavarása.

2. Szennyező elemek. Ezek az elemek folyamatosan jelen vannak az emberi szervezetben, de biológiai szerepük még nem mindig tisztázott, vagy kevéssé vizsgálták. Ezek 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. Mikroszennyező elemek. Az emberi szervezetben megtalálhatók, de mennyiségi tartalmukról vagy biológiai szerepükről nincs információ. Ezek Sc, Tl, In, La, Sm, Pr, W, Re, Tb stb. A sejtek és szervezetek felépítéséhez és működéséhez szükséges kémiai elemeket biogénnek nevezzük.

A szervetlen anyagok és komponensek között a fő helyet a - víz.

Az ionerősség és a pH-környezet fenntartásához, ahol a létfontosságú folyamatok végbemennek, bizonyos koncentrációjú szervetlen ionokra van szükség. A pufferközeg bizonyos ionerősségének és kapcsolatának fenntartásához egyszeres töltésű ionok részvétele szükséges: ammónium (NH4+); nátrium(Na+); kálium (K+). A kationok nem cserélhetők fel, vannak speciális mechanizmusok, amelyek fenntartják közöttük a szükséges egyensúlyt.

Szervetlen vegyületek:

ammóniumsók;

karbonátok;

Szulfátok;

Foszfátok.

Nemfémek:

1. Klór (bázikus). Anionok formájában részt vesz a sókörnyezet kialakításában, néha szerves anyagok része.

2. A jód és vegyületei részt vesznek a szerves vegyületek (élő szervezetek) egyes létfontosságú folyamataiban. A jód a pajzsmirigyhormonok (tiroxin) része.

3. Szelénszármazékok. A szelenocesztein egyes enzimek része.

4. Szilícium - a porc és a szalagok része, ortokovasav észterek formájában, részt vesz a poliszacharid láncok varrásában.

Az élő szervezetekben számos vegyület van komplexek: a hem egy vas komplexum lapos paraffin molekulával; kobolamin

A magnézium és a kalcium a fő fémek A vasat nem számítva mindenütt jelen vannak a biológiai rendszerekben. A magnéziumionok koncentrációja fontos a riboszómák integritásának és működésének fenntartásához, vagyis a fehérjeszintézishez.

A magnézium is része a klorofillnak. A kalciumionok részt vesznek a sejtfolyamatokban, beleértve az izomösszehúzódásokat is. Fel nem oldott sók – részt vesznek a tartószerkezetek kialakításában:

Kalcium-foszfát (a csontokban);

Karbonát (puhatestű héjban).

A 4. periódus fémionjai számos létfontosságú vegyület részét képezik - enzimek. Egyes fehérjék vas-kén klaszterek formájában tartalmaznak vasat. A cinkionok jelentős számú enzimben találhatók. A mangán kisszámú enzim része, de fontos szerepet tölt be a bioszférában, a víz fotokémiai redukciója során, biztosítja az oxigén légkörbe jutását és a fotoszintézis során a szállítási lánc elektronokkal való ellátását.

A kobalt az enzimek része kobalaminok (B 12 vitamin) formájában.

A molibdén a nitrodináz enzim (amely katalizálja a légköri nitrogén ammóniává történő redukcióját a nitrogénmegkötő baktériumokban) nélkülözhetetlen összetevője.

Nagy szám szerves anyagélő szervezetek része: ecetsav; acetaldehid; etanol (biokémiai átalakulások termékei és szubsztrátjai).

Az élő szervezetek kis molekulájú vegyületeinek fő csoportjai:

Az aminosavak a fehérjék összetevői

A nukleinsavak a nukleinsavak részét képezik

A mono- és oligoszacharidok a szerkezeti szövetek alkotóelemei

A lipidek a sejtfal összetevői.

Az előzőeken kívül vannak még:

Az enzimkofaktorok számos enzim nélkülözhetetlen összetevői, és redox reakciókat katalizálnak.

A koenzimek olyan szerves vegyületek, amelyek bizonyos enzimreakciórendszerekben működnek. Például: nikotinoamidodanin-dinukleatid (NAD+). Oxidált formában alkoholcsoportokat karbonilcsoportokká oxidál, ezáltal redukálószert képez.

Az enzimkofaktorok összetett prekurzorokból szintetizált összetett szerves molekulák, amelyeknek az élelmiszerek alapvető összetevőiként kell jelen lenniük.

A magasabb rendű állatokat az idegrendszert és az endokrin rendszert szabályozó anyagok - hormonok és neurotranszmitterek - képződése és működése jellemzi. Például a mellékvese hormon stresszhelyzetben kiváltja a glikogén oxidatív feldolgozását.

Sok növény erős biológiai hatású komplex aminokat – alkaloidokat – szintetizál.

A terpének növényi eredetű vegyületek, illóolajok és gyanták összetevői.

Az antibiotikumok mikrobiológiai eredetű anyagok, amelyeket speciális mikroorganizmusok választanak ki, amelyek elnyomják a többi versengő mikroorganizmus növekedését. Hatásmechanizmusuk változatos, például lelassítják a fehérjék növekedését a baktériumokban.

Term "biológia" két görög „biosz” szóból áll – az élet és a „logosz” – tudás, tanítás, tudomány. Innen ered a biológia, mint az élet minden megnyilvánulásában tanulmányozó tudomány klasszikus meghatározása.

Biológia feltárja a létező és kihalt élőlények sokféleségét, felépítését, funkcióját, eredetét, evolúcióját, elterjedését és egyedfejlődését, az egymással, a közösségek és az élettelen természettel való kapcsolatokat.

Biológia az életben rejlő általános és sajátos mintákat vizsgálja annak minden megnyilvánulási formájában és tulajdonságaiban: anyagcsere, szaporodás, öröklődés, változékonyság, alkalmazkodóképesség, növekedés, fejlődés, ingerlékenység, mozgékonyság stb.

Kutatási módszerek a biológiában

1. Megfigyelés- a legegyszerűbb és leginkább hozzáférhető módszer. Például megfigyelheti az évszakos változásokat a természetben, a növények és állatok életében, az állatok viselkedésében stb.
2. Leírás biológiai tárgyak (szóbeli vagy írásbeli leírás).
3. Összehasonlítás– hasonlóságok és különbségek keresése az organizmusok között, a taxonómiában használatos.
4. Kísérleti módszer(laboratóriumi vagy természetes körülmények között) – biológiai kutatás a fizika és a kémia különböző műszereivel és módszereivel.
5. Mikroszkópia– a sejtek és sejtszerkezetek vizsgálata fény- és elektronmikroszkóppal. Fénymikroszkópok lehetővé teszi a sejtek és az egyes organellumok alakjának és méretének megtekintését. Elektronikus – az egyes organellumok kis szerkezetei.
6. Biokémiai módszer- élő szervezetek sejtjeinek és szöveteinek kémiai összetételének tanulmányozása.
7. Citogenetikai– a kromoszómák mikroszkóp alatti vizsgálatának módszere. Kimutathatja a genomi mutációkat (például Down-szindróma), kromoszómamutációkat (a kromoszómák alakjának és méretének változásait).
8. Ultracentrifugálás- az egyes sejtszerkezetek (organellumok) izolálása és további vizsgálata.
9. Történelmi módszer– a kapott tények összehasonlítása a korábban kapott eredményekkel.
10. Modellezés– folyamatok, struktúrák, ökoszisztémák stb. különféle modelljeinek létrehozása. a változások előrejelzése érdekében.
11. Hibridológiai módszer– a keresztezés módszere, az öröklődési minták vizsgálatának fő módszere.
12. Genealógiai módszer– a törzskönyvek összeállításának módszere, amely egy tulajdonság öröklődési típusának meghatározására szolgál.
13. Iker módszer– olyan módszer, amely lehetővé teszi a környezeti tényezők hatásának arányának meghatározását a tulajdonságok kialakulásában. Az egypetéjű ikrekre vonatkozik.

A biológia kapcsolata más tudományokkal.

Az élő természet sokfélesége olyan nagy, hogy a modern biológiát tudományegyüttesként kell bemutatni. A biológia olyan tudományok alapja, mint pl orvostudomány, ökológia, genetika, szelekció, növénytan, állattan, anatómia, élettan, mikrobiológia, embriológia stb. A biológia más tudományokkal együtt olyan tudományokat alakított ki, mint a biofizika, biokémia, bionika, geobotanika, állatföldrajz stb. A tudomány és a technika gyors fejlődésével összefüggésben az élő szervezetek kutatásának új irányai és új tudományok jelennek meg biológiához kapcsolódóan jelennek meg. Ez ismét bizonyítja, hogy az élővilág sokrétű és összetett, és szorosan összefügg az élettelen természettel.

Biológiai alaptudományok – vizsgálatuk tárgyai

1. Az anatómia az élőlények külső és belső felépítése.
2. Élettan – életfolyamatok.
3. Orvostudomány - emberi betegségek, okaik és kezelési módszerek.
4. Ökológia – élőlények közötti kapcsolatok a természetben, az ökoszisztémákban zajló folyamatok mintázata.
5. Genetika - az öröklődés és a változékonyság törvényei.
6. A citológia a sejtek tudománya (szerkezet, élettevékenység stb.).
7. Biokémia – biokémiai folyamatok élő szervezetekben.
8. Biofizika – fizikai jelenségek élő szervezetekben.
9. A nemesítés új és meglévő fajták, fajták, törzsek létrehozása és továbbfejlesztése.
10. Őslénytan – ősi organizmusok fosszilis maradványai.
11. Embriológia - embriók fejlődése.

Az ember alkalmazhatja a biológia területén szerzett ismereteit:

• betegségek megelőzésére és kezelésére
• elsősegélynyújtáskor balesetek áldozatai;
• növénytermesztésben, állattenyésztésben
• olyan környezetvédelmi tevékenységekben, amelyek hozzájárulnak a globális környezeti problémák megoldásához (az élőlények természetben fennálló kölcsönhatásairól, a környezet állapotát negatívan befolyásoló tényezőkről, stb.) A BIOLÓGIA MINT TUDOMÁNY

Az élőlények jelei és tulajdonságai:

1. Sejtszerkezet. A sejt egyetlen szerkezeti és funkcionális egység, valamint a Föld szinte összes élő szervezetének fejlődési egysége. A vírusok kivételt képeznek, de még ők is csak akkor mutatnak élő tulajdonságokat, ha egy sejtben vannak. A sejten kívül nem mutatnak életjeleket.

2. A kémiai összetétel egysége. Az élőlények ugyanazokból a kémiai elemekből állnak, mint az élettelenek, de az élőlények tömegének 90%-a négy elemből származik: S, O, N, N, amelyek részt vesznek összetett szerves molekulák, például fehérjék, nukleinsavak, szénhidrátok, lipidek képzésében.

3. Az anyagcsere és az energia az élőlények fő tulajdonságai. Két egymással összefüggő folyamat eredményeként valósul meg: a szervezetben a szerves anyagok szintézise (a fényből és az élelmiszerből származó külső energiaforrások miatt) és az összetett szerves anyagok bomlásának folyamata az energia felszabadulásával, amely azután elfogyasztja a szervezet. Az anyagcsere biztosítja a kémiai összetétel állandóságát folyamatosan változó környezeti feltételek mellett.

4. Nyitottság. Minden élő szervezet nyitott rendszer, vagyis olyan rendszer, amely csak akkor stabil, ha folyamatosan energiát és anyagot kap a környezetből.

5. Önreprodukció (reprodukció). Az önszaporodás képessége minden élő szervezet legfontosabb tulajdonsága. Bármely élő szervezet szerkezetére és működésére vonatkozó információkon alapul, nukleinsavakba ágyazva, és biztosítja az élő szervezet szerkezetének és létfontosságú tevékenységének specifikusságát.

6. Önszabályozás. Az önszabályozási mechanizmusoknak köszönhetően a szervezet belső környezetének relatív állandósága megmarad, i.e. a kémiai összetétel állandósága és az élettani folyamatok intenzitása megmarad - homeosztázis.

7. Fejlődés és növekedés. Az egyedfejlődés (ontogenezis) folyamatában fokozatosan és következetesen megjelennek a szervezet egyedi tulajdonságai (fejlődés), növekedése (méretnövekedés). Ráadásul minden élő rendszer fejlődik – változik a történelmi fejlődés során (filogenetika).

8. Ingerlékenység. Minden élő szervezet képes reagálni a külső és belső hatásokra.

9. Átöröklés. Minden élő szervezet képes megőrizni és az utódoknak átadni az alapvető tulajdonságokat.

10. Változékonyság. Minden élő szervezet képes a változásra és új tulajdonságok megszerzésére.

Az élő természet szerveződésének alapszintjei

Az összes élő természet biológiai rendszerek gyűjteménye. Az élő rendszerek fontos tulajdonságai a többszintű és hierarchikus szervezettség. A biológiai rendszerek részei maguk is egymással összefüggő részekből álló rendszerek. Minden szinten minden biológiai rendszer egyedi és különbözik a többi rendszertől.

A tudósok az élőlények tulajdonságainak megnyilvánulásának jellemzői alapján az élő természet szerveződésének több szintjét azonosították:

1. Molekuláris szint - a sejtekben található szerves anyagok (fehérjék, lipidek, szénhidrátok stb.) molekulái képviselik. Molekuláris szinten tanulmányozható a biológiai molekulák tulajdonságai, szerkezete, szerepük a sejtben, a szervezet életében stb. Például a DNS-molekula, a fehérjeszerkezet megkétszerezése stb.

2. Sejtszint – sejtek képviselik. Sejtszinten kezdenek megjelenni az élőlények tulajdonságai és jelei. Sejtszinten tanulmányozható a sejtek és a sejtszerkezetek felépítése, működése, a bennük zajló folyamatok. Például a citoplazma mozgása, a sejtosztódás, a fehérje bioszintézise a riboszómákban stb.

3. Szerv-szöveti szint – többsejtű élőlények szövetei és szervei képviselik. Ezen a szinten tanulmányozható a szövetek, szervek felépítése, működése, a bennük zajló folyamatok. Például a szív összehúzódása, a víz és a sók mozgása az ereken keresztül stb.

4. Szervezeti szint – egysejtű és többsejtű szervezetek képviselik. Ezen a szinten a szervezet egészét vizsgálják: szerkezetét és létfontosságú funkcióit, a folyamatok önszabályozási mechanizmusait, az életkörülményekhez való alkalmazkodást stb.

5. Populáció-faj szint– egy adott területen hosszabb ideig együtt élő, azonos faj egyedeiből álló populációk képviselik. Egy egyed élete genetikailag meghatározott, kedvező feltételek mellett a populáció korlátlanul létezhet. Mivel ezen a szinten kezdenek működni az evolúció mozgatórugói - a létért való küzdelem, a természetes szelekció stb.. Populáció-faj szinten az egyedszám dinamikáját, a populáció kor-ivar összetételét, evolúciós alakulását vizsgálják. a népességben bekövetkezett változások, és így tovább.

6. Ökoszisztéma szint– egy adott területen együtt élő különböző fajok populációi képviselik. Ezen a szinten vizsgálják az élőlények és a környezet kapcsolatait, az ökoszisztémák termelékenységét és fenntarthatóságát meghatározó feltételeket, az ökoszisztémák változásait stb.

7. Bioszféra szintje– az élő anyag legmagasabb szintű szerveződési formája, amely egyesíti a bolygó összes ökoszisztémáját. Ezen a szinten a folyamatokat az egész bolygó léptékében tanulmányozzák - a természetben előforduló anyag- és energiaciklusokat, globális környezeti problémákat, a Föld éghajlatának változásait stb. Jelenleg a bioszféra állapotára gyakorolt ​​emberi befolyás vizsgálata folyik. a globális környezeti válság megelőzése kiemelten fontos.

ELMÉLETI ANYAG

A BIOLÓGIA MINT TUDOMÁNY. A BIOLÓGIA MÓDSZEREI

Biológia - az élettudomány, annak mintái és megnyilvánulási formái, létezése és térbeli és időbeni eloszlása. Feltárja az élet eredetét és lényegét, fejlődését, összefüggéseit és sokszínűségét. A biológia a természettudományok közé tartozik.

A „biológia” kifejezést először T. Ruz német anatómiaprofesszor használta 1779-ben. 1802-ben azonban általánosan elfogadottá vált, miután J.-B. francia természettudós elkezdte használni munkáiban. Lamarck.

A modern biológia összetett tudomány, amely számos független tudományágból áll, amelyek saját kutatási tárgyaikkal rendelkeznek.

BIOLÓGIAI FEGYELMEZTETÉSEK

Növénytan- növénytudomány,

Állattan- állattudomány,

Mikológia- a gombáról,

Virológia- a vírusokról,

Mikrobiológia- a baktériumokról.

Anatómia- az élőlények (egyes szervek, szövetek) belső szerkezetét vizsgáló tudomány. A növényanatómia a növények, az állatanatómia az állatok szerkezetét vizsgálja.

Morfológia- az élőlények külső szerkezetét vizsgáló tudomány

Fiziológia- a szervezet létfontosságú folyamatait és az egyes szervek működését vizsgáló tudomány.

Higiénia- az emberi egészség megőrzésének és megerősítésének tudománya.

Citológia- sejttudomány.

Szövettan- szövettudomány.

Taxonómia- az élő szervezetek osztályozásának tudománya. Az osztályozás az élőlények csoportokra (fajokra, nemzetségekre, családokra stb.) történő felosztása szerkezeti jellemzők, eredet, fejlődés stb.

Paleontológia- az élőlények ősmaradványait (lenyomatait, kövületeit stb.) vizsgáló tudomány.

Embriológia- az élőlények egyéni (embrió) fejlődését vizsgáló tudomány.

Ökológia- az élőlények egymással és a környezettel való kapcsolatát vizsgáló tudomány.

Etológia- az állatok viselkedésének tudománya.

Genetika- az öröklődés és változékonyság törvényeinek tudománya.

Kiválasztás- a háziállatok új fajtáinak, a termesztett növények fajtáinak, valamint a baktérium- és gombatörzseknek a tenyésztésével és fejlesztésével kapcsolatos tudomány.

Evolúciós doktrína- tanulmányozza a földi élet történeti fejlődésének eredetét és törvényszerűségeit.

Antropológia- az ember megjelenésének és fejlődésének tudománya.

Sejtmérnökség- hibrid sejtek előállításával foglalkozó tudományág. Ilyen például a rákos sejtek és limfociták hibridizációja, a különböző növényi sejtek protoplasztjainak fúziója és a klónozás.

Génmanipuláció- hibrid DNS vagy RNS molekulák előállításával foglalkozó tudományág. Ha a sejttechnológia sejtszinten működik, akkor a génsebészet molekuláris szinten működik. Ebben az esetben a szakemberek „átültetik” az egyik szervezet génjeit a másikba. A géntechnológia egyik eredménye a genetikailag módosított szervezetek (GMO-k) előállítása.

Bionika- az élő természet szerveződési elveinek, tulajdonságainak, struktúráinak műszaki eszközökben történő alkalmazásának lehetőségeit kereső tudomány iránya.

Biotechnológia- olyan tudományág, amely az élőlények vagy biológiai folyamatok felhasználásának lehetőségeit vizsgálja az ember számára szükséges anyagok előállítására. A biotechnológiai folyamatok jellemzően baktériumokat és gombákat használnak.

A BIOLÓGIA ÁLTALÁNOS MÓDSZEREI

A módszer a valóság megértésének módja.

1. Megfigyelés és leírás.

2.Mérés

3. Összehasonlítás

4. Kísérlet vagy tapasztalat

5. Szimuláció

6. Történelmi.

A TUDOMÁNYOS KUTATÁS SZAKASZAI

Megtartott megfigyelés tárgy vagy jelenség felett

a kapott adatok alapján előterjesztik hipotézis

tudományos kísérlet(irányítási tapasztalattal)

egy kísérlet során tesztelt hipotézist nevezhetjük
elmélet vagy törvény szerint

AZ ÉLET TULAJDONSÁGAI

Anyagcsere és energiaáramlás- az élőlények legfontosabb tulajdonsága. Minden élő szervezet felszívja a számára szükséges anyagokat a külső környezetből, és salakanyagokat bocsát ki abba.

A kémiai összetétel egysége. Az élő szervezetek kémiai elemei közül a szén, az oxigén, a hidrogén és a nitrogén dominál. Emellett az élő szervezetek legfontosabb jellemzője a szerves anyagok jelenléte: zsírok, szénhidrátok, fehérjék és nukleinsavak.

Sejtszerkezet. Minden élőlény sejtekből áll. Csak a vírusok nem sejtes szerkezetűek, de ezek is csak a gazdasejtbe való belépés után mutatják az élet jeleit.

Ingerlékenység- a szervezet azon képessége, hogy reagáljon a külső vagy belső hatásokra.

Önreprodukció. Minden élő szervezet képes szaporodásra, vagyis saját fajtájának szaporodására. Az organizmusok szaporodása a DNS-molekulákban rögzített genetikai program szerint történik.

Öröklődés és változékonyság.

Az öröklődés az élőlények azon képessége, hogy tulajdonságaikat továbbadják leszármazottaiknak. Az öröklődés biztosítja az élet folytonosságát. A variabilitás az élőlények azon képessége, hogy fejlődésük során új tulajdonságokat sajátítsanak el. Az örökletes variabilitás fontos tényező az evolúcióban.

Növekedés és fejlődés.

Növekedés - mennyiségi változások (például tömegnövekedés).

Fejlődés - minőségi változások (például szervrendszerek kialakulása, virágzás és termés).

Önszabályozás - a szervezetek azon képessége, hogy fenntartsák kémiai összetételük és létfontosságú folyamataik állandóságát, homeosztázis.

Alkalmazkodás

Ritmus - a fiziológiai funkciók intenzitásának időszakos változásai különböző ingadozási periódusokkal (napi, szezonális ritmusok). (Például a fotoperiodizmus a szervezet reakciója a nappali órák hosszára).

Az életszervezés szintjei

Tesztfeladatok OGE formátumban

Melyik tudomány vizsgálja a növények fajtadiverzitását?

1)élettan 2)szisztematika 3)ökológia 4)szelekció

2. Használatával megtudhatja, hogy szükséges-e fény a levelekben lévő keményítő képződéséhez

1) növényi szervek leírása 2) különböző természeti övezetekből származó növények összehasonlítása

3) növénynövekedési megfigyelések 4) fotoszintézis kísérlet

3. A biológia mely területén fejlesztették ki a sejtelméletet?

1) virológia 2) citológia 3) anatómia 4) embriológia

4. A sejtszervecskék sűrűség szerinti elválasztásához válasszon egy módszert

1) megfigyelés 2) kromatográfia 3) centrifugálás 4) bepárlás

5. A fényképen egy DNS-fragmens modellje látható. Milyen módszerrel tudtak a tudósok ilyen háromdimenziós képet alkotni egy molekuláról?

1) osztályozás 2) kísérlet 3) megfigyelés 4) modellezés

6. A képen egy golyós-botos DNS-fragmens látható. Milyen módszerrel tudtak a tudósok ilyen háromdimenziós képet alkotni egy molekuláról?

osztályozás 2) kísérlet 3) megfigyelés 4) modellezés

7. Melyik tudományos módszer alkalmazása illusztrálja J. Steen holland művész „Pulse” című festményének cselekményét, amelyet a 17. század közepén írt?

1) modellezés 2) mérés 3) kísérlet 4) megfigyelés

8. Tanulmányozza a rovar növekedési és fejlődési folyamatát tükröző grafikont.

Határozza meg a rovar hosszát a fejlődésének 30. napján.

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

9. Az alábbi tudósok közül melyiket tekintik az evolúció tanának megalkotójának?

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

10. Melyik tudomány vizsgálja a növények fajtadiverzitását?

1) fiziológia 2) taxonómia 3) ökológia 4) szelekció

11. Válasszon ki egy pár állatot, amelynek kísérletei jelentős felfedezésekhez vezettek az állatok és az emberi fiziológiában.

1) ló és tehén 2) méh és pillangó 3) kutya és béka 4) gyík és galamb

12. A biológia mely területén fejlesztették ki a sejtelméletet?

1) virológia 2) citológia 3) anatómia 4) embriológia

13. A módszerrel pontosan meghatározhatja a műtrágyák növénynövekedésre gyakorolt ​​hatásának mértékét

1) kísérlet 2) modellezés 3) elemzés 4) megfigyelés

14. A kísérleti kutatási módszer alkalmazására példa az

1) egy új növényi szervezet szerkezetének leírása

2) két mikrolemez összehasonlítása különböző szövetekkel

3) egy személy pulzusának számolása edzés előtt és után

4) álláspont kialakítása a kapott tények alapján

15. Egy mikrobiológus azt szerette volna kideríteni, hogy egy-egy baktériumtípus milyen gyorsan szaporodik el a különböző tápközegekben. Fogott két lombikot, félig megtöltötte különböző tápközeggel, és megközelítőleg ugyanannyi baktériumot helyezett bennük. 20 percenként mintákat vett, és megszámolta a bennük lévő baktériumok számát. Kutatásának adatait a táblázat tükrözi.

Tanulmányozza a „A baktériumok szaporodási sebességének változása egy bizonyos idő alatt” táblázatot, és válaszoljon a kérdésekre.

A baktériumok szaporodási sebességének változása egy bizonyos idő alatt

1) Hány baktériumot tett a tudós minden lombikba a kísérlet legelején?

2) Hogyan változott a baktériumok szaporodási sebessége a kísérlet során az egyes lombikban?

3) Hogyan magyarázhatjuk a kapott eredményeket?

Irodalom

Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biológia. Általános biológia 9. évfolyam: tankönyv. oktatási intézmények számára. M.: Túzok, 2013.

Zayats R.G., Rachkovskaya I.V., Butilovsky V.E., Davydov V.V. Biológia pályázóknak: kérdések, válaszok, tesztek, feladatok - Minszk: Unipress, 2011. - 768 p.

„Meg fogom oldani az OGE-t”: biológia. Dmitrij Gushchin képzési rendszere [Elektronikus forrás] - URL: http://oge.sdamgia.ru