ბიოლოგიის საფუძვლების მოტყუების ფურცელი. მომზადება OGE-სთვის ბიოლოგიაში

ბიოლოგია - მეცნიერებათა კომპლექსი ცოცხალი ბუნების შესახებ, რომელიც სწავლობს ცოცხალი არსებების სტრუქტურასა და ფუნქციებს, მათ მრავალფეროვნებას, წარმოშობასა და განვითარებას, ასევე გარემოსთან ურთიერთქმედებას.

ბიოლოგიურ მეცნიერებათა კლასიფიკაცია

ამჟამად ში ბიოლოგიის შემადგენლობა მოიცავს ბოტანიკა(მცენარეები), ზოოლოგია(ცხოველები), მიკრობიოლოგია(მიკროორგანიზმები), მიკოლოგია(სოკო), სისტემატიკა, ბიოქიმია(ცოცხალი ნივთიერების ქიმიური შემადგენლობა და მასში მიმდინარე ქიმიური პროცესები), ციტოლოგია(უჯრედი), ჰისტოლოგია(ქსოვილები), ანატომია(შიდა სტრუქტურა), ფიზიოლოგია(სიცოცხლის პროცესები), ემბრიოლოგია(ინდივიდუალური განვითარება), ეთოლოგია(მოქმედება), გენეტიკა(მემკვიდრეობა და ცვალებადობა), შერჩევა(ადამიანის საჭირო თვისებების მქონე ორგანიზმების გამრავლება), ბიოტექნოლოგია(ცოცხალი ორგანიზმების და ბიოლოგიური პროცესების გამოყენება წარმოებაში), ევოლუციური დოქტრინა(ორგანული სამყაროს ისტორიული განვითარება), პალეონტოლოგია(ნამარხი ნაშთები), ანთროპოლოგია(ადამიანის, როგორც ბიოლოგიური სახეობის ისტორიული განვითარება), ეკოლოგია(პოპულაციები, თემები, ბიოგეოცენოზი და ბიოსფერო).

ბიოლოგიისა და სხვა მეცნიერებების კვეთაზე წარმოიშვა არაერთი ახალი მეცნიერება, მაგ ბიოფიზიკა, ბიოქიმია, ბიონიკადა ა.შ.

ბიოლოგიის მეთოდები

მთავარი ბიოლოგიის მეთოდებიარიან:

• შედარებით-აღწერითი,
• მოდელირება (ობიექტის ან ფენომენის გამარტივებული სიმულაციების შექმნა),
• მონიტორინგი (ობიექტის მდგომარეობის ცვლილებების სისტემატური დაკვირვება, შეფასება და პროგნოზირება),
• მსუბუქი და ელექტრონული მიკროსკოპია,
• დიფერენციალური ცენტრიფუგაცია, ან ფრაქციები (ნაწილაკების გამოყოფა ცენტრიდანული ძალის გავლენის ქვეშ),
• მონიშნული ატომის მეთოდი, ან ავტორადიოგრაფია და ა.შ.

ბიოლოგიის როლი მსოფლიოს თანამედროვე საბუნებისმეტყველო სურათის ფორმირებაში და ადამიანების პრაქტიკულ საქმიანობაში

ბიოლოგიამ მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა როლი მსოფლიოს თანამედროვე საბუნებისმეტყველო სურათის ფორმირებაში , ვინაიდან იგი ავლენს ორგანული სამყაროს გაჩენის მექანიზმებს არაცოცხალი კომპონენტებისგან და მის ევოლუციაში, ადასტურებს მისი წარმოშობის ერთიანობას უჯრედების სტრუქტურაზე დაყრდნობით და ასევე აზოგადებს მემკვიდრეობისა და ცვალებადობის მექანიზმებს.

ბიოლოგიას მნიშვნელოვანი წვლილი მიუძღვის ადამიანთა სამყაროს მეცნიერული სურათის გაგებაში, რომელიც ეფუძნება სამეცნიერო კვლევების დროს დადგენილი სამეცნიერო ფაქტების სისტემატიზაციას და მათ განზოგადებას თეორიების, წესებისა და კანონების დონეზე.

ბიოლოგიის როლი ადამიანების პრაქტიკულ საქმიანობაში . სამეცნიერო კვლევის ადეკვატური თანამედროვე მეთოდების გამოყენებამ რადიკალურად შეცვალა ბიოლოგია, გააფართოვა მისი შემეცნებითი შესაძლებლობები და გახსნა ახალი გზები ბიოლოგიური ცოდნის გამოყენებისათვის ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროში. ბიოლოგიის მიღწევების წყალობით, წამლები, ვიტამინები და ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებები იწარმოება ინდუსტრიულად. გენეტიკაში, ანატომიაში, ფიზიოლოგიასა და ბიოქიმიაში გაკეთებული აღმოჩენები შესაძლებელს ხდის ავადმყოფს სწორი დიაგნოზის დასმა და სხვადასხვა დაავადების მკურნალობისა და პრევენციის ეფექტური გზების შემუშავება.

მემკვიდრეობისა და ცვალებადობის კანონების ცოდნის გამოყენებით, მეცხოველეობის მეცნიერები იღებენ შინაური ცხოველების ახალ მაღალპროდუქტიულ ჯიშებს და კულტივირებული მცენარეების ჯიშებს. ორგანიზმებს შორის ურთიერთობის შესწავლის საფუძველზე შეიქმნა მოსავლის მავნებლების კონტროლის ბიოლოგიური მეთოდები. ცოცხალი ორგანიზმების სხვადასხვა სისტემის სტრუქტურისა და მოქმედების პრინციპების შესწავლამ ხელი შეუწყო ორიგინალური გადაწყვეტილებების მოძიებას ტექნოლოგიასა და მშენებლობაში.

ეს არის თემის შეჯამება "ბიოლოგიის შემადგენლობა, მეთოდები და როლი". აირჩიეთ შემდეგი ნაბიჯები:

• გადადით შემდეგ შეჯამებაზე:

ბილეთი 1 1.ბიოლოგია, როგორც მეცნიერება, მისი მიღწევები, კავშირები სხვა მეცნიერებებთან. ცოცხალი ობიექტების შესწავლის მეთოდები. ბიოლოგიის როლი ადამიანის ცხოვრებაში და პრაქტიკულ საქმიანობაში. 2. მცენარეთა სამეფო, მისი განსხვავებები ცოცხალი ბუნების სხვა სამეფოებისგან. ახსენით მცენარეთა რომელ ჯგუფს უჭირავს ამჟამად დომინანტური პოზიცია დედამიწაზე. იპოვეთ ამ ჯგუფის წარმომადგენლები ცოცხალ მცენარეებს ან ჰერბარიუმის ნიმუშებს შორის. 3.ადამიანის ორგანიზმში ნივთიერებათა ცვლისა და ენერგიის გარდაქმნის შესახებ ცოდნის გამოყენებით, მიეცით მეცნიერული ახსნა ფიზიკური უმოქმედობის, სტრესის, მავნე ჩვევების და ჭარბი კვების გავლენის მეტაბოლიზმზე.

1. ბიოლოგია (ბერძნულიდან bios life, logos Science) სიცოცხლის მეცნიერება. იგი სწავლობს ცოცხალ ორგანიზმებს, მათ სტრუქტურას, განვითარებას და წარმოშობას, მათ გარემოსთან და სხვა ცოცხალ ორგანიზმებთან ურთიერთობას. 2. ბიოლოგია - მეცნიერებათა ერთობლიობა სიცოცხლის, ცოცხალი ბუნების შესახებ (იხ. ცხრილი „ბიოლოგიური მეცნიერებათა სისტემა“). I. ბიოლოგია, როგორც მეცნიერება, მისი მიღწევები სხვა მეცნიერებებთან დაკავშირებით. ცოცხალი ობიექტების შესწავლის მეთოდები. ბიოლოგიის როლი ადამიანის ცხოვრებაში და პრაქტიკულ საქმიანობაში.

3. ძირითადი მეთოდები ბიოლოგიაში 1. დაკვირვება (გაძლევს საშუალებას აღწერო ბიოლოგიური ფენომენები), 2. შედარება (შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა ორგანიზმების აგებულებისა და ცხოვრების ზოგადი ნიმუშების პოვნას), 3. ექსპერიმენტი ან გამოცდილება (მკვლევარს ეხმარება შეისწავლოს ბიოლოგიური ობიექტების თვისებები), 4. მოდელირება (დაკვირვებისთვის მიუწვდომელი პროცესები ან ექსპერიმენტული რეპროდუქციის სიმულაცია ხდება), 5. ისტორიული მეთოდი (თანამედროვე ორგანული სამყაროსა და მისი წარსულის შესახებ მონაცემებზე დაყრდნობით, ცოცხალი ბუნების განვითარების პროცესების შესწავლა) .

4. ბიოლოგიის მიღწევები: 1). დედამიწაზე არსებული ცოცხალი ორგანიზმების სახეობების დიდი რაოდენობის აღწერა; 2). ფიჭური, ევოლუციური, ქრომოსომის თეორიის შექმნა; 3). გენეტიკური ინჟინერიის შექმნის საფუძველი გახდა მემკვიდრეობის სტრუქტურული ერთეულების (გენების) მოლეკულური სტრუქტურის აღმოჩენა. 4). თანამედროვე ბიოლოგიის მიღწევების პრაქტიკული გამოყენება შესაძლებელს ხდის ინდუსტრიულად მნიშვნელოვანი რაოდენობით ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების მიღებას.

6). მემკვიდრეობითობისა და ცვალებადობის კანონების ცოდნის წყალობით, სოფლის მეურნეობაში დიდი წარმატებები იქნა მიღწეული შინაური ცხოველების ახალი მაღალპროდუქტიული ჯიშებისა და კულტივირებული მცენარეების ჯიშების შექმნაში. 5). ორგანიზმებს შორის ურთიერთობის შესწავლის საფუძველზე შეიქმნა მოსავლის მავნებლების კონტროლის ბიოლოგიური მეთოდები.

7).ბიოლოგიაში დიდი მნიშვნელობა ენიჭება ცილების ბიოსინთეზის მექანიზმებისა და ფოტოსინთეზის საიდუმლოებების გარკვევას, რაც გზას გაუხსნის ორგანული საკვები ნივთიერებების მიღებას. გარდა ამისა, მრეწველობაში (მშენებლობაში, ახალი მანქანებისა და მექანიზმების შექმნისას) ცოცხალი არსებების ორგანიზაციის პრინციპების გამოყენება (ბიონიკა) ამჟამად მოაქვს და მომავალშიც მისცემს მნიშვნელოვან ეკონომიკურ ეფექტს. თაფლის დიზაინი საფუძვლად დაედო სამშენებლო "თაფლის პანელების" წარმოებას

ასეთ ვითარებაში სურსათის რესურსების გაზრდის ერთადერთი საფუძველი შეიძლება იყოს სოფლის მეურნეობის ინტენსიფიკაცია. ამ პროცესში მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს მიკროორგანიზმების, მცენარეებისა და ცხოველების ახალი მაღალპროდუქტიული ფორმების განვითარება და ბუნებრივი რესურსების რაციონალური, მეცნიერულად დაფუძნებული გამოყენება.

1. მცენარეები არიან ავტოტროფები და აქვთ ფოტოსინთეზის უნარი; 2. უჯრედებში პიგმენტებით პლასტიდების არსებობა; 3. უჯრედები გარშემორტყმულია ცელულოზის კედლით; 4. უჯრედებში ვაკუოლების არსებობა უჯრედის წვენით; 5. შეუზღუდავი ზრდა; 6. არსებობს მცენარეული ჰორმონები – ფიტოჰორმონები; 7. კვების ოსმოსური ტიპი (ნუტრიენტების მიღება უჯრედის მემბრანის წყალხსნარების სახით).

ანგიოსპერმები ან აყვავებული მცენარეები თანამედროვე უმაღლესი მცენარეების ყველაზე დიდი განყოფილებაა, რომელიც დაახლოებით 250 ათას სახეობას შეადგენს. ისინი იზრდებიან ყველა კლიმატურ ზონაში და არიან დედამიწის ყველა ბიოგეოცენოზის ნაწილი. ეს მიუთითებს მათ მაღალ ადაპტირებაზე დედამიწაზე არსებობის თანამედროვე პირობებთან.

ადაპტაციები ანგიოსპერმებში (აყვავებულ მცენარეებში), რამაც მათ საშუალება მისცა დაეკავებინათ დომინანტური პოზიცია დედამიწაზე: I. ყვავილოვანი მცენარეების ვეგეტატიური ორგანოები აღწევენ უდიდეს სირთულეს და მრავალფეროვნებას. II. აყვავებულ მცენარეებს აქვთ უფრო მოწინავე გამტარ სისტემა, რაც უზრუნველყოფს მცენარის უკეთეს წყალმომარაგებას. III. პირველად აყვავებულ მცენარეებს აქვთ ახალი ორგანო - ყვავილი. კვერცხუჯრედები ჩასმულია საკვერცხის დახურულ ღრუში, რომელიც წარმოიქმნება ერთი ან რამდენიმე შერწყმული კარპელით. თესლები ნაყოფშია ჩასმული. გაჩნდა ორმაგი განაყოფიერება, რაც მკვეთრად განასხვავებს მათ მცენარეთა სამყაროს ყველა სხვა ჯგუფისგან. IV. ყველაზე მნიშვნელოვანი გარდაქმნები მოხდა გამტარ სისტემაში. ტრაქეიდების ნაცვლად, სისხლძარღვები ხდებიან ქსილემის მთავარ გამტარ ელემენტებად, რაც მნიშვნელოვნად აჩქარებს აღმავალი დენის მოძრაობას. ამრიგად, ანგიოსპერმებმა მიიღეს დამატებითი შესაძლებლობები კონკურსში და საბოლოოდ გახდნენ "გამარჯვებულები" არსებობისთვის ბრძოლაში.

III. ადამიანის ორგანიზმში მეტაბოლიზმისა და ენერგიის გარდაქმნის შესახებ ცოდნის გამოყენებით, მიეცით მეცნიერული ახსნა ფიზიკური უმოქმედობის, სტრესის, ცუდი ჩვევების და ჭარბი კვების გავლენის მეტაბოლიზმზე. ორგანიზმი იღებს ბევრ ნივთიერებას გარედან, ამუშავებს მათ, იღებს ენერგიას ან იმ მოლეკულებს, რომლებიც ორგანიზმს სჭირდება საკუთარი ქსოვილების ასაშენებლად. შედეგად მიღებული მეტაბოლური პროდუქტები გამოიყოფა ორგანიზმიდან. დისიმილაციის (ნივთიერებების დაშლა ენერგიის გამოთავისუფლებით) და ასიმილაციის (სხეულისთვის აუცილებელი ნივთიერებების სინთეზის) ყველა რეაქციის მთლიანობას მეტაბოლიზმი ეწოდება. ჯანსაღ სხეულში ასიმილაცია და დისიმილაცია მკაცრად დაბალანსებულია. ყველა მეტაბოლური რეაქცია რეგულირდება ნერვული და ენდოკრინული სისტემებით. მეტაბოლური დარღვევები ადამიანის მრავალი დაავადების საფუძველშია.

1. ფიზიკური უმოქმედობა - ფიზიკური აქტივობის დაქვეითება, ფიზიკური აქტივობის ნაკლებობა - იწვევს კუნთების, გულ-სისხლძარღვთა სისტემის მუშაობის დაქვეითებას და, შედეგად, მეტაბოლურ დარღვევებს და მთლიანად ორგანიზმის მდგომარეობის გაუარესებას. საკვები ნივთიერებები, რომლებიც არ იხარჯება ფიზიკურ აქტივობაზე, ინახება, რაც ხშირად იწვევს სიმსუქნეს. ზედმეტი ჭამა ასევე ხელს უწყობს ამას (2).

3. სტრესი არის ორგანიზმის დამცავი რეაქცია, რომელიც საშუალებას აძლევს მას გადარჩეს საფრთხის დროს. სტრესი ახდენს ორგანიზმის შესაძლებლობების მობილიზებას, თან ახლავს ჰორმონების გამოყოფას, ზრდის გულ-სისხლძარღვთა აქტივობის ინტენსივობას და ა.შ. თუმცა მძიმე და განსაკუთრებით გახანგრძლივებულმა სტრესმა შეიძლება გამოიწვიოს ადამიანის ძალების დაქვეითება და მეტაბოლური დარღვევები.

4. ალკოჰოლური სასმელების მუდმივი მოხმარება ძალიან ძლიერ უარყოფით გავლენას ახდენს მეტაბოლიზმზე. ალკოჰოლიკებში ეთილის სპირტის დაჟანგვა ორგანიზმს გარკვეულ ენერგიას აძლევს, მაგრამ ასევე გამოიმუშავებს ძალიან ტოქსიკურ ნივთიერებებს, რომლებიც კლავს ღვიძლისა და ტვინის უჯრედებს. თანდათან მცირდება ალკოჰოლიკების მადა და ისინი წყვეტენ ცილების, ცხიმებისა და ნახშირწყლების ნორმალური რაოდენობით მიღებას, ანაცვლებენ მათ ალკოჰოლური სასმელებით, რაც იწვევს ორგანიზმის განადგურებას. ქრონიკულ ალკოჰოლიკებს ყოველთვის აქვთ დაზიანებული ღვიძლი, იკლებენ წონაში და ხდება კუნთების თანდათანობით განადგურება.

5. მოწევა ასევე ძლიერ უარყოფით გავლენას ახდენს ნივთიერებათა ცვლაზე, ვინაიდან ანადგურებს ფილტვებს და ხელს უშლის ორგანიზმს საჭირო რაოდენობის ჟანგბადის მიღებაში. გარდა ამისა, მოწევა მნიშვნელოვნად ზრდის ფილტვის კიბოს განვითარების ალბათობას.

6. ნივთიერებათა ცვლაში მონაწილე ნარკოტიკული ნივთიერებები იწვევს დამოკიდებულებას, შემდგომში ნიკოტინის, ალკოჰოლის და ა.შ მიღების შეწყვეტას თან ახლავს მოხსნის სიმპტომები - კეთილდღეობის მკვეთრი გაუარესება. ამრიგად, ფიზიოლოგიური და ფსიქოლოგიური დამოკიდებულება ნარკოტიკებზე ხდება.

არსებობს მრავალი გზა, რომლითაც ადამიანს შეუძლია გამოიყენოს ცოდნა ბიოლოგიაში; მაგალითად, აქ არის რამდენიმე (მოდით გადავიდეთ უდიდესიდან პატარაზე):

· ცოდნა გარემოსდაცვითი კანონებისაშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ ადამიანის საქმიანობა იმ ეკოსისტემის შენარჩუნების ფარგლებში, რომელშიც ის ცხოვრობს და მუშაობს (რაციონალური გარემოს მართვა);

· ბოტანიკა და გენეტიკასაშუალებას გაძლევთ გაზარდოთ პროდუქტიულობა, ებრძოლოთ მავნებლებს და განავითაროთ ახალი, აუცილებელი და სასარგებლო ჯიშები;

· გენეტიკაამჟამად ასე მჭიდროდ არის გადაჯაჭვული წამალირომ მრავალი დაავადება, რომელიც ადრე განუკურნებელად ითვლებოდა, შესწავლილია და პრევენცია ხდება უკვე ადამიანის განვითარების ემბრიონულ ეტაპებზე;

· მიკრობიოლოგიის დახმარებით, მეცნიერები მთელს მსოფლიოში ავითარებენ შრატებსა და ვაქცინებს ვირუსების წინააღმდეგ და ანტიბაქტერიული პრეპარატების მრავალფეროვნებაზე.

განსხვავებები ცოცხალ და არაცოცხალ სტრუქტურებს შორის. ცოცხალი არსების თვისებები

ბიოლოგია - მეცნიერება, რომელიც სწავლობს ცოცხალი სისტემების თვისებებს. თუმცა იმის განსაზღვრა, თუ რა არის ცოცხალი სისტემა საკმაოდ რთულია. ცოცხალსა და არაცოცხალს შორის ზღვარის დადგენა არც ისე ადვილია, როგორც ჩანს. შეეცადეთ უპასუხოთ კითხვებს: ცოცხალია თუ არა ვირუსები, როდესაც ისინი ისვენებენ მასპინძლის სხეულის გარეთ და მათში არ არის მეტაბოლიზმი? შეუძლიათ თუ არა ხელოვნურ ობიექტებსა და მანქანებს ცოცხალი არსების თვისებების გამოვლენა? რაც შეეხება კომპიუტერულ პროგრამებს? ან ენები?

ამ კითხვებზე პასუხის გასაცემად, ჩვენ შეგვიძლია ვცადოთ გამოვყოთ ცოცხალი სისტემებისთვის დამახასიათებელი თვისებების მინიმალური ნაკრები. სწორედ ამიტომ, მეცნიერებმა დაადგინეს რამდენიმე კრიტერიუმი, რომლითაც ორგანიზმი შეიძლება კლასიფიცირდეს ცოცხალად.

ყველაზე მნიშვნელოვანი ცოცხალი არსების დამახასიათებელი თვისებები (კრიტერიუმები).არის შემდეგი:

1. მატერიისა და ენერგიის გაცვლაგარემოსთან. ფიზიკის თვალსაზრისით ყველა ცოცხალი სისტემა არის გახსნა, ანუ ისინი მუდმივად ცვლიან როგორც მატერიას, ასევე ენერგიას გარემოსთან, განსხვავებით დახურულისრულიად იზოლირებული გარე სამყაროსგან და ნახევრად დახურული, ცვლის მხოლოდ ენერგიას, მაგრამ არა მატერიას. მოგვიანებით ვნახავთ, რომ ეს გაცვლა სიცოცხლის არსებობის წინაპირობაა.

2. ცოცხალ სისტემებს შეუძლიათ გარემოდან მიღებული ნივთიერებების დაგროვება და შედეგად, ზრდა.

3. თანამედროვე ბიოლოგია ცოცხალი არსებების ფუნდამენტურ თვისებად მიიჩნევს იდენტური (ან თითქმის იდენტური) შექმნის უნარს. თვითრეპროდუქცია, ანუ გამრავლება ორიგინალური ორგანიზმის თვისებების უმეტესობის შენარჩუნებით.

4. იდენტური თვითრეპროდუქცია განუყოფლად არის დაკავშირებული კონცეფციასთან მემკვიდრეობითობა, ანუ ნიშან-თვისებებისა და თვისებების შთამომავლობაზე გადაცემა.

5. თუმცა, მემკვიდრეობა არ არის აბსოლუტური - თუ ყველა ქალიშვილმა ორგანიზმმა ზუსტად დააკოპირა მშობლებს, მაშინ ევოლუცია შეუძლებელი იქნებოდა, რადგან ცოცხალი ორგანიზმები არასოდეს შეიცვლებოდნენ. ეს გამოიწვევს იმ ფაქტს, რომ ნებისმიერი უეცარი ცვლილების პირობებში ისინი ყველა დაიღუპებიან. მაგრამ სიცოცხლე უკიდურესად მოქნილია და ორგანიზმები ადაპტირებენ პირობების ფართო სპექტრს. ეს შესაძლებელია წყალობით ცვალებადობა- ის ფაქტი, რომ ორგანიზმების თვითრეპროდუქცია არ არის სრულიად იდენტური, მის დროს წარმოიქმნება შეცდომები და ვარიაციები, რომლებიც შეიძლება იყოს მასალა შერჩევისთვის. არსებობს გარკვეული ბალანსი მემკვიდრეობასა და ცვალებადობას შორის.

6. ცვალებადობა შეიძლება იყოს მემკვიდრეობითი და არამემკვიდრეობითი. მემკვიდრეობითი ცვალებადობა, ანუ თვისებების ახალი ვარიაციების გამოჩენა, რომლებიც მემკვიდრეობით მიიღება და ფიქსირდება რიგ თაობებში, ემსახურება როგორც მასალას. ბუნებრივი გადარჩევა. ბუნებრივი გადარჩევა შესაძლებელია ნებისმიერ რეპროდუცირებად ობიექტებს შორის, არა აუცილებლად ცოცხალ ობიექტებს შორის, თუ მათ შორის კონკურენციაა შეზღუდული რესურსებისთვის. ის ობიექტები, რომლებმაც ცვალებადობის გამო, შეიძინეს არახელსაყრელი მახასიათებლები მოცემულ გარემოში, უარყოფილი იქნებიან, შესაბამისად, მახასიათებლები, რომლებიც ბრძოლაში კონკურენტულ უპირატესობას ანიჭებენ, უფრო და უფრო ხშირად გვხვდება ახალ ობიექტებში. ეს არის ბუნებრივი გადარჩევა - ევოლუციის შემოქმედებითი ფაქტორი, რომლის წყალობითაც წარმოიშვა დედამიწაზე ცოცხალი ორგანიზმების მთელი მრავალფეროვნება.

7. ცოცხალი ორგანიზმები აქტიურად რეაგირებენ გარე სიგნალებზე, ავლენენ თვისებას გაღიზიანებადობა.

8. ცოცხალ ორგანიზმებს გარე პირობების ცვლილებებზე რეაგირების უნარის წყალობით შეუძლიათ ადაპტაცია- ახალ პირობებთან ადაპტაცია. ეს თვისება, კერძოდ, საშუალებას აძლევს ორგანიზმებს გადაურჩონ სხვადასხვა კატასტროფებს და გავრცელდნენ ახალ ტერიტორიებზე.

9. ადაპტაციას ახორციელებს თვითრეგულირებაცოცხალ ორგანიზმში გარკვეული ფიზიკური და ქიმიური პარამეტრების მუდმივობის შენარჩუნების უნარი, მათ შორის გარემო პირობების შეცვლაში. მაგალითად, ადამიანის ორგანიზმი ინარჩუნებს მუდმივ ტემპერატურას, სისხლში გლუკოზის და მრავალი სხვა ნივთიერების კონცენტრაციას.

10. მიწიერი ცხოვრების მნიშვნელოვანი თვისებაა დისკრეტულობა, ანუ უწყვეტობა: იგი წარმოდგენილია ცალკეული ინდივიდებით, ინდივიდები გაერთიანებულია პოპულაციებად, პოპულაციები სახეობებად და ა.შ., ანუ ცოცხალი არსების ორგანიზაციის ყველა დონეზე არის ცალკეული ერთეულები. სტანისლავ ლემის სამეცნიერო ფანტასტიკის რომანი Solaris აღწერს უზარმაზარ ცოცხალ ოკეანეს, რომელიც მოიცავს მთელ პლანეტას. მაგრამ დედამიწაზე სიცოცხლის ასეთი ფორმები არ არსებობს.

ცოცხალი არსების ქიმიური შემადგენლობა

ცოცხალი ორგანიზმები შედგება დიდი რაოდენობით ქიმიური ნივთიერებებისგან, ორგანული და არაორგანული, პოლიმერული და დაბალი მოლეკულური წონისგან. გარემოში არსებული მრავალი ქიმიური ელემენტი გვხვდება ცოცხალ სისტემებში, მაგრამ მათგან მხოლოდ 20-ია საჭირო სიცოცხლისთვის. ამ ელემენტებს ე.წ ბიოგენური.

არაორგანულიდან ბიოორგანულ ნივთიერებებამდე ევოლუციის პროცესში ბიოლოგიური სისტემების შექმნაში გარკვეული ქიმიური ელემენტების გამოყენების საფუძველი ბუნებრივი გადარჩევაა. ამ შერჩევის შედეგად, ყველა ცოცხალი სისტემის საფუძველი შედგება მხოლოდ ექვსი ელემენტისგან: ნახშირბადი, წყალბადი, ჟანგბადი, აზოტი, ფოსფორი, გოგირდი, რომელსაც ეწოდება ორგანოგენები. მათი შემცველობა ორგანიზმში 97,4%-ს აღწევს.

ორგანოგენები არის ძირითადი ქიმიური ელემენტები, რომლებიც ქმნიან ორგანულ ნივთიერებებს: ნახშირბადს, წყალბადს, ჟანგბადს და აზოტს.

ქიმიის თვალსაზრისით, ორგანოგენული ელემენტების ბუნებრივი გადარჩევა შეიძლება აიხსნას მათი უნარით შექმნან ქიმიური ბმები: ერთის მხრივ, საკმაოდ ძლიერი, ანუ ენერგო ინტენსიური და, მეორე მხრივ, საკმაოდ ლაბილური, რაც შეიძლება. ადვილად ემორჩილება ჰემოლიზს, ჰეტეროლიზს და ციკლურ გადანაწილებას.

ნომერ პირველი ორგანოგენი უდავოდ ნახშირბადია. მისი ატომები ქმნიან ძლიერ კოვალენტურ კავშირებს ერთმანეთთან ან სხვა ელემენტების ატომებთან. ეს ბმები შეიძლება იყოს ერთჯერადი ან მრავალჯერადი; ამ 3 ბმის წყალობით, ნახშირბადს შეუძლია შექმნას კონიუგირებული ან კუმულირებული სისტემები ღია ან დახურული ჯაჭვებისა და ციკლების სახით.

ნახშირბადისგან განსხვავებით, ორგანული ელემენტები წყალბადი და ჟანგბადი არ ქმნიან ლაბილურ კავშირებს, მაგრამ მათი არსებობა ორგანულ, მათ შორის ბიოორგანულ, მოლეკულაში განსაზღვრავს მის უნარს, ურთიერთქმედდეს ბიოსახსნართან - წყალთან. გარდა ამისა, წყალბადი და ჟანგბადი ცოცხალი სისტემების რედოქს თვისებების მატარებლები არიან, ისინი უზრუნველყოფენ რედოქს პროცესების ერთიანობას.

დანარჩენ სამ ორგანოგენს - აზოტს, ფოსფორს და გოგირდს, ისევე როგორც ზოგიერთ სხვა ელემენტს - რკინას, მაგნიუმს, რომლებიც ქმნიან ფერმენტების აქტიურ ცენტრებს, ისევე როგორც ნახშირბადს, შეუძლიათ შექმნან ლაბილური ბმები. ორგანოგენების დადებითი თვისებაა ისიც, რომ ისინი, როგორც წესი, ქმნიან წყალში ადვილად ხსნად ნაერთებს და შესაბამისად კონცენტრირდება ორგანიზმში.

ადამიანის ორგანიზმში შემავალი ქიმიური ელემენტების რამდენიმე კლასიფიკაცია არსებობს. ამრიგად, V.I. ვერნადსკიმ, ცოცხალ ორგანიზმებში საშუალო შემცველობის მიხედვით, დაყო ელემენტები სამ ჯგუფად:

1. მაკროელემენტები. ეს არის ელემენტები, რომელთა შემცველობა ორგანიზმში 10-2%-ზე მეტია. მათ შორისაა ნახშირბადი, წყალბადი, ჟანგბადი, აზოტი, ფოსფორი, გოგირდი, კალციუმი, მაგნიუმი, ნატრიუმი და ქლორი, კალიუმი და რკინა. ეს არის ეგრეთ წოდებული უნივერსალური ბიოგენური ელემენტები, რომლებიც გვხვდება ყველა ორგანიზმის უჯრედებში.

2. მიკროელემენტები. ეს არის ელემენტები, რომელთა შემცველობა სხეულში მერყეობს 10-2-დან 10-12%-მდე. მათ შორისაა იოდი, სპილენძი, დარიშხანი, ფტორი, ბრომი, სტრონციუმი, ბარიუმი და კობალტი. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ელემენტები ორგანიზმებში ძალიან დაბალ კონცენტრაციებშია (არაუმეტეს მეათასედი პროცენტისა), ისინი ასევე აუცილებელია ნორმალური ცხოვრებისთვის. ეს ბიოგენურია მიკროელემენტები. მათი ფუნქციები და როლები ძალიან მრავალფეროვანია. ბევრი მიკროელემენტი არის ფერმენტების, ვიტამინების, რესპირატორული პიგმენტების ნაწილი, ზოგი გავლენას ახდენს ზრდაზე, განვითარების სიჩქარეზე, რეპროდუქციაზე და ა.შ.

3. ულტრამიკროელემენტები. ეს არის ელემენტები, რომელთა შემცველობა ორგანიზმში 10-12%-ზე ნაკლებია. მათ შორისაა ვერცხლისწყალი, ოქრო, ურანი, რადიუმი და ა.შ.

V.V. კოვალსკიმ, ადამიანის სიცოცხლისთვის ქიმიური ელემენტების მნიშვნელობის მიხედვით, დაყო ისინი სამ ჯგუფად:

1. შეუცვლელი ელემენტები. ისინი მუდმივად არიან ადამიანის ორგანიზმში და მისი არაორგანული და ორგანული ნაერთების ნაწილია. ეს არის H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Zn, Fe, Mo, V. ამ ელემენტების შემცველობის ნაკლებობა იწვევს სხეულის ნორმალური ფუნქციონირების დარღვევა.

2. უწმინდურობის ელემენტები. ეს ელემენტები მუდმივად გვხვდება ადამიანის სხეულში, მაგრამ მათი ბიოლოგიური როლი ჯერ არ არის ყოველთვის დაზუსტებული ან ცუდად შესწავლილი. ეს არის 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. მიკრომიწურული ელემენტები. ისინი გვხვდება ადამიანის ორგანიზმში, მაგრამ არ არსებობს ინფორმაცია მათი რაოდენობრივი შინაარსისა და ბიოლოგიური როლის შესახებ. ესენია Sc, Tl, In, La, Sm, Pr, W, Re, Tb და ა.შ. უჯრედებისა და ორგანიზმების აგებისა და ფუნქციონირებისთვის აუცილებელ ქიმიურ ელემენტებს ბიოგენური ეწოდება.

არაორგანულ ნივთიერებებსა და კომპონენტებს შორის მთავარი ადგილი უკავია - წყალი.

იონური სიძლიერისა და pH გარემოს შესანარჩუნებლად, რომელშიც სასიცოცხლო პროცესები მიმდინარეობს, საჭიროა არაორგანული იონების გარკვეული კონცენტრაცია. გარკვეული იონური სიძლიერის შესანარჩუნებლად და ბუფერული საშუალების შეერთების მიზნით, საჭიროა ერთჯერადი დამუხტული იონების მონაწილეობა: ამონიუმი (NH4+); ნატრიუმი (Na +); კალიუმი (K+). კათიონები არ არის ურთიერთშემცვლელი; არსებობს სპეციალური მექანიზმები, რომლებიც ინარჩუნებენ აუცილებელ ბალანსს მათ შორის.

არაორგანული ნაერთები:

ამონიუმის მარილები;

კარბონატები;

სულფატები;

ფოსფატები.

არამეტალები:

1. ქლორი (ძირითადი). ანიონების სახით იგი მონაწილეობს მარილიანი გარემოს შექმნაში და ზოგჯერ ზოგიერთი ორგანული ნივთიერების ნაწილია.

2. იოდი და მისი ნაერთები მონაწილეობენ ორგანული ნაერთების (ცოცხალი ორგანიზმების) ზოგიერთ სასიცოცხლო პროცესში. იოდი ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების ნაწილია (თიროქსინი).

3. სელენის წარმოებულები. სელენოცესტეინი ზოგიერთი ფერმენტის ნაწილია.

4. სილიციუმი - არის ხრტილისა და ლიგატების ნაწილი, ორთოსილის მჟავას ეთერების სახით, მონაწილეობს პოლისაქარიდის ჯაჭვების შეკერვაში.

ცოცხალ ორგანიზმებში ბევრი ნაერთია კომპლექსებიჰემი არის რკინის კომპლექსი ბრტყელი პარაფინის მოლეკულით; კობოლამინი

მაგნიუმი და კალციუმი მთავარია ლითონებირკინას არ ჩავთვლით, ყველგან გვხვდება ბიოლოგიურ სისტემებში. მაგნიუმის იონების კონცენტრაცია მნიშვნელოვანია რიბოზომების მთლიანობისა და ფუნქციონირების შესანარჩუნებლად, ანუ ცილის სინთეზისთვის.

მაგნიუმი ასევე არის ქლოროფილის ნაწილი. კალციუმის იონები მონაწილეობენ უჯრედულ პროცესებში, მათ შორის კუნთების შეკუმშვაში. გაუხსნელი მარილები - მონაწილეობენ დამხმარე სტრუქტურების ფორმირებაში:

კალციუმის ფოსფატი (ძვლებში);

კარბონატი (მოლუსკის ნაჭუჭებში).

მე -4 პერიოდის ლითონის იონები მთელი რიგი სასიცოცხლო ნაერთების ნაწილია - ფერმენტები. ზოგიერთი ცილა შეიცავს რკინას რკინა-გოგირდის მტევნის სახით. თუთიის იონები გვხვდება ფერმენტების მნიშვნელოვან რაოდენობაში. მანგანუმი მცირე რაოდენობის ფერმენტების ნაწილია, მაგრამ მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბიოსფეროში, წყლის ფოტოქიმიური შემცირების დროს, უზრუნველყოფს ატმოსფეროში ჟანგბადის განთავისუფლებას და ელექტრონების მიწოდებას სატრანსპორტო ჯაჭვში ფოტოსინთეზის დროს.

კობალტი არის ფერმენტების ნაწილი კობალამინების სახით (ვიტამინი B 12).

მოლიბდენი არის ფერმენტ ნიტროდინაზას აუცილებელი კომპონენტი (რომელიც კატალიზებს ატმოსფერული აზოტის რედუქციას ამიაკამდე აზოტის დამფიქსირებელ ბაქტერიებში)

დიდი რიცხვი ორგანული ნივთიერებებიცოცხალი ორგანიზმების ნაწილი: ძმარმჟავა; აცეტალდეჰიდი; ეთანოლი (არის ბიოქიმიური გარდაქმნების პროდუქტები და სუბსტრატები).

ცოცხალი ორგანიზმების დაბალმოლეკულური ნაერთების ძირითადი ჯგუფები:

ამინომჟავები ცილების კომპონენტებია

ნუკლეამიდები ნუკლეინის მჟავების ნაწილია

მონო და ოლიგოსაქარიდები სტრუქტურული ქსოვილების კომპონენტებია

ლიპიდები უჯრედის კედლების კომპონენტებია.

წინა პირების გარდა, არსებობს:

ფერმენტული კოფაქტორები წარმოადგენს ფერმენტების მნიშვნელოვანი რაოდენობის აუცილებელ კომპონენტებს და ახდენს რედოქს რეაქციების კატალიზებას.

კოენზიმები არის ორგანული ნაერთები, რომლებიც ფუნქციონირებენ გარკვეულ ფერმენტული რეაქციის სისტემებში. მაგალითად: ნიკოტინოამიდოდანინის დინუკლეატიდი (NAD+). ოქსიდირებული ფორმით, ეს არის ალკოჰოლური ჯგუფების ოქსიდიზატორი კარბონილის ჯგუფებამდე, რითაც ქმნის შემცირების აგენტს.

ფერმენტული კოფაქტორები არის რთული ორგანული მოლეკულები, რომლებიც სინთეზირებულია რთული წინამორბედებისგან, რომლებიც უნდა იყოს წარმოდგენილი საკვების აუცილებელ კომპონენტებად.

უმაღლესი ცხოველებისთვის დამახასიათებელია ნივთიერებების წარმოქმნა და ფუნქციონირება, რომლებიც აკონტროლებენ ნერვულ და ენდოკრინულ სისტემებს - ჰორმონებს და ნეიროტრანსმიტერებს. მაგალითად, თირკმელზედა ჯირკვლის ჰორმონი იწვევს გლიკოგენის ოქსიდაციურ დამუშავებას სტრესული სიტუაციის დროს.

ბევრი მცენარე ასინთეზირებს კომპლექსურ ამინებს ძლიერი ბიოლოგიური ეფექტებით - ალკალოიდები.

ტერპენები მცენარეული წარმოშობის ნაერთებია, ეთერზეთებისა და ფისების კომპონენტები.

ანტიბიოტიკები არის მიკრობიოლოგიური წარმოშობის ნივთიერებები, რომლებიც გამოიყოფა სპეციალური ტიპის მიკროორგანიზმების მიერ, რომლებიც თრგუნავენ სხვა კონკურენტი მიკროორგანიზმების ზრდას. მათი მოქმედების მექანიზმი მრავალფეროვანია, მაგალითად, ბაქტერიებში ცილების ზრდის შენელება.

ვადა "ბიოლოგია"წარმოიქმნება ორი ბერძნული სიტყვისგან "ბიოს" - სიცოცხლე და "ლოგოსი" - ცოდნა, სწავლება, მეცნიერება. აქედან მოდის ბიოლოგიის კლასიკური განმარტება, როგორც მეცნიერება, რომელიც სწავლობს ცხოვრებას მისი ყველა გამოვლინებით.

ბიოლოგიაიკვლევს არსებული და გადაშენებული ცოცხალი არსებების მრავალფეროვნებას, მათ სტრუქტურას, ფუნქციებს, წარმოშობას, ევოლუციას, განაწილებასა და ინდივიდუალურ განვითარებას, კავშირებს ერთმანეთთან, თემებს შორის და უსულო ბუნებასთან.

ბიოლოგიაიკვლევს ცხოვრების თანდაყოლილ ზოგად და კონკრეტულ ნიმუშებს მისი ყველა გამოვლინებითა და თვისებით: მეტაბოლიზმი, რეპროდუქცია, მემკვიდრეობა, ცვალებადობა, ადაპტირება, ზრდა, განვითარება, გაღიზიანებადობა, მობილურობა და ა.შ.

კვლევის მეთოდები ბიოლოგიაში

1. დაკვირვება- ყველაზე მარტივი და ხელმისაწვდომი მეთოდი. მაგალითად, შეგიძლიათ დააკვირდეთ სეზონურ ცვლილებებს ბუნებაში, მცენარეთა და ცხოველთა ცხოვრებაში, ცხოველთა ქცევაში და ა.შ.
2. აღწერაბიოლოგიური ობიექტები (ზეპირი ან წერილობითი აღწერა).
3. შედარება- ტაქსონომიაში გამოყენებულ ორგანიზმებს შორის მსგავსებებისა და განსხვავებების პოვნა.
4. ექსპერიმენტული მეთოდი(ლაბორატორიაში ან ბუნებრივ პირობებში) – ბიოლოგიური კვლევა ფიზიკისა და ქიმიის სხვადასხვა ინსტრუმენტებისა და მეთოდების გამოყენებით.
5. მიკროსკოპია- უჯრედებისა და უჯრედული სტრუქტურების სტრუქტურის შესწავლა მსუბუქი და ელექტრონული მიკროსკოპების გამოყენებით. სინათლის მიკროსკოპები საშუალებას გაძლევთ ნახოთ უჯრედების და ცალკეული ორგანელების ფორმები და ზომები. ელექტრონული - ცალკეული ორგანილების მცირე სტრუქტურები.
6. ბიოქიმიური მეთოდი- ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებისა და ქსოვილების ქიმიური შემადგენლობის შესწავლა.
7. ციტოგენეტიკური- ქრომოსომების მიკროსკოპის ქვეშ შესწავლის მეთოდი. თქვენ შეგიძლიათ გამოავლინოთ გენომური მუტაციები (მაგალითად, დაუნის სინდრომი), ქრომოსომული მუტაციები (ქრომოსომების ფორმისა და ზომის ცვლილებები).
8. ულტრაცენტრფუგაცია- ცალკეული უჯრედული სტრუქტურების (ორგანელების) იზოლაცია და მათი შემდგომი შესწავლა.
9. ისტორიული მეთოდი– მიღებული ფაქტების შედარება ადრე მიღებულ შედეგებთან.
10. მოდელირება– პროცესების, სტრუქტურების, ეკოსისტემების სხვადასხვა მოდელების შექმნა და ა.შ. ცვლილებების პროგნოზირების მიზნით.
11. ჰიბრიდოლოგიური მეთოდი– გადაკვეთის მეთოდი, მემკვიდრეობითობის ნიმუშების შესწავლის ძირითადი მეთოდი.
12. გენეალოგიური მეთოდი– საგვარეულოების შედგენის მეთოდი, რომელიც გამოიყენება თვისების მემკვიდრეობის ტიპის დასადგენად.
13. ტყუპის მეთოდი- მეთოდი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ გარემო ფაქტორების გავლენის წილი თვისებების განვითარებაზე. ვრცელდება იდენტურ ტყუპებზე.

ბიოლოგიის კავშირი სხვა მეცნიერებებთან.

ცოცხალი ბუნების მრავალფეროვნება იმდენად დიდია, რომ თანამედროვე ბიოლოგია მეცნიერებათა კომპლექსად უნდა იყოს წარმოდგენილი. ბიოლოგია საფუძვლად უდევს ისეთ მეცნიერებებს, როგორიცაა მედიცინა, ეკოლოგია, გენეტიკა, სელექცია, ბოტანიკა, ზოოლოგია, ანატომია, ფიზიოლოგია, მიკრობიოლოგია, ემბრიოლოგია ბიოლოგიამ სხვა მეცნიერებებთან ერთად ჩამოაყალიბა ისეთი მეცნიერებები, როგორიცაა ბიოფიზიკა, ბიოქიმია, ბიონიკა, გეობოტანიკა, ზოოგეოგრაფია და ა.შ. მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სწრაფ განვითარებასთან დაკავშირებით ჩნდება ცოცხალი ორგანიზმების შესწავლის ახალი მიმართულებები და ახალი მეცნიერებები ჩნდება ბიოლოგიასთან დაკავშირებული. ეს კიდევ ერთხელ ადასტურებს, რომ ცოცხალი სამყარო მრავალმხრივი და რთულია და ის მჭიდროდ არის დაკავშირებული უსულო ბუნებასთან.

ძირითადი ბიოლოგიური მეცნიერებები – მათი შესწავლის ობიექტები

1. ანატომია არის ორგანიზმების გარეგანი და შინაგანი სტრუქტურა.
2. ფიზიოლოგია - სიცოცხლის პროცესები.
3. მედიცინა - ადამიანის დაავადებები, მათი გამომწვევი მიზეზები და მკურნალობის მეთოდები.
4. ეკოლოგია - ბუნებაში არსებულ ორგანიზმებს შორის ურთიერთობა, ეკოსისტემებში მიმდინარე პროცესების ნიმუშები.
5. გენეტიკა - მემკვიდრეობისა და ცვალებადობის კანონები.
6. ციტოლოგია არის უჯრედების მეცნიერება (სტრუქტურა, სასიცოცხლო აქტივობა და ა.შ.).
7. ბიოქიმია - ბიოქიმიური პროცესები ცოცხალ ორგანიზმებში.
8. ბიოფიზიკა - ფიზიკური მოვლენები ცოცხალ ორგანიზმებში.
9. მოშენება არის ახალი ჯიშების, ჯიშების, ჯიშების შექმნა და გაუმჯობესება.
10. პალეონტოლოგია - უძველესი ორგანიზმების ნამარხი ნაშთები.
11. ემბრიოლოგია - ემბრიონების განვითარება.

ადამიანს შეუძლია გამოიყენოს ცოდნა ბიოლოგიის სფეროში:

• დაავადებების პროფილაქტიკისა და მკურნალობისთვის
• პირველადი დახმარების გაწევისას ავარიების მსხვერპლი;
• კულტურების წარმოებაში, მეცხოველეობაში
• გარემოსდაცვით საქმიანობაში, რომელიც ხელს უწყობს გლობალური გარემოსდაცვითი პრობლემების გადაჭრას (ცოდნა ბუნებაში ორგანიზმების ურთიერთდამოკიდებულების, გარემოს მდგომარეობაზე უარყოფითად მოქმედი ფაქტორების შესახებ და ა.შ.) ბიოლოგია, როგორც მეცნიერება

ცოცხალი არსების ნიშნები და თვისებები:

1. ფიჭური სტრუქტურა.უჯრედი არის ერთიანი სტრუქტურული და ფუნქციური ერთეული, ასევე დედამიწის თითქმის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის განვითარების ერთეული. ვირუსები გამონაკლისია, მაგრამ ისინიც კი ავლენენ ცოცხალ თვისებებს მხოლოდ უჯრედში ყოფნისას. უჯრედის გარეთ ისინი არ აჩვენებენ სიცოცხლის ნიშანს.

2. ქიმიური შემადგენლობის ერთიანობა.ცოცხალი არსებები შედგება იგივე ქიმიური ელემენტებისაგან, როგორც არაცოცხალი, მაგრამ ცოცხალ არსებებში მასის 90% მოდის ოთხი ელემენტისგან: S, O, N, N,რომლებიც მონაწილეობენ რთული ორგანული მოლეკულების ფორმირებაში, როგორიცაა ცილები, ნუკლეინის მჟავები, ნახშირწყლები, ლიპიდები.

3. მეტაბოლიზმი და ენერგია ცოცხალი არსების ძირითადი თვისებებია.იგი ხორციელდება ორი ურთიერთდაკავშირებული პროცესის შედეგად: ორგანიზმში ორგანული ნივთიერებების სინთეზი (სინათლისა და საკვების ენერგიის გარე წყაროების გამო) და რთული ორგანული ნივთიერებების დაშლის პროცესი ენერგიის გამოყოფით, რაც შემდეგ ხდება. ორგანიზმის მიერ მოხმარებული. მეტაბოლიზმი უზრუნველყოფს ქიმიური შემადგენლობის მუდმივობას გარემოს მუდმივად ცვალებად პირობებში.

4. გახსნილობა.ყველა ცოცხალი ორგანიზმი არის ღია სისტემები, ანუ სისტემები, რომლებიც სტაბილურია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ისინი იღებენ უწყვეტ ენერგიას და მატერიას გარემოდან.

5. თვითრეპროდუქცია (გამრავლება).თვითგამრავლების უნარი ყველა ცოცხალი ორგანიზმის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა. იგი ეფუძნება ინფორმაციას ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის სტრუქტურისა და ფუნქციების შესახებ, რომელიც ჩართულია ნუკლეინის მჟავებში და უზრუნველყოფს ცოცხალი ორგანიზმის სტრუქტურისა და სასიცოცხლო აქტივობის სპეციფიკას.

6. თვითრეგულირება.თვითრეგულირების მექანიზმების წყალობით შენარჩუნებულია სხეულის შინაგანი გარემოს შედარებითი მუდმივობა, ე.ი. შენარჩუნებულია ქიმიური შემადგენლობის მუდმივი და ფიზიოლოგიური პროცესების ინტენსივობა - ჰომეოსტაზის.

7. განვითარება და ზრდა.ინდივიდუალური განვითარების (ონტოგენეზის) პროცესში თანდათანობით და თანმიმდევრულად ჩნდება (განვითარება) ორგანიზმის ინდივიდუალური თვისებები და ხდება მისი ზრდა (ზომებში მატება). გარდა ამისა, ყველა ცოცხალი სისტემა ვითარდება - იცვლება ისტორიული განვითარების დროს (ფილოგენეზი).

8. გაღიზიანებადობა.ნებისმიერ ცოცხალ ორგანიზმს შეუძლია რეაგირება მოახდინოს გარე და შინაგან გავლენებზე.

9. მემკვიდრეობითობა.ყველა ცოცხალ ორგანიზმს შეუძლია შეინარჩუნოს და გადასცეს ძირითადი მახასიათებლები შთამომავლობას.

10. ცვალებადობა.ყველა ცოცხალ ორგანიზმს შეუძლია შეცვალოს და შეიძინოს ახალი მახასიათებლები.

ცოცხალი ბუნების ორგანიზების ძირითადი დონეები

მთელი ცოცხალი ბუნება ბიოლოგიური სისტემების ერთობლიობაა. ცოცხალი სისტემების მნიშვნელოვანი თვისებებია მრავალდონიანი და იერარქიული ორგანიზაცია. ბიოლოგიური სისტემების ნაწილები თავად არის სისტემები, რომლებიც შედგება ერთმანეთთან დაკავშირებული ნაწილებისგან. ყველა დონეზე, ყველა ბიოლოგიური სისტემა უნიკალურია და განსხვავდება სხვა სისტემებისგან.

მეცნიერებმა, ცოცხალი არსების თვისებების გამოვლინების მახასიათებლებზე დაყრდნობით, გამოავლინეს ცოცხალი ბუნების ორგანიზაციის რამდენიმე დონე:

1. მოლეკულური დონე - წარმოდგენილია უჯრედებში ნაპოვნი ორგანული ნივთიერებების (ცილები, ლიპიდები, ნახშირწყლები და ა.შ.) მოლეკულებით. მოლეკულურ დონეზე შეიძლება შეისწავლოს ბიოლოგიური მოლეკულების თვისებები და სტრუქტურები, მათი როლი უჯრედში, ორგანიზმის სიცოცხლეში და ა.შ. მაგალითად, დნმ-ის მოლეკულის გაორმაგება, ცილის სტრუქტურის და ა.შ.

2. ფიჭური დონე – წარმოდგენილია უჯრედებით. უჯრედულ დონეზე, ცოცხალი არსების თვისებები და ნიშნები იწყება.ფიჭურ დონეზე შეიძლება შეისწავლოს უჯრედებისა და უჯრედული სტრუქტურების სტრუქტურა და ფუნქციები, მათში მიმდინარე პროცესები. მაგალითად, ციტოპლაზმის მოძრაობა, უჯრედების გაყოფა, ცილების ბიოსინთეზი რიბოსომებში და ა.შ.

3. ორგანო-ქსოვილის დონე – წარმოდგენილია მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების ქსოვილებითა და ორგანოებით. ამ დონეზე შეიძლება შეისწავლოს ქსოვილებისა და ორგანოების სტრუქტურა და ფუნქციები, მათში მიმდინარე პროცესები. მაგალითად, გულის შეკუმშვა, წყლისა და მარილების მოძრაობა გემების მეშვეობით და ა.შ.

4. ორგანიზმის დონე – წარმოდგენილია ერთუჯრედიანი და მრავალუჯრედიანი ორგანიზმებით. ამ დონეზე ხდება ორგანიზმის შესწავლა მთლიანობაში: მისი სტრუქტურა და სასიცოცხლო ფუნქციები, პროცესების თვითრეგულირების მექანიზმები, ცხოვრების პირობებთან ადაპტაცია და ა.შ.

5. პოპულაციის სახეობების დონე- წარმოდგენილია პოპულაციებით, რომლებიც შედგებიან იმავე სახეობის ინდივიდებისგან, რომლებიც ერთად ცხოვრობენ დიდი ხნის განმავლობაში გარკვეულ ტერიტორიაზე. ერთი ინდივიდის სიცოცხლე გენეტიკურად არის განსაზღვრული და ხელსაყრელ პირობებში პოპულაცია შეიძლება უსასრულოდ იარსებოს. ვინაიდან ამ დონეზე იწყებენ ევოლუციის მამოძრავებელი ძალების მოქმედებას - ბრძოლა არსებობისთვის, ბუნებრივი გადარჩევა და ა.შ. პოპულაცია-სახეობის დონეზე ისინი სწავლობენ ინდივიდთა რაოდენობის დინამიკას, პოპულაციის ასაკობრივ-სქესობრივ შემადგენლობას, ევოლუციურს. მოსახლეობის ცვლილებები და ა.შ.

6. ეკოსისტემის დონე- წარმოდგენილია სხვადასხვა სახეობის პოპულაციებით, რომლებიც ერთად ცხოვრობენ გარკვეულ ტერიტორიაზე. ამ დონეზე შესწავლილია ორგანიზმებისა და გარემოს ურთიერთობა, პირობები, რომლებიც განაპირობებს ეკოსისტემების პროდუქტიულობასა და მდგრადობას, ეკოსისტემებში მომხდარ ცვლილებებს და ა.შ.

7. ბიოსფეროს დონე- ცოცხალი მატერიის ორგანიზაციის უმაღლესი ფორმა, რომელიც აერთიანებს პლანეტის ყველა ეკოსისტემას. ამ დონეზე ხდება პროცესების შესწავლა მთელი პლანეტის მასშტაბით - მატერიისა და ენერგიის ციკლები ბუნებაში, გლობალური ეკოლოგიური პრობლემები, დედამიწის კლიმატის ცვლილებები და ა.შ. ამჟამად მიმდინარეობს ადამიანის გავლენის შესწავლა ბიოსფეროს მდგომარეობაზე იმისათვის. გლობალური გარემოსდაცვითი კრიზისის პრევენცია უმნიშვნელოვანესია.

თეორიული მასალა

ბიოლოგია, როგორც მეცნიერება. ბიოლოგიის მეთოდები

ბიოლოგია - სიცოცხლის მეცნიერება, მისი მანიფესტაციის ნიმუშები და ფორმები, მისი არსებობა და განაწილება დროსა და სივრცეში. იგი იკვლევს ცხოვრების წარმოშობას და მის არსს, განვითარებას, ურთიერთკავშირებს და მრავალფეროვნებას. ბიოლოგია ეკუთვნის საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებს.

ტერმინი „ბიოლოგია“ პირველად გამოიყენა ანატომიის გერმანელმა პროფესორმა ტ. რუზმა 1779 წელს. თუმცა, იგი საყოველთაოდ მიღებული გახდა 1802 წელს, მას შემდეგ რაც ფრანგმა ნატურალისტმა J.-B.-მ დაიწყო მისი გამოყენება თავის ნამუშევრებში. ლამარკი.

თანამედროვე ბიოლოგია არის რთული მეცნიერება, რომელიც შედგება მრავალი დამოუკიდებელი სამეცნიერო დისციპლინისგან, საკუთარი კვლევის ობიექტებით.

ბიოლოგიური დისციპლინები

ბოტანიკა- მცენარეთა მეცნიერება,

ზოოლოგია- ცხოველთა მეცნიერება,

მიკოლოგია- სოკოს შესახებ,

ვირუსოლოგია- ვირუსების შესახებ,

მიკრობიოლოგია- ბაქტერიების შესახებ.

ანატომია- მეცნიერება, რომელიც სწავლობს ორგანიზმების შინაგან სტრუქტურას (ინდივიდუალური ორგანოები, ქსოვილები). მცენარეთა ანატომია სწავლობს მცენარეების სტრუქტურას, ცხოველთა ანატომია სწავლობს ცხოველების სტრუქტურას.

Მორფოლოგია- მეცნიერება, რომელიც სწავლობს ორგანიზმების გარე სტრუქტურას

Ფიზიოლოგია- მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სხეულის სასიცოცხლო პროცესებს და ცალკეული ორგანოების ფუნქციებს.

ჰიგიენა- მეცნიერება ადამიანის ჯანმრთელობის შენარჩუნებისა და გაძლიერების შესახებ.

ციტოლოგია- უჯრედების მეცნიერება.

ჰისტოლოგია- ქსოვილების მეცნიერება.

ტაქსონომია- მეცნიერება ცოცხალი ორგანიზმების კლასიფიკაციის შესახებ. კლასიფიკაცია არის ორგანიზმების დაყოფა ჯგუფებად (სახეობა, გვარი, ოჯახი და სხვ.) სტრუქტურული თავისებურებების, წარმოშობის, განვითარების და ა.შ.

პალეონტოლოგია- მეცნიერება, რომელიც სწავლობს ორგანიზმების ნამარხ ნაშთებს (ანაბეჭდები, ნამარხები და ა.შ.).

ემბრიოლოგია- მეცნიერება, რომელიც სწავლობს ორგანიზმების ინდივიდუალურ (ემბრიონის) განვითარებას.

ეკოლოგია- მეცნიერება, რომელიც სწავლობს ორგანიზმების ურთიერთობას ერთმანეთთან და გარემოსთან.

ეთოლოგია- მეცნიერება ცხოველთა ქცევის შესახებ.

გენეტიკა- მეცნიერება მემკვიდრეობითობისა და ცვალებადობის კანონების შესახებ.

შერჩევა- მეცნიერება შინაური ცხოველების ახალი ჯიშების, კულტივირებული მცენარეების ჯიშებისა და ბაქტერიებისა და სოკოების ჯიშების გამოყვანისა და გაუმჯობესების შესახებ.

ევოლუციური დოქტრინა- სწავლობს დედამიწაზე სიცოცხლის ისტორიული განვითარების საწყისებსა და კანონებს.

Ანთროპოლოგია- მეცნიერება ადამიანის გაჩენისა და განვითარების შესახებ.

უჯრედის ინჟინერია- მეცნიერების ფილიალი, რომელიც ეხება ჰიბრიდული უჯრედების წარმოებას. ამის მაგალითია კიბოს უჯრედების და ლიმფოციტების ჰიბრიდიზაცია, სხვადასხვა მცენარეული უჯრედების პროტოპლასტების შერწყმა და კლონირება.

გენეტიკური ინჟინერია- მეცნიერების ფილიალი, რომელიც ეხება ჰიბრიდული დნმ-ის ან რნმ-ის მოლეკულების წარმოებას. თუ უჯრედის ინჟინერია მუშაობს უჯრედულ დონეზე, მაშინ გენეტიკური ინჟინერია მუშაობს მოლეკულურ დონეზე. ამ შემთხვევაში სპეციალისტები ერთი ორგანიზმის გენებს მეორეს „გადანერგავენ“. გენეტიკური ინჟინერიის ერთ-ერთი შედეგია გენმოდიფიცირებული ორგანიზმების (გმო) წარმოება.

ბიონიკა- მიმართულება მეცნიერებაში, რომელიც ეძებს შესაძლებლობებს, გამოიყენოს ცოცხალი ბუნების ორგანიზაციის პრინციპები, თვისებები და სტრუქტურები ტექნიკურ მოწყობილობებში.

ბიოტექნოლოგია- დისციპლინა, რომელიც სწავლობს ორგანიზმების ან ბიოლოგიური პროცესების გამოყენების შესაძლებლობებს ადამიანებისთვის საჭირო ნივთიერებების მისაღებად. როგორც წესი, ბიოტექნოლოგიურ პროცესებში გამოიყენება ბაქტერიები და სოკოები.

ბიოლოგიის ზოგადი მეთოდები

მეთოდი არის რეალობის გაგების გზა.

1. დაკვირვება და აღწერა.

2.გაზომვა

3. შედარება

4. ექსპერიმენტი ან გამოცდილება

5. სიმულაცია

6. ისტორიული.

სამეცნიერო კვლევის ეტაპები

გაიმართა დაკვირვებაობიექტზე ან ფენომენზე

მიღებული მონაცემების საფუძველზე წამოაყენეს ჰიპოთეზა

სამეცნიერო ექსპერიმენტი(კონტროლის გამოცდილებით)

ექსპერიმენტის დროს შემოწმებული ჰიპოთეზა შეიძლება ეწოდოს
თეორიაან კანონით

საცხოვრებლის თვისებები

მეტაბოლიზმი და ენერგიის ნაკადი- ცოცხალი არსების ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისება. ყველა ცოცხალი ორგანიზმი შთანთქავს მათ საჭირო ნივთიერებებს გარე გარემოდან და გამოყოფს მასში ნარჩენ პროდუქტებს.

ქიმიური შემადგენლობის ერთიანობა.ცოცხალ ორგანიზმებში ქიმიურ ელემენტებს შორის ჭარბობს ნახშირბადი, ჟანგბადი, წყალბადი და აზოტი. გარდა ამისა, ცოცხალი ორგანიზმების ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა ორგანული ნივთიერებების არსებობა: ცხიმები, ნახშირწყლები, ცილები და ნუკლეინის მჟავები.

ფიჭური სტრუქტურა.ყველა ორგანიზმი შედგება უჯრედებისგან. მხოლოდ ვირუსებს აქვთ არაუჯრედული სტრუქტურა, მაგრამ ისინი ასევე აჩვენებენ ცოცხლების ნიშანს მხოლოდ მასპინძელ უჯრედში შესვლის შემდეგ.

გაღიზიანებადობა- სხეულის უნარი უპასუხოს გარე ან შინაგან გავლენებს.

თვითრეპროდუქცია.ყველა ცოცხალ ორგანიზმს შეუძლია გამრავლება, ანუ საკუთარი სახის გამრავლება. ორგანიზმების რეპროდუქცია ხდება დნმ-ის მოლეკულებში ჩაწერილი გენეტიკური პროგრამის შესაბამისად.

მემკვიდრეობა და ცვალებადობა.

მემკვიდრეობა არის ორგანიზმების უნარი, გადასცენ თავიანთი მახასიათებლები შთამომავლებს. მემკვიდრეობა უზრუნველყოფს სიცოცხლის უწყვეტობას. ცვალებადობა არის ორგანიზმების უნარი შეიძინონ ახალი მახასიათებლები მათი განვითარების პროცესში. მემკვიდრეობითი ცვალებადობა ევოლუციის მნიშვნელოვანი ფაქტორია.

Ზრდა და განვითარება.

ზრდა - რაოდენობრივი ცვლილებები (მაგალითად, მასის მატება).

განვითარება - ხარისხობრივი ცვლილებები (მაგალითად, ორგანოთა სისტემების ფორმირება, ყვავილობა და ნაყოფიერება).

თვითრეგულირება -ორგანიზმების უნარი შეინარჩუნონ ქიმიური შემადგენლობისა და სასიცოცხლო პროცესების მუდმივობა - ჰომეოსტაზის.

ადაპტაცია

რიტმი -ფიზიოლოგიური ფუნქციების ინტენსივობის პერიოდული ცვლილებები რყევების სხვადასხვა პერიოდებით (ყოველდღიური, სეზონური რიტმები). (მაგალითად, ფოტოპერიოდიზმი არის სხეულის რეაქცია დღის საათების ხანგრძლივობაზე).

ცხოვრების ორგანიზების დონეები

სატესტო ამოცანები OGE ფორმატში

რომელი მეცნიერება სწავლობს მცენარეთა ჯიშურ მრავალფეროვნებას?

1)ფიზიოლოგია 2)სისტემატიკა 3)ეკოლოგია 4)შერჩევა

2. თქვენ შეგიძლიათ გაიგოთ, საჭიროა თუ არა სინათლე ფოთლებში სახამებლის ფორმირებისთვის, გამოყენებით

1) მცენარეთა ორგანოების აღწერა 2) მცენარეების შედარება სხვადასხვა ბუნებრივი ზონებიდან

3) მცენარეთა ზრდაზე დაკვირვება 4) ფოტოსინთეზის ექსპერიმენტი

3. ბიოლოგიის რომელ სფეროში განვითარდა უჯრედული თეორია?

1) ვირუსოლოგია 2) ციტოლოგია 3) ანატომია 4) ემბრიოლოგია

4. უჯრედის ორგანელების სიმკვრივის მიხედვით გამოყოფისთვის, თქვენ აირჩევთ მეთოდს

1) დაკვირვება 2) ქრომატოგრაფია 3) ცენტრიფუგაცია 4) აორთქლება

5. ფოტოზე ნაჩვენებია დნმ-ის ფრაგმენტის მოდელი. რა მეთოდმა მისცა მეცნიერებს მოლეკულის ასეთი სამგანზომილებიანი გამოსახულების შექმნის საშუალება?

1) კლასიფიკაცია 2) ექსპერიმენტი 3) დაკვირვება 4) მოდელირება

6. ფოტოზე ნაჩვენებია ბურთი-ჯოხის დნმ-ის ფრაგმენტი. რა მეთოდმა მისცა მეცნიერებს მოლეკულის ასეთი სამგანზომილებიანი გამოსახულების შექმნის საშუალება?

კლასიფიკაცია 2) ექსპერიმენტი 3) დაკვირვება 4) მოდელირება

7. რომელი სამეცნიერო მეთოდის გამოყენება ასახავს მე-17 საუკუნის შუა წლებში დაწერილი ჰოლანდიელი მხატვრის ჯ. სტინის ნახატის „პულსი“ შეთქმულებას?

1) მოდელირება 2) გაზომვა 3) ექსპერიმენტი 4) დაკვირვება

8. შეისწავლეთ მწერის ზრდისა და განვითარების პროცესის ამსახველი გრაფიკი.

განსაზღვრეთ მწერის სიგრძე მისი განვითარების 30-ე დღეს.

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

9. ჩამოთვლილი მეცნიერებიდან რომელი ითვლება ევოლუციის დოქტრინის შემქმნელად?

1) I.I. მეჩნიკოვი 2) ლ.პასტერი 3) ჩ.დარვინი 4) ი.პ. პავლოვა

10. რომელი მეცნიერება სწავლობს მცენარეთა ჯიშურ მრავალფეროვნებას?

1) ფიზიოლოგია 2) ტაქსონომია 3) ეკოლოგია 4) სელექცია

11. შეარჩიეთ ცხოველების წყვილი, რომელთა ექსპერიმენტებმა გამოიწვია ძირითადი აღმოჩენები ცხოველებისა და ადამიანების ფიზიოლოგიაში.

1) ცხენი და ძროხა 2) ფუტკარი და პეპელა 3) ძაღლი და ბაყაყი 4) ხვლიკი და მტრედი

12. ბიოლოგიის რომელ სფეროში განვითარდა უჯრედული თეორია?

1) ვირუსოლოგია 2) ციტოლოგია 3) ანატომია 4) ემბრიოლოგია

13. მეთოდის გამოყენებით შეგიძლიათ ზუსტად განსაზღვროთ სასუქების გავლენის ხარისხი მცენარის ზრდაზე

1) ექსპერიმენტი 2) მოდელირება 3) ანალიზი 4) დაკვირვება

14. ექსპერიმენტული კვლევის მეთოდის გამოყენების მაგალითია

1) ახალი მცენარეული ორგანიზმის სტრუქტურის აღწერა

2) ორი მიკროსლაიდის შედარება სხვადასხვა ქსოვილებთან

3) ადამიანის პულსის დათვლა ვარჯიშამდე და მის შემდეგ

4) მოპოვებული ფაქტების საფუძველზე პოზიციის ჩამოყალიბება

15. მიკრობიოლოგს სურდა გაერკვია, რამდენად სწრაფად მრავლდება ერთი ტიპის ბაქტერია სხვადასხვა საკვებ გარემოში. მან აიღო ორი კოლბა, შეავსო ისინი ნახევრად სხვადასხვა საკვები ნივთიერებებით და მოათავსა მათში დაახლოებით იგივე რაოდენობის ბაქტერია. ყოველ 20 წუთში ის იღებდა ნიმუშებს და ითვლიდა მათში არსებული ბაქტერიების რაოდენობას. მისი კვლევის მონაცემები ასახულია ცხრილში.

შეისწავლეთ ცხრილი „ბაქტერიების გამრავლების სიჩქარის ცვლილება გარკვეული დროის განმავლობაში“ და უპასუხეთ კითხვებს.

ბაქტერიების გამრავლების სიჩქარის ცვლილება გარკვეული დროის განმავლობაში

1) რამდენი ბაქტერია ჩაყარა მეცნიერმა თითოეულ კოლბაში ექსპერიმენტის დასაწყისში?

2) როგორ შეიცვალა ბაქტერიების გამრავლების სიჩქარე თითოეულ კოლბაში ექსპერიმენტის დროს?

3) როგორ ავხსნათ მიღებული შედეგები?

ლიტერატურა

კამენსკი A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. ბიოლოგია. ზოგადი ბიოლოგია მე-9 კლასი: სახელმძღვანელო. საგანმანათლებლო დაწესებულებებისთვის. M.: Bustard, 2013 წ.

Zayats R.G., Rachkovskaya I.V., Butilovsky V.E., Davydov V.V. ბიოლოგია აპლიკანტებისთვის: კითხვები, პასუხები, ტესტები, ამოცანები - მინსკი: Unipress, 2011. - 768გვ.

"მე მოვაგვარებ OGE": ბიოლოგია. დიმიტრი გუშჩინის სასწავლო სისტემა [ელექტრონული რესურსი] - URL: http:// oge.sdamgia.ru