Folha de dicas de noções básicas de biologia. Preparando-se para o OGE em biologia

Biologia - um complexo de ciências sobre a natureza viva, que estuda a estrutura e funções dos seres vivos, sua diversidade, origem e desenvolvimento, bem como a interação com o meio ambiente.

Classificação das ciências biológicas

Atualmente em composição de biologia incluir botânica(plantas), zoologia(animais), microbiologia(microrganismos), micologia(cogumelos), sistemática, bioquímica(composição química da matéria viva e processos químicos nela), citologia(célula), histologia(tecidos), anatomia(estrutura interna), fisiologia(Processos da vida), embriologia(desenvolvimento individual), etologia(comportamento), genética(hereditariedade e variabilidade), seleção(criação de organismos com propriedades necessárias aos humanos), biotecnologia(uso de organismos vivos e processos biológicos na produção), doutrina evolucionista(desenvolvimento histórico do mundo orgânico), paleontologia(restos fósseis), antropologia(desenvolvimento histórico do homem como espécie biológica), ecologia(populações, comunidades, biogeocenoses e biosfera).

Na intersecção da biologia e outras ciências, surgiram uma série de novas ciências, como biofísica, bioquímica, biônica e etc.

Métodos de biologia

Principal métodos de biologia são:

• comparativo-descritivo,
• modelagem (criação de simulações simplificadas de um objeto ou fenômeno),
• monitoramento (observação sistemática, avaliação e previsão de mudanças no estado de um objeto),
• microscopia óptica e eletrônica,
• centrifugação diferencial ou fracionamento (separação de partículas sob a influência da força centrífuga),
• método de átomo marcado, ou autorradiografia, etc.

O papel da biologia na formação da imagem moderna do mundo nas ciências naturais e nas atividades práticas das pessoas

A biologia desempenhou um papel importante papel na formação de uma imagem moderna do mundo nas ciências naturais , pois revela os mecanismos de surgimento do mundo orgânico a partir de componentes inanimados e sua evolução, comprova a unidade de sua origem a partir da estrutura das células, e também generaliza os mecanismos de hereditariedade e variabilidade.

A biologia dá um contributo significativo para a compreensão humana da imagem científica do mundo, baseada na sistematização dos factos científicos estabelecidos durante a investigação científica e na sua generalização ao nível das teorias, regras e leis.

O papel da biologia nas atividades práticas das pessoas . A utilização de métodos modernos adequados de investigação científica transformou radicalmente a biologia, expandiu as suas capacidades cognitivas e abriu novos caminhos para a utilização do conhecimento biológico em todas as esferas da atividade humana. Graças às conquistas da biologia, medicamentos, vitaminas e substâncias biologicamente ativas são produzidos industrialmente. Descobertas feitas em genética, anatomia, fisiologia e bioquímica permitem dar ao doente um diagnóstico correto e desenvolver formas eficazes de tratar e prevenir diversas doenças.

Usando o conhecimento das leis da hereditariedade e da variabilidade, os cientistas de criação obtêm novas raças altamente produtivas de animais domésticos e variedades de plantas cultivadas. Com base no estudo das relações entre organismos, foram criados métodos biológicos para o controle de pragas agrícolas. O estudo da estrutura e dos princípios de funcionamento dos vários sistemas de organismos vivos ajudou a encontrar soluções originais em tecnologia e construção.

Este é um resumo do assunto "Composição, métodos e papel da biologia". Selecione os próximos passos:

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Bilhete 1 1.A biologia como ciência, suas conquistas, conexões com outras ciências. Métodos para estudar objetos vivos. O papel da biologia na vida humana e nas atividades práticas. 2. O reino vegetal, suas diferenças em relação a outros reinos da natureza viva. Explique qual grupo de plantas atualmente ocupa uma posição dominante na Terra. Encontre representantes deste grupo entre plantas vivas ou espécimes de herbário. 3. Usando o conhecimento sobre o metabolismo e a conversão de energia no corpo humano, dê uma explicação científica sobre o efeito da inatividade física, do estresse, dos maus hábitos e da alimentação excessiva no metabolismo.

1. Biologia (do grego bios life, logos science) a ciência da vida. Ela estuda os organismos vivos, sua estrutura, desenvolvimento e origem, relações com seu ambiente e com outros organismos vivos. 2. Biologia - conjunto de ciências sobre a vida, sobre a natureza viva (ver tabela “Sistema de ciências biológicas”). I. A biologia como ciência, suas conquistas em conexão com outras ciências. Métodos para estudar objetos vivos. O papel da biologia na vida humana e nas atividades práticas.

3. Métodos básicos em biologia 1. observação (permite descrever fenômenos biológicos), 2. comparação (permite encontrar padrões gerais na estrutura e na vida de vários organismos), 3. experimento ou experiência (ajuda o pesquisador a estudar o propriedades de objetos biológicos), 4. modelagem (simulam-se processos inacessíveis à observação ou reprodução experimental), 5. método histórico (com base em dados sobre o mundo orgânico moderno e seu passado, são aprendidos os processos de desenvolvimento da natureza viva) .

4. Conquistas da biologia: 1). Descrição do grande número de espécies de organismos vivos existentes na Terra; 2). Criação da teoria celular, evolutiva e cromossômica; 3). A descoberta da estrutura molecular das unidades estruturais da hereditariedade (genes) serviu de base para a criação da engenharia genética. 4). A aplicação prática das conquistas da biologia moderna permite obter quantidades industrialmente significativas de substâncias biologicamente ativas.

6). Graças ao conhecimento das leis da hereditariedade e da variabilidade, grandes sucessos foram alcançados na agricultura na criação de novas raças altamente produtivas de animais domésticos e variedades de plantas cultivadas. 5). Com base no estudo das relações entre organismos, foram criados métodos biológicos para o controle de pragas agrícolas.

7).Grande importância na biologia é atribuída à elucidação dos mecanismos de biossíntese de proteínas e dos segredos da fotossíntese, o que abrirá caminho para a obtenção de nutrientes orgânicos. Além disso, a utilização na indústria (na construção, na criação de novas máquinas e mecanismos) dos princípios de organização dos seres vivos (biónica) traz actualmente e dará no futuro um efeito económico significativo. O design em favo de mel serviu de base para a produção de "painéis em favo de mel" para construção

Numa tal situação, a única base para aumentar os recursos alimentares pode ser a intensificação da agricultura. Um papel importante neste processo será desempenhado pelo desenvolvimento de novas formas altamente produtivas de microrganismos, plantas e animais, e pela utilização racional e cientificamente fundamentada dos recursos naturais.

1. As plantas são autotróficas e capazes de fotossíntese; 2. Presença de plastídios com pigmentos nas células; 3. As células são circundadas por uma parede de celulose; 4.Presença de vacúolos com seiva celular nas células; 5.Crescimento ilimitado; 6. Existem hormônios vegetais - fitohormônios; 7. Tipo de nutrição osmótica (recebimento de nutrientes na forma de soluções aquosas que entram pela membrana celular).

Angiospermas ou plantas com flores são a maior divisão das plantas superiores modernas, totalizando cerca de 250 mil espécies. Eles crescem em todas as zonas climáticas e fazem parte de todas as biogeocenoses do globo. Isso indica sua alta adaptabilidade às condições modernas de existência na Terra.

Adaptações nas angiospermas (plantas com flores) que lhes permitiram ocupar uma posição dominante na Terra: I. Os órgãos vegetativos das plantas com flores atingem a maior complexidade e diversidade. II. As plantas com flores possuem um sistema condutor mais avançado, que proporciona melhor abastecimento de água à planta. III. Pela primeira vez, as plantas com flores têm um novo órgão - a flor. Os óvulos estão encerrados em uma cavidade fechada do ovário, formada por um ou mais carpelos fundidos. As sementes estão contidas no fruto. Surgiu a dupla fertilização, o que os distingue nitidamente de todos os outros grupos do mundo vegetal. 4. As transformações mais importantes ocorreram no sistema condutor. Em vez de traqueídeos, os vasos tornam-se os principais elementos condutores do xilema, o que acelera significativamente o movimento da corrente ascendente. Assim, as angiospermas receberam oportunidades adicionais na competição e acabaram se tornando “vencedoras” na luta pela existência.

III. Usando o conhecimento sobre o metabolismo e a conversão de energia no corpo humano, dê uma explicação científica sobre o efeito da inatividade física, do estresse, dos maus hábitos e da alimentação excessiva no metabolismo. O corpo recebe muitas substâncias de fora, processa-as, obtendo energia ou aquelas moléculas que o corpo necessita para construir seus próprios tecidos. Os produtos metabólicos resultantes são excretados do corpo. A totalidade de todas as reações de dissimilação (degradação de substâncias com liberação de energia) e assimilação (síntese de substâncias necessárias ao corpo) é chamada de metabolismo. Num corpo saudável, a assimilação e a dissimilação são estritamente equilibradas. Todas as reações metabólicas são reguladas pelos sistemas nervoso e endócrino. Os distúrbios metabólicos estão subjacentes a muitas doenças humanas.

1. A inatividade física - redução da atividade física, falta de atividade física - leva à diminuição do desempenho dos músculos, do sistema cardiovascular e, como consequência, a distúrbios metabólicos e à deterioração do estado de todo o organismo. Os nutrientes não gastos na atividade física são armazenados, o que muitas vezes leva à obesidade. Comer demais também contribui para isso (2).

3. O estresse é uma reação protetora do corpo que lhe permite sobreviver em momentos de perigo. O estresse mobiliza as capacidades do corpo, é acompanhado pela liberação de hormônios, aumenta a intensidade da atividade cardiovascular, etc. No entanto, o estresse intenso e especialmente prolongado pode levar ao esgotamento da força humana e a distúrbios metabólicos.

4. O consumo constante de bebidas alcoólicas tem um efeito negativo muito forte no metabolismo. Nos alcoólatras, a oxidação do álcool etílico dá ao corpo uma certa quantidade de energia, mas também produz substâncias muito tóxicas que matam as células do fígado e do cérebro. Aos poucos, o apetite dos alcoólatras diminui e eles deixam de ingerir quantidades normais de proteínas, gorduras e carboidratos, substituindo-os por bebidas alcoólicas, o que leva à destruição do organismo. Alcoólatras crônicos sempre apresentam danos ao fígado, perdem peso e ocorre destruição muscular gradual.

5. Fumar também tem um forte efeito negativo no metabolismo, pois destrói os pulmões e impede que o corpo receba a quantidade necessária de oxigênio. Além disso, fumar aumenta muito a probabilidade de desenvolver câncer de pulmão.

6. As substâncias narcóticas, participando do metabolismo, causam dependência, posteriormente a cessação da ingestão de nicotina, álcool, etc. é acompanhada por sintomas de abstinência - uma acentuada deterioração do bem-estar. Assim, ocorre a dependência fisiológica e psicológica das drogas.

Existem muitas maneiras pelas quais uma pessoa pode usar o conhecimento em biologia; por exemplo, aqui estão algumas (vamos do maior para o menor):

· Conhecimento leis ambientais permite regular a atividade humana dentro dos limites da preservação do ecossistema em que vive e trabalha (gestão ambiental racional);

· Botânica e genética permitir aumentar a produtividade, combater pragas e desenvolver variedades novas, necessárias e úteis;

· Genética está atualmente tão intimamente entrelaçado com medicamento que muitas doenças que antes eram consideradas incuráveis ​​são estudadas e prevenidas já nas fases embrionárias do desenvolvimento humano;

· Com a ajuda da microbiologia, cientistas de todo o mundo estão a desenvolver soros e vacinas contra vírus e uma grande variedade de medicamentos antibacterianos.

Diferenças entre estruturas vivas e não vivas. Propriedades dos seres vivos

Biologia - uma ciência que estuda as propriedades dos sistemas vivos. No entanto, definir o que é um sistema vivo é bastante difícil. A linha entre o vivo e o não-vivo não é tão fácil de traçar como parece. Tente responder às perguntas: Os vírus estão vivos quando permanecem fora do corpo do hospedeiro e não há metabolismo neles? Os objetos e máquinas artificiais podem exibir as propriedades dos seres vivos? E os programas de computador? Ou idiomas?

Para responder a estas questões, podemos tentar isolar um conjunto mínimo de propriedades características dos sistemas vivos. É por isso que os cientistas estabeleceram vários critérios pelos quais um organismo pode ser classificado como vivo.

O mais importante de propriedades características (critérios) dos seres vivos são as seguintes:

1. Troca de matéria e energia com o meio ambiente. Do ponto de vista da física, todos os sistemas vivos são abrir, isto é, eles trocam constantemente matéria e energia com o meio ambiente, ao contrário fechado completamente isolado do mundo exterior e semifechado, trocando apenas energia, mas não matéria. Veremos mais tarde que esta troca é um pré-requisito para a existência de vida.

2. Os sistemas vivos são capazes de acumular substâncias recebidas do meio ambiente e, como resultado, crescimento.

3. A biologia moderna considera que a propriedade fundamental dos seres vivos é a capacidade de criar idênticos (ou quase idênticos) auto-reprodução, isto é, reprodução mantendo a maioria das propriedades do organismo original.

4. A auto-reprodução idêntica está inextricavelmente ligada ao conceito hereditariedade, isto é, a transmissão de características e propriedades aos descendentes.

5. No entanto, a hereditariedade não é absoluta - se todos os organismos filhos copiassem exatamente os seus pais, então nenhuma evolução seria possível, uma vez que os organismos vivos nunca mudariam. Isto levaria ao fato de que, com qualquer mudança repentina nas condições, todos morreriam. Mas a vida é extremamente flexível e os organismos adaptam-se a uma ampla gama de condições. Isto é possível graças a variabilidade– o fato de a auto-reprodução dos organismos não ser completamente idêntica, durante ela surgem erros e variações, que podem ser materiais para a seleção. Existe um certo equilíbrio entre hereditariedade e variabilidade.

6. A variabilidade pode ser hereditária e não hereditária. A variabilidade hereditária, ou seja, o surgimento de novas variações de características que são herdadas e fixadas ao longo de várias gerações, serve de material para seleção natural. A seleção natural é possível entre quaisquer objetos em reprodução, não necessariamente vivos, se houver competição entre eles por recursos limitados. Aqueles objetos que, devido à variabilidade, adquiriram características desfavoráveis ​​​​em um determinado ambiente serão rejeitados, portanto, características que conferem vantagem competitiva na luta serão cada vez mais encontradas em novos objetos. Esta é a seleção natural - o fator criativo da evolução, graças ao qual surgiu toda a diversidade de organismos vivos na Terra.

7. Os organismos vivos respondem ativamente a sinais externos, exibindo a propriedade irritabilidade.

8. Graças à sua capacidade de responder às mudanças nas condições externas, os organismos vivos são capazes de adaptação- adaptação às novas condições. Esta propriedade, em particular, permite que os organismos sobrevivam a vários desastres e se espalhem para novos territórios.

9. A adaptação é realizada por autorregulação, isto é, a capacidade de manter a constância de certos parâmetros físicos e químicos em um organismo vivo, inclusive em mudanças nas condições ambientais. Por exemplo, o corpo humano mantém constante a temperatura, a concentração de glicose e muitas outras substâncias no sangue.

10. Uma propriedade importante da vida terrena é discrição, isto é, descontinuidade: é representada por indivíduos individuais, os indivíduos são combinados em populações, as populações em espécies, etc., ou seja, em todos os níveis de organização dos seres vivos existem unidades separadas. O romance de ficção científica de Stanislaw Lem, Solaris, descreve um enorme oceano vivo que cobre todo o planeta. Mas não existem tais formas de vida na Terra.

Composição química dos seres vivos

Os organismos vivos consistem em um grande número de substâncias químicas, orgânicas e inorgânicas, poliméricas e de baixo peso molecular. Muitos elementos químicos presentes no ambiente são encontrados nos sistemas vivos, mas apenas cerca de 20 deles são necessários à vida. Esses elementos são chamados biogênico.

No processo de evolução de substâncias inorgânicas para bioorgânicas, a base para o uso de certos elementos químicos na criação de sistemas biológicos é a seleção natural. Como resultado desta seleção, a base de todos os sistemas vivos consiste em apenas seis elementos: carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, enxofre, chamados organógenos. Seu conteúdo no organismo chega a 97,4%.

Organógenos são os principais elementos químicos que constituem as substâncias orgânicas: carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio.

Do ponto de vista da química, a seleção natural dos elementos organógenos pode ser explicada pela sua capacidade de formar ligações químicas: por um lado, bastante fortes, ou seja, intensivos em energia, e por outro, bastante lábeis, o que poderia sucumbem facilmente à hemólise, heterólise e redistribuição cíclica.

O organógeno número um é, sem dúvida, o carbono. Seus átomos formam fortes ligações covalentes entre si ou com átomos de outros elementos. Estas ligações podem ser simples ou múltiplas; graças a estas 3 ligações, o carbono é capaz de formar sistemas conjugados ou acumulados na forma de cadeias e ciclos abertos ou fechados.

Ao contrário do carbono, os elementos organogénicos hidrogénio e oxigénio não formam ligações lábeis, mas a sua presença numa molécula orgânica, incluindo bioorgânica, determina a sua capacidade de interagir com um biossolvente – a água. Além disso, o hidrogênio e o oxigênio são portadores das propriedades redox dos sistemas vivos e garantem a unidade dos processos redox.

Os restantes três organógenos - nitrogênio, fósforo e enxofre, bem como alguns outros elementos - ferro, magnésio, que constituem os centros ativos de enzimas, como o carbono, são capazes de formar ligações lábeis. Uma propriedade positiva dos organógenos é também que eles, via de regra, formam compostos facilmente solúveis em água e, portanto, concentrados no corpo.

Existem diversas classificações de elementos químicos contidos no corpo humano. Assim, V. I. Vernadsky, dependendo do conteúdo médio nos organismos vivos, dividiu os elementos em três grupos:

1. Macroelementos. São elementos cujo conteúdo no corpo é superior a 10 - ²%. Estes incluem carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, enxofre, cálcio, magnésio, sódio e cloro, potássio e ferro. Estes são os chamados elementos biogênicos universais presentes nas células de todos os organismos.

2. Microelementos. São elementos cujo conteúdo no corpo varia de 10 - ² a 10 - ¹²%. Estes incluem iodo, cobre, arsênico, flúor, bromo, estrôncio, bário e cobalto. Embora estes elementos estejam contidos nos organismos em concentrações extremamente baixas (não superiores a um milésimo de por cento), eles também são necessários para a vida normal. Estes são biogênicos microelementos. Suas funções e papéis são muito diversos. Muitos microelementos fazem parte de uma série de enzimas, vitaminas, pigmentos respiratórios, alguns afetam o crescimento, a taxa de desenvolvimento, a reprodução, etc.

3. Ultramicroelementos. São elementos cujo conteúdo no corpo é inferior a 10-¹²%. Estes incluem mercúrio, ouro, urânio, rádio, etc.

VV Kovalsky, com base no grau de importância dos elementos químicos para a vida humana, dividiu-os em três grupos:

1. Elementos insubstituíveis. Eles estão constantemente presentes no corpo humano e fazem parte de seus compostos inorgânicos e orgânicos. Estes são H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Zn, Fe, Mo, V. Uma deficiência no conteúdo desses elementos leva a perturbação do funcionamento normal do corpo.

2. Elementos de impureza. Esses elementos estão constantemente presentes no corpo humano, mas seu papel biológico ainda nem sempre foi esclarecido ou é pouco estudado. Estes são 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. Elementos de microimpurezas. São encontrados no corpo humano, mas não há informações sobre seu conteúdo quantitativo ou papel biológico. São eles Sc, Tl, In, La, Sm, Pr, W, Re, Tb, etc. Os elementos químicos necessários à construção e funcionamento das células e organismos são chamados de biogênicos.

Entre as substâncias e componentes inorgânicos, o lugar principal é ocupado por - água.

Para manter a força iônica e o ambiente de pH nos quais ocorrem os processos vitais, são necessárias certas concentrações de íons inorgânicos. Para manter certa força iônica e conexão do meio tampão, é necessária a participação de íons com carga única: amônio (NH4+); sódio(Na+); potássio (K+). Os cátions não são intercambiáveis, existem mecanismos especiais que mantêm o equilíbrio necessário entre eles.

Compostos inorgânicos:

Sais de amônio;

Carbonatos;

Sulfatos;

Fosfatos.

Não metais:

1. Cloro (básico). Na forma de ânions, participa da criação de um ambiente salino e, às vezes, faz parte de algumas substâncias orgânicas.

2. O iodo e seus compostos participam de alguns processos vitais dos compostos orgânicos (organismos vivos). O iodo faz parte dos hormônios da tireoide (tiroxina).

3. Derivados de selênio. A selenocesteína faz parte de algumas enzimas.

4. Silício - faz parte da cartilagem e ligamentos, na forma de ésteres de ácido ortossilícico, participa da costura das cadeias polissacarídicas.

Muitos compostos nos organismos vivos são complexos: heme é um complexo de ferro com uma molécula plana de parafina; cobolamina

Magnésio e cálcio são os principais metais, sem contar o ferro, são onipresentes nos sistemas biológicos. A concentração de íons magnésio é importante para a manutenção da integridade e funcionamento dos ribossomos, ou seja, para a síntese protéica.

O magnésio também faz parte da clorofila. Os íons de cálcio participam de processos celulares, incluindo contrações musculares. Sais não dissolvidos – participam na formação de estruturas de suporte:

Fosfato de cálcio (nos ossos);

Carbonato (em conchas de moluscos).

Os íons metálicos do 4º período fazem parte de vários compostos vitais - enzimas. Algumas proteínas contêm ferro na forma de aglomerados de ferro-enxofre. Os íons zinco são encontrados em um número significativo de enzimas. O manganês faz parte de um pequeno número de enzimas, mas desempenha um papel importante na biosfera, durante a redução fotoquímica da água, garante a liberação de oxigênio na atmosfera e o fornecimento de elétrons à cadeia de transporte durante a fotossíntese.

O cobalto faz parte de enzimas na forma de cobalaminas (vitamina B 12).

O molibdênio é um componente essencial da enzima nitrodinase (que catalisa a redução do nitrogênio atmosférico em amônia em bactérias fixadoras de nitrogênio)

Grande número matéria orgânica parte dos organismos vivos: ácido acético; acetaldeído; etanol (são produtos e substratos de transformações bioquímicas).

Os principais grupos de compostos de baixo peso molecular de organismos vivos:

Os aminoácidos são componentes das proteínas

As nucleamidas fazem parte dos ácidos nucléicos

Mono e oligossacarídeos são componentes de tecidos estruturais

Os lipídios são componentes das paredes celulares.

Além dos anteriores, existem:

Os cofatores enzimáticos são componentes essenciais de um número significativo de enzimas e catalisam reações redox.

Coenzimas são compostos orgânicos que funcionam em certos sistemas de reação enzimática. Por exemplo: dinucleatídeo de nicotinoamidodanina (NAD+). Na forma oxidada, é um oxidante de grupos álcool em grupos carbonila, formando assim um agente redutor.

Os cofatores enzimáticos são moléculas orgânicas complexas sintetizadas a partir de precursores complexos que devem estar presentes como componentes essenciais dos alimentos.

Os animais superiores são caracterizados pela formação e funcionamento de substâncias que controlam os sistemas nervoso e endócrino - hormônios e neurotransmissores. Por exemplo, o hormônio adrenal desencadeia o processamento oxidativo do glicogênio durante uma situação estressante.

Muitas plantas sintetizam aminas complexas com fortes efeitos biológicos - alcalóides.

Os terpenos são compostos de origem vegetal, componentes de óleos essenciais e resinas.

Os antibióticos são substâncias de origem microbiológica, secretadas por tipos especiais de microrganismos que suprimem o crescimento de outros microrganismos concorrentes. O seu mecanismo de ação é variado, por exemplo, retardando o crescimento de proteínas nas bactérias.

Prazo "biologia"é formado por duas palavras gregas “bios” – vida e “logos” – conhecimento, ensino, ciência. Daí a definição clássica da biologia como uma ciência que estuda a vida em todas as suas manifestações.

Biologia explora a diversidade de seres vivos existentes e extintos, sua estrutura, funções, origem, evolução, distribuição e desenvolvimento individual, conexões entre si, entre comunidades e com a natureza inanimada.

Biologia examina os padrões gerais e particulares inerentes à vida em todas as suas manifestações e propriedades: metabolismo, reprodução, hereditariedade, variabilidade, adaptabilidade, crescimento, desenvolvimento, irritabilidade, mobilidade, etc.

Métodos de pesquisa em biologia

1. Observação- o método mais simples e acessível. Por exemplo, você pode observar mudanças sazonais na natureza, na vida das plantas e animais, no comportamento dos animais, etc.
2. Descrição objetos biológicos (descrição oral ou escrita).
3. Comparação– encontrar semelhanças e diferenças entre organismos, utilizados na taxonomia.
4. Método experimental(em laboratório ou em condições naturais) – pesquisa biológica utilizando diversos instrumentos e métodos da física e da química.
5. Microscopia– estudo da estrutura das células e estruturas celulares utilizando microscópios ópticos e eletrônicos. Microscópios de luz permitem que você veja as formas e tamanhos das células e organelas individuais. Eletrônico – pequenas estruturas de organelas individuais.
6. Método bioquímico- estudo da composição química das células e tecidos dos organismos vivos.
7. Citogenética– um método de estudar cromossomos ao microscópio. Você pode detectar mutações genômicas (por exemplo, síndrome de Down), mutações cromossômicas (mudanças na forma e no tamanho dos cromossomos).
8. Ultracentrifugação- isolamento de estruturas celulares individuais (organelas) e seu estudo posterior.
9. Método histórico– comparação dos factos obtidos com resultados obtidos anteriormente.
10. Modelagem– criação de vários modelos de processos, estruturas, ecossistemas, etc. para prever mudanças.
11. Método hibridológico– o método de cruzamento, principal método de estudo dos padrões de hereditariedade.
12. Método genealógico– um método de compilação de pedigrees, usado para determinar o tipo de herança de uma característica.
13. Método gêmeo– um método que permite determinar a parcela de influência dos fatores ambientais no desenvolvimento das características. Aplica-se a gêmeos idênticos.

Conexão da biologia com outras ciências.

A diversidade da natureza viva é tão grande que a biologia moderna deve ser apresentada como um complexo de ciências. A biologia está subjacente a ciências como medicina, ecologia, genética, seleção, botânica, zoologia, anatomia, fisiologia, microbiologia, embriologia A biologia, juntamente com outras ciências, formou ciências como biofísica, bioquímica, biônica, geobotânica, zoogeografia, etc. relacionados à biologia estão aparecendo. Isto prova mais uma vez que o mundo vivo é multifacetado e complexo e está intimamente ligado à natureza inanimada.

Ciências biológicas básicas - objetos de seu estudo

1. Anatomia é a estrutura externa e interna dos organismos.
2. Fisiologia – processos vitais.
3. Medicina - doenças humanas, suas causas e métodos de tratamento.
4. Ecologia – relações entre organismos na natureza, padrões de processos nos ecossistemas.
5. Genética - as leis da hereditariedade e da variabilidade.
6. Citologia é a ciência das células (estrutura, atividade vital, etc.).
7. Bioquímica – processos bioquímicos em organismos vivos.
8. Biofísica – fenômenos físicos em organismos vivos.
9. Melhoramento é a criação de novas variedades, raças e linhagens existentes e o melhoramento delas.
10. Paleontologia – restos fósseis de organismos antigos.
11. Embriologia - desenvolvimento de embriões.

Uma pessoa pode aplicar conhecimentos na área de biologia:

• para a prevenção e tratamento de doenças
• ao prestar primeiros socorros vítimas de acidentes;
• na produção agrícola, pecuária
• em atividades ambientais que contribuem para resolver problemas ambientais globais (conhecimento sobre as inter-relações dos organismos na natureza, sobre os fatores que afetam negativamente o estado do meio ambiente, etc.) BIOLOGIA COMO CIÊNCIA

Sinais e propriedades dos seres vivos:

1. Estrutura celular. A célula é uma unidade estrutural e funcional única, bem como uma unidade de desenvolvimento para quase todos os organismos vivos da Terra. Os vírus são uma exceção, mas mesmo eles exibem propriedades vivas apenas quando estão em uma célula. Fora da cela eles não mostram sinais de vida.

2. Unidade de composição química. Os seres vivos são constituídos pelos mesmos elementos químicos que os seres não vivos, mas nos seres vivos 90% da massa vem de quatro elementos: S, O, N, N, que estão envolvidos na formação de moléculas orgânicas complexas, como proteínas, ácidos nucléicos, carboidratos, lipídios.

3. Metabolismo e energia são as principais propriedades dos seres vivos.É realizada como resultado de dois processos inter-relacionados: a síntese de substâncias orgânicas no corpo (devido a fontes externas de energia provenientes da luz e dos alimentos) e o processo de decomposição de substâncias orgânicas complexas com liberação de energia, que é então consumido pelo corpo. O metabolismo garante a constância da composição química em condições ambientais em constante mudança.

4. Abertura. Todos os organismos vivos são sistemas abertos, ou seja, sistemas que só são estáveis ​​se receberem energia e matéria contínuas do meio ambiente.

5. Auto-reprodução (reprodução). A capacidade de auto-reprodução é a propriedade mais importante de todos os organismos vivos. Baseia-se em informações sobre a estrutura e funções de qualquer organismo vivo, incorporadas em ácidos nucléicos e garantindo a especificidade da estrutura e atividade vital do organismo vivo.

6. Auto-regulação. Graças aos mecanismos de autorregulação, é mantida a relativa constância do ambiente interno do corpo, ou seja, a constância da composição química e a intensidade dos processos fisiológicos são mantidas - homeostase.

7. Desenvolvimento e crescimento. No processo de desenvolvimento individual (ontogênese), as propriedades individuais do organismo aparecem de forma gradual e consistente (desenvolvimento) e ocorre seu crescimento (aumento de tamanho). Além disso, todos os sistemas vivos evoluem - mudam durante o desenvolvimento histórico (filogenia).

8. Irritabilidade. Qualquer organismo vivo é capaz de responder a influências externas e internas.

9. Hereditariedade. Todos os organismos vivos são capazes de preservar e transmitir características básicas aos descendentes.

10. Variabilidade. Todos os organismos vivos são capazes de mudar e adquirir novas características.

Níveis básicos de organização da natureza viva

Toda a natureza viva é uma coleção de sistemas biológicos. Propriedades importantes dos sistemas vivos são a organização multinível e hierárquica. As partes dos sistemas biológicos são elas próprias sistemas compostos de partes interligadas. Em todos os níveis, cada sistema biológico é único e diferente de outros sistemas.

Os cientistas, com base nas características de manifestação das propriedades dos seres vivos, identificaram vários níveis de organização da natureza viva:

1. Nivel molecular - representado por moléculas de substâncias orgânicas (proteínas, lipídios, carboidratos, etc.) encontradas nas células. No nível molecular, pode-se estudar as propriedades e estruturas das moléculas biológicas, seu papel na célula, na vida do organismo e assim por diante. Por exemplo, duplicando a molécula de DNA, a estrutura da proteína e assim por diante.

2. Nível celular – representado por células. No nível celular, as propriedades e sinais dos seres vivos começam a aparecer. No nível celular, pode-se estudar a estrutura e as funções das células e das estruturas celulares, os processos que ocorrem nelas. Por exemplo, o movimento do citoplasma, a divisão celular, a biossíntese de proteínas nos ribossomos e assim por diante.

3. Nível órgão-tecido – representado por tecidos e órgãos de organismos multicelulares. Neste nível, pode-se estudar a estrutura e funções dos tecidos e órgãos, os processos que neles ocorrem. Por exemplo, contração do coração, movimento de água e sais através dos vasos e assim por diante.

4. Nível orgânico – representado por organismos unicelulares e multicelulares. Neste nível, o organismo é estudado como um todo: sua estrutura e funções vitais, mecanismos de autorregulação dos processos, adaptação às condições de vida, etc.

5. Nível população-espécie– representado por populações constituídas por indivíduos da mesma espécie que vivem juntos por um longo período em um determinado território. A vida de um indivíduo é determinada geneticamente e, em condições favoráveis, a população pode existir indefinidamente. Uma vez que neste nível começam a operar as forças motrizes da evolução - a luta pela existência, a seleção natural, etc. mudanças na população e assim por diante.

6. Nível do ecossistema– representado por populações de diferentes espécies que vivem juntas em um determinado território. Neste nível, são estudadas as relações entre os organismos e o meio ambiente, as condições que determinam a produtividade e a sustentabilidade dos ecossistemas, as mudanças nos ecossistemas, e assim por diante.

7. Nível da biosfera– a forma mais elevada de organização da matéria viva, unindo todos os ecossistemas do planeta. Neste nível, são estudados processos à escala de todo o planeta - ciclos de matéria e energia na natureza, problemas ambientais globais, mudanças no clima da Terra, etc. prevenir uma crise ambiental global é de suma importância.

MATERIAL TEÓRICO

BIOLOGIA COMO CIÊNCIA. MÉTODOS DE BIOLOGIA

Biologia - a ciência da vida, seus padrões e formas de manifestação, sua existência e distribuição no tempo e no espaço. Ela explora as origens da vida e sua essência, desenvolvimento, interconexões e diversidade. A biologia pertence às ciências naturais.

O termo “biologia” foi usado pela primeira vez pelo professor alemão de anatomia T. Ruz em 1779. No entanto, tornou-se geralmente aceito em 1802, depois que o naturalista francês J.-B. começou a utilizá-lo em suas obras. Lamarck.

A biologia moderna é uma ciência complexa que consiste em uma série de disciplinas científicas independentes com seus próprios objetos de pesquisa.

DISCIPLINAS BIOLÓGICAS

Botânica- ciência das plantas,

Zoologia- Ciência Animal,

Micologia- sobre cogumelos,

Virologia- sobre vírus,

Microbiologia- sobre bactérias.

Anatomia- uma ciência que estuda a estrutura interna dos organismos (órgãos individuais, tecidos). A anatomia vegetal estuda a estrutura das plantas, a anatomia animal estuda a estrutura dos animais.

Morfologia- uma ciência que estuda a estrutura externa dos organismos

Fisiologia- uma ciência que estuda os processos vitais do corpo e as funções dos órgãos individuais.

Higiene- a ciência da preservação e fortalecimento da saúde humana.

Citologia- ciência celular.

Histologia- ciência dos tecidos.

Taxonomia- a ciência da classificação dos organismos vivos. Classificação é a divisão dos organismos em grupos (espécies, gêneros, famílias, etc.) com base em características estruturais, origem, desenvolvimento, etc.

Paleontologia- uma ciência que estuda os restos fósseis (impressões, fósseis, etc.) de organismos.

Embriologia- a ciência que estuda o desenvolvimento individual (embrionário) dos organismos.

Ecologia- uma ciência que estuda as relações dos organismos entre si e com o meio ambiente.

Etologia- a ciência do comportamento animal.

Genética- a ciência das leis da hereditariedade e da variabilidade.

Seleção- a ciência da criação de novas raças e do melhoramento de raças existentes de animais domésticos, variedades de plantas cultivadas e estirpes de bactérias e fungos.

Doutrina evolucionária- estuda as origens e os padrões do desenvolvimento histórico da vida na Terra.

Antropologia- a ciência do surgimento e desenvolvimento do homem.

Engenharia celular- um ramo da ciência que trata da produção de células híbridas. Um exemplo é a hibridização de células cancerígenas e linfócitos, a fusão de protoplastos de diferentes células vegetais e a clonagem.

Engenharia genética- um ramo da ciência que trata da produção de moléculas híbridas de DNA ou RNA. Se a engenharia celular funciona no nível celular, então a engenharia genética funciona no nível molecular. Nesse caso, os especialistas “transplantam” os genes de um organismo para outro. Um dos resultados da engenharia genética é a produção de organismos geneticamente modificados (OGM).

Biônica- uma direção da ciência que busca oportunidades para aplicar os princípios de organização, propriedades e estruturas da natureza viva em dispositivos técnicos.

Biotecnologia- uma disciplina que estuda as possibilidades de utilização de organismos ou processos biológicos para obter substâncias necessárias ao homem. Normalmente, os processos biotecnológicos utilizam bactérias e fungos.

MÉTODOS GERAIS DE BIOLOGIA

Um método é uma forma de compreender a realidade.

1. Observação e descrição.

2. Medição

3. Comparação

4. Experimente ou experimente

5. Simulação

6. Histórico.

ETAPAS DA PESQUISA CIENTÍFICA

Mantido observação sobre um objeto ou fenômeno

com base nos dados obtidos, é apresentado hipótese

científico experimentar(com experiência de controle)

uma hipótese testada durante um experimento pode ser chamada
teoria ou por lei

PROPRIEDADES DE VIVER

Metabolismo e fluxo de energia- a propriedade mais importante dos seres vivos. Todos os organismos vivos absorvem as substâncias de que necessitam do ambiente externo e liberam resíduos nele.

Unidade de composição química. Entre os elementos químicos dos organismos vivos predominam o carbono, o oxigênio, o hidrogênio e o nitrogênio. Além disso, a característica mais importante dos organismos vivos é a presença de substâncias orgânicas: gorduras, carboidratos, proteínas e ácidos nucléicos.

Estrutura celular. Todos os organismos são constituídos por células. Apenas os vírus possuem estrutura não celular, mas também mostram sinais de estar vivos somente após entrarem na célula hospedeira.

Irritabilidade- a capacidade do corpo de responder a influências externas ou internas.

Auto-reprodução. Todos os organismos vivos são capazes de se reproduzir, isto é, de reproduzir sua própria espécie. A reprodução dos organismos ocorre de acordo com o programa genético registrado nas moléculas de DNA.

Hereditariedade e variabilidade.

Hereditariedade é a capacidade dos organismos de transmitir suas características aos seus descendentes. A hereditariedade garante a continuidade da vida. Variabilidade é a capacidade dos organismos de adquirir novas características no processo de seu desenvolvimento. A variabilidade hereditária é um fator importante na evolução.

Crescimento e desenvolvimento.

Crescimento - mudanças quantitativas (por exemplo, aumento de massa).

Desenvolvimento - mudanças qualitativas (por exemplo, formação de sistemas orgânicos, floração e frutificação).

Auto-regulação - a capacidade dos organismos de manter a constância de sua composição química e processos vitais - homeostase.

Adaptação

Ritmo - mudanças periódicas na intensidade das funções fisiológicas com diferentes períodos de flutuações (ritmos diários, sazonais). (Por exemplo, o fotoperiodismo é a reação do corpo à duração do dia).

Níveis de organização da vida

Tarefas de teste no formato OGE

Que ciência estuda a diversidade varietal das plantas?

1)fisiologia 2)sistemática 3)ecologia 4)seleção

2. Você pode descobrir se a luz é necessária para a formação de amido nas folhas usando

1) descrições de órgãos vegetais 2) comparações de plantas de diferentes zonas naturais

3) observações do crescimento das plantas 4) experimento de fotossíntese

3. Em que área da biologia foi desenvolvida a teoria celular?

1) virologia 2) citologia 3) anatomia 4) embriologia

4. Para separar organelas celulares por densidade, você escolherá um método

1) observação 2) cromatografia 3) centrifugação 4) evaporação

5. A fotografia mostra um modelo de fragmento de DNA. Que método permitiu aos cientistas criar uma imagem tridimensional de uma molécula?

1) classificação 2) experimento 3) observação 4) modelagem

6. A foto mostra um fragmento de DNA em forma de bola e bastão. Que método permitiu aos cientistas criar uma imagem tridimensional de uma molécula?

classificação 2) experimento 3) observação 4) modelagem

7. A utilização de qual método científico ilustra o enredo da pintura do artista holandês J. Steen “Pulse”, escrita em meados do século XVII?

1) modelagem 2) medição 3) experimento 4) observação

8. Estude o gráfico que reflete o processo de crescimento e desenvolvimento do inseto.

Determine o comprimento do inseto no 30º dia de seu desenvolvimento.

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

9. Qual dos seguintes cientistas é considerado o criador da doutrina da evolução?

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

10. Que ciência estuda a diversidade varietal das plantas?

1) fisiologia 2) taxonomia 3) ecologia 4) seleção

11. Selecione um par de animais cujos experimentos levaram a grandes descobertas na fisiologia animal e humana.

1) cavalo e vaca 2) abelha e borboleta 3) cachorro e sapo 4) lagarto e pomba

12. Em que área da biologia foi desenvolvida a teoria celular?

1) virologia 2) citologia 3) anatomia 4) embriologia

13. Você pode determinar com precisão o grau de influência dos fertilizantes no crescimento das plantas usando o método

1) experimento 2) modelagem 3) análise 4) observação

14. Um exemplo de aplicação de método de pesquisa experimental é

1) descrição da estrutura de um novo organismo vegetal

2) comparação de duas microlâminas com tecidos diferentes

3) contar o pulso de uma pessoa antes e depois do exercício

4) formular uma posição com base nos fatos obtidos

15. Um microbiologista queria descobrir a rapidez com que um tipo de bactéria se multiplica em diferentes meios nutrientes. Ele pegou dois frascos, encheu-os até a metade com diferentes meios nutrientes e colocou aproximadamente o mesmo número de bactérias neles. A cada 20 minutos ele removia amostras e contava o número de bactérias nelas contidas. Os dados de sua pesquisa estão refletidos na tabela.

Estude a tabela “Mudança na taxa de reprodução das bactérias ao longo de um determinado tempo” e responda às questões.

Mudança na taxa de reprodução bacteriana durante um certo tempo

1) Quantas bactérias o cientista colocou em cada frasco logo no início do experimento?

2) Como a taxa de reprodução bacteriana mudou durante o experimento em cada frasco?

3) Como podemos explicar os resultados obtidos?

Literatura

Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologia. Biologia geral 9º ano: livro didático. para instituições de ensino. M.: Abetarda, 2013.

Zayats R.G., Rachkovskaya I.V., Butilovsky V.E., Davydov V.V. Biologia para candidatos: perguntas, respostas, testes, tarefas - Minsk: Unipress, 2011. - 768 p.

“Vou resolver o OGE”: biologia. Sistema de treinamento de Dmitry Gushchin [recurso eletrônico] - URL: http://oge.sdamgia.ru