Kas yra biologijos mokslas? Paprastais žodžiais tariant, tai yra gyvenimo visos įvairovės ir didybės tyrimas. Nuo mikroskopinių dumblių ir bakterijų iki didelių dramblių ir milžiniškų mėlynųjų banginių gyvybė mūsų planetoje yra neįtikėtinai įvairi. Atsižvelgdami į tai, iš kur mes skolinamės, kas yra gyvenimas? Kokios yra pagrindinės gyvenimo savybės? Tai visi labai svarbūs klausimai su vienodai svarbiais atsakymais!
Gyvenimo ypatybės
Gyvos būtybės apima ir matomą, ir nematomą bakterijų ir virusų pasaulį. Pradiniame lygmenyje galime pasakyti, kad gyvenimas yra tvarkingas. Organizmai yra labai sudėtingi. Visi esame susipažinę su sudėtingomis pagrindinės ląstelės sistemomis.
Gyvenimas gali "dirbti". Supažindinsiu ne su kasdienių darbų įvairove, o su medžiagų apykaitos procesų palaikymu, gaunant energiją maisto pavidalu iš aplinkos.
Gyvenimas auga ir vystosi. Tai reiškia daugiau nei tik kopijavimą ar dydžio didinimą. Gyvi organizmai taip pat turi galimybę atsigauti po tam tikrų rūšių pažeidimų.
Gyvenimas gali daugintis. Ar kada nors matėte, kaip dauginasi purvas ar akmenys? Greičiausiai ne! Gyvybė gali kilti tik iš kitų gyvų būtybių.
Gyvenimas gali reaguoti. Pagalvokite apie paskutinį kartą, kai trenkėte kuriai nors savo kūno daliai. Beveik akimirksniu atsiranda skausminga reakcija. Gyvenimui būdinga reakcija į įvairius dirgiklius ir išorinius dirgiklius.
Pagaliau, gyvenimas gali prisitaikyti ir reaguoti aplinkos keliamus reikalavimus.
Yra trys pagrindiniai prisitaikymo tipai, kurie gali atsirasti aukštesniuose organizmuose:
- Grįžtamieji pokyčiai atsiranda reaguojant į aplinkos pokyčius. Tarkime, kad gyvenate netoli jūros lygio ir keliaujate į kalnuotą vietovę. Dėl aukščio pasikeitimo jums gali pradėti sunku kvėpuoti ir padažnėti širdies susitraukimų dažnis. Šie simptomai išnyksta, kai grįžtate į jūros lygį.
- Somatiniai pokyčiai atsiranda dėl ilgalaikių aplinkos pokyčių. Remiantis ankstesniu pavyzdžiu, jei ilgą laiką būsite kalnuotoje vietovėje, pastebėsite, kad jūsų pulsas pradės lėtėti ir pradėsite normaliai kvėpuoti. Somatiniai pokyčiai taip pat yra grįžtami.
- Galutinis adaptacijos tipas vadinamas genotipiniu (sukeltas genetinės mutacijos). Šie pokyčiai atsiranda genetinėje organizmo sandaroje ir nėra grįžtami. Pavyzdys yra vabzdžių ir vorų atsparumo pesticidams vystymasis.
Taigi gyvenimas organizuojamas, „veikia“, auga, dauginasi, reaguoja į dirgiklius ir prisitaiko. Šiomis savybėmis grindžiamas bendrosios biologijos mokslo tyrimas.
Pagrindiniai šiuolaikinės biologijos principai
Biologijos mokslo pagrindas, koks jis yra šiandien, remiasi penkiais pagrindiniais principais. Tai ląstelių teorija, genų teorija, evoliucija, homeostazė ir termodinamikos dėsniai.
- : Visi gyvi organizmai sudaryti iš ląstelių. yra pagrindinis gyvenimo vienetas.
- : Bruožai paveldimi per genų perdavimą. esantis ir sudarytas iš DNR.
- : Viskas populiacijoje, kuri paveldima per kelias kartas. Šie pokyčiai gali būti maži arba dideli, pastebimi arba ne tokie pastebimi.
- : gebėjimas palaikyti pastovią vidinę aplinką reaguojant į aplinkos pokyčius.
- : Energija yra pastovi, o energijos konversija nėra visiškai efektyvi.
Biologijos skyriai
Biologijos sritis yra labai plati ir gali būti suskirstyta į keletą disciplinų. Bendriausia prasme šios disciplinos klasifikuojamos pagal tiriamo organizmo tipą. Pavyzdžiui, botanika tiria gyvūnus, botanika – augalus, o mikrobiologija – mikroorganizmus. Šias tyrimų sritis taip pat galima suskirstyti į keletą specializuotų subdisciplinų. Kai kurie iš jų apima anatomiją, genetiką ir fiziologiją.
Biologija tiria gyvąją gamtą, didžiulę išnykusių ir gyvų būtybių įvairovę, jų struktūrą ir funkcijas, kilmę, paplitimą ir vystymąsi, ryšius tarpusavyje ir su negyvąja gamta. Biologija (iš graikų "bios" - gyvybė ir "logos" - mokslas) yra mokslas apie gyvybę ir jo dėsnius.
Metodologinis biologinių žinių pagrindas yra dialektinio materializmo dėsniai ir kategorijos.
Šiuolaikinė biologija yra sudėtingas mokslas, apimantis daugybę skyrių. Botanika ir zoologija tiria augalų ir gyvūnų sandarą ir gyvenimą; citologija, histologija, anatomija – ląstelių, audinių ir organų struktūra ir funkcijos. Biochemija taip pat tiria ląstelių ir organizmų procesus ir gyvybines funkcijas; paveldimumo ir kintamumo modeliai – genetika; individuali organizmų raida – embriologija; jų istorinė raida yra evoliucinė doktrina. Mokslas apie organizmų klasifikavimą vadinamas taksonomija, mokslas apie organizmų ir aplinkos ryšius. Pastaraisiais dešimtmečiais didelė pažanga padaryta molekulinėje biologijoje, tiriančioje cheminį gyvybės pagrindą. Biologijos ir fizikos sankirtoje susiformavo biofizika, tirianti fizikinius procesus gyvose sistemose.
Biologija atsirado senovės graikų ir romėnų, kurie aprašė jiems žinomus augalus ir gyvūnus. Aristotelis (384 - 322 m. pr. Kr.) - daugelio mokslų pradininkas - pirmą kartą bandė organizuoti žinias apie gamtą, suskirstydamas jas į "etapus": neorganinis pasaulis, augalas, gyvūnas, žmogus] Klasikiniame senovės Romos gydytojo Gachenos (131 m.) darbe. - 200 m. po Kr.) „Apie žmogaus kūno dalis“ pateikiamas pirmasis anatominis ir fiziologinis žmogaus apibūdinimas. Viduramžiais buvo rengiamos „žolių knygos“, kuriose daugiausia buvo vaistiniai augalai. Renesanso laikais susidomėjimas laukine gamta suaktyvėjo. Atsirado botanika ir zoologija. A. Vesalius (1514-1564), moksliškai aprašęs žmogaus organų ir sistemų sandarą, W. Harvey (1578 - 1657), aprašęs didesnius ir mažesnius kraujotakos ratus ir jos mechanizmą bei kiti mokslininkai. žmogaus anatomijos ir fiziologijos pagrindai. Mikroskopo išradimas XVII amžiaus pradžioje. G. Galileo (1564-1642) praplėtė gyvų būtybių pasaulio ribas, pagilino supratimą apie jų sandarą R. Hukas (1635-1703), M. Malpighi (1628-1694), Swammerdam (1637-1680) ir A. Leeuwenhoek (1632-1723) padėjo pagrindą audinių ląstelių tyrimams. Leeuwenhoekas pirmą kartą mikroskopu pamatė bakterijas ir spermą.
Vienas iš pagrindinių XVIII a. - gyvūnų ir augalų klasifikavimo sistemos sukūrimas (C. Linnaeus, 1735). pradžioje – XIX a. Jeanas Baptiste'as Lamarckas savo knygoje „Zoologijos filosofija“ (1809 m.) pirmasis aiškiai suformulavo organinio pasaulio evoliucijos idėją. Jam priklauso terminas „biologija“.
Didžiųjų geografinių atradimų eros nauji tyrimo metodai ir ekspedicijos praturtino biologiją daugybe naujų faktų, o tai paskatino ją diferencijuoti. Botanika ir zoologija apima sistematiką, embriologiją, histologiją, mikrobiologiją, paleontologiją, biogeografiją ir kt.;
Tarp svarbiausių laimėjimų XIX a. - M. Schleideno ir T. Schwann (1838 - 1839) sukurta ląstelių teorija, kurią 1855 m. pagilino R. Virchow, teigdamas, kad „kiekviena ląstelė kyla tik iš ląstelės“. Netrukus Louisas Pasteuras eksperimentiškai įrodė, kad net mikroorganizmai nesugeba spontaniškai generuotis, o tai anksčiau buvo laikoma neginčijamu faktu. Buvo atrasti paveldimumo dėsniai (G. Mendel, 1859). Tikrą revoliuciją biologijoje padarė Charleso Darwino (1859 m.) mokymas, atradęs evoliucijos varomąsias jėgas, paaiškinęs jos mechanizmą ir materialistiškai interpretavęs gyvų būtybių sandaros tikslingumą.
XX amžiaus pradžia pažymėjo genetikos gimimą. Šis mokslas atsirado K. Correns, E. Chermak ir G. de Vries iš naujo atradus paveldimumo dėsnius (atrado G. Mendelis, bet liko nežinomi to meto biologams) ir T. Morgano darbo. , kuri eksperimentiškai pagrindė chromosomų paveldimumo teoriją.
1950-aisiais buvo padaryta nuostabi pažanga tiriant smulkiąją gyvosios medžiagos struktūrą. Buvo išspręstas visiems organizmams universalaus paveldimumo materialinio pagrindo klausimas.
Šiuolaikinė biologija, kartu su išsamiu atskirų struktūrų ir organizmų tyrinėjimu, pasižymi polinkiu į holistinį, sintetinį gyvosios gamtos pažinimą, ką rodo ekologijos raida.
Biologijos istorija yra ne tik žinių istorija, bet ir idėjų – materializmo ir idealizmo, dialektikos ir metafizikos – kovos istorija. Gyvybės esmės problemos, cheminių ir fizikinių procesų vaidmens joje, atsiradimo ir raidos tyrimas; žmogaus kilmės ir evoliucijos, biologinio ir socialinio santykio jo prigimtyje tyrimas įrodo materialią pasaulio vienybę, atkuria materijos raidos paveikslą ir jos judėjimo formas. Biologiniai duomenys liudija apie gyvosios gamtos pažinimą ir patvirtina dialektinės-materialistinės pasaulėžiūros tiesą.
Biologiniai procesai vyksta remiantis vidiniais gyvų būtybių egzistavimo ir vystymosi dėsniais, bet nėra nukreipti iš išorės. Vystymosi šaltinis – priešybių vienybė ir kova: paveldimumas ir kintamumas; reprodukcijos intensyvumas ir riboti gyvybės ištekliai; genetinės programos ir aplinkos veiksnių sąveika. Plėtros mechanizmas siejamas su kiekybinių pokyčių perėjimu į kokybinius: pavyzdžiui, mutacijų dažnio padidėjimas yra būtina adaptacijų atsiradimo sąlyga; aplinkos pokyčiai biocenozių egzistavimo metu lemia jų pokyčius. Plėtros proceso krypčiai galioja neigimo neigimo dėsnis. Tai patvirtina biogenetinis dėsnis, biocenozių kitimo dėsniai, gyvybės atsiradimas. Priežastiniai ryšiai yra begaliniai ir nenutrūkstami.
Biologijai nereikia dieviškos pagalbos, kad paaiškintų vystymosi priežastis. Materialistinės evoliucijos teorijos raida labai prisidėjo prie kovos su religija, paneigdama religines idėjas apie gamtą, „dieviškąją“ gyvybės ir žmogaus kilmę.
Biologija taip pat turi didelę reikšmę sprendžiant praktines problemas.
Pasaulinė mūsų laikų problema yra maisto gamyba. Šiandien apie 2 milijardai žmonių Žemėje yra alkani ir nepakankamai maitinami. Kad būtų patenkinti bent minimalūs žmonijos poreikiai, būtina smarkiai didinti visų pirma žemės ūkio produktų gamybą. Šią problemą sprendžia technologijos mokslai: augalininkystė ir gyvulininkystė, remdamiesi pagrindinių biologinių disciplinų, tokių kaip genetika ir selekcija, fiziologija ir biochemija, molekulinė biologija ir ekologija, pasiekimais.
Remiantis šiuolaikinės genetikos sukurtais ir praturtintais selekcijos metodais, visame pasaulyje vyksta intensyvus produktyvesnių augalų ir gyvūnų veislių kūrimo procesas. Svarbi naujų veislių žemės ūkio kultūrų savybė yra jų gebėjimas auginti pagal intensyvias technologijas. Ūkiniai gyvūnai, kartu su dideliu produktyvumu, turi turėti specifinių morfologinių, anatominių ir fiziologinių savybių, leidžiančių juos veisti paukštynuose, dideliuose ūkiuose su elektriniu melžimu ir tvartu, kailinių žvėrelių fermos narvuose.
Pastaraisiais metais plačiai paplito biotechnologijos, skirtos pramoninei organinių rūgščių, aminorūgščių, pašarų baltymų, fermentų, vitaminų, augimo stimuliatorių ir augalų apsaugos produktų mikrobiologinei sintezei. Norint gauti produktyvesnes mikroorganizmų formas, naudojami genų inžinerijos metodai.
Naudodami genų transplantaciją, biologai taip pat stengiasi sukurti augalus su kontroliuojamu žydėjimo laiku, padidintu atsparumu ligoms, dirvožemio druskingumu ir gebėjimu fiksuoti atmosferos azotą. Genų inžinerija atvėrė išskirtines perspektyvas biotechnologijoms, susijusioms su vaistų (insulino, interferono), naujų vakcinų, skirtų žmonių ir gyvūnų infekcinių ligų profilaktikai, gamyba. Biologijos, ypač genetikos, teoriniai pasiekimai plačiai naudojami medicinoje. Žmogaus paveldimumo tyrimas leidžia sukurti ankstyvos paveldimų ligų, susijusių su genetinėmis (hemofilija, pjautuvinė anemija, albinizmas ir kt.), taip pat chromosominėmis ir genominėmis (ankstyva mirtis, nevaisingumas, demencija) diagnostikos, gydymo ir profilaktikos metodus. ) mutacijos ir anomalijos.
Augančio žmogaus poveikio gamtai kontekste viena esminių problemų, kurios sprendimas reikalauja visos žmonijos ir kiekvieno individo pastangų, yra visuomenės veiklos ir žmogaus sąmonės žalinimas. Užduotis yra ne tik nustatyti ir pašalinti neigiamus žmogaus poveikio gamtai padarinius – pavyzdžiui, vietinį aplinkos taršą kai kuriomis medžiagomis (to bus galima išvengti ateityje), bet ir, svarbiausia, moksliškai nustatyti režimus. už racionalų biosferos rezervatų naudojimą. Pastaraisiais dešimtmečiais vis labiau plintančios neigiamos ekonominės veiklos pasekmės tapo pavojingos ne tik žmonių sveikatai, bet ir visai gamtinei aplinkai. Užtikrinti biosferos išsaugojimą ir gamtos gebėjimą daugintis yra dar vienas iš biologijos uždavinių.
Tai yra gyvenimo mokslas. Šiuo metu ji reprezentuoja mokslų apie gyvąją gamtą visumą.
Biologija tiria visas gyvybės apraiškas: struktūrą, funkcijas, vystymąsi ir kilmę gyvieji organizmai, jų santykiai natūraliose bendrijose su aplinka ir kitais gyvais organizmais.
Kai žmogus pradėjo suvokti savo skirtumą nuo gyvūnų pasaulio, jis pradėjo tyrinėti jį supantį pasaulį.
Iš pradžių nuo to priklausė jo gyvybė. Primityviems žmonėms reikėjo žinoti, kuriuos gyvus organizmus galima valgyti, naudoti kaip vaistus, drabužius ir namus, o kurie iš jų yra nuodingi ar pavojingi.
Vystantis civilizacijai, žmogus galėjo sau leisti prabangą užsiimti mokslu švietimo tikslais.
Tyrimas Senovės tautų kultūros parodė, kad jos turėjo daug žinių apie augalus ir gyvūnus ir plačiai jas naudojo kasdieniame gyvenime.
Šiuolaikinė biologija – kompleksas Mokslas, kuriai būdingas įvairių biologinių disciplinų, taip pat kitų mokslų – pirmiausia fizikos, chemijos ir matematikos – idėjų ir metodų skverbtis.
Pagrindinės šiuolaikinės biologijos raidos kryptys. Šiuo metu apytiksliai galima išskirti tris biologijos kryptis.
Pirma, tai yra klasikinė biologija. Jai atstovauja gamtos mokslininkai, tyrinėjantys gyvų būtybių įvairovę. gamta. Jie objektyviai stebi ir analizuoja viską, kas vyksta gyvojoje gamtoje, tyrinėja gyvus organizmus ir juos klasifikuoja. Klaidinga manyti, kad klasikinėje biologijoje visi atradimai jau padaryti.
XX amžiaus antroje pusėje. buvo aprašyta ne tik daug naujų rūšių, bet ir atrasti dideli taksonai, iki karalysčių (Pogonophora) ir net superkaralysčių (Archebacteria, arba Archaea). Šie atradimai privertė mokslininkus naujai pažvelgti į visumą raidos istorija gyvoji gamta, Tikriems gamtos mokslininkams gamta yra jos pačios vertybė. Kiekvienas mūsų planetos kampelis jiems yra unikalus. Todėl jie visada yra tarp tų, kurie aštriai jaučia pavojų mus supančiai gamtai ir aktyviai pasisako už jos apsaugą.
Antroji kryptis – evoliucinė biologija.
XIX amžiuje natūralios atrankos teorijos autorius Charlesas Darwinas pradėjo kaip eilinis gamtininkas: rinko, stebėjo, aprašinėjo, keliavo, atskleisdamas gyvosios gamtos paslaptis. Tačiau pagrindinis jo rezultatas dirbti Garsiu mokslininku jį padarė teorija, paaiškinanti organinę įvairovę.
Šiuo metu gyvų organizmų evoliucijos tyrimai aktyviai tęsiami. Genetikos ir evoliucijos teorijos sintezė paskatino sukurti vadinamąją sintetinę evoliucijos teoriją. Tačiau ir dabar vis dar yra daug neišspręstų klausimų, į kuriuos atsakymų ieško evoliucijos mokslininkai.
Sukurta XX amžiaus pradžioje. Mūsų išskirtinio biologo Aleksandro Ivanovičiaus Oparino pirmoji mokslinė gyvybės kilmės teorija buvo grynai teorinė. Šiuo metu aktyviai atliekami eksperimentiniai šios problemos tyrimai ir dėl pažangių fizikinių ir cheminių metodų naudojimo jau padaryta svarbių atradimų ir galima tikėtis naujų įdomių rezultatų.
Nauji atradimai leido papildyti antropogenezės teoriją. Tačiau perėjimas iš gyvūnų pasaulio į žmones vis dar išlieka viena didžiausių biologijos paslapčių.
Trečioji kryptis – fizikinė ir cheminė biologija, tiria gyvų objektų sandarą šiuolaikiniais fiziniais ir cheminiais metodais. Tai sparčiai besivystanti biologijos sritis, svarbi tiek teoriškai, tiek praktiškai. Galima drąsiai teigti, kad mūsų laukia nauji fizinės ir cheminės biologijos atradimai, kurie leis išspręsti daugelį žmonijai kylančių problemų.
Biologijos kaip mokslo raida. Šiuolaikinės biologijos šaknys siekia antiką ir yra siejama su civilizacijos raida Viduržemio jūros šalyse. Žinome daugelio iškilių mokslininkų, prisidėjusių prie biologijos raidos, pavardes. Įvardinkime tik keletą iš jų.
Hipokratas (460 – apie 370 m. pr. Kr.) pirmą kartą gana detaliai aprašė žmonių ir gyvūnų sandarą, atkreipė dėmesį į aplinkos ir paveldimumo vaidmenį ligoms atsirasti. Jis laikomas medicinos įkūrėju.
Aristotelis (384-322 m. pr. Kr.) padalijo mus supantį pasaulį į keturias karalystes: negyvąjį žemės, vandens ir oro pasaulį; augalų pasaulis; gyvūnų pasaulis ir žmonių pasaulis. Jis aprašė daugybę gyvūnų ir padėjo pamatus taksonomijai. Keturiuose jo parašytuose biologiniuose traktatuose buvo beveik visa tuo metu žinoma informacija apie gyvūnus. Aristotelio nuopelnai tokie dideli, kad jis laikomas zoologijos pradininku.
Teofrastas (372–287 m. pr. Kr.) tyrinėjo augalus. Jis aprašė daugiau nei 500 augalų rūšių, pateikė informacijos apie daugelio jų struktūrą ir dauginimąsi, įvedė daug botanikos terminų. Jis laikomas botanikos įkūrėju.
Guy Plinijus Vyresnysis (23–79 m.) rinko informaciją apie tuo metu žinomus gyvus organizmus ir parašė 37 Gamtos istorijos enciklopedijos tomus. Beveik iki viduramžių ši enciklopedija buvo pagrindinis žinių apie gamtą šaltinis.
Klaudijus Galenas plačiai naudojo žinduolių skrodimus savo moksliniuose tyrimuose. Jis pirmasis atliko lyginamąjį žmogaus ir beždžionės anatominį aprašymą. Studijavo centrinę ir periferinę nervų sistemą. Mokslo istorikai jį laiko paskutiniu didžiuoju antikos biologu.
Viduramžiais vyraujanti ideologija buvo religija. Kaip ir kiti mokslai, biologija šiuo laikotarpiu dar nebuvo iškilusi kaip savarankiška sritis ir egzistavo bendroje religinių ir filosofinių pažiūrų dalyje. Ir nors žinių apie gyvus organizmus kaupimas tęsėsi, apie biologiją kaip mokslą tuo laikotarpiu galima kalbėti tik sąlyginai.
Renesansas – tai perėjimas iš viduramžių kultūros į naujųjų laikų kultūrą. To meto radikalias socialines-ekonomines transformacijas lydėjo nauji mokslo atradimai.
Garsiausias šios eros mokslininkas Leonardo da Vinci (1452 - 1519) įnešė tam tikrą indėlį į biologijos raidą.
Tyrinėjo paukščių skrydį, aprašė daugybę augalų, kaulų sujungimo sąnariuose būdus, širdies veiklą ir akies regos funkciją, žmogaus ir gyvūno kaulų panašumą.
XV amžiaus antroje pusėje. gamtos mokslų žinios pradeda sparčiai vystytis. Tai palengvino geografiniai atradimai, kurie leido gerokai išplėsti informaciją apie gyvūnus ir augalus. Spartus mokslo žinių apie gyvus organizmus kaupimas paskatino biologijos suskirstymą į atskirus mokslus.
XVI-XVII a. Botanika ir zoologija pradėjo sparčiai vystytis.
Mikroskopo išradimas (XVII a. pradžia) leido ištirti augalų ir gyvūnų mikroskopinę struktūrą. Buvo atrasti mikroskopiškai maži gyvi organizmai – bakterijos ir pirmuonys, nematomi plika akimi.
Carl Linnaeus labai prisidėjo prie biologijos vystymosi, pasiūlydamas gyvūnų ir augalų klasifikavimo sistemą,
Karlas Maksimovičius Baeris (1792-1876) savo darbuose suformulavo pagrindinius homologinių organų teorijos principus ir gemalo panašumo dėsnį, padėjusį mokslinius embriologijos pagrindus.
1808 m. savo darbe „Zoologijos filosofija“ Jeanas Baptiste'as Lamarckas iškėlė klausimą apie evoliucinių transformacijų priežastis ir mechanizmus ir išdėstė pirmąją evoliucijos teoriją.
Ląstelių teorija vaidino didžiulį vaidmenį plėtojant biologiją, kuri moksliškai patvirtino gyvojo pasaulio vienovę ir buvo viena iš prielaidų Charleso Darwino evoliucijos teorijai atsirasti. Ląstelių teorijos autoriais laikomi zoologas Theodoras Ivannas (1818-1882) ir botanikas Matthiasas Jakobas Schleidenas (1804-1881).
Remdamasis daugybe pastebėjimų, Charlesas Darwinas 1859 m. paskelbė savo pagrindinį veikalą „Apie rūšių kilmę natūralios atrankos būdu arba palankių veislių išsaugojimą kovoje už gyvybę“, kuriame suformulavo pagrindinius evoliucijos teorijos principus, siūlomus. evoliucijos mechanizmai ir organizmų evoliucinių virsmų būdai.
XIX amžiuje Dėl Louiso Pasteuro (1822–1895), Roberto Kocho (1843–1910) ir Iljos Iljičiaus Mechnikovo darbų mikrobiologija susiformavo kaip savarankiškas mokslas.
XX amžius prasidėjo iš naujo atradus Gregoro Mendelio dėsnius, kurie pažymėjo genetikos, kaip mokslo, vystymosi pradžią.
XX amžiaus 40–50-aisiais. biologijoje pradėtos plačiai taikyti fizikos, chemijos, matematikos, kibernetikos ir kitų mokslų idėjos ir metodai, o mikroorganizmai – kaip tyrimų objektai. Dėl to atsirado ir kaip savarankiški mokslai pradėjo sparčiai vystytis biofizika, biochemija, molekulinė biologija, radiacinė biologija, bionika ir kt.. Kosmoso tyrimai prisidėjo prie kosmoso biologijos atsiradimo ir vystymosi.
XX amžiuje atsirado taikomųjų tyrimų kryptis – biotechnologijos. Ši kryptis neabejotinai sparčiai vystysis XXI amžiuje. Daugiau apie šią biologijos raidos kryptį sužinosite studijuodami skyrių „Atrankos ir biotechnologijų pagrindai“.
Šiuo metu biologijos žinios naudojamos visose žmogaus veiklos srityse: pramonėje ir žemės ūkyje, medicinoje ir energetikoje.
Ekologiniai tyrimai yra nepaprastai svarbūs. Pagaliau pradėjome suprasti, kad trapią pusiausvyrą, egzistuojančią mūsų mažoje planetoje, galima lengvai sugriauti. Žmonija susiduria su didžiuliu uždaviniu – išsaugoti biosferą, kad būtų išlaikytos civilizacijos egzistavimo ir vystymosi sąlygos. Be biologinių žinių ir specialių tyrimų to išspręsti neįmanoma. Taigi šiuo metu biologija tapo tikra gamybine jėga ir racionaliu moksliniu žmogaus ir gamtos santykių pagrindu.
Klasikinė biologija. Evoliucinė biologija. Fizikinė-cheminė biologija.
1. Kokias biologijos raidos kryptis galite išskirti?
2. Kurie didieji antikos mokslininkai reikšmingai prisidėjo prie biologinių žinių kūrimo?
3. Kodėl viduramžiais apie biologiją kaip mokslą buvo galima kalbėti tik sąlyginai?
4. Kodėl šiuolaikinė biologija laikoma sudėtingu mokslu?
5. Koks yra biologijos vaidmuo šiuolaikinėje visuomenėje?
6. Paruoškite pranešimą viena iš šių temų:
7. Biologijos vaidmuo šiuolaikinėje visuomenėje.
8. Biologijos vaidmuo kosmoso tyrimuose.
9. Biologinių tyrimų vaidmuo šiuolaikinėje medicinoje.
10. Žymių biologų – mūsų tautiečių vaidmuo pasaulio biologijos raidoje.
Kiek pasikeitė mokslininkų požiūris į gyvų būtybių įvairovę, gali parodyti gyvų organizmų skirstymo į karalystes pavyzdys. XX amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje visi gyvi organizmai buvo suskirstyti į dvi karalystes: augalų ir gyvūnų. Augalų karalystė taip pat apėmė bakterijas ir grybus. Vėliau, atlikus išsamesnį organizmų tyrimą, buvo nustatytos keturios karalystės: prokariotai (bakterijos), grybai, augalai ir gyvūnai. Ši sistema pateikta mokyklos biologijoje.
1959 metais buvo pasiūlyta gyvųjų organizmų pasaulį padalyti į penkias karalystes: prokariotus, protistus (protozus), grybus, augalus ir gyvūnus.
Ši sistema dažnai minima biologinėje (ypač verstinėje) literatūroje.
Buvo sukurtos ir toliau kuriamos kitos sistemos, įskaitant 20 ar daugiau karalysčių. Pavyzdžiui, buvo pasiūlyta išskirti tris superkaralystes: Prokariotus, Archaea (Archebacteria) ir Eukariotus.Kiekviena superkaralyste apima kelias karalystes.
Kamensky A. A. Biologija 10-11 kl
Pateikė skaitytojai iš svetainės
Internetinė biblioteka su mokiniais ir knygomis, pamokų planai iš 10 klasės biologijos, knygos ir vadovėliai pagal 10 klasės biologijos planavimo kalendorinį planą
Pamokos turinys pamokų užrašai ir pagalbinis rėmelis pamokų pristatymas interaktyvių technologijų greitintuvo mokymo metodai Praktika testai, testavimo internetinės užduotys ir pratimai namų darbų seminarai ir mokymų klausimai klasės diskusijoms Iliustracijos vaizdo ir garso medžiaga nuotraukos, paveikslėliai, grafikai, lentelės, diagramos, komiksai, parabolės, posakiai, kryžiažodžiai, anekdotai, anekdotai, citatos PriedaiPuslapis 1
Biologija
Tai mokslas apie gyvas būtybes, jų sandarą, veiklos formas, sandarą, gyvų organizmų bendrijas, jų pasiskirstymą, vystymąsi, ryšius tarp savęs ir aplinkos.
Šiuolaikinis biologijos mokslas yra ilgo vystymosi proceso rezultatas. Tačiau tik pirmosiose senovės civilizuotose visuomenėse žmonės pradėjo atidžiau tyrinėti gyvus organizmus, sudaryti skirtinguose regionuose gyvenančių gyvūnų ir augalų sąrašus ir juos klasifikuoti. Vienas pirmųjų antikos biologų buvo Aristotelis. Atsiliepimai apie rusiškas žuvis. Rusijos žvejybos įmonių apžvalgos.
Šiuo metu biologija yra visas mokslų apie gyvąją gamtą kompleksas. Į jo struktūrą galima pažvelgti iš skirtingų požiūrių.
Pagal studijų objektus biologija skirstoma į virusologiją, bakteriologiją, botaniką, zoologiją ir antropologiją.
Pagal gyvų būtybių apraiškų biologijoje savybes išskiriami:
1) morfologija – mokslas apie gyvų organizmų sandarą;
2) fiziologija – mokslas apie organizmų funkcionavimą;
3) molekulinė biologija tiria gyvų audinių ir ląstelių mikrostruktūrą;
4) ekologija atsižvelgia į augalų ir gyvūnų gyvenimo būdą bei jų santykį su aplinka;
5) genetika tiria paveldimumo ir kintamumo dėsnius.
Pagal tiriamų gyvų objektų organizavimo lygį išskiriami:
1) anatomija tiria makroskopinę gyvūnų sandarą;
2) histologija tiria audinių sandarą;
3) citologija tiria gyvų ląstelių sandarą.
Šią biologijos mokslų komplekso įvairovę lėmė nepaprasta gyvojo pasaulio įvairovė. Iki šiol biologai atrado ir aprašė daugiau nei 1 milijoną gyvūnų rūšių, apie 500 tūkstančių augalų, kelis šimtus tūkstančių grybų rūšių ir daugiau nei 3 tūkstančius bakterijų rūšių.
Be to, laukinės gamtos pasaulis nėra iki galo ištirtas.Neapibūdintų rūšių yra mažiausiai 1 mln.
Yra trys pagrindiniai biologijos vystymosi etapai:
1) taksonomija (C. Linnaeus);
2) evoliucinis (C. Darwin);
3) mikropasaulio biologija (G. Mendelis).
Kiekvienas iš jų yra susijęs su idėjų apie gyvąjį pasaulį pasikeitimu ir pačiais biologinio mąstymo pagrindais.
Trys biologijos „vaizdai“.
Tradicinė arba natūralistinė biologija
Tradicinės biologijos tyrimo objektas visada buvo ir išlieka gyvoji gamta natūralios būklės ir nedaloma vientisumo.
Tradicinė biologija turi ankstyvą ištaką. Jie siekia viduramžius, o jo formavimasis į savarankišką mokslą, vadinamą „natūralistine biologija“, įvyko XVIII–XIX a.
Jos metodas buvo kruopštus gamtos reiškinių stebėjimas ir aprašymas, pagrindinis uždavinys buvo jų klasifikavimas, o reali perspektyva buvo nustatyti jų egzistavimo dėsningumus, reikšmę ir reikšmę visai gamtai.
Pirmąjį natūralistinės biologijos etapą paženklino pirmosios gyvūnų ir augalų klasifikacijos. Buvo pasiūlyti jų grupavimo į įvairaus lygio taksonus principai. C. Linnaeus vardas siejamas su iki šių dienų beveik nepakitusios dvinarės (genties ir rūšies žymėjimo) nomenklatūros įvedimu, taip pat hierarchinio taksonų ir jų pavadinimų – klasių, kategorijų, genčių – subordinacijos principu. , rūšys, veislės. Tačiau Linėjaus dirbtinės sistemos trūkumas buvo tas, kad jis nedavė jokių nurodymų dėl giminystės kriterijų, o tai sumažino šios sistemos nuopelnus.
Įdomūs dalykai svetainėje:
Biologinio produktyvumo problemos
Biologinis produktyvumas – ekologinė ir bendroji biologinė sąvoka, reiškianti augalų, mikroorganizmų ir gyvūnų, sudarančių ekosistemą, biomasės dauginimąsi; siauresne prasme - laukinių gyvūnų reprodukcija ir...
Šiuolaikinės geosferos apvalkalų kūrimo koncepcijos
Vidinė žemės sandara ir geologinės raidos istorija. Planetų kilmę tiria kosmogonija. Kilmės hipotezės: - ūkas (iš rūko) - planetų materiją iš Saulės gelmių išmetė kometos (Leclerc, Buffon); iš kosmoso...
Kininis kadagys – Juniperus chinensis
Gamtoje jis randamas Primorsky teritorijos pietuose, šiaurės rytų Kinijoje, Korėjoje ir Japonijoje. Dvinamis krūmas, kartais iki 20 m aukščio medis, kylančiais ir šliaužiančiais ūgliais. Jaunų ūglių ir apatinių, senų šakų spygliai yra adatos formos, ...
Šiuolaikinės biologijos raida
Šiuolaikinis pasaulis sparčiai vystosi ir tobulėja.
Nuo pirmųjų savo egzistavimo dienų žmogus, dar būdamas kūdikis, stengiasi suprasti jį supantį pasaulį. Kiekvieną dieną jo susidomėjimas ir žinios taip pat auga ir tobulėja.
Matome vis daugiau naujų atradimų, vis daugiau neįmanomų dalykų tampa prieinami šiuolaikiniam žmogui.
Šiuolaikinė biologija įneša didžiulį indėlį ir novatorišką indėlį į mokslo ir technologijų pažangos tendencijas.
Ką daro šiuolaikinė biologija? Trumpai tariant, biologija tiria gyvybės dėsnius, analizuoja gyvų organizmų atsiradimo ir tobulėjimo etapus bei seką.
Jei atsigręžtume į istoriją, biologija atskira mokslo disciplina tapo tik XIX amžiuje, tačiau tai nereiškia, kad žmonija anksčiau nebuvo sukaupusi žinių šioje mokslo raidos srityje. Biologija, kaip šiuolaikinis mokslas, leidžia daug ką suprasti, kas vyksta gamtoje, ir pateikia atsakymus į sunkiausius žmonijai rūpimus klausimus.
Pagrindinis yra gyvybės vystymasis Žemės planetoje.
Prisiminkime šiek tiek šiuolaikinės biologijos raidos istorijos. Iš senovės pasaulio istorijos vadovėlių žinome apie didžiulį ir neįkainojamą Senovės Graikijos mokslininkų, tokių kaip Aristotelis, Hipokratas ir Teofrastas, indėlį į biologijos raidą.
Hipokratas pirmasis prisidėjo prie žmogaus ir kai kurių gyvūnų organų ir anatominės sandaros aprašymo, kėlė klausimus apie žmonių ligų priklausomybę nuo paveldimumo procesų ir aplinkos veiksnių. Ne be reikalo šiuolaikinis pasaulis Hipokratą laiko visos medicinos įkūrėju.
Pažvelkime į istorinę chronologiją -
Aristotelis – jo darbai davė pradžią taksonomijai
Teofestas – savo tyrimų metu aprašė daugiau nei 550 augalų rūšių.
Klaudijus Galenas – davė lyginamąjį žmonių ir beždžionių anatomijos aprašymą.
Leonaplo da Vinci – labai prisidėjo prie augalų ir žmogaus organų taksonomijos ir aprašymo.
Karlas Baeris – išplėtojo esminius embriologijos aspektus
Teodoras Švanas – ląstelių teorijos įkūrėjas
Robertas Kochas ir Louisas Pasteuras pirmieji pradėjo dirbti ir eksperimentuoti mikrobiologijos srityje
Gregoras Mendelis yra žinomas kaip genetikos pradininkas ir įkūrėjas.
Medicinos raida viduramžiais paliko pėdsaką ir mokslo darbuose
Ypač verta paminėti garsųjį persų mokslininką ir gydytoją Aviceną, kuris parašė keletą knygų ir medicinos vadovėlių. „Medicinos mokslo kanonas“ yra bene vienas vertingiausių mokslininko kūrinių ir iki šiol yra vadovėlis studentams arba, tiksliau, jų studijuojamas.
Kalbant apie vėlesnius mokslo pasaulio protus, tikrai negalima ignoruoti Charleso Darwino ir jo evoliucinės raidos doktrinos, kur rūšių kintamumas suprantamas kaip pokyčiai, veikiami išorinių gyvenamosios aplinkos veiksnių ir paties paveldimumo bei pačios ankstesnės kilmės. rūšių.
išskirtinis atradimai medicinos srityje, įskaitant fizika, chemija, matematika, biologija, fiziologija ir genetika, leido geriau suprasti slapčiausias kūno sandaros ir jo veiklos paslaptis. Pavyzdžiui, kuriant tarpląstelinis mikroelektrodai leido mums įsigilinti į ląstelės gyvenimą ir pasiekti didžiulę sėkmę šiuolaikinės biologijos raidoje. Taikant tyrimo metodus pavyko išsiaiškinti vaidmenį tarpląstelinis darinius ir susidaryti supratimą apie juose vykstančius cheminius procesus.
Nukleino rūgščių genetinio vaidmens atradimas, kodo iššifravimas paveldimumas o sudėtingos geno sandaros išaiškinimas leido ištaisyti tas „klaidas“, kurias kartais daro gamta ir kurios gali būti ligų priežastimi.
Apskritai tai yra šiuolaikinės mokslinės medicinos pagrindas. Kadaise buvo nustatyti pagrindiniai molekulinio mutagenezės mechanizmo modeliai – paveldimas kintamumas. mikroorganizmai. Tai leido valdyti kai kuriuos paveldėjimo procesus ir fiziologinis funkcijas.
Kokia šios problemos svarba praktikai? Yra žinoma, kad veikiant įvairiems vaistams, ypač antibiotikams, pakinta tam tikras ligas sukeliantys mikroorganizmai. Anksčiau išbandytas ir veiksmingas vaistinis ir prevencinis priemonės staiga pasirodo nepakankamai veiksmingos.
Tokie dalykai buvo tiriami laboratorijose bendras ir žmonėms pavojingų dizenterijos sukėlėjų. Subtilūs biocheminiai tyrimai, atlikti molekuliniu lygiu, atnešė iš esmės naujų duomenų apie patogenų struktūrą ir cheminę sudėtį. mikroorganizmai, parodė, kad ankstesnės idėjos apie jų vaidmenį ligų atsiradimui buvo neišsamios ir vienpusės. Paaiškėjo, kad paveldimas kintamumas mikroorganizmai lėmė naujų jų formų – filtruojamųjų, L formų, mikoplazmų atsiradimą.
Kas yra, pavyzdžiui, L forma? Tai ypatingas išorinį apvalkalą praradusios bakterinės ląstelės vystymosi etapas. Mikrobas įgauna kitokias, jam neįprastas ir dėl to sunkiai atpažįstamas formas bei biologines savybes.
Šis paveldimas pokytis atsiranda veikiant įvairioms medžiagoms, dažniausiai vaistinėms, arba žmogaus organizmo apsauginėms jėgoms. Dėl bakterijos ji turi prisitaikantis prasmė . Nežinančiam žmogui gali pasirodyti paradoksalu, kad ląstelė be membranos, „nurengta“, tampa mažiau jautri tiek organizmo gaminamiems apsauginiams antikūnams, tiek vaistams. Paslaptis čia paprasta: tiek vaistai, tiek antikūnai specifiškai veikia patogenų ląstelės sienelę. Jei jo nėra, „taikinys“, į kurį nukreipti vaistai, išnyksta.
Panašios į L formas yra mikoplazmos – ypatingos mažytės bakterijos. Buvo išaiškintas jų vaidmuo plaučių uždegimo ir kitų neaiškios eigos infekcinių ligų, pavyzdžiui, sąnarių pažeidimo, vystymuisi.
Modifikuotas bakterijų formas labai sunku nustatyti. Esmė ne tik ta, kad jų sukeliamos ligos vystosi savitai ir suteikia žymiai kitokį vaizdą apie procesą, nei anksčiau gydytojai žinojo. Dar svarbiau, kad tokios bakterijos blogai auga tradicinėse maistinėse terpėse. Laboratorinė jų pasėlių sėja pasirodė esanti „mažo derlingumo“, ir tai supainiojo diagnozės korteles: paaiškėjo, kad sukėlėjo organizme lyg ir nėra.
Naudojant mokslinius eksperimentinius metodus ir smulkius instrumentus, buvo galima išskirti L-formas bakterijas, taip pat iš pacientų, sergančių reumatu ir septiniu endokarditu, meningitu, kraujo. meningoencefalitas. Dėl to buvo galima žymiai pagerinti šių ir kai kurių kitų (pavyzdžiui, bruceliozės ir tuberkuliozės) ligų numanomos, „ištrintos“ eigos diagnostiką. Žinios apie priežastis, dėl kurių L formos „neatsiejama“ su dabartiniais vaistais, padeda rasti naujų gydymo galimybių.
Genetikos taikymo perspektyvos ir pasiekimai paveldimų žmogaus ligų profilaktikoje ir gydyme yra vienodai platūs. Visų pirma, naujos žinios padeda atpažinti ir imtis priemonių žalingiems aplinkos veiksniams pašalinti, kondicionavimas pats tokių ligų pasireiškimas.
Anksčiau paveldimoms ligoms gydyti buvo naudojami vaistai ir hormoniniai vaistai, kurie tik tam tikru mastu leido pašalinti kenksmingas netinkamo organizmo veikimo apraiškas. Vėliau atsivėrė perspektyvos pašalinti pačią pagrindinę priežastį. Tai genetinės medžiagos įvedimo į organizmą būdas, koreguojami arba pakeičiami nenormalūs genai. Nauja svarbi mokslo kryptis vadinama „genų inžinerija“.
Žinios apie biocheminį ląstelių funkcijos pagrindą padėjo mums suprasti širdies ir kraujagyslių ligų vystymosi mechanizmą nauju lygiu. Tarp jų gydytojams labiausiai rūpi aterosklerozės problema.
Dar ne taip seniai buvo manoma, kad dėl šios ligos atsiradimo kalta perteklinė mityba ir mažas fizinis aktyvumas. Žinoma, šie veiksniai yra svarbūs. Bet paaiškėjo, kad jie ne vieninteliai, o tik paprasti tarp daugelio kitų ligą lemiančių veiksnių. Cholesterolio nuosėdos kraujagyslių sienelėse yra ne pagrindinė priežastis, o gilesnių hormoninių sutrikimų pasekmė. Taip pat išsiaiškinta, kad šios ligos metu kraujyje susidarantys baltymų ir riebalų kompleksai tampa tarsi svetimi organizmui ir sukelia jo apsaugines, imunologinis reakcija Kai kurie mokslininkai manė, kad šios reakcijos blokavimas gali būti vienas iš aterosklerozės ir kitų širdies ir kraujagyslių ligų prevencijos būdų.
Ištyrus į širdį ir iš jos įtekančio kraujo sudėtį, buvo galima nustatyti sergančio ir sveiko širdies raumens metabolizmo ypatumus. Vienu metu buvo sukurta neurogeninė hipertenzijos kilmės, koronarinės širdies ligos ir miokardo infarkto išsivystymo teorija. Ji suvaidino svarbų vaidmenį sėkmei, kurią medicina pasiekė kovojant su šiais negalavimais. Tačiau ne visos širdies ir kraujagyslių ligų atsiradimo ir vystymosi priežastys yra žinomos. Būtina giliau įsigilinti į biocheminių pokyčių esmę ne tik kraujotakos organuose, bet ir centrinėje nervų ląstelėje.
Biochemijos ir šiuolaikinės molekulinės biologijos raida padarė didelę pažangą atliekant tyrimą piktybinis navikai ir patys. Eksperimentai įrodė labai svarbų dalyką: paaiškėja, kad tam tikrų gyvūnų rūšių virusai gali sukelti piktybinis navikai ir kt. Ypač atkreiptinas dėmesys į eksperimentus su beždžionėmis. Kai jis pristatė žmogaus medžiagą, gyvūnai susirgo nervų liga. Virusas buvo izoliuotas - spekuliatyvus ligos „kaltininkas“ ir jo dalyvavimas ligos vystyme žmonės ir jo vaidmuo šiuolaikinėje biologijoje.
Radote klaidą tekste? Pasirinkite jį ir paspauskite Ctrl + Enter
