ОГЭ
материал для подготовки к егэ (гиа) по биологии

Лекция 1. Биология как наука. Методы биологии

Биология (от греч. «биос» - жизнь, «логос» - учение, наука) – наука о живых организмах (наука о жизни). Термин «биология» впервые был предложен в 1802 году французским натуралистом Ж.Б. Ламарком.

Современная биология – комплексная система знаний, включающая в себя большое количество самостоятельных биологических наук. Познание жизни на различных уровнях ее организации, изучение различных свойств организмов и объектов живого, исследовании общих и частных закономерностей, присущих жизни во всех ее проявлениях и свойствах (обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость, приспособляемость и т.д.) – все это является предметом изучения биологии, целого ряда ее отдельных дисциплин.  

Каждая биологическая наука имеет свой предмет изучения, методы, цели и задачи.

Цитология – наука о клетках.

Гистология – наука о тканях.

Вирусология – наука о вирусах.

Микробиология – наука о микроорганизмах.

Микология – наука о грибах.

Ботаника – наука о растениях.

Бриология – наука о мхах; дендрология – наука о деревьях. 

Зоология – наука о животных.

Физиология – наука о жизнедеятельности целостного организма и его частей.

Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости.

Экология – наука о взаимоотношениях организмов друг с другом и окружающей средой.

Биология тесно связана с другими естественными науками: геологией, географией, физикой (биофизика – наука о физических организмах), химией (биохимия – наука о химических веществах и процессах в живых организмах). Например, без знаний физики невозможно понять работу нервной системы организма, без знаний химии невозможно разобраться во множестве процессов, происходящих внутри клеток.

Для биологических наук характерны следующие методы исследований:

1. Наблюдение и описание (сбор информации и описание фактов).
2. Сравнение (анализ сходства и различий изучаемых процессов).
3. Эксперимент или опыт (целенаправленное создание ситуации, которая помогает изучить

явление живой природы).

4. Моделирование (изучение процесса или явления через воспроизведение его в виде модели).
5. Исторический метод (изучает ход развития исследуемого объекта: закономерностей

появления и развития организма).

        Самым распространенным инструментом для проведения лабораторных исследований является микроскоп. Методы, связанные с использованием этого прибора называются микроскопированием. В цитологии для изучения крупных клеточных структур, например, клеточной оболочки, ядра, хлоропластов у растений достаточно светового микроскопа. Чтобы изучить внутреннюю структуру органоидов, мелкие органоиды или крупные молекулы, используется электронный микроскоп.

        Теоретические достижения биологических наук широко применяются в медицине и сельском хозяйстве. Огромных успехов добилась генетика, она стала теоретической основой для селекции – отрасли биологии, занимающаяся выведением новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Ученые нашей страны вывели сотни сортов зерновых, бобовых, масличных и других культур, отличающихся от своих предшественников более высокой продуктивностью и другими полезными качествами. Идет активный поиск диких видов животных и растений, перспективных для одомашнивания или использования в культурном растениеводстве.  Кроме того, генетика – основа диагностики и лечения наследственных заболеваний человека.

        Человек использует в промышленности (в строительстве, при создании техники) принципы организации живых существ, что в настоящее время приносит значительный экономический эффект. Это легло в основу науки бионики. 

Широкое распространение получила в настоящее время отрасль хозяйства, которая получает

различные вещества на основе использования микроорганизмов, клеток и тканей других организмов, называемая биотехнология. Современная биотехнология разрабатывает методы очистки сточных вод, защиты растений от вредителей и болезней, определяет способы микробиологического синтеза кормовых добавок (белков, аминокислот) и биологически активных веществ (антибиотиков, ферментов, гормональных препаратов), внедряет генную и клеточную инженерию для выращивания организмов из одной клетки с применением клеточной культуры (например, картофеля, садовой земляники).

        Большое значение в биологии имеет решение проблем, связанных с выяснением механизмов биосинтеза белка, фотосинтеза, которые откроют путь к производству органических пищевых веществ вне растительных и животных организмов.

        Только на основе биологических знаний возможно решение глобальных проблем человечества – повышение продуктивности сельского хозяйства (из-за повышения численности населения Земли), рационального использования и возобновления природных ресурсов, охраны природы и окружающей среды.

        Ученые-биологи, внесшие весомый вклад в развитие биологии:

1. Р. Гук – открыл клетку, рассматривая под микроскопом срез пробки;
2. И. Мечников – создал клеточную теорию иммунитета;                                                                          
3. И. Павлов –  работы в области физиологии (условные и безусловные рефлексы);
4. И.М. Сеченов – работы в области физиологии;
5. Л. Пастер – доказал невозможность самозарождения;                                                                                
6. Ч. Дарвин – создал эволюционную теорию;
7. Н.И. Пирогов – впервые применил наркоз в хирургии;
8. В.И. Вернадский – создал учение о биосфере;
9. Г. Мендель – основоположник науки генетики;  
10. Т. Шванн, М. Шлейден – создали клеточную теорию;
11. Б. Броун – открыл ядро в клетке;

Основные уровни организации живой природы

Все живые организмы состоят из клеток. Клетка может представлять собой целый организм, а

может быть частью многоклеточного растения или животного. Она бывает довольно просто устроенной, как клетки бактерий и синезеленых водорослей, или значительно более сложно – клетки зеленых растений, грибов, животных.

     В любой клетке процессы жизнедеятельности осуществляются на уровне взаимодействия различных молекул. На этом уровне начинается обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.

     В многоклеточном организме клетки и, связывающее их, межклеточное вещество образуют ткани. Ткани – это совокупность клеток, сходных по происхождению, строению, выполняющих общую функцию и объединенных межклеточным веществом.

Растительные ткани

1. Покровная
2. Образовательная
3. Основная
4. Механическая
5. Проводящая

Животная ткань

1. Эпителиальная
2. Соединительная
3. Мышечная
4. Нервная

Следующим уровнем организации живого являются органы.

Многоклеточный организм представляет собой целостную систему органов, способную к самостоятельному существованию.

Совокупность организмов одного и того же вида, объединенных общим местом обитания, образуют популяцию. Популяция – система надорганизменного уровня. Именно здесь протекают простейшие эволюционные преобразования.

Организмы популяций различных видов взаимодействую между собой, образуя сообщества. Совокупность организмов разных видов (сообщество) и факторов среды их обитания, объединенных обменом веществ и энергии, образуют единый природный комплекс – биогеоценоз. 

Наконец, все биоценозы планеты формируют биосферу – систему высшего порядка. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.

Живые организмы на любом уровне организации имеют признаки, отличающие их от объектов

неживой природы.

Рассмотрим основные свойства живых организмов.

Таблица «Основные свойства живых систем»

Вопросы и определения:

1. Знать определения следующих терминов:

• Биология
• Цитология
• Гистология
• Вирусология
• Микробиология
• Микология
• Ботаника
• Зоология
• Анатомия
• Физиология
• Генетика
• Селекция
• Экология
• Бионика
• Биотехнология
• Палеонтология
• Систематика
• Эмбриология

2. Знать основные методы изучения биологии и для каждой биологической науки отдельно. Уметь различать методы на конкретных примерах.

3. Знать имена выдающихся биологов и вклад, который они внесли в науку.