Pengertian biologi sebagai ilmu. Hubungan antara biologi dan ilmu-ilmu lainnya

Soal 1. Pengantar Biologi

1. Definisi biologi

Biologi – ilmu kehidupan. Ia mempelajari kehidupan sebagai bentuk khusus pergerakan materi, hukum keberadaan dan perkembangannya. Pokok bahasan biologi adalah makhluk hidup, strukturnya, fungsinya, dan komunitas alaminya. Istilah “biologi” pertama kali diusulkan pada tahun 1802 oleh J.B. Lamarck, berasal dari dua kata-kata Yunani: bios - hidup dan logo – sains. Bersama dengan ilmu astronomi, fisika, kimia, geologi dan ilmu-ilmu lain yang mempelajari alam, biologi adalah salah satunya ilmu pengetahuan Alam. DI DALAM sistem umum pengetahuan tentang dunia di sekitar kita, kelompok ilmu lain terdiri dari ilmu sosial, atau kemanusiaan (lat. kemanusiaan– sifat manusia), ilmu yang mempelajari pola perkembangan masyarakat manusia.

2. Biologi modern

Sistematika berkaitan dengan klasifikasi makhluk hidup.

Baris ilmu biologi mempelajari morfologi yaitu struktur organisme, ada pula yang mempelajari fisiologi yaitu proses yang terjadi pada organisme hidup, dan metabolisme antara organisme dengan lingkungan. Ilmu morfologi meliputi anatomi, yang mempelajari organisasi makroskopis hewan dan tumbuhan, dan histologi, yang mempelajari jaringan dan struktur mikroskopis tubuh.

Banyak pola biologis umum yang menjadi subjek studi sitologi, embriologi, gerontologi, genetika, ekologi, Darwinisme, dan ilmu-ilmu lainnya.

3. Ilmu Sel

Sitologi adalah ilmu tentang sel. Berkat penggunaan mikroskop elektron, bahan kimia terbaru dan metode fisik Penelitian sitologi modern mempelajari struktur dan aktivitas vital sel tidak hanya pada tingkat mikroskopis, tetapi juga pada tingkat molekuler submikroskopis.

4. Embriologi dan genetika

Embriologi mempelajari pola perkembangan individu organisme, perkembangan embrio . Gerontologia– doktrin penuaan organisme dan perjuangan untuk umur panjang.

Genetika– ilmu tentang pola variabilitas dan hereditas. Ini adalah landasan teori untuk pemilihan mikroorganisme, tanaman budidaya dan hewan peliharaan.

5. Ilmu Lingkungan

6. Paleontologi. Antropologi

Paleontologi mempelajari organisme yang punah, sisa-sisa fosil kehidupan sebelumnya.

Darwinisme, atau doktrin evolusi, mengkaji pola-pola umum perkembangan sejarah dunia organik.

Antropologi- ilmu tentang asal usul manusia dan rasnya. Pemahaman yang benar tentang evolusi biologis manusia tidak mungkin terjadi tanpa memperhatikan pola perkembangan masyarakat manusia, oleh karena itu antropologi bukan hanya ilmu biologi, tetapi juga ilmu sosial.

7. Hubungan antara biologi dan ilmu-ilmu lainnya

Semua ilmu kedokteran teoritis dan praktis digunakan pola biologis umum.

Pertanyaan 2. Metode ilmu biologi

1. Metode dasar biologi

Utama metode pribadi dalam biologi adalah:

Deskriptif,

Komparatif,

Historis,

Eksperimental.

Untuk mengetahui hakikat fenomena, pertama-tama perlu mengumpulkan materi faktual dan mendeskripsikannya. Mengumpulkan dan mendeskripsikan fakta adalah metode utama penelitian periode awal biologi perkembangan, yang, bagaimanapun, tidak kehilangan maknanya hingga hari ini.

Kembali ke abad ke-18. menjadi tersebar luas metode komparatif, memungkinkan, melalui perbandingan, untuk mempelajari persamaan dan perbedaan organisme dan bagian-bagiannya. Sistematika didasarkan pada prinsip-prinsip metode ini dan salah satu generalisasi terbesar dibuat - penciptaan teori sel. Metode komparatif berkembang menjadi historis, tetapi belum kehilangan maknanya bahkan sampai sekarang.

2. Metode sejarah

Metode sejarah memperjelas pola kemunculan dan perkembangan organisme, pembentukan struktur dan fungsinya. Ilmu pengetahuan wajib menetapkan metode sejarah dalam biologi C.Darwin.

3. Metode eksperimental

Metode eksperimental dalam mempelajari fenomena alam dikaitkan dengan pengaruh aktif terhadapnya dengan melakukan eksperimen (eksperimen) dalam kondisi yang diperhitungkan secara tepat dan dengan mengubah jalannya proses ke arah yang diinginkan peneliti. Metode ini memungkinkan Anda mempelajari fenomena secara terpisah dan mencapai keterulangannya ketika kondisi yang sama direproduksi. Eksperimen ini tidak hanya memberikan wawasan yang lebih dalam tentang esensi fenomena dibandingkan metode lain, tetapi juga penguasaan langsung terhadapnya.

Bentuk tertinggi eksperimen adalah pemodelan proses yang sedang dipelajari. Seorang peneliti yang brilian AKU P. Pavlov berkata: “Pengamatan mengumpulkan apa yang ditawarkan alam, tetapi pengalaman mengambil dari alam apa yang diinginkannya.”

Penggunaan berbagai metode secara terpadu memungkinkan kita untuk lebih memahami fenomena dan objek alam. Pemulihan hubungan antara biologi dan kimia, fisika, matematika dan sibernetika saat ini, serta penggunaan metode-metode mereka untuk memecahkan masalah biologis telah terbukti sangat bermanfaat.

Soal 3. Tahapan perkembangan biologi

1. Evolusi biologi

Perkembangan masing-masing ilmu pengetahuan ada pada suatu yang diketahui tergantung pada metode produksinya, sistem sosial, kebutuhan praktis, tingkat ilmu pengetahuan dan teknologi secara umum. Manusia primitif mulai mengumpulkan informasi pertama tentang organisme hidup. Organisme hidup memberinya makanan, bahan pakaian, dan tempat tinggal. Pada masa itu sudah perlu diketahui sifat-sifat tumbuhan dan hewan, habitat dan pertumbuhannya, waktu pemasakan buah dan biji, serta perilaku hewan. Dengan demikian, lambat laun, bukan karena rasa ingin tahu yang sia-sia, tetapi karena kebutuhan sehari-hari yang mendesak, informasi tentang organisme hidup terakumulasi. Domestikasi hewan dan dimulainya budidaya tanaman membutuhkan pengetahuan yang lebih mendalam tentang organisme hidup.

Awalnya, akumulasi pengalaman diturunkan secara lisan dari satu generasi ke generasi lainnya. Munculnya tulisan berkontribusi pada pelestarian dan transmisi pengetahuan yang lebih baik.

Informasi menjadi lebih lengkap dan kaya. Namun waktu yang lama karena tingkat rendah perkembangan produksi sosial ilmu biologi belum ada.

2. Kajian biologi pada zaman dahulu

Materi faktual penting tentang organisme hidup dikumpulkan oleh tabib besar Yunani Hippocrates(460–377 SM). Ia memiliki informasi pertama tentang struktur hewan dan manusia, gambaran tulang, otot, tendon, otak, dan sumsum tulang belakang. Hippocrates mengajarkan: “Setiap dokter perlu memahami alam.”

Ilmu Pengetahuan Alam dan Filsafat dunia kuno disajikan dalam bentuk yang paling terkonsentrasi dalam karya Aristoteles(384–322 SM). Dia mendeskripsikan lebih dari 500 spesies hewan dan melakukan upaya pertama untuk mengklasifikasikannya. Aristoteles tertarik pada struktur dan gaya hidup hewan. Mereka meletakkan dasar-dasar zoologi. Aristoteles mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap perkembangan lebih lanjut ilmu pengetahuan alam dan filsafat. Bekerja Aristoteles dilanjutkan dalam bidang kajian dan sistematisasi pengetahuan tentang tumbuhan Theophrastus ( 372–287 SM e.). Ia disebut sebagai "bapak botani". Ilmu pengetahuan kuno berutang perluasan pengetahuan tentang struktur tubuh manusia kepada dokter Romawi Galen(139–200 M) yang membedah monyet dan babi. Karya-karyanya mempengaruhi ilmu pengetahuan alam dan kedokteran selama beberapa abad. Penyair dan filsuf Romawi Titus Lucretius Carus, yang hidup pada abad ke-1. SM e., dalam puisi “On the Nature of Things” ia berbicara menentang agama dan mengungkapkan gagasan tentang kemunculan dan perkembangan kehidupan secara alami.

3. Kemunduran Ilmu Pengetahuan di Abad Pertengahan

Masyarakat budak digantikan oleh feodalisme sebagai akibat dari perkembangan kekuatan produktif dan hubungan produksi yang mencakup periode tersebut Abad Pertengahan. Di era kelam ini, dominasi gereja dengan mistisisme dan ideologi reaksionernya menguat. Ilmu pengetahuan mengalami kemunduran dan, seperti yang mereka katakan, K.Marx, "pelayan teologi." Gereja mengkanonisasi dan menyatakan kebenaran komposisi yang tak tergoyahkan Aristoteles, Galena, sebagian besar mendistorsinya. Dikatakan bahwa semua masalah dalam ilmu pengetahuan alam telah diselesaikan oleh para ilmuwan kuno, sehingga tidak perlu mempelajari alam yang hidup. “Kebijaksanaan dunia adalah kegilaan di hadapan Tuhan,” ajaran gereja. Alkitab dinyatakan sebagai buku “wahyu ilahi”. Semua penjelasan tentang fenomena alam tidak boleh bertentangan dengan Alkitab atau tulisan-tulisan orang dahulu. Gereja dengan kejam menghukum semua pemikir dan peneliti progresif, sehingga akumulasi pengetahuan di Abad Pertengahan sangat lambat.

4. Renaisans dan perkembangan ilmu pengetahuan

Tonggak penting dalam perkembangan ilmu pengetahuan adalah Renaisans(abad XIV–XVI). Periode ini dikaitkan dengan munculnya kelas sosial baru - borjuasi. Mengembangkan kekuatan produktif memerlukan pengetahuan khusus. Hal ini menyebabkan terisolasinya sejumlah ilmu alam. Pada abad XV–XVIII. Botani, zoologi, anatomi, dan fisiologi muncul dan berkembang secara intensif. Namun, berkembang ilmu pengetahuan alam mereka masih perlu mempertahankan hak hidup mereka, melakukan perjuangan sengit dengan gereja. Api Inkuisisi masih terus berkobar. Miguel Melayani(1511–1553), yang menemukan peredaran darah paru, dinyatakan sesat dan dibakar di tiang pancang.

5. Ajaran F. Engels

Ciri khas ilmu pengetahuan alam pada masa itu adalah studi terisolasi tentang benda-benda alam.“Penting untuk memeriksa objek sebelum seseorang dapat mulai mempelajari proses,” tulisnya F.Engel. Studi terisolasi terhadap objek-objek alam memunculkan gagasan tentang kekekalannya, termasuk kekekalan spesies. “Ada banyak spesies yang diciptakan penciptanya,” diyakini K.Linnaeus. “Tetapi yang secara khusus menjadi ciri periode yang sedang dipertimbangkan adalah perkembangan pandangan dunia umum yang unik, yang pusatnya adalah gagasan tentang kekekalan alam yang mutlak,” tulisnya. F.Engel. Ia menyebut periode ini dalam perkembangan ilmu pengetahuan alam metafisik.

Namun, seperti yang ditunjukkan F.Engel, itupun kesenjangan pertama mulai muncul dalam gagasan metafisik. Pada tahun 1755 muncul “Sejarah Alam Umum dan Teori Surga” oleh I. Kant(1724–1804), di mana ia mengembangkan hipotesis tentang asal mula bumi. 50 tahun kemudian, hipotesis ini mendapat pembuktian matematis dalam karyanya P.S. Laplace(1749–1827).

Dalam perjuangan melawan ide-ide idealis, kaum materialis Perancis abad ke-18 memainkan peran positif yang besar. – J.Lametrie(1709–1751), D.Diderot(1713–1784), dll.

6. Perlunya pendekatan baru dalam mempelajari alam

Selama periode perkembangan industri dan pertumbuhan perkotaan yang pesat, yang membutuhkan peningkatan tajam dalam produk pertanian, muncul kebutuhan akan pertanian ilmiah. Penting untuk mengungkap pola kehidupan organisme dan sejarah perkembangannya. Untuk mengatasi masalah ini, diperlukan pendekatan baru dalam mempelajari alam. Gagasan tentang hubungan universal fenomena, variabilitas alam, dan evolusi dunia organik mulai merambah ke dalam sains.

Akademisi Akademi Rusia ilmu pengetahuan K.F. Serigala(1733–1794), ketika mempelajari perkembangan embrio hewan, menemukan bahwa perkembangan individu dikaitkan dengan pembentukan baru dan transformasi bagian-bagian embrio. Menurut F.Engel, Serigala melakukan serangan pertama terhadap teori kekekalan spesies pada tahun 1759. Pada tahun 1809 JB Lamarck(1744–1829) mengemukakan teori evolusi pertama. Namun, materi faktual masih belum cukup untuk mendukung teori evolusi. Lamarck gagal menemukan hukum dasar perkembangan dunia organik, dan teorinya tidak diakui oleh orang-orang sezamannya.

7. Munculnya ilmu-ilmu baru

Pada paruh pertama abad ke-19. Ilmu-ilmu baru muncul - paleontologi, anatomi komparatif hewan dan tumbuhan, histologi dan embriologi. Pengetahuan yang dikumpulkan oleh ilmu pengetahuan alam pada paruh pertama abad ke-19 memberikan dasar yang kokoh teori evolusi Bab Darwin. Karyanya" Asal Usul Spesies"(1859) menandai titik balik dalam perkembangan biologi: dimulainya zaman baru dalam sejarah ilmu pengetahuan alam. Perjuangan ideologis yang sengit muncul seputar ajaran Darwin, tetapi gagasan perkembangan evolusioner dengan cepat diterima secara universal. Paruh kedua abad ke-19. ditandai dengan penetrasi ide-ide Darwin yang bermanfaat ke semua bidang biologi.

8. Disintegrasi ilmu pengetahuan menjadi cabang-cabang tersendiri

Untuk biologi abad kedua puluh. karakteristik dua proses. Pertama, karena akumulasi materi faktual yang sangat besar, ilmu-ilmu yang dulunya bersatu mulai terpecah menjadi cabang-cabang yang terpisah. Jadi, dari zoologi muncul entomologi, helmintologi, protozoologi dan banyak cabang lainnya, dari fisiologi - endokrinologi, fisiologi aktivitas saraf yang lebih tinggi, dll. Kedua, direncanakan kecenderungan konvergensi biologi dengan ilmu-ilmu lain: muncul biokimia, biofisika, biogeokimia, dll. Munculnya ilmu-ilmu perbatasan menunjukkan kesatuan dialektis dari beragam bentuk keberadaan dan perkembangan materi, membantu mengatasi perpecahan metafisik dalam studi bentuk-bentuk keberadaannya. DI DALAM dekade terakhir Sehubungan dengan pesatnya perkembangan teknologi dan pencapaian terkini di sejumlah bidang ilmu pengetahuan alam, biologi molekuler, bionik, radiobiologi, biologi luar angkasa.

Biologi molekuler- wilayah ilmu pengetahuan alam modern. Menggunakan landasan teori dan metode eksperimen kimia dan fisika molekuler, memungkinkan untuk mempelajari sistem biologis pada tingkat molekuler.

Bionik mempelajari fungsi dan struktur organisme dengan tujuan menggunakan prinsip yang sama untuk menciptakan teknologi baru. Jika sampai saat ini biologi menjadi salah satu landasan teori kedokteran dan pertanian, lalu kini juga menjadi salah satu tumpuan teknologi masa depan.

Penampilan biologi penyinaran– doktrin pengaruh radiasi pengion pada organisme hidup – dikaitkan dengan penemuan efek biologis sinar-X dan sinar gamma, terutama setelah penemuan tersebut. sumber alami radioaktivitas dan penciptaan sumber radiasi pengion buatan.

Sampai saat ini, biologi masih tetap ada murni duniawi ilmu yang mempelajari bentuk kehidupan yang hanya ada di planet kita. Namun, sukses teknologi modern, yang memungkinkan untuk dibuat pesawat terbang, mampu mengatasi gaya berat dan pergi ke luar angkasa, menetapkan sejumlah tugas baru untuk biologi, yang menjadi pokok bahasan biologi luar angkasa. Matematikawan, sibernetika, fisikawan, ahli kimia, dan spesialis di bidang ilmu alam lainnya mengambil bagian dalam memecahkan masalah saat ini bersama dengan para ahli biologi.

Pertanyaan 4. Peran biologi dalam sistem pendidikan kedokteran

1. Hubungan antara biologi dan kedokteran

Pentingnya mempelajari biologi bagi seorang dokter ditentukan oleh fakta bahwa biologi merupakan landasan teori kedokteran. “Kedokteran, jika dilihat dari segi teori, pertama-tama adalah biologi umum,” tulis salah satu ahli teori kedokteran terkemuka I.V. Davydovsky. Kemajuan ilmu kedokteran dikaitkan dengan penelitian biologi, sehingga dokter harus selalu mengetahui kemajuan terkini dalam biologi. Memberikan beberapa contoh dari sejarah sains saja sudah cukup untuk meyakinkan diri akan hubungan erat antara keberhasilan kedokteran dan penemuan-penemuan yang tampaknya dibuat dalam bidang biologi yang murni teoretis.

2. Ajaran L.Pasteur

Penelitian L. Pasteur (1822–1895), yang membuktikan ketidakmungkinan asal mula kehidupan secara spontan di kondisi modern, penemuan bahwa pembusukan dan fermentasi disebabkan oleh mikroorganisme merevolusi pengobatan dan mendorong perkembangan ilmu bedah. Mereka pertama kali diperkenalkan ke dalam praktik antiseptik(mencegah infeksi luka dengan bahan kimia), kemudian asepsis(mencegah kontaminasi dengan mensterilkan benda-benda yang bersentuhan dengan luka). Penemuan yang sama ini menjadi insentif untuk mencari agen penyebab penyakit menular, dan penemuannya dikaitkan dengan pengembangan pencegahan dan pengobatan yang rasional. menular penyakit. Penemuan sel dan studi tentang struktur mikroskopis organisme memungkinkan kita untuk lebih memahami penyebab proses penyakit dan berkontribusi pada pengembangan metode diagnostik dan pengobatan. Hal yang sama harus dikatakan tentang studi pola fisiologis dan biokimia. Mempelajari aku. Mechnikov proses pencernaan pada organisme multiseluler tingkat rendah membantu menjelaskan fenomena kekebalan. Penelitiannya tentang pengendalian antarspesies pada mikroorganisme membuahkan penemuan tersebut antibiotik, digunakan untuk mengobati banyak penyakit.

3. Prinsip filogenetik

Perlu diingat bahwa manusia terpisah dari dunia binatang. Struktur dan fungsi tubuh manusia, termasuk mekanisme pertahanannya, merupakan hasil transformasi evolusioner jangka panjang dari bentuk-bentuk sebelumnya. Proses patologis juga didasarkan pada pola biologis umum. Prasyarat yang diperlukan untuk memahami esensi proses patologis adalah pengetahuan biologi.

Prinsip filogenetik, dengan mempertimbangkan evolusi dunia organik, dapat menyarankan pendekatan yang tepat untuk menciptakan model kehidupan untuk mempelajari penyakit tidak menular dan untuk menguji obat baru. Metode yang sama membantu untuk menemukannya keputusan yang tepat ketika memilih jaringan untuk transplantasi pengganti, untuk memahami asal mula anomali dan kelainan bentuk, untuk menemukan cara paling rasional untuk rekonstruksi organ, dll.

4. Peran genetika dalam kedokteran

Sejumlah besar penyakit dimiliki sifat turun-temurun. Pencegahan dan pengobatan memerlukan pengetahuan genetika. Penyakit non-keturunan berkembang secara berbeda, dan pengobatannya dilakukan tergantung pada kondisi genetik orang tersebut, yang tidak dapat diabaikan oleh dokter. Banyak kelainan kongenital yang timbul akibat paparan kondisi lingkungan yang kurang baik. Mencegahnya adalah tugas seorang dokter yang berbekal pengetahuan tentang biologi perkembangan organisme. Kesehatan masyarakat sangat bergantung pada lingkungan, khususnya lingkungan yang diciptakan oleh manusia. Pengetahuan biologis pola-pola tersebut diperlukan untuk sikap berbasis ilmiah terhadap alam, perlindungan dan pemanfaatan sumber dayanya, termasuk untuk tujuan pengobatan dan pencegahan penyakit. Sebagaimana telah disebutkan, penyebab banyak penyakit pada manusia adalah organisme hidup, oleh karena itu, untuk memahami patogenesis (mekanisme terjadinya dan perkembangan penyakit) dan pola proses epidemi (yaitu penyebaran penyakit menular), perlu dilakukan. untuk mempelajari organisme patogen.

Pertanyaan 5. Metabolisme dan energi

1. Seperangkat pola

Pola-pola yang keseluruhannya menjadi ciri kehidupan, antara lain:

Pembaruan diri terkait dengan aliran materi dan energi;

Reproduksi diri, memastikan kesinambungan antar generasi berikutnya sistem biologis terkait dengan arus informasi;

Pengaturan diri berdasarkan aliran materi, energi dan informasi.

Terdaftar pola menentukan atribut dasar kehidupan: metabolisme dan energi, iritabilitas, homeostasis, reproduksi, keturunan, variabilitas, perkembangan individu dan filogenetik.

2. Metabolisme dan energi

Menggambarkan fenomena kehidupan, F. Engels menulis: “Hidup adalah cara keberadaan tubuh protein, yang intinya adalah pertukaran zat secara terus-menerus dengan alam luar di sekitarnya, dan dengan terhentinya metabolisme ini, kehidupan juga terjadi. berhenti, yang menyebabkan penguraian protein.”

Penting untuk dicatat bahwa metabolisme juga dapat terjadi antar tubuh. alam mati. Namun, metabolisme milik makhluk hidup secara kualitatif berbeda dari proses metabolisme pada benda mati. Untuk menunjukkan perbedaan-perbedaan ini, mari kita lihat sejumlah contoh.

Sepotong batu bara yang terbakar ada di dalamnya keadaan pertukaran Dengan alam sekitar: oksigen termasuk di dalamnya reaksi kimia dan pelepasan karbon dioksida. Terbentuknya karat pada permukaan benda besi merupakan akibat pertukaran dengan lingkungan. Namun sebagai akibat dari proses ini, benda mati tidak lagi seperti semula. Sebaliknya bagi makhluk hidup, pertukaran dengan lingkungan merupakan syarat keberadaannya. Dalam organisme hidup, metabolisme mengarah pada pemulihan komponen yang hancur, menggantinya dengan komponen baru yang serupa, yaitu. pembaruan diri dan reproduksi diri, membangun tubuh organisme hidup melalui asimilasi zat dari lingkungan.

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa organisme ada sebagai membuka sistem. Melalui setiap organisme ada aliran materi dan energi yang terus menerus. Terlaksananya proses-proses tersebut ditentukan oleh sifat-sifat protein, terutama aktivitas katalitiknya.

3. Habitat mikroorganisme

Karena kenyataan bahwa organisme sistem terbuka, mereka masuk kesatuan dengan lingkungan, dan fisik, kimia dan sifat biologis lingkungan menentukan terselenggaranya seluruh proses kehidupan. Setiap jenis organisme beradaptasi untuk hidup hanya dalam kondisi tertentu. Ini adalah kondisi di mana spesies ini berkembang dan beradaptasi. Beberapa spesies hanya hidup di air, yang lain di darat, beberapa hanya di garis lintang kutub, yang lain di zona khatulistiwa, berbagai organisme beradaptasi untuk hidup di stepa, gurun, hutan, kedalaman lautan atau di puncak gunung. Banyak pula yang habitatnya di organisme lain (usus, otot, darah, dll).

4. Perubahan lingkungan

Organisme tidak hanya bergantung pada lingkungannya, tetapi lingkungan itu sendiri pun berubah sebagai dampaknya aktivitas vital organisme. Penampilan primitif planet kita telah berubah secara signifikan di bawah pengaruh organisme: ia memperoleh atmosfer dengan oksigen bebas dan penutup tanah. Ozon terbentuk dari oksigen bebas, mencegah penetrasi radiasi ultraviolet ke permukaan bumi; Dari sinilah muncul “layar ozon” yang menjamin keberadaan kehidupan di permukaan tanah. Dari tumbuhan hijau yang mengumpulkan energi matahari di zaman geologis masa lalu, terbentuklah cadangan besar batuan kaya energi seperti batu bara dan gambut. Batu kapur, kapur dan banyak mineral lainnya berasal dari organik. Tutupan vegetasi mempengaruhi iklim; vegetasi berkayu menjadikannya lebih lembut, mengurangi fluktuasi suhu dan faktor meteorologi lainnya. Pengaruh alam mati terhadap organisme dan organisme pada benda mati menunjukkan kesatuan seluruh alam.

Rencana kerja:

1. Konsep Biologi, Kaitannya dengan Ilmu-ilmu Lain………………..2

14. Ciri-ciri struktur sel tumbuhan……………………7

30. Penetrasi nutrisi ke dalam sel. Konsep turgor, plasmolisis, plasmolisis mikroorganisme…………13

45. Antibiotik dan zat penghambat. Jalur masuk dan pengaruhnya terhadap kualitas susu. Tindakan untuk mencegahnya masuk ke dalam susu…………………………………………………15

50. Mikroflora Tumbuhan dan Pakan…………………………...18

66. Sebutkan agen penyebab tuberkulosis dan brucellosis…..22

1. Konsep biologi, hubungannya dengan ilmu-ilmu lain.

Sains adalah sebuah bola kegiatan penelitian, bertujuan untuk memperoleh pengetahuan baru tentang objek dan fenomena. Ilmu pengetahuan mencakup pengetahuan tentang pokok bahasan, tugas pokoknya adalah memahaminya secara lebih utuh dan mendalam. Fungsi utama sains adalah penelitian. Subjek penelitian metode pengajaran biologi adalah teori dan praktek mengajar, mendidik dan mengembangkan siswa pada mata pelajaran tersebut.

Metodologi pengajaran biologi, seperti ilmu pengetahuan lainnya, mempelajari hukum objektif dari proses dan fenomena yang dipelajarinya. Mengidentifikasi pola umum mereka memungkinkan dia menjelaskan dan memprediksi jalannya peristiwa dan bertindak dengan tujuan tertentu.

Ciri-ciri utama ilmu pengetahuan pada umumnya adalah tujuan, pokok bahasan kajiannya, metode kognisi dan bentuk-bentuk ekspresi ilmu pengetahuan (berupa ketentuan-ketentuan dasar ilmu pengetahuan, prinsip-prinsip, hukum-hukum, pola-pola, teori-teori dan fakta-fakta, istilah-istilah). . Sejarah terbentuknya dan berkembangnya ilmu pengetahuan serta nama-nama ilmuwan yang memperkaya dengan penemuannya juga penting.

Tujuan yang dihadapi metodologi pengajaran biologi sejalan dengan maksud dan tujuan pedagogi secara umum. Oleh karena itu, metodologi ini merupakan bidang pedagogi khusus, yang ditentukan oleh kekhususan subjek penelitian.

Metodologi pengajaran biologi didasarkan pada prinsip-prinsip pedagogi umum dalam kaitannya dengan pembelajaran materi biologi. Pada saat yang sama, ia mengintegrasikan pengetahuan, keterampilan dan sikap profesional dan pedagogis khusus (ilmu alam dan biologi), psikologis, pedagogis, ideologis, budaya dan lainnya.

Metodologi pengajaran biologi menentukan tujuan pendidikan, isi mata pelajaran “Biologi” dan prinsip pemilihannya.

Tujuan pendidikan beserta isi, proses dan hasil pendidikan adalah elemen penting sistem pedagogi apa pun. Pendidikan memperhitungkan tujuan sosial dan tujuan individu. Tujuan sosial ditentukan oleh kebutuhan masyarakat berkembang. Tujuan pribadi memperhitungkan kemampuan individu, minat, kebutuhan pendidikan, dan pendidikan mandiri.

Tingkat pendidikan, yaitu penguasaan pengetahuan, keterampilan dan kemampuan biologi yang berkontribusi terhadap inklusi aktif dan penuh dalam kegiatan pendidikan, ketenagakerjaan, dan sosial;

Tingkat pendidikan, yang mencirikan sistem pandangan dunia, kepercayaan, sikap terhadap dunia sekitar, alam, masyarakat, kepribadian;

Tingkat perkembangan yang menentukan kemampuan, kebutuhan pengembangan diri dan peningkatan kualitas fisik dan mental. Tujuan pendidikan biologi menengah umum ditentukan dengan mempertimbangkan nilai-nilai dan faktor-faktor seperti:

Integritas kepribadian manusia;

Prediktif, yaitu orientasi tujuan pendidikan biologi terhadap nilai-nilai biologi dan pendidikan modern dan masa depan. Dengan demikian, pendidikan biologi menengah umum menjadi lebih terbuka terhadap pemutakhiran dan penyesuaian;

Kontinuitas dalam sistem pendidikan seumur hidup.

Metodologi pengajaran biologi juga mencatat bahwa salah satu tujuan terpenting pendidikan biologi adalah pembentukan pandangan dunia ilmiah yang didasarkan pada keutuhan dan kesatuan alam, konstruksinya yang sistematis dan merata, keanekaragaman, dan kesatuan manusia dan alam. Selain itu, biologi difokuskan pada pengembangan pengetahuan tentang struktur dan fungsi sistem biologis, tentang pembangunan berkelanjutan alam dan masyarakat dalam interaksinya.

Objek dan subjek penelitian adalah konsep terpenting dari ilmu apapun. Mereka mewakili kategori filosofis. Objek mengungkapkan isi realitas, tidak tergantung pada pengamatnya.

Objek ilmu pengetahuan adalah berbagai aspek, sifat, dan hubungan suatu objek yang terekam dalam pengalaman dan termasuk dalam proses kegiatan praktik. Objek kajian metode pengajaran biologi adalah proses pengajaran dan pendidikan (edukasi) yang berkaitan dengan mata pelajaran tersebut. Subyek metodologi penelitian adalah tujuan dan isi proses pendidikan, metode, sarana dan bentuk pengajaran, pendidikan dan pengembangan peserta didik.

Dalam perkembangan ilmu pengetahuan, penerapan praktisnya dan penilaian prestasi, peran yang cukup signifikan dimiliki oleh metode riset ilmiah. Mereka adalah sarana untuk memahami subjek yang dipelajari dan cara untuk mencapai tujuan. Metode utama pengajaran biologi adalah sebagai berikut: observasi, eksperimen pedagogis, pemodelan, peramalan, pengujian, kualitatif dan analisis kuantitatif prestasi pedagogis. Metode yang disebutkan didasarkan pada pengalaman, pengetahuan sensorik. Namun, pengetahuan empiris bukanlah satu-satunya sumber pengetahuan yang dapat diandalkan. Mengungkapkan hakikat suatu objek dan fenomenanya komunikasi internal metode pengetahuan teoretis seperti sistematisasi, integrasi, diferensiasi, abstraksi, bantuan idealisasi, analisis sistem, perbandingan, generalisasi.

Struktur isi metodologi pengajaran biologi dibuktikan secara ilmiah. Ini dibagi menjadi metode pengajaran umum dan privat, atau khusus: sejarah alam, mata kuliah "Tumbuhan. Bakteri. Jamur dan Lumut", mata kuliah "Hewan", mata kuliah "Manusia", "Biologi Umum".

Metodologi umum pengajaran biologi mempertimbangkan pokok-pokok permasalahan semua mata kuliah biologi: konsep pendidikan biologi, tujuan, sasaran, prinsip, metode, sarana, bentuk, model pelaksanaan, isi dan struktur, pentahapan, kesinambungan, sejarah pembentukan dan perkembangan. pendidikan biologi dalam negeri dan dunia; pandangan dunia, pendidikan moral dan ekokultural dalam proses pembelajaran; kesatuan isi dan metode pengajaran; hubungan antar bentuk pekerjaan akademis; keutuhan dan pengembangan seluruh unsur sistem pendidikan biologi, yang menjamin kekuatan dan kesadaran akan pengetahuan, keterampilan dan kemampuan.

Metode privat mengeksplorasi isu-isu pendidikan yang spesifik untuk setiap kursus tergantung pada kontennya materi pendidikan dan usia siswa.

Metodologi umum pengajaran biologi berkaitan erat dengan semua metode biologi tertentu. Kesimpulan teoretisnya didasarkan pada penelitian metodologis swasta. Dan mereka, pada gilirannya, dipandu oleh ketentuan metodologi umum untuk masing-masing kursus pelatihan. Dengan demikian, metodologi sebagai suatu ilmu adalah satu kesatuan; ia tidak dapat dipisahkan dari bagian-bagian yang umum dan yang khusus.

HUBUNGAN METODE PENGAJARAN BIOLOGI DENGAN ILMU PENGETAHUAN LAINNYA.

Metodologi pengajaran biologi, keberadaan ilmu pedagogi, terkait erat dengan didaktik. Ini adalah bagian pedagogi yang mempelajari pola perolehan pengetahuan, keterampilan dan kemampuan serta pembentukan keyakinan siswa. Didaktik mengembangkan teori pendidikan dan prinsip pengajaran yang umum untuk semua mata pelajaran. Metode pengajaran biologi, yang telah lama ditetapkan sebagai bidang pedagogi independen, berkembang secara teoritis dan masalah praktis isi, bentuk, metode dan sarana pengajaran dan pendidikan, ditentukan oleh kekhususan biologi.

Perlu dicatat bahwa didaktik, di satu sisi, dalam perkembangannya bertumpu pada teori dan praktik metodologi (tidak hanya biologi, tetapi juga metodologi lain). mata pelajaran pendidikan), dan di sisi lain, memberikan pendekatan ilmiah umum terhadap penelitian di bidang metodologi, memastikan kesatuan prinsip-prinsip metodologis dalam mempelajari proses pembelajaran.

Metodologi pengajaran biologi erat kaitannya dengan psikologi, karena didasarkan pada karakteristik usia anak-anak. Metodologi ini menekankan bahwa pelatihan pendidikan hanya bisa efektif jika sesuai perkembangan usia siswa.

Metode pengajaran biologi erat kaitannya dengan ilmu biologi. Mata pelajaran "Biologi" bersifat sintetik. Ini mencerminkan hampir semua bidang utama biologi: botani, zoologi, fisiologi tumbuhan, hewan dan manusia, sitologi, genetika, ekologi, teori evolusi, asal usul kehidupan, antropogenesis, dll. penjelasan ilmiah fenomena alam, pengenalan tumbuhan, jamur, hewan di alam, identifikasi, persiapan dan eksperimennya memerlukan persiapan teoritis dan praktis yang baik.

Tujuan ilmu biologi adalah memperoleh pengetahuan baru tentang alam melalui penelitian. Tujuan mata pelajaran “Biologi” adalah untuk membekali siswa dengan pengetahuan (fakta, pola) yang diperoleh dari ilmu biologi.

Metodologi pengajaran biologi erat kaitannya dengan filsafat. Ini berkontribusi pada pengembangan pengetahuan diri manusia, pemahaman tentang tempat dan peran penemuan ilmiah dalam sistem perkembangan umum budaya manusia, memungkinkan kita untuk menghubungkan bagian-bagian pengetahuan yang berbeda ke dalam satu gambaran ilmiah tentang dunia. Filsafat adalah landasan teori metodologi, melengkapinya dengan pendekatan ilmiah terhadap beragam aspek pelatihan, pendidikan dan pengembangan.

Keterkaitan antara metodologi dan filsafat menjadi semakin penting karena kajian tentang dasar-dasar ilmu biologi tentang segala kemungkinan manifestasi makhluk hidup pada berbagai tingkat organisasinya bertujuan untuk membentuk dan mengembangkan pandangan dunia yang materialistis. Metodologi pengajaran biologi memecahkan masalah penting ini secara bertahap, dari mata kuliah ke mata kuliah, dengan perluasan dan pendalaman pengetahuan biologi, mengarahkan siswa pada pemahaman tentang fenomena alam, pergerakan dan perkembangan materi, dan dunia sekitar.

14. Ciri-ciri struktur sel tumbuhan.

PERKENALAN

§ 1.SISTEM ILMU BIOLOGIS.HUBUNGAN ILMU BIOLOGIS DENGAN ILMU PENGETAHUAN LAINNYA

Biologi adalah ilmu yang kompleks tentang alam yang hidup. Anda sudah tahu bahwa biologi mempelajari berbagai manifestasi kehidupan. Sebagai ilmu alam yang independen, biologi sudah ada sebelum zaman kita, dan namanya diusulkan pada tahun 1802 secara independen oleh ilmuwan Perancis Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) dan Gottfried Reinhold Treviranus dari Jerman (1766-1837).

Pada tahun-tahun sebelumnya di sekolah, Anda sudah mengenal dasar-dasar ilmu biologi seperti botani, mikologi, zoologi, anatomi dan fisiologi manusia, dll. Pada tahun-tahun berikutnya, Anda akan belajar tentang pencapaian ilmu biologi lainnya: biokimia , sitologi, virologi, biologi perkembangan individu, genetika, ekologi, studi evolusi, sistematika, paleontologi dan sejenisnya. Data dari ilmu ini dan banyak ilmu biologi lainnya memungkinkan untuk mempelajari pola yang melekat pada semua organisme hidup. Tinjau Gambar 1.1 untuk ringkasan ilmu biologi dasar. (Pikirkan ilmu biologi mana dalam diagram yang menurut Anda paling terkait satu sama lain)

Biologi disebut sebagai ilmu terkemuka abad ke-21. Tanpa pencapaian biologi, kemajuan saat ini tidak mungkin terjadi ilmu-ilmu pertanian, kesehatan dan lingkungan, bioteknologi dan sejenisnya.

Hubungan antara biologi dan ilmu-ilmu lainnya. Biologi berkaitan erat dengan alam dan lainnya sastra. Akibat interaksi dengan kimia, muncullah biokimia, dan dengan fisika, muncullah biofisika. Biogeografi - ilmu kompleks tentang persebaran organisme hidup di Bumi - dikembangkan melalui upaya beberapa generasi ilmuwan yang mempelajari kelompok flora, fauna, dan spesies di berbagai wilayah geografis planet kita. Digunakan di semua cabang biologi metode matematika pengolahan bahan yang dikumpulkan.

Beras. 1.1. Deskripsi singkat ilmu biologi dasar

Sebagai hasil interaksi ekologi dengan humaniora, muncullah sosioekologi (mempelajari pola interaksi antara masyarakat manusia dan lingkungan alam), dan interaksi biologi manusia dengan humaniora membentuk antropologi - ilmu tentang asal usul dan evolusi manusia. sebagai spesies biososial khusus, ras manusia, dan sejenisnya.

Filsafat biologi merupakan ilmu yang muncul sebagai hasil interaksi filsafat klasik dengan biologi. Dia mempelajari masalah pandangan dunia berdasarkan kemajuan biologi.

Data dari ilmu-ilmu biologi tentang manusia (anatomi, fisiologi, genetika manusia) menjadi landasan teori kedokteran (ilmu kesehatan manusia dan pelestariannya, penyakit, metode diagnosis dan pengobatannya).

Pada paruh kedua abad kedua puluh. Berkat keberhasilan berbagai ilmu pengetahuan alam (fisika, matematika, sibernetika, kimia dan lain-lain), muncullah bidang penelitian biologi baru:

Biologi luar angkasa - mempelajari ciri-ciri berfungsinya sistem kehidupan dalam kondisi pesawat ruang angkasa dan Alam Semesta;

Bionics - mempelajari fitur struktural dan fungsi vital organisme untuk menciptakan berbagai sistem dan perangkat teknis;

Radiobiologi - ilmu pengaruh jenis yang berbeda radiasi pengion pada sistem kehidupan;

Kriobiologi adalah ilmu tentang pengaruh suhu rendah terhadap makhluk hidup.

Masyarakat modern seringkali menghadapi persoalan-persoalan yang muncul bersinggungan dengan ilmu-ilmu lain. Misalnya, untuk menilai konsekuensi dampak antropogenik terhadap sistem kehidupan (radiasi, bahan kimia, dll.), diperlukan upaya bersama dari ahli biologi, dokter, fisikawan, ahli kimia, dll. Penciptaan teknologi bioinformasi (misalnya, untuk mempelajari struktur dan fungsi kumpulan informasi herediter organisme) tidak mungkin terjadi tanpa yang khusus program komputer. Studi tentang penyakit keturunan pada manusia juga merupakan tugas banyak ilmu pengetahuan (genetika, biokimia, kedokteran dan lain-lain).

Istilah dan konsep kunci. Biologi, sistem ilmu biologi.

Kopotko tentang hal utama

Biologi merupakan ilmu kompleks yang mempelajari berbagai manifestasi kehidupan.

Nama "biologi" diusulkan pada tahun 1802 oleh ilmuwan Perancis J.-By. Lamarck dan Jerman - G.G. Treviranus.

Biologi memiliki hubungan erat baik dengan ilmu-ilmu alam lainnya maupun dengan humaniora. Karena interaksi dengan ilmu-ilmu lain,

biokimia, biofisika, biogeografi, radiobiologi dan banyak lainnya.

Manusia, sebagai bagian integral dari alam, telah lama berupaya mempelajari hewan dan tumbuhan yang mengelilinginya, karena kelangsungan hidupnya bergantung padanya. Upaya pertama untuk mengatur akumulasi data tentang struktur hewan dan tumbuhan, proses kehidupan dan keanekaragamannya adalah milik para ilmuwan Yunani Kuno- Aristoteles (Gbr. 1.2) dan Theophrastus. Aristoteles menciptakan sistem ilmiah pertama untuk sekitar 500 spesies hewan yang dikenal pada waktu itu dan meletakkan dasar bagi perbandingan anatomi (coba jelaskan tujuan ilmu ini). Ia percaya bahwa benda hidup muncul dari benda tak hidup. Theophrastus (372-287 M) mendeskripsikan berbagai organ tumbuhan dan meletakkan dasar klasifikasi botani. Sistem alam hidup kedua ilmuwan ini menjadi dasar perkembangan ilmu biologi Eropa dan tidak mengalami perubahan signifikan hingga abad ke-8. N. e.

Pada Abad Pertengahan (abad V - XV M), biologi berkembang terutama sebagai ilmu deskriptif. Akumulasi fakta pada masa itu seringkali diputarbalikkan. Misalnya, ada gambaran tentang berbagai makhluk mitos, misalnya “biksu laut” yang tampak di hadapan pelaut sebelum badai, atau bintang laut berwajah manusia.

Selama Renaisans perkembangan pesat industri, pertanian, luar biasa penemuan geografis memberikan tantangan baru bagi ilmu pengetahuan, sehingga merangsang perkembangannya. Dengan demikian, perkembangan sitologi dikaitkan dengan penemuan mikroskop cahaya. Mikroskop cahaya dengan lensa mata dan objektif muncul awal abad ke-17 c., tetapi penemunya tidak diketahui secara pasti; khususnya, ilmuwan besar Italia G. Galileo mendemonstrasikan alat pembesar lensa ganda yang ia temukan pada tahun 1609. Dan pada tahun 1665, dengan menggunakan mikroskop miliknya yang lebih baik, mempelajari bagian tipis gabus elderberry, wortel, dll. Robert Hooke (Gbr. 1.3) menemukan struktur seluler jaringan tumbuhan dan mengusulkan istilah sel itu sendiri. Sekitar waktu yang sama, naturalis Belanda Antonie van Leeuwenhoek (Gbr. 1.4) membuat lensa unik dengan perbesaran 150-300x, yang digunakan untuk pertama kalinya mengamati organisme bersel tunggal(hewan uniseluler dan bakteri), sperma, sel darah merah dan pergerakannya di kapiler.

Semua akumulasi fakta ilmiah tentang keanekaragaman makhluk hidup dirangkum oleh seorang ilmuwan Swedia terkemuka abad ke-18. Carl Linnaeus (Gbr. 1.5). Ia menekankan bahwa di alam terdapat kelompok individu yang mirip satu sama lain dalam hal ciri struktural dan persyaratan lingkungan, menghuni bagian tertentu dari permukaan bumi, dan mampu kawin silang satu sama lain serta menghasilkan keturunan yang subur. Ia menganggap kelompok-kelompok tersebut, yang masing-masing memiliki perbedaan tertentu satu sama lain, sebagai spesies. Linnaeus meletakkan dasar bagi taksonomi modern dan juga menciptakan klasifikasi tumbuhan dan hewannya sendiri. Dia memperkenalkan bahasa Latin nama ilmiah spesies, genera dan kategori sistematis lainnya, menggambarkan lebih dari 7.500 spesies tumbuhan dan sekitar 4.000 spesies hewan.

Beras. 1.2. Aristoteles (384-322 RR M)

Beras. 1.3. Robert Hooke (1635-1703)

Beras. 1.4. Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723)

Beras. 1.5. Carl Linnaeus(1707-1778)

Beras. 1.6. Theodor Schwann (1810-1882)

Beras. 1.7. Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829)

Beras. 1.8. Charles Darwin (1809-1882)

Tahap penting dalam perkembangan biologi dikaitkan dengan penciptaan teori sel dan pengembangan gagasan evolusi. Secara khusus, nukleus ditemukan di dalam sel: pertama kali diamati pada tahun 1828 sel tumbuhan Ahli botani Inggris Robert Brown (1773-1858), yang kemudian (1833) mengusulkan istilah “kernel”. Pada tahun 1830, inti telur ayam dideskripsikan oleh peneliti Ceko Jan Purkine (1787-1869). Berdasarkan karya para ilmuwan ini dan ahli botani Jerman Matthias Schleiden (1804-1881), ahli zoologi Jerman Theodor Schwann (Gbr. 1.6) pada tahun 1838 merumuskan prinsip-prinsip utama teori sel, yang kemudian dilengkapi oleh ahli sitologi Jerman Rudolf Virchow (1821 -1902).

DI DALAM awal XIX abad. Jean-Baptiste Lamarck (Gbr. 1.7) mengajukan hipotesis evolusi holistik pertama (1809) dan menarik perhatian pada peran faktor lingkungan dalam evolusi makhluk hidup. Kontribusi paling signifikan terhadap perkembangan pandangan evolusi selanjutnya dibuat oleh salah satu ahli biologi paling terkemuka di dunia - ilmuwan Inggris Charles Darwin (Gbr. 1.8). Hipotesis evolusinya (1859) meletakkan dasar bagi biologi teoretis dan secara signifikan mempengaruhi perkembangan ilmu-ilmu alam lainnya. Ajaran Charles Darwin kemudian ditambah dan diperluas oleh karya-karya para pengikutnya, dan sebagai suatu sistem pandangan lengkap yang disebut “Darwinisme” akhirnya terbentuk pada awal abad ke-20. Peran terbesar dalam perkembangan Darwinisme pada waktu itu dimainkan oleh ilmuwan terkenal Jerman Ernst Haeckel (Gbr. 1.9), yang, khususnya, pada tahun 1866 mengusulkan nama ilmu tentang hubungan organisme dan komunitasnya dengan kondisi lingkungan. - ekologi. Dia mencoba memahami dan menggambarkan secara skematis jalur evolusi berbagai kelompok sistematis hewan dan tumbuhan, meletakkan dasar filogeni.

Kontribusi penting terhadap pengembangan doktrin aktivitas saraf yang lebih tinggi dan fisiologi pencernaan pada vertebrata dan manusia dibuat oleh ilmuwan Rusia Ivan Mikhailovich Sechenov dan Ivan Petrovich Pavlov (Gbr. 1.10, 1.11), yang sudah Anda ketahui sejak kelas 9 kursus biologi.

Beras. 1.9. Ernst Haeckel (1834-1919)

Beras. 1.10. I.M.Sechenov (1829-1905)

Beras. 1.11. I.P.Pavlov (1849-1936)

Beras. 1.12. Gregor Mendel (1822-1884)

Beras. 1.13. Thomas Hunt Morgan (1866-1945)

Beras. 1.14. James Watson (1928) (1) dan Francis Crick (1916-2004) (2)

Di pertengahan abad ke-19. Fondasi ilmu tentang hukum hereditas dan variabilitas organisme - genetika - diletakkan. Tanggal lahirnya dianggap tahun 1900, ketika tiga ilmuwan yang melakukan percobaan hibridisasi tanaman - orang Belanda Hugo de Vries (1848-1935) (dia memiliki istilah mutasi), orang Jerman Karl Erich Correns (1864-1933) dan Erich Tsermak dari Austria (1871-1962) secara independen menemukan karya peneliti Ceko Gregor Mendel yang terlupakan (Gbr. 1.12) “Eksperimen pada tanaman hibrida,” yang diterbitkan pada tahun 1865. Para ilmuwan ini takjub melihat hasil eksperimen mereka sama dengan hasil yang diperoleh G. Mendel. Selanjutnya, hukum hereditas yang ditetapkan oleh G. Mendel diterima oleh para ilmuwan negara yang berbeda, dan penelitian yang cermat telah menunjukkan sifat universalnya. Nama “genetika” diusulkan pada tahun 1907 oleh ilmuwan Inggris William Bateson (1861-1926). Ilmuwan Amerika Thomas Hunt Morgan (Gbr. 1.13) dan kolaboratornya memberikan kontribusi besar terhadap perkembangan genetika. Hasil penelitian mereka adalah penciptaan teori kromosom keturunan, yang mempengaruhi perkembangan lebih lanjut tidak hanya genetika, tetapi juga biologi secara umum. Sekarang genetika berkembang pesat dan menempati salah satu tempat sentral dalam biologi.

DI DALAM akhir XIX abad. (1892) Ilmuwan Rusia Dmitry Iosifovich Ivanovsky (1864-1920) menemukan bentuk kehidupan non-seluler - virus. Nama ini segera diusulkan oleh peneliti Belanda Martin Willem Beijerink (1851-1931). Namun, perkembangan virologi menjadi mungkin hanya dengan ditemukannya mikroskop elektron (30-an abad ke-20), yang mampu memperbesar objek penelitian puluhan dan ratusan ribu kali lipat. Berkat mikroskop elektron, manusia dapat mempelajari secara detail membran sel, organel terkecil dan inklusi.

Pada abad ke-20. biologi molekuler, rekayasa genetika, bioteknologi, dll. berkembang pesat. Ilmuwan Amerika - ahli biokimia James Watson, ahli biologi Inggris Francis Crick (Gbr. 1.14) dan ahli biofisika Morris Wilkins (1916-2004) menemukan struktur DNA pada tahun 1953 (untuk ini mereka menerima penghargaan tahun 1962 Hadiah Nobel di bidang fisiologi dan kedokteran), dan selanjutnya diketahui peranannya asam nukleat dalam pelestarian dan transmisi informasi turun-temurun.

Beras. 1.15. A A. Kovalevsky (1840-1901)

Beras. 1.16. aku. Schmalhausen (1884-1963)

Beras. 1.17. aku. Mechnikov (1845-1916)

Beras. 1.18. S.G. Navashin (1857-1930)

Dua ahli biokimia - Severo Ochoa dari Spanyol (1905-1993) dan Arthur Kornberg dari Amerika (1918-2001) menjadi penerima Hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran tahun 1959 "untuk penemuan mekanisme biosintesis RNA dan DNA. Dan selama tahun 1961- 1965, berkat karya para pemenang Hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran tahun 1968 oleh ahli biokimia Amerika Marshall Nirenberg (1927-2010), Robert Holley (1922-1993) dan ahli biokimia India Har Gobind Khorani (1922-2010) diuraikan kode genetik dan perannya dalam sintesis protein telah diklarifikasi.

Metode rekayasa genetika dan seluler sering digunakan dalam pengembangan proses bioteknologi. Rekayasa genetika adalah industri terapan genetika molekuler dan biokimia, yang mengembangkan metode untuk menata ulang materi keturunan organisme dengan menghilangkan atau memasukkan gen individu atau kelompoknya. Gen di luar tubuh pertama kali disintesis pada tahun 1969 oleh H.G. Khorana. Pada tahun yang sama, untuk pertama kalinya, gen bakteri dapat diisolasi dalam bentuk murni - E.coli. Selama beberapa dekade terakhir, para ilmuwan telah menguraikan struktur materi keturunan berbagai organisme (Lalat Drosophila, jagung, dll.), dan manusia pada khususnya. Hal ini memungkinkan untuk memecahkan banyak masalah, misalnya, mengobati berbagai penyakit, meningkatkan umur manusia, menyediakan makanan bagi umat manusia, dll.

Dua ahli biokimia menerima Hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran tahun 1953 untuk penelitian mereka di bidang biokimia. asal Jerman- Hans Adolf Krebs dari Inggris (1900-1981) dan Fritz Albert Lipman dari Amerika (1899-1986) karena penemuan siklus reaksi biokimia selama tahap oksigen dalam metabolisme energi (disebut siklus Krebs). Ahli kimia Amerika Melvin Calvin (1911-1997) mempelajari langkah-langkah konversi karbon(II) oksida menjadi karbohidrat selama fase gelap fotosintesis (siklus Kelvin), sehingga ia menerima Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1961. Pada tahun 1997, ahli biokimia Amerika Stanley Prusiner (lahir 1942) dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran untuk studinya tentang prion - partikel protein menular yang dapat menyebabkan penyakit mematikan pada otak manusia dan hewan ternak (penyakit sapi gila, dll. ).

Ilmuwan Ukraina memberikan kontribusi penting bagi perkembangan biologi. Secara khusus, penelitian Alexander Onufrievich Kovalevsky (Gbr. 1.15) dan Ivan Ivanovich Shmalhausen (Gbr. 1.16) memainkan peran penting dalam pengembangan perbandingan anatomi hewan, filogeni, dan pandangan evolusi. Ilya Ilyich Mechnikov (Gbr. 1.17) menemukan fenomena fagositosis dan mengembangkan teori imunitas seluler, sehingga ia dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 1908. Ia juga mengajukan hipotesis tentang asal usul hewan multiseluler. A A. Kovalevsky dan I.I. Mechnikov dianggap sebagai pendiri embriologi evolusioner. Sekolah botani Ukraina memperoleh ketenaran di seluruh dunia dari Sergei Gavrilovich Navashin (Gbr. 1.18), yang pada tahun 1898 menemukan proses pembuahan ganda pada tanaman berbunga.

Beras. 1.19. V.I. Vernadsky (1863-1945)

Sulit untuk dibayangkan perkembangan modern ekologi tanpa karya rekan senegaranya yang luar biasa - Vladimir Ivanovich Vernadsky (Gbr. 1.19). Dia menciptakan doktrin biosfer - ekosistem global tunggal di planet Bumi, serta noosfer - keadaan biosfer baru yang disebabkan oleh aktivitas mental manusia. Seperti yang sering terjadi, ide.I. Vernadsky lebih maju dari zamannya. Hanya sekarang ramalannya tentang noosfer dianggap sebagai semacam program yang dirancang untuk menjamin hidup berdampingan secara harmonis antara manusia dan lingkungan alam, yang didasarkan pada penghijauan di semua bidang aktivitas manusia: industri, transportasi, peternakan, dan pertanian. V.I. Vernadsky didirikan ilmu baru- biogeokimia, yang mempelajari aktivitas biokimia organisme hidup dengan transformasi cangkang geologis planet kita.

Beras. 1.20. Ahli biologi dalam negeri: A.V. Fomin (1869-1935) (1); N.G. Dingin (1882-1953) (2); A.V. Palladin (1885-1972) (3); CM. Gershenzon (1906-1998) (4); O.A. Bogomolet (1881-1946) (5); D.K. Zabolotny (1866-1929) (6); hal. Kostyuk (1924-2010) (7)

Semua ilmu kedokteran teoritis dan praktis digunakan pola biologis umum.

Pertanyaan 2. Metode ilmu biologi

Metode dasar biologi

Utama metode pribadi dalam biologi adalah:

Deskriptif,

Komparatif,

Historis,

Eksperimental.

Untuk mengetahui hakikat fenomena, pertama-tama perlu mengumpulkan materi faktual dan mendeskripsikannya. Mengumpulkan dan mendeskripsikan fakta adalah metode utama penelitian masa awal perkembangan biologi, yang, bagaimanapun, tidak kehilangan maknanya hingga hari ini.

Kembali ke abad ke-18. menjadi tersebar luas metode komparatif, memungkinkan, melalui perbandingan, untuk mempelajari persamaan dan perbedaan organisme dan bagian-bagiannya. Sistematika didasarkan pada prinsip-prinsip metode ini dan salah satu generalisasi terbesar dibuat - teori sel diciptakan. Metode komparatif berkembang menjadi historis, tetapi belum kehilangan maknanya bahkan sampai sekarang.

Metode sejarah

Metode sejarah memperjelas pola kemunculan dan perkembangan organisme, pembentukan struktur dan fungsinya. Ilmu pengetahuan wajib menetapkan metode sejarah dalam biologi C.Darwin.

Metode eksperimental

Bentuk eksperimen tertinggi adalah pemodelan proses yang sedang dipelajari. Seorang peneliti yang brilian AKU P. Pavlov berkata: “Pengamatan mengumpulkan apa yang ditawarkan alam, tetapi pengalaman mengambil dari alam apa yang diinginkannya.”

Soal 3. Tahapan perkembangan biologi

Evolusi biologi

Awalnya, akumulasi pengalaman diturunkan secara lisan dari satu generasi ke generasi lainnya. Munculnya tulisan berkontribusi pada pelestarian dan transmisi pengetahuan yang lebih baik.

Informasi menjadi lebih lengkap dan kaya. Namun, untuk waktu yang lama, karena rendahnya tingkat perkembangan produksi sosial, ilmu biologi belum ada.

Masalah biologi

Mereka terdiri dari mempelajari pola-pola manifestasi kehidupan (struktur dan fungsi makhluk hidup dan komunitasnya, distribusi, asal usul dan perkembangan, hubungan satu sama lain dan alam mati); mengungkap hakikat kehidupan; sistematisasi keanekaragaman organisme hidup.

Hubungan antara biologi dan ilmu-ilmu lainnya

Biologi erat kaitannya dengan ilmu-ilmu dasar (matematika, fisika, kimia), alam (geologi, geografi, ilmu tanah), sosial (psikologi, sosiologi), terapan (bioteknologi, bionik, budidaya tanaman, konservasi alam) dan merupakan bagian dari ilmu-ilmu dasar. kompleks ilmu pengetahuan alam, yaitu e. ilmu pengetahuan Alam.

Pokok bahasan biologi adalah seluruh manifestasi kehidupan, yaitu:

Struktur dan fungsi makhluk hidup serta komunitas alaminya;

Persebaran, asal usul dan perkembangan makhluk baru beserta komunitasnya;

Keterhubungan makhluk hidup dan komunitasnya satu sama lain dan dengan alam mati.

Tugas biologi adalah mempelajari semua pola biologis dan mengungkapkan hakikat kehidupan. Pada saat yang sama, biologi menggunakan sejumlah metode yang merupakan ciri khas ilmu pengetahuan alam. Metode utama biologi meliputi:

Suatu observasi yang memungkinkan seseorang untuk menggambarkan suatu fenomena biologis;

Perbandingan, yang memungkinkan untuk menemukan pola-pola umum pada fenomena yang berbeda;

Eksperimen di mana peneliti secara artifisial menciptakan situasi yang memungkinkan seseorang mengidentifikasi sifat-sifat yang tersembunyi (tersembunyi). objek biologis;

Sebuah metode historis yang memungkinkan, berdasarkan data dunia modern makhluk hidup dan masa lalunya, untuk mengungkap hukum perkembangan alam yang hidup.

Keanekaragaman hayati begitu besar sehingga biologi modern merupakan suatu kompleks ilmu biologi yang sangat berbeda satu sama lain. Selain itu, masing-masing memiliki subjek studi, metode, tujuan dan sasarannya sendiri.

Kita juga dapat berbicara tentang tiga bidang biologi atau tiga gambaran biologi:

1. Biologi tradisional atau naturalistik. Objek kajiannya adalah margasatwa dalam keadaan alaminya dan keutuhannya yang tak terbagi - “Kuil Alam”, sebagaimana Erasmus Darwin menyebutnya. Asal usul biologi tradisional dimulai pada Abad Pertengahan, meskipun wajar jika kita mengingat kembali karya Aristoteles, yang membahas isu-isu biologi, kemajuan biologis, dan mencoba mensistematisasikan organisme hidup (“tangga Alam”). Pendaftaran biologi di ilmu pengetahuan yang mandiri– biologi naturalistik berasal dari abad ke-18 dan ke-19. Tahap pertama biologi naturalistik ditandai dengan terciptanya klasifikasi hewan dan tumbuhan. Ini termasuk klasifikasi terkenal C. Linnaeus (1707 – 1778), yang merupakan sistematisasi tradisional tumbuhan, serta klasifikasi J.-B. Lamarck, yang menerapkan pendekatan evolusioner pada klasifikasi tumbuhan dan hewan. Biologi tradisional tidak kehilangan arti pentingnya bahkan hingga saat ini. Sebagai buktinya, mereka mengutip posisi ekologi di antara ilmu-ilmu biologi dan juga dalam semua ilmu alam. Posisi dan kewenangannya saat ini sangat tinggi, dan terutama didasarkan pada prinsip-prinsip biologi tradisional, karena mempelajari hubungan organisme satu sama lain (faktor biotik) dan dengan lingkungan ( faktor abiotik).

2. Biologi kimia fungsional, mencerminkan konvergensi biologi dengan ilmu fisika dan kimia eksakta. Ciri biologi fisikokimia adalah meluasnya penggunaan metode eksperimental yang memungkinkan mempelajari materi hidup pada tingkat submikroskopik, supramolekul, dan molekuler. Salah satu bagian terpenting dari biologi fisika dan kimia adalah biologi molekuler - ilmu yang mempelajari struktur makromolekul yang mendasari materi hidup. Biologi sering disebut sebagai salah satu ilmu pengetahuan terkemuka abad ke-21.

Metode eksperimen terpenting yang digunakan dalam biologi fisikokimia meliputi metode atom berlabel (radioaktif), metode analisis difraksi sinar-X dan mikroskop elektron, metode fraksinasi (misalnya pemisahan berbagai asam amino), penggunaan komputer, dll.

3. Biologi evolusioner. Cabang biologi ini mempelajari pola sejarah perkembangan organisme. Saat ini, konsep evolusionisme sebenarnya telah menjadi sebuah platform di mana sintesis pengetahuan yang heterogen dan terspesialisasi terjadi. Dasar biologi evolusi modern adalah teori Darwin. Menarik juga bahwa Darwin pada masanya berhasil mengidentifikasi fakta dan pola yang mempunyai makna universal, yaitu. Teori yang diciptakannya dapat diterapkan untuk menjelaskan fenomena yang terjadi tidak hanya di alam hidup, tetapi juga di alam mati. Saat ini, pendekatan evolusi telah diadopsi oleh semua ilmu pengetahuan alam. Pada saat yang sama, biologi evolusi– bidang ilmu yang mandiri, dengan permasalahan, metode penelitian dan prospek pengembangannya sendiri.

Saat ini, upaya sedang dilakukan untuk mensintesis ketiga arah (“gambaran”) biologi ini dan untuk membentuk disiplin independen – biologi teoretis.

4. Biologi teoretis. Tujuan dari biologi teoretis adalah untuk memahami hal yang paling mendasar dan prinsip-prinsip umum, hukum dan sifat yang mendasari makhluk hidup. Di sini, penelitian yang berbeda mengemukakan pendapat yang berbeda mengenai pertanyaan tentang apa yang harus menjadi landasan biologi teoretis.

E.S. Bauer (1935) mengemukakan prinsip sistem kehidupan non-ekuilibrium yang stabil sebagai ciri utama kehidupan.

L. Bertalanffy (1932) menganggap objek biologis sebagai sistem terbuka dalam keadaan keseimbangan dinamis.

E. Schrödinger (1945), B.P. Keluarga Astaur membayangkan penciptaan biologi teoretis dalam gambaran fisika teoretis.

S. Lem (1968) mengemukakan interpretasi cybernetic terhadap kehidupan.

A A. Malinovsky (1960) mengusulkan metode matematika dan sistem sebagai dasar teori biologi.

Dengan demikian, tugas membangun biologi teoretis sangatlah kompleks, komprehensif, dan beragam. Penciptaan teori semacam itu adalah salah satunya tugas yang paling penting ilmu pengetahuan modern. Pada saat yang sama, sejumlah penulis menekankan bahwa dasar biologi teoretis bagaimanapun juga adalah pengembangan pendekatan evolusioner, dan dengan demikian, biologi teoretis dapat dianggap sebagai pengembangan lebih lanjut dari biologi evolusioner.