Biologija– mokslas, tiriantis gyvų sistemų savybes. Tačiau norint nustatyti, kas yra gyvoji sistema, gana sunku. Štai kodėl mokslininkai nustatė keletą kriterijų, pagal kuriuos organizmas gali būti klasifikuojamas kaip gyvas. Pagrindiniai iš šių kriterijų yra medžiagų apykaita arba medžiagų apykaita, savireprodukcija ir savireguliacija.

Koncepcija mokslas apibrėžiamas kaip „sfera žmogaus veikla apie objektyvių žinių apie tikrovę gavimą ir sisteminimą“. Pagal šį apibrėžimą mokslo objektas – biologija yra gyvenimą visomis jo apraiškomis ir formomis, taip pat įvairiomis lygius .

Kiekvienas mokslas, įskaitant biologiją, naudoja tam tikrus metodus tyrimai. Kai kurie iš jų universalus visiems mokslams, pavyzdžiui, tokiems kaip stebėjimas, hipotezių iškėlimas ir tikrinimas, teorijų kūrimas. Kiti moksliniai metodai gali būti naudojamas tik tam tikro mokslo: genealoginis, hibridizacijos, audinių kultūros metodas ir kt.

Biologija glaudžiai susijusi su kitais mokslais – chemija, fizika, ekologija, geografija. Pati biologija skirstoma į daugybę specialių mokslų, nagrinėjančių įvairius biologinius objektus: augalų ir gyvūnų biologiją, augalų fiziologiją, morfologiją, genetiką, sistematiką, selekciją, mikologiją, helmintologiją ir daugelį kitų mokslų.

Metodas– tai tyrimų kelias, kuriuo eina mokslininkas spręsdamas bet kokią mokslinę problemą ar problemą.

Mokslo metodai:

1. Universalus:

Modeliavimas - metodas, kurio metu sukuriamas tam tikras objekto vaizdas, modelis, kurio pagalba mokslininkai gauna reikiamą informaciją apie objektą (James Watson ir Francis Crick sukūrė modelį iš plastikinių elementų - dvigubos DNR spiralės, atitinkančios rentgeno ir biocheminių tyrimų duomenys. Šis modelis visiškai atitiko DNR keliamus reikalavimus).

Stebėjimas - metodas, kuriuo tyrėjas renka informaciją apie objektą (galite vizualiai stebėti gyvūnų elgesį, instrumentų pagalba, gyvų objektų pokyčius, sezoninius gamtos pokyčius). Stebėtojo padarytos išvados patikrinamos arba pakartotiniais stebėjimais, arba eksperimentu.

Eksperimentas (patirtis) - metodas, kuriuo tikrinami stebėjimų ir prielaidų rezultatai, hipotezes(naujų žinių įgijimas per patirtį). Eksperimentų pavyzdžiai: gyvūnų ar augalų kryžminimas siekiant gauti naują veislę ar veislę, naujo vaisto bandymas.

Problema– klausimas, užduotis, kuri reikalauja sprendimo. Problemos sprendimas veda į naujų žinių įgijimą. Mokslinė problema visada slepia kažkokį prieštaravimą tarp žinomo ir nežinomo. Norint išspręsti problemą, mokslininkas turi rinkti faktus, juos analizuoti ir sisteminti.

Gali būti gana sunku suformuluoti problemą, bet kai tik iškyla sunkumų ar prieštaravimų, atsiranda problema.

Hipotezė– prielaida, preliminarus iškeltos problemos sprendimas. Iškeldamas hipotezes tyrėjas ieško ryšių tarp faktų, reiškinių ir procesų. Štai kodėl hipotezė dažniausiai pasireiškia prielaidos forma: „jei ... tada“. Hipotezė patikrinama eksperimentiškai.

teorija yra pagrindinių idėjų bet kurioje mokslo žinių srityje apibendrinimas. Laikui bėgant teorijos papildomos naujais duomenimis ir plėtojamos. Kai kurias teorijas gali paneigti nauji faktai. Ištikimas mokslines teorijas patvirtino praktika.

2. Privatūs mokslo metodai:

Genealoginė – naudojamas sudarant žmonių kilmės dokumentus, nustatant tam tikrų savybių paveldėjimo pobūdį.

Istorinis – ryšių tarp faktų, procesų, reiškinių, įvykusių per istoriškai ilgą laikotarpį (kelis milijardus metų), nustatymas.

Paleontologinis - metodas, leidžiantis išsiaiškinti ryšį tarp senovės organizmų, kurių liekanos yra žemės pluta, skirtinguose geologiniuose sluoksniuose.

Centrifugavimas – mišinių atskyrimas į sudedamąsias dalis, veikiant išcentrinei jėgai. Naudojamas ląstelių organelėms, lengvosioms ir sunkiosioms frakcijoms (komponentams) atskirti. organinės medžiagos ir tt

Citologinis arba citogenetinis – ląstelės sandaros, jos struktūrų tyrimas naudojant įvairius mikroskopus.

Biocheminis – organizme vykstančių cheminių procesų tyrimas.

Kiekvienas privatus biologijos mokslas (botanika, zoologija, anatomija ir fiziologija, citologija, embriologija, genetika, selekcija, ekologija ir kt.) taiko savo specifinius tyrimo metodus.

Kiekvienas mokslas turi objektas Ir daiktas tyrimai.

Biologijoje studijų objektas yra GYVENIMAS. Mokslo dalykas visada yra šiek tiek siauresnis ir labiau ribotas nei objektas. Taigi, pavyzdžiui, vienas iš mokslininkų domisi medžiagų apykaitą organizmai. Tada studijų objektas bus gyvenimas, o studijų dalykas – medžiagų apykaita. Kita vertus, medžiagų apykaita taip pat gali būti tyrimo objektas, bet tada tyrimo objektas bus viena iš jos savybių, pavyzdžiui, baltymų, riebalų ar angliavandenių apykaita.

TEMINĖS UŽDUOTYS

A dalis

A1. Biologijos kaip mokslo studijos
1) bendrieji ženklai augalų ir gyvūnų struktūros
2) gyvosios ir negyvosios gamtos santykis
3) gyvose sistemose vykstantys procesai
4) gyvybės Žemėje kilmė

A2. I.P. Dirbdamas virškinimą Pavlovas naudojo tokį tyrimo metodą:
1) istorinis
2) aprašomasis
3) eksperimentinis
4) biocheminis

A3. Charleso Darwino prielaida, kad visi moderni išvaizda arba rūšių grupės turėjo bendrus protėvius – tai:
1) teorija
2) hipotezė
3) faktas
4) įrodymas

A4. Embriologijos studijos
1) kūno vystymasis nuo zigotos iki gimimo
2) kiaušinėlio sandara ir funkcijos
3) postnatalinis žmogaus vystymasis
4) kūno vystymasis nuo gimimo iki mirties

A5. Chromosomų skaičius ir forma ląstelėje nustatomas tyrimais
1) biocheminis
2) citologinis
3) centrifugavimas
4) lyginamoji

A6. Atranka kaip mokslas išsprendžia problemas
1) naujų augalų ir gyvūnų veislių kūrimas
2) biosferos išsaugojimas
3) agrocenozių kūrimas
4) naujų trąšų kūrimas

A7. Metodu nustatomi bruožų paveldėjimo modeliai žmonėms
1) eksperimentinis
2) hibridologinis
3) genealoginis
4) pastebėjimai

A8. Mokslininko, tiriančio smulkiąsias chromosomų struktūras, specialybė vadinama:
1) veisėjas
2) citogenetika
3) morfologas
4) embriologas

A9. Sistematika yra mokslas, kuris nagrinėja
1) išorinės organizmų sandaros tyrimas
2) organizmo funkcijų tyrimas
3) ryšių tarp organizmų nustatymas
4) organizmų klasifikacija

B dalis

B1. Išvardykite tris funkcijas, kurias atlieka šiuolaikinė ląstelių teorija
1) Eksperimentiškai patvirtina mokslinius duomenis apie organizmų sandarą
2) Numato naujų faktų ir reiškinių atsiradimą
3) Apibūdina skirtingų organizmų ląstelių sandarą
4) Sistemina, analizuoja ir aiškina naujus faktus apie ląstelių struktūra organizmai
5) Iškelia hipotezes apie visų organizmų ląstelių sandarą
6) Sukuria naujus ląstelių tyrimo metodus

C dalis

C1. Sukūręs vakcinas nuo infekcinių ligų, įskaitant pasiutligę, prancūzų mokslininkas Louisas Pasteuras išgarsėjo kaip „žmonijos gelbėtojas“. juodligė ir tt Pasiūlykite hipotezes, kurias jis galėtų iškelti. Kokį tyrimo metodą jis naudojo, kad įrodytų, jog yra teisus?

Biologija yra mokslas, tiriantis gyvus organizmus. Joje atskleidžiami gyvybės dėsniai ir jos raida kaip ypatingas gamtos reiškinys.

Be kitų mokslų, biologija yra pagrindinė disciplina ir priklauso pirmaujančioms gamtos mokslų šakoms.

Sąvoka „biologija“ susideda iš dviejų Graikiški žodžiai: „bios“ – gyvenimas, „logos“ – mokymas, mokslas, samprata.

Pirmiausia buvo kalbama apie gyvybės mokslą pradžios XIX. Tai padarė savarankiškai J.-B. Lamarkas ir G. Treviranas, F. Burdachas. Šiuo metu biologija yra atskirta nuo gamtos mokslai.

Biologija tiria gyvenimą visomis jo apraiškomis. Biologijos dalykas – organizmų sandara, fiziologija, elgsena, individuali ir istorinė raida, jų tarpusavio santykiai ir aplinka. Todėl biologija yra mokslų, kurie iš esmės yra tarpusavyje susiję, sistema arba kompleksas. Įvairūs biologijos mokslai iškilo per visą mokslo raidos istoriją dėl izoliacijos įvairiose srityse gyvosios gamtos tyrimas.

Pagrindinės biologijos šakos yra zoologija, botanika, mikrobiologija, virusologija ir kt. kaip mokslai, tiriantys gyvų organizmų grupes, kurios skiriasi pagrindiniais struktūros ir gyvenimo veiklos aspektais. Kita vertus, tiriant bendruosius gyvų organizmų modelius, atsirado tokie mokslai kaip genetika, citologija, molekulinė biologija, embriologija ir kt. Gyvų būtybių sandaros, funkcionalumo, elgsenos, jų santykių ir istorinė raida davė pradžią morfologijai, fiziologijai, etologijai, ekologijai, evoliucijos doktrina.

Bendroji biologija tiria universaliausias gyvų organizmų ir ekosistemų savybes, vystymosi ir egzistavimo modelius.

Taigi, biologija yra mokslų sistema.

Spartus biologijos vystymasis pastebėtas XX amžiaus antroje pusėje. Tai visų pirma lėmė atradimai molekulinės biologijos srityje.

Nepaisant turtingos istorijos, biologijos mokslai ir toliau daro atradimus, tebevyksta diskusijos ir daugelis koncepcijų peržiūrimos.

Biologijoje ypatingas dėmesys skiriamas ląstelei (kadangi ji yra pagrindinis gyvų organizmų struktūrinis ir funkcinis vienetas), evoliucijai (kadangi gyvybė Žemėje vystėsi), paveldimumui ir kintamumui (kurie yra gyvybės tęstinumo ir prisitaikymo pagrindas).

Yra keletas nuoseklių gyvybės organizavimo lygių: molekulinis genetinis, ląstelinis, organizmo, populiacijos rūšis, ekosistema. Kiekviename iš jų gyvybė pasireiškia savaip, kurią tiria atitinkami biologijos mokslai.

Biologijos svarba žmogui

Žmonėms biologinės žinios pirmiausia turi tokią reikšmę:

• Žmonijos aprūpinimas maistu.
• Ekologinė prasmė – aplinkos kontrolė, kad ji būtų tinkama normaliam gyvenimui.
• Medicininė reikšmė – gyvenimo trukmės ir kokybės didinimas, kova su infekcijomis ir paveldimomis ligomis, vaistų kūrimas.
• Estetinė, psichologinė reikšmė.

Žmogų galima laikyti vienu iš gyvybės vystymosi Žemėje rezultatų. Žmonių gyvenimas vis dar stipriai priklauso nuo bendrų biologinių gyvybės mechanizmų. Be to, žmogus daro įtaką gamtai ir pats patiria jos poveikį.

Žmogaus veikla (pramonės plėtra ir žemės ūkis), sukėlė gyventojų skaičiaus augimas aplinkos problemas planetoje. Atsiranda tarša aplinką, natūralių bendrijų naikinimas.

Norint išspręsti aplinkosaugos problemas, būtina suprasti biologinius dėsnius.

Be to, daugelis biologijos šakų yra svarbios žmogaus sveikatai (medicininė reikšmė). Žmonių sveikata priklauso nuo paveldimumo, gyvenamosios aplinkos ir gyvenimo būdo. Šiuo požiūriu svarbiausios biologijos šakos yra paveldimumas ir kintamumas, individualus vystymasis, ekologija, biosferos ir noosferos doktrinos.

Biologija išsprendžia žmonių aprūpinimo maistu ir vaistais problemą. Biologinės žinios yra žemės ūkio plėtros pagrindas.

Taigi aukštas biologijos išsivystymo lygis yra būtina sąlygažmonijos gerovė.

Biologija(iš graikų kalbos bios – gyvenimas, logos – žodis, mokslas) yra mokslų apie gyvąją gamtą kompleksas.

Biologijos tema – visos gyvybės apraiškos: gyvų būtybių sandara ir funkcijos, jų įvairovė, kilmė ir raida, taip pat sąveika su aplinka. Pagrindinis biologijos, kaip mokslo, uždavinys – visus gyvosios gamtos reiškinius aiškinti moksliniu pagrindu, atsižvelgiant į tai, kad visas organizmas turi savybių, kurios iš esmės skiriasi nuo jo komponentų.

Biologija tiria visus gyvybės aspektus, ypač gyvų organizmų struktūrą, funkcionavimą, augimą, kilmę, evoliuciją ir pasiskirstymą Žemėje, klasifikuoja ir aprašo gyvus daiktus, jų rūšių kilmę ir sąveiką tarpusavyje bei su aplinka.

Šiuolaikinė biologija remiasi 5 pagrindiniai principai:

1. ląstelių teorija
2. evoliucija
3. genetika
4. homeostazė
5. energijos

Biologijos mokslai

Šiuo metu biologija apima daugybę mokslų, kuriuos galima susisteminti pagal šiuos kriterijus: tema ir vyraujantis metodus tyrimai ir tiriama tema gyvosios gamtos organizuotumo lygis.

Autorius tyrimo objektasaš biologijos mokslai skirstomi į bakteriologiją, botaniką, virusologiją, zoologiją, mikologiją.

Botanika yra biologijos mokslas, visapusiškai tyrinėjantis augalus ir Žemės augalijos dangą.

Zoologija – biologijos šaka, mokslas apie gyvūnų įvairovę, sandarą, gyvybinę veiklą, pasiskirstymą ir santykį su aplinka, kilmę ir vystymąsi.

Bakteriologija - biologijos mokslas, tiriantis bakterijų struktūrą ir veiklą, taip pat jų vaidmenį gamtoje.

Virusologija – biologijos mokslas, tiriantis virusus.

Pagrindinis objektas mikologija yra grybai, jų sandara ir gyvenimo ypatumai.

Lichenologija - biologijos mokslas, tiriantis kerpes.

Bakteriologija, virusologija ir kai kurie mikologijos aspektai dažnai aptariami kaip dalis mikrobiologija - biologijos, mikroorganizmų mokslo (bakterijų, virusų ir mikroskopinių grybų) skyrius.

Taksonomija, arba taksonomija, - biologijos mokslas, apibūdinantis ir suskirstantis į grupes visus gyvus ir išnykusius padarus.

Savo ruožtu kiekvienas iš išvardytų biologijos mokslų skirstomas į biochemiją, morfologiją, anatomiją, fiziologiją, embriologiją, genetiką ir sistematiką (augalai, gyvūnai ar mikroorganizmai). Biochemija yra mokslas apie cheminė sudėtis gyva materija, cheminiai procesai, atsirandančios gyvuose organizmuose ir jų gyvybinės veiklos pagrindas.

Morfologija - biologijos mokslas, tiriantis organizmų formą ir struktūrą, taip pat jų vystymosi modelius. Plačiąja prasme tai apima citologiją, anatomiją, histologiją ir embriologiją. Atskirkite gyvūnų ir augalų morfologiją.

Anatomija - tai biologijos (tiksliau morfologijos) skyrius, mokslas, kuris tiria vidinė struktūra atskirų organų, sistemų ir viso kūno forma. Augalų anatomija laikoma botanikos dalimi, gyvūnų anatomija laikoma zoologijos dalimi, o žmogaus anatomija yra atskiras mokslas.

fiziologija – biologijos mokslas, tiriantis augalų ir gyvūnų organizmų, jų atskirų sistemų, organų, audinių ir ląstelių gyvybinius procesus. Yra augalų, gyvūnų ir žmonių fiziologija.

Embriologija(vystymosi biologija)- biologijos šaka, mokslas apie individualų organizmo vystymąsi, įskaitant embriono vystymąsi.

Objektas genetika yra paveldimumo ir kintamumo dėsniai. Šiuo metu tai vienas dinamiškiausiai besivystančių biologijos mokslų.

Autorius tiriamas gyvosios gamtos organizuotumo lygis Išskiria molekulinę biologiją, citologiją, histologiją, organologiją, organizmų biologiją ir viršorganines sistemas.

Molekulinė biologija yra viena iš jauniausių biologijos šakų, mokslas, nagrinėjantis visų pirma paveldimos informacijos organizavimą ir baltymų biosintezę.

Citologija, arba ląstelių biologija,- biologijos mokslas, kurio tyrimo objektas yra tiek vienaląsčių, tiek daugialąsčių organizmų ląstelės.

Histologija - biologijos mokslas, morfologijos šaka, kurios objektas yra augalų ir gyvūnų audinių sandara.

Į sferą organologija apima įvairių organų ir jų sistemų morfologiją, anatomiją ir fiziologiją. Organizmų biologija apima visus mokslus, kurie nagrinėja gyvus organizmus, pvz. etologija- mokslas apie organizmų elgesį.

Supraorganizmo sistemų biologija skirstoma į biogeografiją ir ekologiją. Tyrinėja gyvų organizmų pasiskirstymą biogeografija, kol ekologija - viršorganinių sistemų organizavimas ir funkcionavimas įvairiais lygiais: populiacijos, biocenozės (bendrijos), biogeocenozės (ekosistemos) ir biosfera.

Autorius vyraujantys tyrimo metodai Galima išskirti aprašomąją (pavyzdžiui, morfologija), eksperimentinę (pavyzdžiui, fiziologija) ir teorinę biologiją. Nustatyti ir paaiškinti gyvosios gamtos struktūros, funkcionavimo ir vystymosi modelius įvairiuose jos organizavimo lygmenyse yra užduotis. bendroji biologija. Tai apima biochemiją, molekulinę biologiją, citologiją, embriologiją, genetiką, ekologiją, evoliucijos mokslą ir antropologiją. Evoliucinė doktrina tiria priežastis varomosios jėgos, mechanizmai ir bendrieji gyvų organizmų evoliucijos modeliai. Vienas iš jos skyrių yra paleontologija- mokslas, kurio objektas yra gyvų organizmų iškastinės liekanos. Antropologija- bendrosios biologijos skyrius, mokslas apie žmogaus, kaip biologinės rūšies, kilmę ir vystymąsi, taip pat populiacijų įvairovę šiuolaikinis žmogus ir jų sąveikos modelius. Taikomieji biologijos aspektai įtraukti į biotechnologijų, veislininkystės ir kitų sparčiai besivystančių mokslų sritį. Biotechnologija yra biologijos mokslas, tiriantis gyvų organizmų naudojimą ir biologiniai procesai gamyboje. Jis plačiai naudojamas maisto (kepimo, sūrio, alaus ir kt.) ir farmacijos pramonėje (antibiotikų, vitaminų gamyboje), vandens valymui ir kt. Atranka- naminių gyvūnų veislių, kultūrinių augalų veislių ir mikroorganizmų padermių, turinčių žmogui būtinų savybių, kūrimo metodų mokslas. Atranka taip pat suprantama kaip gyvų organizmų keitimo procesas, kurį žmonės atlieka savo poreikiams tenkinti.

Biologijos pažanga glaudžiai susijusi su kitų gamtos ir tiksliųjų mokslų, tokių kaip fizika, chemija, matematika, informatika ir kt., sėkme. Pavyzdžiui, mikroskopija, ultragarsas (ultragarsas), tomografija ir kiti biologijos metodai yra pagrįsti fizikiniais metodais. dėsniai, o biologinių molekulių sandaros ir gyvose sistemose vykstančių procesų tyrimas būtų neįmanomas be cheminių ir fiziniai metodai. Matematinių metodų naudojimas leidžia, viena vertus, nustatyti natūralaus ryšio tarp objektų ar reiškinių buvimą, patvirtinti gautų rezultatų patikimumą, kita vertus, modeliuoti reiškinį ar procesą. Pastaruoju metu viskas didesnę vertę biologijoje įgyjami kompiuteriniai metodai, tokie kaip modeliavimas. Biologijos ir kitų mokslų sankirtoje atsirado nemažai naujų mokslų, tokių kaip biofizika, biochemija, bionika ir kt.

Biologijos vaidmuo formuojant šiuolaikinį gamtos mokslų pasaulio vaizdą

Formavimosi stadijoje biologija dar neegzistavo atskirai nuo kitų gamtos mokslų ir apsiribojo tik gyvūnų ir gyvūnų atstovų stebėjimu, tyrimu, aprašymu ir klasifikavimu. flora ty tai buvo aprašomasis mokslas. Tačiau tai nesutrukdė daug prisidėti prie idėjų kūrimo senovės gamtininkams Hipokratui (apie 460–377 m. pr. Kr.), Aristoteliui (384–322 m. pr. Kr.) ir Teofrastai (tikrasis vardas Tirtamas, 372–287 m. pr. m. e.). apie žmogaus ir gyvūnų kūnų sandarą, taip pat biologinė įvairovė gyvūnus ir augalus, taip padėdamas žmogaus anatomijos ir fiziologijos, zoologijos ir botanikos pagrindus. Gilinant žinias apie gyvąją gamtą ir sisteminant anksčiau sukauptus faktus, vykusius m XVI-XVIII a, baigėsi dvejetainės nomenklatūros įvedimu ir darnios augalų (C. Linnaeus) ir gyvūnų taksonomijos (J.-B. Lamarck) sukūrimu. Daugelio panašių rūšių aprašymas morfologinės savybės, taip pat paleontologiniai radiniai tapo prielaida formuotis idėjoms apie rūšių kilmę ir istorinės raidos kelius. organinis pasaulis. Taigi F. Redi, L. Spallanzani ir L. Pasteur eksperimentai in XVII-XIX a paneigė Aristotelio iškeltą ir viduramžiais paplitusią spontaniškos kartos hipotezę, o A. I. Oparino ir J. Haldane'o biocheminės evoliucijos teorija, kurią puikiai patvirtino S. Milleris ir G. Ury, leido atsakyti į klausimą. apie visų gyvų dalykų kilmę. Jei pats gyvų būtybių atsiradimo procesas iš negyvi komponentai ir jos raida pati savaime nebekelia abejonių, organinio pasaulio istorinės raidos mechanizmai, keliai ir kryptys vis dar nėra iki galo suprantamos, nes nė viena iš dviejų pagrindinių konkuruojančių evoliucijos teorijų (sintetinė evoliucijos teorija, sukurta Ch Darvino teorijos pagrindu ir J.-B Lamarcko teorija) vis dar negali pateikti išsamių įrodymų. Mikroskopijos ir kitų giminingų mokslų metodų taikymas dėl pažangos kitų gamtos mokslų srityje, taip pat eksperimentinės praktikos diegimas leido vokiečių mokslininkams T. Schwannui ir M. Schleidenui dar 2005 metais suformuluoti ląstelių teoriją. XIX a., vėliau papildytas R. Virchow ir K. Baer. Tai tapo svarbiausiu biologijos apibendrinimu, kuris sudarė kertinį akmenį šiuolaikinės idėjos apie organinio pasaulio vienybę. Čekijos vienuolio G. Mendelio atrasti paveldimos informacijos perdavimo modeliai buvo postūmis tolesnei sparčiai XX–XXI amžių biologijos raidai ir paskatino ne tik atrasti universalų paveldimumo nešiklį – DNR, bet ir taip pat genetinį kodą, taip pat pagrindinius paveldimos informacijos valdymo, skaitymo ir kintamumo mechanizmus. Idėjų apie aplinką raida paskatino tokio mokslo atsiradimą kaip ekologija, ir formuluotė mokymai apie biosferą kaip sudėtinga daugiakomponentė planetinė sistema, susidedanti iš tarpusavyje susijusių didžiulių biologinių kompleksų, taip pat cheminių ir geologiniai procesai vykstantis Žemėje (V.I. Vernadskis), o tai galiausiai leidžia bent šiek tiek sumažinti neigiamas pasekmes ūkinė veikla asmuo. Taigi biologija suvaidino svarbų vaidmenį formuojant šiuolaikinį gamtos mokslų pasaulio vaizdą.

Gyvų objektų tyrimo metodai

Kaip ir bet kuris kitas mokslas, biologija turi savo metodų arsenalą. Be to mokslinis metodas kitose šakose naudojamos žinios, biologijoje plačiai naudojami metodai, tokie kaip istorinis, lyginamasis-aprašomasis ir kt.

Mokslinis metodas pažinimas apima stebėjimą, hipotezių formulavimą, eksperimentą, modeliavimą, rezultatų analizę ir bendrųjų modelių išvedimą.

Stebėjimas- tai tikslingas objektų ir reiškinių suvokimas pojūčiais ar instrumentais, nulemtas veiklos uždavinio. Pagrindinė mokslinio stebėjimo sąlyga yra jo objektyvumas, t.y. galimybė patikrinti gautus duomenis pakartotinai stebint arba naudojant kitus tyrimo metodus, pavyzdžiui, eksperimentą. Stebėjimo metu gauti faktai vadinami duomenis. Jie gali būti kaip kokybės(apibūdinant kvapą, skonį, spalvą, formą ir kt.), ir kiekybinis, Be to, kiekybiniai duomenys yra tikslesni nei kokybiniai.

Remiantis stebėjimų duomenimis, suformuluojama hipotezė – spėjamas sprendimas apie natūralų reiškinių ryšį. Hipotezė patikrinama atliekant daugybę eksperimentų.

Eksperimentas vadinamas moksliškai atliktas eksperimentas, tiriamo reiškinio stebėjimas kontroliuojamomis sąlygomis, leidžiantis identifikuoti tam tikro objekto ar reiškinio savybes. Aukščiausia forma eksperimentas yra modeliavimas – bet kokių reiškinių, procesų ar objektų sistemų tyrimas konstruojant ir tiriant jų modelius. Iš esmės tai yra viena iš pagrindinių žinių teorijos kategorijų: bet koks mokslinio tyrimo metodas, tiek teorinis, tiek eksperimentinis, yra pagrįstas modeliavimo idėja. Eksperimentiniai ir modeliavimo rezultatai yra kruopščiai analizuojami.

Analizė vadinamas mokslinio tyrimo metodu, skaidant objektą į jo sudedamąsias dalis arba protiškai išskaidant objektą per loginę abstrakciją. Analizė yra neatsiejamai susijusi su sinteze.

Sintezė yra metodas, tiriantis dalyką jo vientisumu, jo dalių vienybe ir tarpusavio ryšiu. Analizės ir sintezės rezultate sėkmingiausia tyrimo hipotezė tampa darbo hipoteze, o jei ji sugeba atlaikyti bandymus ją paneigti ir vis tiek sėkmingai nuspėja anksčiau nepaaiškintus faktus ir ryšius, tuomet ji gali tapti teorija.

Pagal teorija suprasti mokslo žinių formą, kuri suteikia holistinį vaizdą apie tikrovės modelius ir esminius ryšius. Bendra mokslinių tyrimų kryptis – siekti aukštesnio nuspėjamumo lygio. Jei jokie faktai negali pakeisti teorijos, o nukrypimai nuo jos yra reguliarūs ir nuspėjami, tada ji gali būti pakelta į įstatymas- būtinas, esminis, stabilus, pasikartojantis ryšys tarp reiškinių gamtoje. Didėjant žinių kiekiui ir tobulėjant tyrimo metodams, hipotezės ir net tvirtai nusistovėjusios teorijos gali būti ginčijamos, modifikuojamos ir netgi atmestos, nes jos pačios mokslo žinių yra dinamiškos prigimties ir nuolatos kritiškai permąstomos.

Istorinis metodas atskleidžia organizmų atsiradimo ir vystymosi dėsningumus, jų sandaros ir funkcijos formavimąsi. Kai kuriais atvejais naudojant šį metodą naujas gyvenimasįgyti hipotezes ir teorijas, kurios anksčiau buvo laikomos klaidingomis. Pavyzdžiui, tai atsitiko su Darvino prielaidomis apie signalo perdavimo gamykloje prigimtį, reaguojant į aplinkos poveikį. Lyginamasis-aprašomasis metodas apima anatominę ir morfologinę tiriamųjų objektų analizę. Tai yra organizmų klasifikavimo, atsiradimo ir vystymosi modelių nustatymo pagrindas įvairių formų gyvenimą.

Monitoringas – tai priemonių sistema, skirta stebėti, įvertinti ir prognozuoti tiriamo objekto, ypač biosferos, būklės pokyčius. Atliekant stebėjimus ir eksperimentus dažnai reikia naudoti specialią įrangą, pavyzdžiui, mikroskopus, centrifugas, spektrofotometrus ir kt. Mikroskopija plačiai naudojama zoologijos, botanikos, žmogaus anatomijos, histologijos, citologijos, genetikos, embriologijos, paleontologijos, ekologijos ir kitose srityse. biologija. Tai leidžia ištirti smulkią objektų struktūrą naudojant šviesos, elektronų, rentgeno ir kitų tipų mikroskopus.

Šviesos mikroskopas susideda iš optinių ir mechaninių dalių. Optinės dalys dalyvauja kuriant vaizdą, o mechaninės dalys naudojamos optinių dalių naudojimo patogumui. Bendras mikroskopo padidinimas nustatomas pagal formulę: objektyvo padidinimas x okuliaro padidinimas = mikroskopo padidinimas.

Pavyzdžiui, jei objektyvas padidina objektą 8 kartus, o okuliaras - 7, tada bendras mikroskopo padidinimas yra 56.

Diferencinė centrifuga, arba frakcionavimas, leidžia atskirti daleles pagal jų dydį ir tankį, veikiant išcentrinei jėgai, kuri aktyviai naudojama tiriant biologinių molekulių ir ląstelių struktūrą.

Pagrindiniai gyvosios gamtos organizavimo lygiai

1. Molekulinė genetika. Svarbiausi biologijos uždaviniai šiame etape yra genetinės informacijos perdavimo mechanizmų, paveldimumo ir kintamumo tyrimas.
2. Ląstelių lygis. Elementarus vienetas ląstelių lygis organizacija yra ląstelė, o elementarus reiškinys yra ląstelių metabolizmo reakcijos.
3. Audinių lygis. Šiam lygiui atstovauja audiniai, jungiantys tam tikros struktūros, dydžio, vietos ir panašių funkcijų ląsteles. Audiniai atsirado istorinės raidos metu kartu su daugialąstele. Daugialąsčiuose organizmuose jie susidaro ontogenezės metu dėl ląstelių diferenciacijos.
4. Organų lygis. Organų lygiui atstovauja organizmų organai. Pirmuoniuose virškinimas, kvėpavimas, medžiagų apykaita, išskyrimas, judėjimas ir dauginimasis vyksta dėl įvairių organelių. Labiau pažengę organizmai turi organų sistemas. Augaluose ir gyvūnuose organai susidaro iš skirtingo kiekio audinių.
5. Organizmo lygis. Elementarus šio lygio vienetas yra individas jo individualioje raidoje, arba ontogenezėje, todėl organizmo lygmuo dar vadinamas ontogenetiniu. Elementarus reiškinys šiame lygyje yra organizmo individualaus vystymosi pokyčiai.
6. Populiacijos-rūšies lygis. Populiacija – tai tos pačios rūšies individų, laisvai besikryžiuojančių tarpusavyje ir gyvenančių atskirai nuo kitų panašių individų grupių, visuma. Populiacijose vyksta laisvas keitimasis paveldima informacija ir jos perdavimas palikuonims. Populiacija yra elementarus populiacijos-rūšies lygio vienetas, o elementarus reiškinys šiuo atveju yra evoliucinės transformacijos, tokios kaip mutacijos ir natūrali atranka.
7. Biogeocenozinis lygis. Biogeocenozė yra istoriškai susiformavusi populiacijų bendruomenė skirtingų tipų, tarpusavyje ir su aplinka susiję medžiagų apykaita ir energija. Biogeocenozės yra elementarios sistemos, kuriame medžiagos ir energijos ciklas vyksta dėl gyvybinės organizmų veiklos. Pačios biogeocenozės yra tam tikro lygio elementarieji vienetai, o elementarieji reiškiniai – energijos srautai ir medžiagų ciklai juose. Biogeocenozės sudaro biosferą ir lemia visus joje vykstančius procesus.
8. Biosferos lygis. Biosfera yra Žemės apvalkalas, kuriame gyvena gyvi organizmai ir kuriuos jie transformuoja. Biosfera yra labiausiai aukšto lygio gyvybės organizavimas planetoje. Šis apvalkalas dengia apatinę atmosferos dalį, hidrosferą ir viršutinį litosferos sluoksnį. Biosfera, kaip ir visos kitos biologines sistemas, dinamiškas ir aktyviai transformuojamas gyvų būtybių. Ji pati yra elementarus vienetas biosferos lygis, o elementariu reiškiniu jie laiko medžiagų ir energijos cirkuliacijos procesus, vykstančius dalyvaujant gyviems organizmams.

Kaip minėta aukščiau, kiekvienas gyvosios medžiagos organizavimo lygis įneša savo indėlį į vieną evoliucijos procesą: ląstelėje ne tik atkuriama įterpta paveldima informacija, bet ir vyksta jos pasikeitimas, dėl kurio atsiranda naujų medžiagų derinių. organizmo ypatybės ir savybės, kurios savo ruožtu priklauso nuo veiksmų natūrali atranka populiacijos-rūšies lygiu ir kt.

Biologija (iš graikų k. bios- gyvenimas ir logotipas- doktrina) yra mokslas apie gyvenimą. Šį terminą 1802 m. pasiūlė prancūzų mokslininkas J.B. Lamarkas.

Biologijos dalykas – gyvybė visomis jos apraiškomis: fiziologija, sandara, individo raida (ontogenezė), elgesiu, istorine raida (filogenezija, evoliucija), organizmų ir aplinkos ryšiais.

Šiuolaikinė biologija yra kompleksas, mokslų sistema. Priklausomai nuo tyrimo objekto išskiriami tokie biologijos mokslai kaip: virusų mokslas – virusologija, bakterijų mokslas – bakteriologija, grybų mokslas – mikologija, augalų mokslas – botanika, gyvūnų mokslas – zoologija ir kt. Beveik kiekvienas iš šių mokslų skirstomas į smulkesnius: dumblių mokslas – algologija, samanų mokslas – bryologija, vabzdžių mokslas – entomologija, žinduolių mokslas – žinduolių mokslas ir kt. Teorinis medicinos pagrindas yra žmogaus anatomija. ir fiziologija. Universaliausias organizmų ir jų grupių vystymosi ir egzistavimo savybes bei modelius tiria bendroji biologija.

Atsirado mokslai, tiriantys bendruosius gyvybės dėsnius: genetika – kintamumo ir paveldimumo mokslas, ekologija – mokslas apie organizmų ir jų aplinkos ryšius, evoliucijos mokslas – mokslas apie gyvosios medžiagos istorinės raidos dėsningumus, paleontologijos studijos. išnykusių organizmų.

Įvairiose biologijos srityse atsiranda vis svarbesnės disciplinos, siejančios biologiją su kitais mokslais: fizika, chemija ir kt., pavyzdžiui, biofizika, biochemija, bionika, biokibernetika. Biokibernetika (iš graikų kalbos bios – gyvybė, kibernetika – valdymo menas) – mokslas apie bendruosius valdymo ir informacijos perdavimo gyvose sistemose dėsnius.

Biologijos mokslai yra augalininkystės, gyvulininkystės, biotechnologijų, medicinos ir tt plėtros pagrindas. Jų pagalba galima išspręsti tokius svarbias užduotis, kaip žmonijos aprūpinimas maistu, ligų įveikimas, organizmo atsinaujinimo procesų stimuliavimas, paveldimomis ligomis sergančių žmonių defektų genetinė korekcija, organizmų introdukcija ir aklimatizacija, biologiškai aktyvių ir. vaistinių medžiagų, biologinių augalų apsaugos produktų kūrimui ir kt.

Biologijos raidos etapai

Žymūs biologai: Aristotelis, Teofrastas, Teodoras Švanas, Matthiasas Schleidenas, Karlas M. Baeris, Claude'as Bernardas, Louisas Pasteuras, D. I. Ivanovskis

Biologija kaip mokslas atsirado su poreikiu sisteminti žinias apie gamtą, paaiškinti sukauptas žinias ir patirtį apie augalų ir gyvūnų gyvenimą. Garsus senovės graikų mokslininkas laikomas biologijos pradininku Aristotelis (384-322 m. pr. Kr.), padėjęs taksonomijos pamatus, aprašė daugybę gyvūnų, išsprendė kai kuriuos biologijos klausimus. Jo mokinys Teofrastas (372-287 m. pr. Kr.) įkūrė botaniką.

Sistemingas tyrimai gamta prasidėjo Renesansu. Sukaupus specifines žinias apie gamtą, turint mintį apie organizmų įvairovę, kilo mintis apie visų gyvų dalykų vienybę. Biologijos raidos etapai – tai didelių atradimų ir apibendrinimų grandinė, patvirtinanti šią mintį ir atskleidžianti jos turinį.

Mikroskopinės technologijos raida nuo XVI amžiaus pabaigos. lėmė gyvų organizmų ląstelių ir audinių atradimą. Ląstelių teorija tapo svarbiu moksliniu gyvų būtybių vienybės įrodymu. T. Švanna Ir M. Schleidenas (1839). Visi organizmai susideda iš ląstelių, kurios, nors ir turi tam tikrų skirtumų, paprastai yra sukonstruotos ir veikia vienodai. K. M. Baeris (1792-1876) sukūrė gemalo panašumo teoriją, kuri padėjo pagrindą mokslinis paaiškinimas embriono vystymosi modeliai. K. Bernardas (1813-1878) tyrinėjo mechanizmus, užtikrinančius gyvūno kūno vidinės aplinkos pastovumą. Prancūzų mokslininkas įrodė, kad spontaniškai susiformuoti mikroorganizmai yra neįmanomi L. Pasteras (1822-1895). Rusijos mokslininkai 1892 m D. I. Ivanovskis (1864-1920) buvo atrasti virusai.

Įžymūs biologai: Gregoras Mendelis, Hugo De Vriesas, Karlas Corrensas, Erichas Cermakas, Thomasas Morganas, Jamesas Watsonas, Francisas Crickas, J. B. Lamarckas

Paveldimumo dėsnių atradimas priklauso G. Mendelis (1865 m.), G. De Vries, K. Corrensu, E . Čermakas (1900 m.), T. Morganas (1910-1916). DNR struktūros atradimas - J. Watson Ir F. Kriku (1953).

Žymūs biologai: Charlesas Darwinas, A. N. Severtsovas, N. I. Vavilovas, Ronaldas Fisheris, S. S. Četverikovas, N. V. Timofejevas-Resovskis, I. I. Šmalgauzenas

Pirmosios evoliucijos doktrinos kūrėjas buvo prancūzų mokslininkas J.B. Lamarkas (1744-1829). Pagrindai šiuolaikinė teorija evoliuciją sukūrė anglų mokslininkas C. Darvinas (1858). Jis buvo toliau tobulinamas dėl genetikos ir populiacijos biologijos pasiekimų mokslo darbai A. N. Severtsova, N. I. Vavilovas, R. Fišeris, S. S. Četverikova, N. V. Timofejevas-Resovskis, I. I. Šmalhauzenas. Matematinės biologijos ir biologinės statistikos atsiradimas ir raida paskatino anglų biologo darbą R. Fišeris (1890-1962).

XX amžiaus pabaigoje biotechnologijos, tai yra gyvų organizmų ir biologinių procesų panaudojimas pramonėje, sulaukė didelės sėkmės.

Nuostabūs biologai

Žymūs biologai: M. A. Maksimovičius, I. M. Sechenovas, K. A. Timiriazevas, I. I. Mechnikovas, I. P. Pavlovas, S. G. Navašinas, V. I. Vernadskis, D. K. Zabolotny

Nuostabūs mokslininkai paskyrė savo gyvenimą biologijos plėtrai.

M. A. Maksimovičius (1804-1873)– botanikos įkūrėjas.

I. M. Sechenovas (1829-1905)– fiziologinės mokyklos įkūrėjas, pagrindęs sąmoningos ir nesąmoningos veiklos refleksinį pobūdį, objektyvios elgesio psichologijos, lyginamosios ir evoliucinės fiziologijos kūrėjas.

K. A. Timiriazevas (1843-1920)– puikus gamtininkas, atskleidęs fotosintezės dėsnius kaip šviesos panaudojimo procesą organinėms medžiagoms formuoti augale.

I. I. Mechnikovas (1845-1916)– vienas iš lyginamosios patologijos, evoliucinės embriologijos pradininkų, mokslinės mokyklos kūrėjas, sukūręs fagocitinę imuniteto teoriją.

I. P. Pavlovas (1849-1936)- puikus fiziologas, aukštesnės nervų veiklos doktrinos kūrėjas, klasikinių virškinimo ir kraujotakos teorijos darbų autorius.

V. I. Vernadskis (1863-1945)– biogeochemijos, gyvosios medžiagos, biosferos, noosferos tyrimo įkūrėjas.

D. K. Zabolotny (1866-1929)- iškilus mikrobiologas, ypač pavojingų infekcijų tyrinėtojas ir kt.

Biologija (iš graikų bios - gyvybė ir logos - žodis, doktrina), mokslų visuma apie gyvąją gamtą - apie didžiulę išnykusių ir dabar gyvų būtybių, gyvenančių Žemėje, įvairovę, jų sandarą ir funkcijas, kilmę, paplitimą ir vystymąsi, ryšius. tarpusavyje ir su negyvąja gamta. Biologija nustato bendruosius ir konkrečius modelius, būdingus gyvenimui visomis jo apraiškomis ir savybėmis (medžiagų apykaita, dauginimasis, paveldimumas, kintamumas, prisitaikymas, augimas, mobilumas ir kt.).

Pirmieji sistemingi bandymai suprasti gyvąją gamtą buvo antikos gydytojai ir filosofai (Hipokratas, Aristotelis, Teofrastas, Galenas). Jų darbai, tęsiami Renesanso epochoje, padėjo pagrindus botanikai ir zoologijai, taip pat žmogaus anatomijai ir fiziologijai (Vesalius ir kt.). XVII – XVIII a. Eksperimentiniai metodai skverbiasi į biologiją. Remiantis kiekybiniais matavimais ir taikant hidraulikos dėsnius, buvo atrastas kraujotakos mechanizmas (W. Harvey, 1628). Mikroskopo išradimas praplėtė žinomo gyvų būtybių pasaulio ribas ir pagilino supratimą apie jų sandarą. Vienas pagrindinių šios eros laimėjimų – augalų ir gyvūnų klasifikavimo sistemos sukūrimas (C. Linnaeus, 1735). Tuo pat metu vyravo spekuliacinės teorijos apie gyvų būtybių raidą ir savybes (spontanišką generaciją, preformaciją ir kt.). XIX amžiuje Smarkiai išaugus tiriamų biologinių objektų skaičiui (nauji metodai, ekspedicijos į atogrąžų ir nepasiekiamas Žemės vietoves ir kt.), žinių kaupimas ir diferenciacija, susiformavo daug specialiųjų biologijos mokslų. Taigi botanika ir zoologija skirstomos į skyrius, kuriuose tiriamos atskiros sisteminės grupės, plėtojama embriologija, histologija, mikrobiologija, paleontologija, biogeografija ir kt. paveldimumo (G. Mendel, 1865). Charleso Darwino (1859) evoliuciniai mokymai lėmė esminius biologijos pokyčius. XX amžiaus biologijai. Yra dvi tarpusavyje susijusios tendencijos. Viena vertus, susiformavo idėja apie kokybiškai skirtingus gyvosios gamtos organizavimo lygius: molekulinius (molekulinė biologija, biochemija ir kiti mokslai, kuriuos vienija fizikinės ir cheminės biologijos samprata), ląstelių (citologija), organizmo (anatomija, fiziologija, embriologija) ), populiacijos rūšys (ekologija, biogeografija). Kita vertus, holistinio, sintetinio gyvosios gamtos pažinimo troškimas lėmė mokslų pažangą, tiriančių tam tikras gyvosios gamtos savybes visuose struktūriniuose jos organizavimo lygmenyse (genetika, sistematika, evoliucinis mokymas ir kt.). Nuostabios sėkmės nuo šeštojo dešimtmečio. molekulinė biologija pasiekė, atskleidžia cheminės bazės paveldimumas (DNR struktūra, genetinis kodas, biopolimero sintezės matricos principas). Biosferos doktrina (V.I. Vernadskis) atskleidė gyvų organizmų geocheminio aktyvumo mastą ir neatsiejamą ryšį su negyvąja gamta. Praktinė reikšmė biologiniai tyrimai ir metodai (įskaitant genų inžineriją, biotechnologijas) medicinai, žemės ūkiui, pramonei, protingam gamtos išteklių naudojimui ir gamtos apsaugai, taip pat tiksliųjų mokslų idėjų ir metodų skverbimasis į šias studijas biologiją pažengė iš vidurio. 20 a gamtos mokslų priešakyje.