Предмет, задачи и методы биологии
Биология (греч. bio — жизнь и logos — знание, учение, наука) — наука о живой природе. Термин биология был предложен в 1802 году Ж. Б. Ламарком и Г. Р. Тревиранусом независимо друг от друга.
Многообразие живой природы настолько велико, что современная биология представляет собой комплекс биологических наук, значительно отличающихся одна от другой. При этом каждая имеет собственный предмет изучения, методы, цели и задачи.
Система биологических наук
Биологические науки можно разделить по направлениям исследований.
| НАУКА | ПРЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ |
| Науки, изучающие систематические группы живых организмов | |
| Вирусология | Наука о вирусах |
| Микробиология | Наука о микроорганизмах |
| Микология | Наука о грибах |
| Ботаника (фитология) | Наука о растениях |
| Зоология | Наука о животных |
| Антропология | Наука о человеке |
| Науки, изучающие структуру, свойства и проявления жизни | |
| Анатомия | Наука о внутреннем строении |
| Морфология | Наука о внешнем строении |
| Физиология | Наука о жизнедеятельности целостного организма и его частей |
| Генетика | Наука о наследственности и изменчивости организмов отдельных организмов |
| Науки, изучающие разные уровни организации всего живого | |
| Молекулярная биология | Наука о свойствах и проявлении жизни на молекулярном уровне |
| Цитология | Наука о клетках |
| Гистология | Наука о тканях |
| Науки, изучающие структуру, свойства и проявления коллективной жизни и сообществ живых организмов | |
| Экология | Наука об отношениях живых организмов между собой и с окружающей их средой |
| Биогеография | Наука о закономерностях географического распространения живых организмов |
| Науки о развитии живой материи | |
| Биология индивидуального развития | Наука о развитии живого организма от момента его зарождения до смерти |
| Эволюционное учение | Наука об историческом развитии живой природы |
| Палеонтология | Наука о развитии жизни в прошлые геологические времена |
| Науки, использующие различные методы исследований | |
| Биохимия (на стыке биологии и химии) | Наука о химических веществах и процессах в живых организмах |
| Биофизика (на стыке биологии и физики) | Наука о физических и физико-химических явлениях в живых организмах |
| Прикладные науки | |
| Биотехнология | Совокупность методов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью живых организмов |
| Бионика | Разработка технических устройств по подобию живых систем |
| Растениеводство | Разработка технологий выращивания сельскохозяйственных растений |
| Животноводство | Разработка технологий выращивания сельскохозяйственных животных |
| Ветеринария | Разработка технологий лечения сельскохозяйственных животных |
Задачи биологии:
- изучение закономерностей проявления жизни (строения и функций живых организмов и их сообществ, распространение, происхождение и развитие, связи друг с другом и неживой природой);
- раскрытие сущности жизни;
- систематизация многообразия живых организмов.
Методы биологии
Современная биология располагает широким набором методов исследования. Основными являются следующие методы.
| Название метода | Характеристика |
| Метод наблюдения и описания | Сбор и описание фактов |
| Метод измерений | Измерение характеристик объектов |
| Сравнительный метод | Анализ сходства и различий изучаемых объектов |
| Исторический метод | Изучение хода развития исследуемого объекта |
| Метод эксперимента | Изучение явления природы в заданных условиях |
| Метод моделирования | Описание сложных природных явлений относительно простыми моделями |
| Метод прогнозирования | Предсказание будущего объекта или процесса |
Связь биологии с другими науками. Биология принадлежит к комплексу естественных наук, то есть наук о природе, и тесно связана с другими науками:
- фундаментальными (математикой, физикой, химией);
- естественными (геологией, географией, почвоведением);
- общественными (психологией, социологией);
- прикладными (биотехнологией, бионикой, растениеводством, охраной природы).
Значение биологии.
- Биология является теоретической основой таких наук, как медицина, психология, социология.
- Биологические знания используются в пищевой промышленности, фармакологии, сельском, лесном и промысловом хозяйствах.
- Достижения биологии используются при решении глобальных проблем современности: взаимоотношения общества с окружающей средой, рационального природопользования и охраны природы, продовольственного обеспечения.
Уровни организации живой природы
Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить её на ряд уровней. Уровень организации живой материи — это функциональное место биологической структуры определённой степени сложности в общей иерархии живого.
Выделяют следующие уровни организации живой материи.
Уровни организации живой материи
| Уровень | Характеристика |
| Молекулярный (молекулярно-генетический) | На этом уровне живая материя организуется в сложные высокомолекулярные органические соединения, такие как белки, нуклеиновые кислоты и др. |
| Субклеточный (надмолекулярный) | На этом уровне живая материя организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные структуры. |
| Клеточный | На этом уровне живая материя представлена клетками. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого. |
| Органно-тканевой | На этом уровне живая материя организуется в ткани и органы. Ткань — совокупность клеток, сходных по строению и функциям, а также связанных с ними межклеточных веществ. Орган — часть многоклеточного организма, выполняющая определённую функцию или функции. |
| Организменный (онтогенетический) | На этом уровне живая материя представлена организмами. Организм (особь, индивид) — неделимая единица жизни, её реальный носитель, характеризующийся всеми её признаками. |
| Популяционно-видовой | На этом уровне живая материя организуется в популяции. Популяция — совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему, которая длительно существует в определённой части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Вид — совокупность особей (популяций особей), способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающих в природе определённую область (ареал). |
| Биоценотический | На этом уровне живая материя образует биоценозы. Биоценоз — совокупность популяций разных видов, обитающих на определённой территории. |
| Биогеоценотический | На этом уровне живая материя формирует биогеоценозы. Биогеоценоз — совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва). |
| Биосферный | На этом уровне живая материя формирует биосферу. Биосфера — оболочка Земли, преобразованная деятельностью живых организмов. |
Необходимо отметить, что биогеоценотический и биосферный уровни организации живой материи выделяют не всегда, поскольку они представлены биокосными системами, включающими не только живое вещество, но и неживое. Также часто не выделяют субклеточный и органно-тканевой уровни, включая их в клеточный и организменный соответственно.
За это задание ты можешь получить 1 балл. Уровень сложности: базовый.
Средний процент выполнения: 53.2%
Ответом к заданию 1 по биологии может быть цифра (число) или слово.
Что нужно знать, чтобы решить задание 1:
Схемы и пропущенные термины, которые встречаются на экзамене, могут быть по любому разделу биологии, который нужно знать для ЕГЭ:
- Общая биология
- Анатомия
- Генетика
- Зоология
- Ботаника
- Экология
- Эволюция
- Селекция
Разбор сложных заданий в тг-канале
Задачи для практики
Задача 1
Рассмотрите таблицу «Методы селекции» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Метод | Применение метода |
| Электрофорез | Движение заряженных частиц в электрическом поле, создаваемом внешним источником |
| Из яйцеклетки удаляют ядро и в неё пересаживают ядро соматической клетки генетически ценного организма, затем стимулируют дробление реконструированной зиготы электрошоком и трансплантируют эмбрион в матку любой самки того же вида |
Решение
Клонирование – получение нескольких генетически идентичных организмов путём бесполого (в том числе вегетативного) размножения. С помощью клонирования можно получить несколько идентичных организмов (не путать с генетическим клонированием, это к генной инженерии).
Ответ: клонирование
Задача 2
Рассмотрите таблицу «Классификация мутаций» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Тип мутации | Пример |
| Генная | Гемофилия |
| Болезнь Дауна |
Решение
Синдром Дауна – самая распространенная хромосомная патология. Она возникает, когда в результате случайной мутации в 21-й паре появляется еще одна хромосома. Поэтому эту болезнь еще называют трисомия по 21-й хромосоме. Изменение числа хромосом – это геномные мутации.
Ответ: геномная
Задача 3
Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой материи» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Уровень | Процесс |
| Молекулярный | Передача генетической информации |
| Катаболизм |
Решение
Катаболизм — расщепление сложных веществ на более простые, и распад тканей и клеток.
Ответ: клеточный
Задача 4
Рассмотрите таблицу «Учёные и их открытия» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Учёный | Открытие |
| Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений | |
| Гарвей | Круги кровообращения |
Решение
Двойное оплодотворение — половой процесс у покрытосеменных растений, при котором оплодотворяются как яйцеклетка, так и центральная клетка зародышевого мешка. Двойное оплодотворение открыл русский учёный С. Г. Навашин в 1898 на 2 видах растений — лилии и рябчике.
Ответ: навашин
Задача 5
Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой материи» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Уровень | Примеры |
| Молекулярный | Белки́, нуклеиновые кислоты |
| Щитовидная железа |
Решение
Щитовидная железа – это орган эндокринной системы, поэтому это органный уровень организации.
Ответ: органный
Задача 6
Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой материи» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин без знаков препинания.
| Уровень | Процессы |
| Биосферный | Круговорот веществ и превращение энергии |
| Элементарные эволюционные изменения |
Решение
Организмы одного вида, объединенные общим местообитанием, формируют популяцию. Вид обычно состоит из множества популяций. Популяции имеют общий генофонд. В пределах вида они могут обмениваться генами, т. е. являются генетически открытыми системами. В популяциях происходят элементарные эволюционные явления, приводящие в конечном итоге к видообразованию. Живая природа может эволюционировать только в надорганизменных уровнях.
Уровни организации жизни:
Вид – совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.
Ответ: популяционновидовой
Задача 7
Рассмотрите таблицу «Методы генетических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Метод | Применение метода |
| Синдром Дауна | |
| Популяционный | Частоты аллелей и генотипов |
Решение
Синдром Дауна – патология, вызванная нарушением хромосомного набора, получаемого ребенком от родителей. У людей с этой патологией имеется лишняя 47-я хромосома, а в норме их должно быть 46. Число хромосом определяется цитогенетическим методом.
Ответ: цитогенетический
Задача 8
Рассмотрите таблицу «Основные свойства живых систем» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Свойство | Характеристика |
| Саморегуляция | Способность живых организмов поддерживать постоянство физико-химического состава, интенсивность физиологических процессов в меняющихся условиях окружающей среды |
| Периодические изменения интенсивности физиологических процессов и функций с различными периодами колебаний |
Решение
Свойства (признаки) живого:
1. Единство химического состава – все живое на 98% из 4 биогенных элементов: углерод (С), кислород (О), азот (N) и водород (Н)
2. Обмен веществ и энергии (метаболизм) – совокупность процессов поступления, превращения, использования, накопления и удаления продуктов распада веществ.
3. Самовоспроизведение (репродукция) – способность воспроизводить себе подобных (репликация ДНК, деление клеток, бесполое и половое размножение, даже деление органоидов – митохондрий и пластид)
4. Наследственность – способность организма передавать свои признаки из поколения в поколение
5. Изменчивость – приобретение организмом (дочерним) новых признаков и свойств, отличных от признаков родительских форм
6. Раздражимость – способность организма воспринимать раздражение из внешней и внутренней среды и избирательно реагировать на него (рефлексы и таксисы у животных; тропизмы, таксисы и настии у растений)
7. Рост и развитие –
Рост – количественное изменение — увеличением размеров или массы за счет увеличения размеров и количества клеток (за счет веществ, поступивших в процессе питания)
Развитие – направленный необратимый процесс качественных (новый уровень с другими возможностями) изменений организма (его состав или структура: это может быть как усложнение, так и упрощение)
Различают:
• Онтогенез — индивидуальное развитие организма – последовательное проявление индивидуальных свойств организма и осуществление его роста в результате реализации генетического материала и под влиянием условий окружающей среды
• Филогенез — историческое развитие — образование новых видов и прогрессивное усложнение жизни (эволюция)
8. Ритмичность – периодические изменения интенсивности физиологических процессов через определенные равные промежутки времени
9. Саморегуляция – способность организмов поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостаз – постоянство химического состава и интенсивности протекания биологических процессов) в непрерывно меняющихся условиях внешней среды
10. Энергозависимость – живые организмы открытые (поступает энергия извне) и динамические (устойчивые лишь при условии непрерывного доступа веществ и энергии: умрём без еды, воды, воздуха) системы
11. Дискретность (иерархичность/целостность) – взаимная соподчиненность элементов и частей
Ответ: ритмичность
Задача 9
Рассмотрите таблицу «Основные свойства живых систем» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Свойство | Характеристика |
| Рост | Увеличение размеров, массы и объёма организма |
| Необратимое направленное закономерное изменение живых и неживых систем, в результате которого появляются качественно новые состояния систем |
Решение
Свойства (признаки) живого:
1. Единство химического состава – все живое на 98% из 4 биогенных элементов: углерод (С), кислород (О), азот (N) и водород (Н)
2. Обмен веществ и энергии (метаболизм) – совокупность процессов поступления, превращения, использования, накопления и удаления продуктов распада веществ.
3. Самовоспроизведение (репродукция) – способность воспроизводить себе подобных (репликация ДНК, деление клеток, бесполое и половое размножение, даже деление органоидов – митохондрий и пластид)
4. Наследственность – способность организма передавать свои признаки из поколения в поколение
5. Изменчивость – приобретение организмом (дочерним) новых признаков и свойств, отличных от признаков родительских форм
6. Раздражимость – способность организма воспринимать раздражение из внешней и внутренней среды и избирательно реагировать на него (рефлексы и таксисы у животных; тропизмы, таксисы и настии у растений)
7. Рост и развитие –
Рост – количественное изменение — увеличением размеров или массы за счет увеличения размеров и количества клеток (за счет веществ, поступивших в процессе питания)
Развитие – направленный необратимый процесс качественных (новый уровень с другими возможностями) изменений организма (его состав или структура: это может быть как усложнение, так и упрощение)
Различают:
• Онтогенез — индивидуальное развитие организма – последовательное проявление индивидуальных свойств организма и осуществление его роста в результате реализации генетического материала и под влиянием условий окружающей среды
• Филогенез — историческое развитие — образование новых видов и прогрессивное усложнение жизни (эволюция)
8. Ритмичность – периодические изменения интенсивности физиологических процессов через определенные равные промежутки времени
9. Саморегуляция – способность организмов поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостаз – постоянство химического состава и интенсивности протекания биологических процессов) в непрерывно меняющихся условиях внешней среды
10. Энергозависимость – живые организмы открытые (поступает энергия извне) и динамические (устойчивые лишь при условии непрерывного доступа веществ и энергии: умрём без еды, воды, воздуха) системы
11. Дискретность (иерархичность/целостность) – взаимная соподчиненность элементов и частей
Ответ: развитие
Задача 10
Рассмотрите таблицу «Биология как наука» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Раздел биологии | Объект изучения |
| Альгология | Водоросли |
| Мхи |
Решение
Бриология — один из разделов ботаники, занимающийся изучением мохообразных.
Ответ: бриология
Задача 11
Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Метод | Применение метода |
| Наблюдение | Сроки впадения в спячку сурков |
| Влияние длины дня на цветение растений |
Решение
Эксперимент — метод исследования некоторого явления в управляемых наблюдателем условиях. Отличается от наблюдения активным взаимодействием с изучаемым объектом. В данном случае исследователь изменяет длину дня, поэтому это пример эксперимента.
Ответ: эксперимент
Задача 12
Рассмотрите таблицу «Учёные и сформулированные ими законы» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин. В ответе укажите только фамилию.
| Учёный | Закон |
| Ю. Либих | Закон минимума |
| Закон сцепленного наследования признаков |
Решение
В начале ХХ века Томас Морган, опираясь на данные исследователей, сформулировал основные положения хромосомной теории наследственности и установил закон сцепленного наследования признаков.
Ответ: морган
Задача 13
Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой материи» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Уровень | Пример |
| Организменный | Спирохета |
| Хлоропласты |
Решение
Хлоропласты – это органоиды клетки, которые участвуют в процессе фотосинтеза. Поэтому данный объект относится к субклеточному уровню организации.
Ответ: субклеточный
Задача 14
Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой материи» и заполните пустую ячейку, вписав в поле ответа, соответствующий термин.
| Уровень | Процессы |
| Транскрипция, репликация | |
| Организменный | Гомеостаз, размножение |
Решение
Транскрипция – это один из этапов синтеза белка, Репликация – это удвоение ДНК. То есть оба процесса происходят на молекулярном уровне. Поэтому данные процессы относятся к молекулярному уровню организации.
Ответ: молекулярный
Задача 15
Рассмотрите таблицу «Учёные и их открытия» и заполните пустую ячейку, вписав в поле ответа, соответствующий термин.
| Учёный | Открытие |
| Р. Броун | Клеточное ядро |
| Сперматозоиды человека |
Решение
Первым, кто описал мужскую гамету, был голландский ученый Антони ван Левенгук. Открытие датируется 1677 годом. Как сообщал в своих трактатах сам микроскопист, поведал о сперматозоидах ему друг Иоганн Гамм. Формально он и является первооткрывателем, но именно рассмотрел и сделал зарисовки в деталях сперматозоиды, именно Левенгук.
Ответ: левенгук
Задача 16
Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой материи» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин. Если организм находится на двух уровнях жизни, в ответе укажите оба без пробелов, начиная с наименьшего.
| Уровень | Пример |
| Инфузория-туфелька | |
| Популяционно-видовой | Табун диких лошадей |
Решение
Инфузория-туфелька – это одноклеточный организм. Клетка выполняет функции целого организма. Поэтому данный организм находится как на клеточном (в связи с особенностями строения) уровне, так и на организменном.
Ответ: организменныйклеточный
Задача 17
Рассмотрите таблицу «Биология как наука» и заполните пустую ячейку, вписав в поле ответа, соответствующий термин.
| Раздел биологии | Объект изучения |
| Генетика | Наследственность и изменчивость |
| Гомеостаз |
Решение
Физиология — биологическая наука, изучающая жизнедеятельность здорового организма и его частей. Т.е. физиология изучает все процессы, протекающие в организме, в частности гомеостаз (механизм постоянства состава внутренней среды).
Ответ: физиология
Задача 18
Рассмотрите таблицу «Уровни организации живой материи» и заполните пустую ячейку, вписав в поле ответа, соответствующий термин.
| Уровень | Науки, которые изучают живые организмы на этом уровне |
| Гистология | |
| Популяционно-видовой | Генетика, эволюция, экология |
Решение
Гистология – наука о тканях, поэтому она изучает тканевый уровень организации.
Ответ: тканевый
Задача 19
Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований» и заполните пустую ячейку, вписав в поле ответа, соответствующий термин.
| Метод | Применение метода |
| Метод, основанный на разной скорости движения через адсорбент растворённых в специальном растворе веществ; при пропускании такого раствора через адсорбент каждое вещество из смеси передвигается на определённое расстояние в зависимости от своей молекулярной массы (в качестве адсорбента используют волокна фильтровальной бумаги, порошок целлюлозы и др.) | |
| Центрифугирование | Разделение частей клеток, отличающихся по удельному весу, с помощью центрифуги; выделение разных компонентов клетки и их исследование |
Решение
Хроматография — динамический сорбционный метод разделения и анализа смесей веществ, а также изучения физико-химических свойств веществ. Основан на распределении веществ между двумя фазами — неподвижной (твердая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент). Название метода связано с первыми экспериментами по хроматографии, в ходе которых разработчик метода Михаил Цвет разделял ярко окрашенные растительные пигменты. Метод хроматографии был впервые применён русским учёным-ботаником Михаилом Семеновичем Цветом в 1900 году.
Ответ: хроматография
Задача 20
Рассмотрите таблицу «Биология как наука» и заполните пустую ячейку, вписав в поле ответа, соответствующий термин.
| Раздел биологии | Объект изучения |
| микробиология | прокариоты |
| грибы |
Решение
Микробиология – это наука, изучающая организмы, не видимые невооруженным взглядом, в частности прокариоты (организмы не имеющие ядра). Микология – наука изучающая грибы.
Ответ: микология
Рекомендуемые курсы подготовки
Тема 1. Биология как наука, ее
достижения, методы познания живой природы. Роль биологии в формировании
современной естественнонаучной картины мира. Уровневая организация и эволюция.
Основные уровни организации живой природы: клеточный, организменный,
популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Биологические системы.
Общие признаки биологических систем: клеточное строение, особенности
химического состава, обмен веществ и превращения энергии, гомеостаз,
раздражимость, движение, рост и развитие, воспроизведение, эволюция.
Биология (от греч. биос — жизнь, логос —
слово, наука) — это комплекс наук о живой природе.
Термин «биология» встречается в трудах немецких анатомов Т. Роозе (1779) и К.
Ф. Бурдаха (1800), однако только в 1802 году он был впервые употреблен
независимо друг от друга Ж. Б. Ламар ком и Г. Р. Тревиранусом для обозначения
науки, изучающей живые организмы.
Предмет —
строение и функции живых существ, их разнообразие, происхождение и развитие, а
также взаимодействие с окружающей средой.
Задача —
истолковании всех явлений живой природы на научной основе, учитывая при этом,
что целостному организму присущи свойства, в корне отличающиеся от его
составляющих.
|
Биологические науки |
|
|
1. Ботаника |
Биологическая наука, комплексно изучающая |
|
2. Зоология |
Раздел биологии, наука о многообразии, |
|
3. Бактериология |
Биологическая наука, изучающая строение и |
|
4. Вирусология |
Биологическая наука, изучающая вирусы. |
|
5. Микология |
Основным объектом микологии являются грибы, их |
|
6. Лихенология |
Биологическая наука, изучающая лишайники. |
|
7. Микробиология |
Раздела биологии, науке о микроорганизмах |
|
8. Систематика, или таксономия |
Биологическая наука, которая описывает и классифицирует |
|
9. Фенология |
Наука о развитии живой природы |
|
10. Медицина |
Область научной и практической деятельности по |
|
11. Биохимия |
Наука о химическом составе живой материи, |
|
12. Морфология |
Биологическая наука, изучающая форму и строение |
|
13. Анатомия |
Раздел биологии (точнее — морфологии), наука, |
|
14. Физиология |
Наука, изучающая процессы жизнедеятельности |
|
15. Эмбриология (биология развития) |
Раздел биологии, наука об индивидуальном |
|
16. Генетика |
Изучает закономерности наследственности и |
|
17. Молекулярная биология |
Наука, изучающая, в частности, организацию |
|
18. Цитология, или клеточная биология |
Наука, объектом изучения которой являются |
|
19. Гистология |
Наука, раздел морфологии, объектом которой |
|
20. Этология |
Наука о поведении организмов. |
|
21. Биогеография |
Изучает распространение живых организмов. |
|
22. Экология |
Изучает организацию и функционирование |
|
23. Синэкология |
раздел экологии, изучающий взаимоотношения |
|
24. Аутоэкология |
раздел экологии, изучающий взаимоотношения |
|
25. Общая биология |
Выявление и объяснение закономерностей |
|
26. Эволюционное учение |
Изучает причины, движущие силы, механизмы и |
|
27. Палеонтология |
Наука, предметом которой являются ископаемые |
|
28. Антропология |
Наука о происхождении и развитии человека как |
|
29. Биотехнология |
Наука, изучающую использование живых организмов |
|
30. Селекция |
Наука о методах создания пород домашних |
|
31. Бионика |
Наука о применении в технических |
|
32. Бриология |
Наука о мхах |
Достижения
биологии.
·
Установление молекулярной структуры ДНК и ее роли
в передаче информации в живой материи (Ф. Крик, Дж. Уотсон, М. Уилкинс);
·
Расшифровка генетического кода (Р. Холли, Х. Г.
Корана, М. Ниренберг);
·
Открытие структуры гена и генетической регуляции
синтеза белков (А. М. Львов, Ф. Жакоб, Ж. Л. Моно и др.);
·
Формулировка клеточной теории (М. Шлейден, Т.
Шванн, Р. Вирхов, К. Бэр);
·
Исследование закономерностей наследственности и
изменчивости (Г. Мендель, Х. де Фриз, Т. Морган и др.);
·
Формулировка принципов современной систематики
(К. Линней);
·
Эволюционная теория (Ч. Дарвин);
·
Учение о биосфере (В.И. Вернадский);
·
Клонирование млекопитающих;
·
Расшифрован ряд генов, отвечающих за развитие
наследственных заболеваний, а также генов-мишеней лекарственных препаратов;
·
Биологические исследования являются фундаментом
медицины, фармации, широко используются в сельском и лесном хозяйстве, пищевой
промышленности и других отраслях человеческой деятельности. Значительная часть
современных лекарственных препаратов производится на основе природного сырья, а
также благодаря успехам генной инженерии, как, например, инсулин, столь
необходимый больным сахарным диабетом, в основном синтезируется бактериями,
которым перенесен соответствующий ген;
·
Наибольшее значение среди достижений биологии имеет
тот факт, что они лежат даже в основе построения нейронных сетей и
генетического кода в компьютерных технологиях, а также широко используются в
архитектуре и других отраслях.
|
Методы науки. |
|
|
Моделирование |
метод, при котором создается некий образ |
|
Наблюдение |
метод, с помощью которого исследователь |
|
Эксперимент (опыт) |
метод, с помощью которого проверяют результаты наблюдений, |
|
Проблема |
вопрос, задача, требующие решения. Решение |
|
Гипотеза |
предположение, предварительное решение |
|
Теория |
это обобщение основных идей в какой – |
|
Частные |
|
|
Генеалогический метод |
Применяется при составлении родословных людей, |
|
Исторический метод |
Установление взаимосвязей между фактами, |
|
Палеонтологический метод |
Позволяет выяснить родство между древними |
|
Центрифугирование |
Разделение смесей на составные части под |
|
Цитологический или цитогенетический метод |
Исследование клеточных структур с помощью |
|
Микроскопия или микроскопирование |
Изучать строение клетки можно с помощью |
|
Биохимический метод |
Исследование химических процессов, происходящих |
|
Близнецовый метод |
Используется для выяснения степени |
|
Гибридологический метод |
Скрещивание организмов и анализ потомства |
|
Статистический метод |
Измерение, мониторинг, анализ массовых |
|
Популяционно-статистический метод |
Дает возможность рассчитать в популяции частоту |
|
Хроматография |
Метод основан на разной скорости движения |
Ученые – биологи (Роль
биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира)
|
Гиппократ |
Создал научную медицинскую школу. Считал, что у каждой болезни |
|
Аристотель |
Один из основателей биологии как науки, впервые обобщил |
|
Теофраст |
Основоположник ботаники. |
|
Клавдий Гален |
Заложил основы анатомии человека. |
|
Авиценна |
В современной анатомической номенклатуре сохранил арабские |
|
Леонардо да Винчи |
Описал многие растения, изучал строение человеческого тела, |
|
Андреас Визалия |
Работа «О строении человеческого тела» |
|
Уильям Гарвей |
Открыл кровообращение |
|
Карл Линней |
Предложил систему классификации живой природы, ввел бинарную |
|
Карл Бэр |
Изучал внутриутробное развитие, установил, что зародыши всех |
|
Жан Батист Ламарк |
Первым попытался создать стройную и целостную теорию эволюции |
|
Жорж Кювье |
Создал науку палеонтологию. |
|
Теодор Шванн и Шлейден |
Создали клеточную теорию |
|
Ч Дарвин |
Эволюционное учение. |
|
Грегор Мендель |
Основоположник генетики |
|
Роберт Кох |
Основатель микробиологии |
|
Луи Пастер и Мечников |
Основатели иммунологии. |
|
И.М. Сеченов |
Заложил основы изучения высшей нервной деятельности |
|
И.П. Павлов |
Создал учение об условных рефлексах |
|
Гуго де Фриза |
Мутационная теория |
|
Томас Морган |
Хромосомная теория наследственности |
|
И.И. Шмальгаузен |
Учение о факторах эволюции |
|
В.И. Вернадский |
Учение о биосфере |
|
А. Флеминг |
Открыл антибиотики |
|
Д. Уотсон |
Установил структуру ДНК |
|
Д.И. Ивановский |
Открыл вирусы |
|
Н.И. Вавилов |
Учение о многообразии и происхождении культурных растений |
|
И.В. Мичурин |
Селекционер |
|
А.А. Ухтомский |
Учение о доминанте |
|
Э.Геккель и И.Мюллер |
Создали биогенетический закон |
|
С.С. Четвериков |
Исследовал мутационные процессы |
|
И.Янсен |
Создал первый микроскоп |
|
Роберт Гук |
Первым обнаружил клетку |
|
Антониа Левенгук |
Увидел в микроскоп микроскопических организмов |
|
Р.Броун |
Описал ядро растительной клетки |
|
Р.Вирхов |
Теория целлюлярной патологии. |
|
Д.И.Ивановский |
Открыл возбудителя табачной мозаики (вирус) |
|
М.Кальвин |
Химическая эволюция |
|
Г.Д.Карпеченко |
Селекционер |
|
А.О.Ковалевский |
Основоположник сравнительной эмбриологии и физиологии |
|
В.О.Ковалевский |
Основоположник эволюционной палеонтологии |
|
Н.И.Вавилов |
Учение о биологических основах селекции и учение о центрах |
|
Х.Кребс |
Изучал метаболизм |
|
С.Г.Навашин |
Открыл двойное оплодотворение у покрытосеменных |
|
А.И.Опарин |
Теория самозарождения жизни |
|
Д.Холдейн |
Создал учение о дыхании человека |
|
Ф.Реди |
Изучал паразитов человека и животных |
|
А.С.Северцов |
Основатель эволюционной морфологии животных |
|
В.Н.Сукачев |
Основоположник биогеоценологии |
|
А.Уоллес |
Сформулировал теорию естественного отбора, которая совпала с |
|
Ф.Крик |
Изучал животные организмы на молекулярном уровне |
|
К.А.Темирязев |
Раскрыл закономерности фотосинтеза |
Уровни организации живого.
Живая природа является системой, компоненты которой можно
расположить в строгом порядке: от низших к высшим. Данный принцип организации
позволяет выделить в живой природе отдельные уровни и дает
комплексное представление о жизни как о природном явлении. На каждом из уровней
организации определяют элементарную единицу и элементарное явление. В
качестве элементарной единицы рассматривают структуру или
объект, изменения которых составляют специфический для соответствующего уровня
вклад в процесс сохранения и развития жизни, тогда как само это изменение
является элементарным явлением.
В настоящее время выделяют несколько основных уровней
организации живой материи: молекулярный, клеточный, тканевый, организменный,
популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный.
|
Уровни организации |
Биологическая система |
Компоненты, образующие |
Основные процессы |
|
Молекулярный |
Молекула |
Отдельные биополимеры (ДНК, РНК, белки, липиды, |
На этом уровне жизни изучаются явления, |
|
Клеточный |
Клетка |
Комплексы молекул химических соединений и |
Синтез специфических органических веществ; |
|
Тканевый |
Ткань |
Клетки и межклеточное вещество |
Обмен веществ; раздражимость |
|
Органный |
Орган |
Ткани разных типов |
Пищеварение; газообмен; транспорт веществ; |
|
Организменный |
Организм |
Системы органов |
Обмен веществ; раздражимость; размножение; онтогенез. |
|
Популяционно-видовой |
Популяция |
Группы родственных особей, объединенных |
Генетическое своеобразие; взаимодействие между |
|
Биогеоценотический |
Биогеоценоз (экосистема) |
Популяции разных видов; факторы среды; |
Биологический круговорот веществ и поток |
|
Биосферный |
Биосфера |
Биогеоценозы и антропогенное воздействие |
Активное взаимодействие живого и неживого |
Биологические системы
Биологические системы – это объекты различной сложности, имеющие несколько
уровней структурно-функциональной организации и представляющие собой
совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов. Примеры
биологических систем: клетка, ткани, органы, организмы, популяции, виды,
биоценозы, экосистемы разных рангов и биосфера.
|
Клеточное строение |
Все существующие на Земле организмы состоят |
|
Особенности химического |
Главными особенностями химического состава |
|
Обмен веществ и |
Обмен веществ — совокупность биохимических |
|
Гомеостаз |
Это способность биологических систем |
|
Раздражимость |
Способность организма реагировать на внешние |
|
Движение |
Возможность активного взаимодействия со |
|
Рост и развитие |
Все организмы растут в течение своей жизни. |
|
Воспроизведение |
Способность живых систем воспроизводить себе подобных. |
|
Эволюция |
естественный процесс развития живой природы, |
|
Целостность (непрерывность) и дискретность |
Любой организм представляет собой целостную |
|
Уровневая организация |
Живые системы Земли, характеризующиеся |
В разделе ЕГЭ по биологии Вы найдете разбор типовых заданий, тесты и теоретический материал. Уверены, что пользуясь нашим разделом Вы успешно сдадите экзамен в 2022 году!
«Биология как наука. Методы научного познания»
В данном блоке проверяется знание материала о достижениях биологии, методах исследования, об основных уровнях организации живой природы.
«Клетка как биологическая система»
В данный раздел входят задания, проверяющие: знания о строении, жизнедеятельности и многообразии клеток; умения устанавливать взаимосвязь строения и функций органоидов клетки, распознавать и сравнивать клетки разных организмов, процессы, протекающие в них.
«Организм как биологическая система»
В данном разделе проверяется усвоение знаний о закономерностях наследственности и изменчивости, об онтогенезе и воспроизведении организмов, о селекции организмов и биотехнологии, а также выявляется уровень овладения умениями применять биологические знания при решении задач по генетике.
«Система и многообразие органического мира»
Проверяются: знания о многообразии, строении, жизнедеятельности и размножении организмов различных царств живой природы и вирусах; умения сравнивать организмы, характеризовать и определять их принадлежность к определённому систематическому таксону.
«Организм человека и его здоровье»
Данный блок направлен на определение уровня освоения системы знаний о строении и жизнедеятельности организма человека.
«Эволюция живой природы»
Сюда включены задания, направленные на контроль: знаний о виде, движущих силах, направлениях и результатах эволюции органического мира; умений объяснять основные ароморфозы в эволюции растительного и животного мира, устанавливать взаимосвязь движущих сил и результатов эволюции.
«Экосистемы и присущие им закономерности»
Этот блок содержит задания, направленные на проверку: знаний об экологических закономерностях, о круговороте веществ в биосфере; умений устанавливать взаимосвязи организмов в экосистемах, выявлять причины устойчивости, саморазвития и смены экосистем.
Распределение заданий экзаменационной работы по содержательным разделам курса биологии
| Разделы | Количество заданий | ||
| Первая часть | Вторая часть | Вся работа | |
| Биология как наука. | 1 | 1 | 2 |
| Клетка как биологическая система. | 4-3 | 1 | 5-4 |
| Организм как биологическая система. | 3-4 | 1 | 4-5 |
| Система и многообразие органического мира. | 3 | 1 | 4 |
| Организм человека и его здоровье. | 4 | 1 | 5 |
| Эволюция живой природы. | 3 | 1 | 4 |
| Экосистемы и их закономерности. | 3 | 1 | 4 |
| Итого | 21 | 7 | 28 |
23 августа 2022
В закладки
Обсудить
Жалоба
Конспекты по биологии
Материалы для подготовки к ЕГЭ по биологии в максимально краткой, доступной и наглядной форме с привлечением методик мнемотехники для быстрого и качественного запоминания.
Раздел 1. Биология — наука о жизни
Раздел 2. Клетка как биологическая система
Раздел 3. Организм как биологическая система
Раздел 4. Многообразие организмов, их строение и жизнедеятельность
Раздел 5. Человек и его здоровье
Раздел 6. Надорганизменные системы. Эволюция органического мира
Раздел 7. Экосистемы и присущие им закономерности
1. Основные признаки жизни
Реализация жизни происходит через конкретные физические и химические процессы, а сама жизнь может существовать только при определенных физических и химических условиях.
Приведем основные признаки жизни, синтез которых, их совокупность и взаимосвязь с той или иной степенью надежности позволяют отнести организмы к живым или неживым.
Специфические особенности живых систем, отличающие их от систем неживых, определяются следующими качествами:
1. Единство химического состава и высокий уровень организации веществ, образующих биологическую систему. Живые системы состоят из тех же химических элементов, что и объекты неживой природы. Но их соотношение неодинаково. В живых организмах всего 6 элементов составляют около 98% химического состава. Это кислород, углерод, водород, азот, фосфор и кальций. Живые организмы содержат такие сложные органические вещества, как белки, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), ферменты, которых нет в неживой природе.
2. Живые системы – открытые системы, используют внешние источники энергии в виде пищи, света и т.п. Через них проходит поток веществ и энергии, благодаря чему в живых организмах осуществляется обмен веществ – метаболизм. Метаболизм состоит из двух противоположных процессов:
- анаболизм или ассимиляция – синтез веществ;
- катаболизм или диссимиляция – распад сложных веществ пищи на простые с выделением энергии, которая используется для биосинтеза веществ, специфичных для данного организма.
3. Живые системы – самоуправляющиеся, саморегулирующиеся, самоорганизующиеся системы.
- Саморегуляция – свойство живых систем устанавливать и поддерживать на определенном уровне физиологические или другие показатели. Такое состояние динамического равновесия системы называется гомеостаз.
- Самоорганизация – свойство живой системы приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды за счет изменения внутренней структуры управления. Управляющие факторы возникают в самой системе в процессе переработки информации, которой живая система обменивается с внешней средой. Это означает, что живые организмы — самоуправляющиеся системы.
4. Живые системы – самовоспроизводящиеся системы. Это ихсвойство сохраняет жизнь вида на длительное время. В основе само воспроизводства лежит генетическая программа, которая задает алгоритм образования новых молекул и сложных структур. Благодаряэтому живое существо всегда воспроизводит себе подобное, передавая потомкам информацию о способе существования и приспособляемости к внешним условиям. Генетический материал определяет направление развития организма.
5. Изменчивость. Рождающиеся потомки не только похожи на родителей, но и отличаются от них. Изменения появляются уже на самых ранних стадиях эмбрионального развития, так как информация в процессе передачи несколько видоизменяется, искажается. Благодаря изменчивости организм приобретает новые признаки и свойства.
6. Живые организмы растут и развиваются. Рост — увеличение в размерах и массе с сохранением общих черт строения.Развитие сопровождается возникновением новых черт и качеств. Так, у растения или животного появляются новые ветки или новые органы.
7. Раздражимость — неотъемлемая черта всего живого. Раздражимость связана с передачей информации из внешней среды живой системе и проявляется в виде ответной реакции системы. Способность реагировать на внешние раздражения — это универсальное свойствовсех живых существ, как растений, так и животных.
8. Реакция на среду и приспособление к ней. Живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни. Строение птицы, рыбы, дождевого червя полностью соответствует условиям, в которых они живут.
9. Способность к образованию относительно самостоятельных надорганизменных образований (биогеоценозов и экосистем).
10. Реализация инстинктивных и приобретенных форм поведения.
11. Конечность существования (смертность).
12. Дискретность и целостность. Живые системы в природе относительно обособлены друг от друга (особи, популяции, виды). Любая особь многоклеточного животного состоит из клеток, а любая клетка и одноклеточные существа – из определенных органелл. Органеллы состоят из дискретных, обычно высокомолекулярных органических веществ, которые, в свою очередь, состоят из дискретных атомов и т.д.
В то же время сложная организация немыслима без взаимодействия ее частей и структур, т. е. без целостности. Целостность — это несводимость свойств системы к сумме свойств ее элементов. Целостность биологических систем качественно отличается от целостности неживого тем, что поддерживается в процессе развития. Живые системы — это открытые системы, обменивающиеся веществом, энергией и информацией со средой. Важная особенность живых систем заключается в том, что такой обмен осуществляется под контролем специальных механизмов реализации генетической информации и внутреннего управления, которые позволяют избежать «термодинамической» смерти путем использования энергии, извлекаемой из внешней среды.
13 (см. п. 4). Способность к конвариантной редупликации — к самовоспроизведению ДНК (основных управляющих систем) на основе матричного принципа синтеза макромолекул. Благодаря способности к самовоспроизведению молекулы ДНК исполняют роль носителя наследственной информации. Ошибка в репликации ДНК ведет к мутациям, т.е. к изменениям наследственной основы организма. Последние суть фундаментальное свойство жизни и исходная предпосылка эволюции. Мутации являются элементарным эволюционным материалом, на котором работает естественный отбор.
Ни один из перечисленных признаков (а их можно привести еще 10-20) не является самым главным, определяющим. Только все признаки вместе взятые позволяют провести границу между живым и неживым в природе.
Примечание. Для закрепления можно посмотреть запись открытого мероприятия, на котором мы с помощью мини-проекта доказывали свойства живого.
Подготовка к ЕГЭ самостоятельно. Биология. Биология как наука
Что проверяет ЕГЭ по биологии?
-
Биология как наука, её достижения, методы познания живой природы. Роль биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира.
-
Уровневая организация и эволюция. Основные уровни организации живой природы: клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Биологические системы. Общие признаки биологических систем: клеточное строение, особенности химического состава, обмен веществ и превращения энергии, гомеостаз, раздражимость, движение, рост и развитие, воспроизведение, эволюция.
-
Современная клеточная теория, её основные положения, роль в формировании современной естественнонаучной картины мира. Развитие знаний о клетке. Клеточное строение организмов – основа единства органического мира, доказательство родства живой природы.
-
Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты. Сравнительная характеристика клеток растений, животных, бактерий, грибов.
-
Химический состав клетки. Макро- и микроэлементы. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, АТФ), входящих в состав клетки. Роль химических веществ в клетке и организме человека.
-
Строение клетки. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа её целостности.
-
Обмен веществ и превращения энергии – свойства живых организмов. Энергетический обмен и пластический обмен, их взаимосвязь. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле.
-
Генетическая информация в клетке. Гены, генетический код и его свойства. Матричный характер реакций биосинтеза. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот.
-
Клетка – генетическая единица живого. Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции. Число хромосом и их видовое постоянство. Соматические и половые клетки. Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз. Митоз – деление соматических клеток. Мейоз.
-
Фазы митоза и мейоза. Развитие половых клеток у растений и животных. Деление клетки – основа роста, развития и размножения организмов. Роль мейоза и митоза.
Что же нужно знать и уметь по темам?
ЗНАТЬ:
-
Методы научного познания; основные положения биологических законов, правил, теорий, закономерностей, гипотез:методы научного познания, признаки живых систем, уровни организации живой материи; основные положения биологических теорий (клеточная теория, теория гомеостаза, теория гена, хромосомная теория наследственности).
-
Строение и признаки биологических объектов: клеток прокариот и эукариот: химический состав и строение органоидов;генов, хромосом, гамет; вирусов, одноклеточных организмов царств живой природы (растений, животных, грибов и бактерий).
-
Сущность биологических процессов и явлений: обмен веществ и превращения энергии в клетке и организме, фотосинтез, пластический и энергетический обмен, питание, дыхание, брожение, хемосинтез, выделение, транспорт веществ, раздражимость, рост; митоз, мейоз, развитие гамет у цветковых растений и позвоночных животных; современную биологическую терминологию и символику по цитологии и молекулярной биологии; на изображениях животные и растительные клетки и ткани.
УМЕТЬ:
-
Объяснять роль биологических теорий (клеточная теория, теория гомеостаза, теория гена, хромосомная теория наследственности) формировании современной естественнонаучной картины мира; единство живой и неживой природы, родство, общность происхождения клеток, используя биологические теории, законы и правила.
-
Устанавливать взаимосвязи строения и функций молекул, органоидов клетки; пластического и энергетического обмена; световых и темновых реакций фотосинтеза.
-
Решать задачи разной сложности по цитологии.
-
Распознавать и описывать клетки растений и животных; биологические объекты по их изображению и процессам их жизнедеятельности.
-
Сравнивать (и делать выводы на основе сравнения) биологические объекты на примере клеток растений, животных бактерий; процессы и явления (обмен веществ у клеток растений, животных, пластический и энергетический обмен; фотосинтез и хемосинтез); митоз и мейоз;
-
Анализировать результаты биологических экспериментов, наблюдений по цитологии и их описанию.
Видеоуроки «Российской электронной школы»: