Биология (от гръцките думи βίος - живот и λόγος - наука) - съвкупност от науки за живата природа. Биологията изучава всички прояви на живота, устройството и функциите на живите същества и техните съобщества, разпространението, произхода и развитието на живите организми, връзката им помежду си и с неживата природа.

Живата природа се характеризира с различни нива на организация на нейните структури, между които съществува сложна субординация. Всички живи организми заедно с заобикаляща средаобразуват биосферата, която се състои от биогеоценози. Те от своя страна включват биоценози, състоящи се от популации. Популациите са съставени от индивиди. Индивидите на многоклетъчните организми се състоят от органи и тъкани, образувани от различни клетки. Всяко ниво на организация на живота има свои собствени модели. Животът на всяко ниво се изучава от съответните клонове на съвременната биология.

За изучаване на дивата природа биолозите използват различни методи: наблюдение, което дава възможност да се опише определено явление; сравнение, което дава възможност да се установят закономерности, общи за различни явления в дивата природа; експеримент или опит, когато самият изследовател изкуствено създава ситуация, която помага да се разкрият определени свойства на биологични обекти. Историческият метод позволява въз основа на данни за съвременния органичен свят и неговото минало да се изучат процесите на развитие на живата природа. В допълнение към тези основни методи се използват много други.

Римският лекар и естествоизпитател Клавдий Гален.



Ренесансовият учен, анатом и хирург Андреас Везалий.



Английският лекар и учен Уилям Харви разказва за своите експерименти върху кръвообращението на английския крал Чарлз I.



Микроскоп на Робърт Хук (60-те години на 17 век).



Така изглеждаха корковите срезове под микроскопа на Р. Хук. Това беше първата снимка на клетки.



Чертежи на растителни клетки, направени от холандски биолог от 17 век. Антъни ван Льовенхук.

Биологията води началото си от древни времена. Бяха необходими описания на животни и растения, информация за анатомията и физиологията на хората и животните практически дейностиот хора. Едни от първите опити за осмисляне и систематизиране на явленията на живота, за обобщаване на натрупаните биологични знания и представи са направени от древногръцките, а по-късно и от древноримските учени и лекари Хипократ, Аристотел, Гален и др. Тези възгледи, развити от учени от епохата на Ренесанса, поставят началото на съвременната ботаника и зоология, анатомия и физиология и други биологични науки.

През XVI-XVII век. V научно изследваненаред с наблюдението и описанието, експериментът става широко използван. По това време анатомията постига блестящи успехи. В трудовете на известни учени от XVI век. А. Везалий и М. Сервета поставиха основите на идеите за структурата на кръвоносната система на животните. Това подготви голямото откритие на 17 век. - учението за кръвообращението, създадено от англичанина У. Харви (1628 г.). Няколко десетилетия по-късно италианецът М. Малпиги открива капиляри с микроскоп, което позволява да се разбере пътя на кръвта от артериите към вените.

Създаването на микроскопа разшири възможностите за изучаване на живи същества. Откритията следваха едно след друго. Английският физик Р. Хук открива клетъчния строеж на растенията, а холандецът А. Льовенхук открива едноклетъчните животни и микроорганизми.

През XVIII век. вече натрупа много знания за дивата природа. Има нужда да се класифицират всички живи организми, да се обединят в система. По това време се полагат основите на науката за систематиката. Най-важното постижение в тази област е "Система на природата" на шведския учен К. Линей (1735 г.).

По-нататъшно развитие получи физиологията - науката за жизнената дейност на организмите, техните отделни системи, органи и тъкани и процесите, протичащи в тялото.

Англичанинът Дж. Пристли показва в опити върху растенията, че те отделят кислород (1771-1778). По-късно швейцарският учен J. Senebier установява, че растенията под действието на слънчевата светлина абсорбират въглероден диоксид и отделят кислород (1782 г.). Това бяха първите стъпки към изучаването на централната роля на растенията в преобразуването на материята и енергията в биосферата на Земята, първата стъпка в една нова наука – физиологията на растенията.

А. Лавоазие и други френски учени установяват ролята на кислорода в дишането на животните и образуването на животинска топлина (1787-1790). В края на XVIIIв. италианският физик Л. Галвани открива "животински електричество", което по-късно води до развитието на електрофизиологията. По същото време италианският биолог Л. Спаланцани провежда точни експерименти, които опровергават възможността за спонтанно зараждане на организми.

През 19 век във връзка с развитието на физиката и химията в биологията навлизат нови методи на изследване. Най-богатият материал за изучаване на природата беше предоставен от сухопътните и морските експедиции до недостъпни преди това райони на Земята. Всичко това доведе до формирането на много специални биологични науки.

В началото на века възниква палеонтологията, изучаваща изкопаемите останки от животни и растения - доказателство за последователна промяна - еволюцията на формите на живот в историята на Земята. Негов основател е френският учен Ж. Кювие.

Ембриологията, науката за ембрионалното развитие на организма, получи голямо развитие. Още през 17 век. У. Харви формулира позицията: "Всички живи същества от яйце." Въпреки това, едва през XIX век. Ембриологията се превърна в самостоятелна наука. Специална заслуга за това принадлежи на естествения учен К. М. Баер, който откри яйцеклетката на бозайниците и откри общността на структурния план на ембрионите на животни от различни класове.

В резултат на постиженията на биологичните науки през първата половина на XIX век. идеята за връзката на живите организми, техния произход в хода на еволюцията, беше широко разпространена. Първата холистична концепция за еволюцията - произходът на животинските и растителните видове в резултат на постепенната им промяна от поколение на поколение - е предложена от Дж. Б. Ламарк.

Най-голямото научно събитие на века е еволюционната доктрина на Ч. Дарвин (1859). Теорията на Дарвин имаше огромно влияние върху всичко по-нататъчно развитиебиология. Правят се нови открития, потвърждаващи правотата на Дарвин в палеонтологията (В. О. Ковалевски), в ембриологията (А. О. Ковалевски), в зоологията, ботаниката, цитологията и физиологията. Разпръскване еволюционна теориявърху идеите за произхода на човека доведе до създаването на нов клон на биологията - антропологията. Въз основа на еволюционната теория немските учени Ф. Мюлер и Е. Хекел формулират биогенетичния закон.

Друго изключително постижение на биологията от деветнадесети век. - създаването от немския учен Т. Шван на клетъчната теория, която доказва, че всички живи организми са изградени от клетки. Така се установи общността не само на макроскопичната (анатомична), но и на микроскопичната структура на живите същества. Така възниква още една биологична наука - цитологията (науката за клетките) и в резултат на нея изучаването на структурата на тъканите и органите - хистологията.

В резултат на откритията на френския учен Л. Пастьор (микроорганизмите са причина за алкохолната ферментация и причиняват много заболявания) микробиологията се обособява като самостоятелна биологична дисциплина. Работата на Пастьор окончателно опровергава концепцията за спонтанното генериране на организми. Изследването на микробната природа на холерата при птиците и бяса при бозайниците кара Пастьор да създаде имунологията като самостоятелна биологична наука. Той има значителен принос за развитието му в края на XIX V. Руски учен И. И. Мечников.

През втората половина на XIX век. много учени се опитаха спекулативно да разрешат мистерията на наследствеността, да разкрият нейния механизъм. Но само Г. Мендел успя да установи моделите на наследствеността чрез опит (1865 г.). Така се поставят основите на генетиката, която се обособява в самостоятелна наука още през 20 век.

В края на XIXв. големи крачки са направени в биохимията. Швейцарският лекар Ф. Мишер открива нуклеиновите киселини (1869 г.), които, както се установява по-късно, изпълняват функциите на съхранение и предаване на генетична информация. До началото на ХХ век. беше установено, че протеините се състоят от аминокиселини, свързани помежду си, както показва немският учен Е. Фишер, чрез пептидни връзки.

Физиологията през 19 век се развива в различни странимир. Особено значими са трудовете на френския физиолог К. Бернар, който създава учението за постоянството на вътрешната среда на тялото - хомеостазата. В Германия напредъкът на физиологията се свързва с имената на И. Мюлер, Г. Хелмхолц, Е. Дюбоа-Реймон. Хелмхолц развива физиологията на сетивните органи, Дюбоа-Реймон става основател на изучаването на електрическите явления във физиологичните процеси. Изключителен принос в развитието на физиологията в края на XIX - началото на XX век. въведен от руски учени: И. М. Сеченов, Н. Е. Введенски, И. П. Павлов, К. А. Тимирязев.

Генетиката се формира като самостоятелна биологична наука, която изучава наследствеността и изменчивостта на живите организми. Дори от трудовете на Мендел следва, че има материални единици на наследствеността, по-късно наречени гени. Това откритие на Мендел е оценено едва в началото на 20 век. в резултат на изследванията на H. De Vries в Холандия, E. Cermak в Австрия, K. Korrens в Германия. Американският учен Т. Морган, изследвайки гигантските хромозоми на мухата Drosophila, стигна до заключението, че гените се намират в клетъчните ядра, в хромозомите. Той и други учени развиват хромозомната теория за наследствеността. Така генетиката до голяма степен се обединява с цитологията (цитогенетиката) и става ясно биологичното значение на митозата и мейозата.

От началото на нашия век започва бързото развитие на биохимичните изследвания в много страни по света. Основно внимание беше обърнато на начините за трансформация на веществата и енергията при вътреклетъчните процеси. Установено е, че тези процеси са принципно еднакви при всички живи същества – от бактериите до хората. Аденозинтрифосфорната киселина (АТФ) се оказва универсален медиатор при преобразуването на енергията в клетката. Съветският учен V. A. Engelgardt открива процеса на образуване на АТФ по време на усвояването на кислород от клетките. Откриването и изучаването на витамините, хормоните, установяването на състава и структурата на всички основни химични компоненти на клетката издигнаха биохимията на едно от водещите места в редица биологични науки.

Дори в началото на XIX и XX век. Професорът от Московския университет А. А. Коли повдигна въпроса за молекулярния механизъм на предаване на признаци по наследство. Отговорът на въпроса е даден през 1927 г. от съветския учен Н. К. Колцов, излагайки матричния принцип на кодиране на генетичната информация (виж Транскрипция, Трансляция).

Принципът на матрично кодиране е разработен от съветския учен Н. В. Тимофеев-Ресовски и американския учен М. Делбрюк.

През 1953 г. американецът Дж. Уотсън и англичанинът Ф. Крик използват този принцип при анализа на молекулярната структура и биологичните функции на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). Така на базата на биохимията, генетиката и биофизиката възниква независима наука - молекулярна биология.

През 1919 г. в Москва е основан първият в света Институт по биофизика. Тази наука изследва физическите механизми на преобразуване на енергия и информация в биологичните системи. Съществен проблем на биофизиката е изясняването на ролята на различните йони в живота на клетката. В тази посока работят американският учен Дж. Льоб и съветските изследователи Н. К. Колцов и Д. Л. Рубинштейн. Тези изследвания доведоха до установяването на специална роля на биологичните мембрани. Неравновесното разпределение на натриеви и калиеви йони от двете страни на клетъчната мембрана, както е показано от британските учени A. L. Hodgkin, J. Eckle и A. F. Huxley, е в основата на разпространението на нервния импулс.

Значителен напредък е постигнат в науките, които изучават индивидуално развитиеорганизми - Онтогенеза. Сред другите са разработени техники за изкуствена партеногенеза.

През първата половина на ХХ век. Съветският учен В. И. Вернадски създава учението за биосферата на Земята. В същото време В. Н. Сукачев полага основите на идеите за биогеоценозите.

Изследването на взаимодействието на индивидите и техните агрегати с околната среда доведе до формирането на екологията - науката за моделите на взаимоотношения между организмите и околната среда (терминът "екология" е предложен през 1866 г. от немския учен Е. Хекел) .

Етоологията, която изучава поведението на животните, се превърна в независима биологична наука.

През ХХ век. теорията за биологичната еволюция беше доразвита. Благодарение на развитието на палеонтологията и сравнителната анатомия е изяснен произходът на повечето големи групи от органичния свят и са разкрити морфологичните закономерности на еволюцията (съветският учен А. Н. Северцов). От голямо значение за развитието на еволюционната теория беше синтезът на генетиката и дарвинизма (работата на съветския учен С. С. Четвериков, английските учени С. Райт, Р. Фишър, Дж. Б. С. Холдейн), което доведе до създаването на съвременната еволюционна доктрина. На него са посветени трудовете на американските учени Ф. Г. Добжански, Е. Майр, Дж. Г. Симпсън, англичанина Дж. Хъксли, съветските учени И. И. Шмалхаузен, Н. В. Тимофеев-Ресовски, немския учен Б. Ренш.

Физиологията на растенията е постигнала напредък в разбирането на природата на фотосинтезата, изучаването на пигментите, участващи в нея, и преди всичко хлорофила.

С освобождаването на мъж в пространствосе появи нова наука - космическа биология. Основната му задача е поддържането на живота на хората в условията на космически полет, създаването на изкуствени затворени биоценози на космически кораби и станции, търсенето на възможни прояви на живот на други планети, както и подходящи условия за неговото съществуване.

През 70-те години. възникна нов клон на молекулярната биология - генното инженерство, чиято задача е активното и целенасочено преструктуриране на гените на живите същества, тяхното изграждане, т.е. управлението на наследствеността. В резултат на тези работи стана възможно въвеждането на гени, взети от някои организми или дори изкуствено синтезирани в клетките на други организми (например въвеждането на ген, кодиращ синтеза на инсулин при животни, в бактериални клетки). Клетъчната хибридизация стана възможна различни видове- клетъчно инженерство. Разработени са методи за отглеждане на организми от отделни клетки и тъкани (виж Клетъчна и тъканна култура). Това отваря големи перспективи при възпроизвеждането на копия - клонинги на ценни индивиди.

Всички тези постижения имат изключително важно практическо значение – те са в основата на нов отрасъл на производството – биотехнологиите. Биосинтезата на лекарства, хормони, витамини и антибиотици вече се извършва в индустриален мащаб. И в бъдеще по този начин ще можем да си набавяме основните компоненти на храната – въглехидрати, протеини, липиди. Използването на слънчева енергия на принципа на фотосинтезата на растенията в биоинженерни системи ще реши проблема с осигуряването на енергия за основните нужди на хората.

Значението на биологията днес се е увеличило неизмеримо и във връзка с проблема за запазване на биосферата поради бързото развитие на индустрията, селско стопанство, нарастването на световното население. Появи се важно практическо направление на биологичните изследвания - изучаването на околната среда на човека в широк смисъл и организацията на тази основа на рационални методи за управление на националната икономика и опазване на природата.

Друго важно практическо значение на биологичните изследвания е използването им в медицината. Именно успехите и откритията в биологията определиха съвременното ниво на медицинската наука. С тях е свързан по-нататъшният прогрес на медицината. За много задачи на биологията, свързани с човешкото здраве, ще прочетете в нашата енциклопедия (вижте Имунитет, Бактериофаг, Наследственост и др.).

Биологията се превръща в истинска продуктивна сила в наши дни. По нивото на биологичните изследвания може да се съди за материално-техническото развитие на обществото.

Натрупването на знания в нови и класически области на биологията се улеснява от използването на нови методи и инструменти, например появата на електронната микроскопия.

Нараства броят на институтите за биологични изследвания, биологичните станции, както и природните резервати и националните паркове, които играят важна роля като „естествени лаборатории“.

Голям брой биолози от различни специалности се подготвят от висшите учебни заведения (виж Образование по биология). Много от вас ще се присъединят в бъдеще към голяма група от специалисти, които са изправени пред задачата да решават важни биологични проблеми.

Първата голяма биологична наука е ботаниката. Тя изучава растенията. Ботаниката е разделена на много дисциплини, които също могат да се считат за биологични. Алгология. Анатомията на растенията изучава структурата на растителните тъкани и клетки, както и по какви закони се развиват тези тъкани. Бриологията изучава бриофитите, дендрологията изучава дърветата. Карпологията е изследване на семената и плодовете на растенията.

Лихенологията е наука за лишеите. Микологията е за гъбите, микогеографията е за тяхното разпространение. Палеоботаниката е клон на ботаниката, който изучава вкаменелости от растения. Палинологията е изследване на цветен прашец и спори на растения. С тяхната класификация се занимава науката систематика на растенията. Фитопатологията е наука за различни болести по растенията, причинени от патогенни и фактори на околната среда. Флористиката е наука за флората, колекция от растения, която исторически се е развила в определена област.

Науката етноботаника изучава взаимодействието между хората и растенията. Геоботаниката е наука за растителността на земята растителни съобщества- фитоценози. Географията на растенията изучава закономерностите на тяхното разпространение. Морфологията на растенията е наука за моделите. Физиология на растенията - за функционалната дейност на растителните организми.

Зоология и микробиология

Ихтиологията е наука за рибите, карцинологията е за ракообразните, кетологията е за китоподобните, конхологията е за мекотелите, мирмекологията е за мравките, нематологията е за кръглите червеи, оологията е за животинските яйца, орнитологията е за птиците. Палеозоологията изучава изкопаемите останки от животни, планктологията - планктона, приматологията - приматите, териологията - бозайниците, - насекомите, протозоологията - едноклетъчните. Етоологията се занимава с изследването.

Третият основен клон на биологията е микробиологията. Тази наука изучава невидимите с просто око живи организми: бактерии, археи, микроскопични гъби и водорасли, вируси. Съответно се разграничават и раздели: вирусология, микология, бактериология и др.

В момента биологията включва редица науки, които могат да бъдат систематизирани според следните критерии: предмети преобладаващ методипроучване и проучване нивото на организация на дивата природа. Според предмета на изучаване биологичните науки се делят на бактериология, ботаника, вирусология, зоология, микология.

Ботаникае биологична наука, която изчерпателно изучава растенията и растителната покривка на Земята. Зоология- клон на биологията, наука за разнообразието, структурата, живота, разпространението и връзката на животните с околната среда, техния произход и развитие. Бактериология- биологична наука, която изучава структурата и жизнената активност на бактериите, както и тяхната роля в природата. Вирусологияе биологичната наука, която изучава вирусите. основен обект микологияса гъбите, тяхната структура и характеристики на жизнената дейност. Лихенология- биологична наука, която изучава лишеите. Бактериологията, вирусологията и някои аспекти на микологията често се разглеждат в рамките микробиология- раздел на биологията, науката за микроорганизмите (бактерии, вируси и микроскопични гъби). систематика,или таксономия,- биологична наука, която описва и класифицира в групи всички живи и изчезнали същества.

От своя страна всяка от изброените биологични науки се подразделя на биохимия, морфология, анатомия, физиология, ембриология, генетика и таксономия (на растенията, животните или микроорганизмите). Биохимия- това е науката за химичния състав на живата материя, химичните процеси, протичащи в живите организми и лежащи в основата на тяхната жизнена дейност. Морфология- биологична наука, която изучава формата и структурата на организмите, както и закономерностите на тяхното развитие. В широк смисъл включва цитология, анатомия, хистология и ембриология. Разграничаване на морфологията на животните и растенията. Анатомия- Това е клон на биологията (по-точно морфологията), наука, която изучава вътрешната структура и форма на отделни органи, системи и тялото като цяло. Анатомията на растенията се счита за част от ботаниката, анатомията на животните се счита за част от зоологията, а анатомията на човека е отделна наука. физиология- биологична наука, която изучава процесите на жизнената дейност на растителни и животински организми, техните отделни системи, органи, тъкани и клетки. Има физиология на растенията, животните и човека. Ембриология (биология на развитието)- клон на биологията, наука за индивидуалното развитие на организма, включително развитието на ембриона.

обект генетикаса модели на наследственост и изменчивост. В момента тя е една от най-динамично развиващите се биологични науки.

Според нивото на организация на изучаваната жива природа се разграничават молекулярна биология, цитология, хистология, органология, биология на организмите и надорганизмови системи. Молекулярна биологияе един от най-младите раздели на биологията, наука, която изучава по-специално организацията на наследствената информация и биосинтезата на протеини. цитология,или клетъчна биология,- биологична наука, чийто обект на изследване са клетките както на едноклетъчни, така и на многоклетъчни организми. Хистология- биологична наука, раздел от морфологията, чийто обект е структурата на тъканите на растенията и животните. Към сферата органологиявключват морфологията, анатомията и физиологията на различни органи и техните системи.

Биологията на организмите включва всички науки, които се занимават с живи организми, напр. етологиянаука за поведението на организмите.

Биологията на надорганизмовите системи се подразделя на биогеография и екология. Проучва разпространението на живите организми биогеография,като има предвид, че екология- организация и функциониране на надорганизмови системи на различни нива: популации, биоценози (съобщества), биогеоценози (екосистеми) и биосфера.

Според преобладаващите методи на изследване могат да се разграничат описателна (например морфология), експериментална (например физиология) и теоретична биология.

Разкриването и обясняването на закономерностите в структурата, функционирането и развитието на живата природа на различните нива на нейната организация е задача обща биология. Включва биохимия, молекулярна биология, цитология, ембриология, генетика, екология, еволюционна наука и антропология. еволюционна доктринаизучава причините, движещите сили, механизмите и общи моделиеволюция на живите организми. Един от разделите му е палеонтология- наука, предмет на която са изкопаемите останки от живи организми. Антропология- раздел от общата биология, науката за произхода и развитието на човека като биологичен вид, както и за разнообразието от популации на съвременния човек и моделите на тяхното взаимодействие.

Приложните аспекти на биологията се отнасят към областта на биотехнологиите, развъждането и други бързо развиващи се науки. Биотехнологиянаречена биологична наука, която изучава използването на живи организми и биологични процеси в производството. Намира широко приложение в хранително-вкусовата (пекарство, сирене, пивоварство и др.) и фармацевтичната промишленост (получаване на антибиотици, витамини), за пречистване на вода и др. Избор- наука за методите за създаване на породи домашни животни, сортове култивирани растения и щамове микроорганизми с необходимо на човекИмоти. Подборът се разбира и като процес на промяна на живите организми, извършван от човека за неговите нужди.

Напредъкът на биологията е тясно свързан с успеха на други природни и точни науки, като физика, химия, математика, компютърни науки и др. Например микроскопията, ултразвукът (ултразвукът), томографията и други процеси, протичащи в живите системи, биха били невъзможно без използването на химически и физични методи. Приложение математически методипозволява, от една страна, да се установи наличието на редовна връзка между обекти или явления, да се потвърди надеждността на получените резултати, а от друга страна, да се моделира явление или процес. IN напоследъккомпютърните методи, като например моделирането, стават все по-важни в биологията. На пресечната точка на биологията и други науки възникват редица нови науки като биофизика, биохимия, бионика и др.

Биологични науки и изучавани от тях аспекти. Анатомията е наука за вътрешната структура на тялото. Генетиката е свързана с наследствеността и вариациите. Ембриологията е наука за ембрионалното развитие на организма. Хистологията е наука за структурата на тъканите. Цитологията е наука за структурата на клетъчната активност. Морфологията е наука за външна структураорганизъм. Физиологията е наука, която изучава процесите на живот. Зоологията е наука за животните. Ботаниката е наука за растенията. Микробиологията е наука за бактериите и вирусите.

Слайд 7от презентацията "Биология". Размерът на архива с презентацията е 1990 KB.

Биология 10 клас

резюмедруги презентации

"Методи на размножаване" - Размножаване чрез спори. Размножаване чрез разделяне. Образуването на зародишни клетки. Видове безполово размножаване. Спорообразуване. полово размножаване. Индивиди, идентични с оригиналния организъм. безполово размножаване. Вегетативно размножаване. Възпроизвеждане. Способността да се комбинира генетичен материал. Изчезването на сексуалното размножаване.

"Теории за произхода на живите" - Мой най-добрият урок. Схема на прехода на химическата еволюция. Мъглявина. Проблемът на природата. теории за произхода. Правила за съдийска етика. История на представителствата. Етапи на поява слънчева система. Структура на урока. Историята на идеите за произхода на живота. Групова работа в класната стая. Съдиите работят. Хипотези за произхода на живота. материя. Етап на урока. съвременни хипотези. Дебат. Правила на играта. Допълнителен въпрос.

"Неорганични съединения на клетката" - Химични елементиклетки. Химичен съставклетки. Функции на водата. Полярността на живите клетъчни мембрани. Включен във вода. Протеинов компонент. Състав на кръвната плазма. Упражнение. Химически вещества. Обърнете внимание на свойствата на водата. Подчертайте характерни свойства. Водни свойства. Макронутриенти. вещества. Диполна структура.

"Проблеми на произхода на живота на Земята" - Появата на многоклетъчни организми. Условия за възникване на примитивните живи същества. Историята на въглерода. коацерватни капчици. Появата на първичните организми. Произведения на Л. Пастьор. Теории за произхода на живота. Развитие на живота. История на идеите за произхода на живота. Произход на живота на Земята. От въглерод до протеини. Представления на антични и средновековни философи. Възраст на Земята. Възможност за образуване на сложни органични съединения.

„Динамика на популацията“ – Едноклетъчната амеба се дели на две клетки на всеки три часа. Редки видове. Речник. криви на оцеляване. Математика и компютърно моделиране. Законът на Малтус. Модели за развитие на населението. Екологична стратегия. Моделът хищник-плячка. Антропогенно въздействие върху видовете растеж. Видове нарастване на населението. Графики на промените в броя на популациите. План на урока. R-стратези. гъстота на населението. Кои видове имат стабилна популационна динамика.

„Вируси в организма“ – Поради високата мутабилност на вирусите, лечението на вирусните заболявания е доста трудно. Вирусни заболявания. Структура и класификация на вирусите. Вирусите са причинители на много опасни заболявания на хората, животните и растенията. Вирусите имат наследственост.Първото споменаване на едра шарка в Русия датира от 4 век. Опитите да се използват вируси в полза на човечеството са доста малко. Подобно на други организми, вирусите са способни да се репликират.

Биология (от гръцките думи bios - живот и logos - наука) - съвкупност от науки за живата природа. Биологията изучава всички прояви на живота, устройството и функциите на живите същества и техните съобщества, разпространението, произхода и развитието на живите организми, връзката им помежду си и с неживата природа.

Живата природа се характеризира с различни нива на организация на нейните структури, между които съществува сложна субординация. Всички живи организми, заедно с околната среда, образуват биосферата, която се състои от биогеоценози. Те от своя страна включват биоценози, състоящи се от популации. Популациите са съставени от индивиди. Индивидите на многоклетъчните организми се състоят от органи и тъкани, образувани от различни клетки. Всяко ниво на организация на живота има свои собствени модели. Животът на всяко ниво се изучава от съответните клонове на съвременната биология.

За изучаване на дивата природа биолозите използват различни методи: наблюдение, което дава възможност да се опише определено явление; сравнение, което дава възможност да се установят закономерности, общи за различни явления в дивата природа; експеримент или опит, когато самият изследовател изкуствено създава ситуация, която помага да се разкрият определени свойства на биологични обекти. Историческият метод позволява въз основа на данни за съвременния органичен свят и неговото минало да се изучат процесите на развитие на живата природа. В допълнение към тези основни методи се използват много други.

Биологията води началото си от древни времена. Описания на животни и растения, информация за анатомията и физиологията на хората и животните са били необходими за практическата дейност на хората. Едни от първите опити за осмисляне и систематизиране на явленията на живота, за обобщаване на натрупаните биологични знания и представи са направени от древногръцките, а по-късно и от древноримските учени и лекари Хипократ, Аристотел, Гален и др. Тези възгледи, развити от учени от епохата на Ренесанса, поставят началото на съвременната ботаника и зоология, анатомия и физиология и други биологични науки.

През XVI-XVII век. в научните изследвания, наред с наблюдението и описанието, експериментът започва да се използва широко. По това време анатомията постига блестящи успехи. В трудовете на известни учени от XVI век. А. Везалий и М. Сервета поставиха основите на идеите за структурата на кръвоносната система на животните. Това подготви голямото откритие на 17 век. - учението за кръвообращението, създадено от англичанина У. Харви (1628 г.). Няколко десетилетия по-късно италианецът М. Малпиги открива капиляри с микроскоп, което позволява да се разбере пътя на кръвта от артериите към вените.

Създаването на микроскопа разшири възможностите за изучаване на живи същества. Откритията следваха едно след друго. Английският физик Р. Хук открива клетъчния строеж на растенията, а холандецът А. Льовенхук открива едноклетъчните животни и микроорганизми.

През XVIII век. вече натрупа много знания за дивата природа. Има нужда да се класифицират всички живи организми, да се обединят в система. По това време се полагат основите на науката за систематиката. Най-важното постижение в тази област е "Система на природата" на шведския учен К. Линей (1735 г.).

По-нататъшно развитие получи физиологията - науката за жизнената дейност на организмите, техните отделни системи, органи и тъкани и процесите, протичащи в тялото.

Англичанинът Дж. Пристли показва в опити върху растенията, че те отделят кислород (1771 -1778). По-късно швейцарският учен J. Senebier установява, че растенията под действието на слънчевата светлина абсорбират въглероден диоксид и отделят кислород (1782 г.). Това бяха първите стъпки към изучаването на централната роля на растенията в преобразуването на материята и енергията в биосферата на Земята, първата стъпка в една нова наука – физиологията на растенията.

А. Лавоазие и други френски учени установяват ролята на кислорода в дишането на животните и образуването на животинска топлина (1787-1790). В края на XVIIIв. италианският физик Л. Галвани открива "животински електричество", което по-късно води до развитието на електрофизиологията. По същото време италианският биолог Л. Спаланцани провежда точни експерименти, които опровергават възможността за спонтанно зараждане на организми.

През 19 век във връзка с развитието на физиката и химията в биологията навлизат нови методи на изследване. Най-богатият материал за изучаване на природата беше предоставен от сухопътните и морските експедиции до недостъпни преди това райони на Земята. Всичко това доведе до формирането на много специални биологични науки.

В началото на века възниква палеонтологията, изучаваща изкопаемите останки от животни и растения - доказателство за последователна промяна - еволюцията на формите на живот в историята на Земята. Негов основател е френският учен Ж. Кювие.

Ембриологията, науката за ембрионалното развитие на организма, получи голямо развитие. Още през 17 век. У. Харви формулира позицията: "Всички живи същества от яйце." Въпреки това, едва през XIX век. Ембриологията се превърна в самостоятелна наука. Специална заслуга за това принадлежи на естествения учен К. М. Баер, който откри яйцеклетката на бозайниците и откри общността на структурния план на ембрионите на животни от различни класове.

В резултат на постиженията на биологичните науки през първата половина на XIX век. идеята за връзката на живите организми, техния произход в хода на еволюцията, беше широко разпространена. Първата холистична концепция за еволюцията - произходът на животинските и растителните видове в резултат на постепенната им промяна от поколение на поколение - е предложена от Дж. Б. Ламарк.

Най-голямото научно събитие на века е еволюционната доктрина на Ч. Дарвин (1859). Теорията на Дарвин оказа огромно влияние върху цялото по-нататъшно развитие на биологията. Правят се нови открития, потвърждаващи правотата на Дарвин в палеонтологията (А. О. Ковалевски), в ембриологията (А. О. Ковалевски), в зоологията, ботаниката, цитологията и физиологията. Разширяването на еволюционната теория върху идеите за произхода на човека доведе до създаването на нов клон на биологията - антропологията. Въз основа на еволюционната теория немските учени Ф. Мюлер и Е. Хекел формулират биогенетичен закон.

Друго изключително постижение на биологията от деветнадесети век. - създаването от немския учен Т. Шван на клетъчната теория, която доказва, че всички живи организми са изградени от клетки. Така се установи общността не само на макроскопичната (анатомична), но и на микроскопичната структура на живите същества. Така възниква още една биологична наука - цитологията (науката за клетките) и в резултат на нея изучаването на структурата на тъканите и органите - хистологията.

В резултат на откритията на френския учен Л. Пастьор (микроорганизмите са причина за алкохолната ферментация и причиняват много заболявания) микробиологията се обособява като самостоятелна биологична дисциплина. Работата на Пастьор окончателно опровергава концепцията за спонтанното генериране на организми. Изследването на микробната природа на холерата при птиците и бяса при бозайниците кара Пастьор да създаде имунологията като самостоятелна биологична наука.

Той има значителен принос за неговото развитие в края на 19 век. Руски учен И. И. Мечников.

През втората половина на XIX век. много учени се опитаха спекулативно да разрешат мистерията на наследствеността, да разкрият нейния механизъм. Но само Г. Мендел успя да установи моделите на наследствеността чрез опит (1865 г.). Така се поставят основите на генетиката, която се обособява в самостоятелна наука още през 20 век.

В края на XIXв. е открита митоза - клетъчно делене с точно и равно разделение на хромозомите между дъщерните клетки и мейоза - образуването на хаплоидни зародишни клетки от диплоидни клетки с двоен набор от хромозоми - гамети с единичен набор от хромозоми.

Най-голямо значение има откриването на вирусите от руския учен Д. И. Ивановски (1892 г.).

В края на XIXв. големи крачки са направени в биохимията. Швейцарският лекар Ф. Мишер открива нуклеиновите киселини (1869 г.), които, както се установява по-късно, изпълняват функциите на съхранение и предаване на генетична информация. До началото на ХХ век. беше установено, че протеините се състоят от аминокиселини, свързани помежду си, както показва немският учен Е. Фишер, чрез пептидни връзки.

Физиологията през 19 век се развива в различни страни по света. Особено значими са трудовете на френския физиолог К. Бернар, който създава учението за постоянството на вътрешната среда на тялото - хомеостазата. В Германия напредъкът на физиологията се свързва с имената на И. Мюлер, Г. Хелмхолц, Е. Дюбоа-Реймон. Хелмхолц развива физиологията на сетивните органи, Дюбоа-Реймон става основател на изучаването на електрическите явления във физиологичните процеси. Изключителен принос в развитието на физиологията в края на XIX - началото на XX век. въведен от руски учени: И. М. Сеченов, Н. Е. Введенски, И. П. Павлов, К. А. Тимирязев.

Генетиката се формира като самостоятелна биологична наука, която изучава наследствеността и изменчивостта на живите организми. Дори от трудовете на Мендел следва, че има материални единици на наследствеността, по-късно наречени гени. Това откритие на Мендел е оценено едва в началото на 20 век. в резултат на изследванията на X. de Vries в Холандия, E. Cermak в Австрия, K. Korrens в Германия. Американският учен Т. Морган, изучавайки гигантските хромозоми на мухата Drosophila, стигна до извода, че гените се намират в клетъчните ядра, в хромозомите. Той и други учени развиват хромозомната теория за наследствеността. Така генетиката до голяма степен се обединява с цитологията (цитогенетиката) и става ясно биологичното значение на митозата и мейозата.

От началото на нашия век започва бързото развитие на биохимичните изследвания в много страни по света. Основно внимание беше обърнато на начините за трансформация на веществата и енергията при вътреклетъчните процеси. Установено е, че тези процеси са принципно еднакви при всички живи същества – от бактериите до хората. Аденозинтрифосфорната киселина (АТФ) се оказва универсален медиатор при преобразуването на енергията в клетката. Съветският учен V. A. Engelgardt открива процеса на образуване на АТФ по време на усвояването на кислород от клетките. Откриването и изучаването на витамините, хормоните, установяването на състава и структурата на всички основни химични компоненти на клетката издигнаха биохимията на едно от водещите места в редица биологични науки.

Дори в началото на XIX и XX век. Професорът от Московския университет А. А. Коли повдигна въпроса за молекулярния механизъм на предаване на признаци по наследство. Отговорът на въпроса е даден през 1927 г. от съветския учен Н. К. Колцов, който излага матричния принцип на кодиране на генетичната информация (виж Транскрипция, транслация).

Принципът на матрично кодиране е разработен от съветския учен Н. В. Тимофеев-Ресовски и американския учен М. Делбрюк.

През 1953 г. американецът Дж. Уотсън и англичанинът Ф. Крик използват този принцип при анализа на молекулярната структура и биологичните функции на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). Така на базата на биохимията, генетиката и биофизиката възниква независима наука - молекулярна биология.

През 1919 г. в Москва е основан първият в света Институт по биофизика. Тази наука изследва физическите механизми на преобразуване на енергия и информация в биологичните системи. Съществен проблем на биофизиката е изясняването на ролята на различните йони в живота на клетката. В тази посока работят американският учен Дж. Льоб и съветските изследователи Н. К. Колцов и Д. Л. Рубинштейн. Тези изследвания доведоха до установяването на специалната роля на биологичните мембрани. Неравновесното разпределение на натриеви и калиеви йони от двете страни на клетъчната мембрана, както е показано от британските учени A. L. Hodgkin, J. Eckle и A. F. Huxley, е в основата на разпространението на нервния импулс.

Значителен напредък постигнаха науките, изучаващи индивидуалното развитие на организмите – онтогенезата. По-специално бяха разработени методи за изкуствена партеногенеза.

През първата половина на ХХ век. Съветският учен В. И. Вернадски създава учението за биосферата на Земята. В същото време В. Н. Сукачев полага основите на идеите за биогеоценозите.

Изследването на взаимодействието на индивидите и техните агрегати с околната среда доведе до формирането на екологията - науката за моделите на взаимоотношения между организмите и околната среда (терминът "екология" е предложен през 1866 г. от немския учен Е. Хекел) .

Самостоятелна биологична наука стана етологията, която изучава поведението на животните.

През ХХ век. теорията за биологичната еволюция беше доразвита. Благодарение на развитието на палеонтологията и сравнителната анатомия е изяснен произходът на повечето големи групи от органичния свят и са разкрити морфологичните закономерности на еволюцията (съветският учен А. Н. Северцов). От голямо значение за развитието на еволюционната теория беше синтезът на генетиката и дарвинизма (работата на съветския учен С. С. Четвериков, британските учени С. Райт, Р. Фишър, Дж. Б. С. Халдейн), което доведе до създаването на съвременната еволюционна доктрина. . На него са посветени трудовете на американските учени Ф. Г. Добжански, Е. Майр, Дж. Г. Симпсън, англичанина Дж. Хъксли, съветските учени И. И. Шмалгаузен, Н. В. Тимофеев-Ресовски и немския учен Б. Ренш.

Съветският учен Н. И. Вавилов въз основа на постиженията на еволюционната теория и генетиката и в резултат на собствените си дългогодишни изследвания създава теорията за центровете на произход на културните растения. А. И. Опарин разшири еволюционните идеи до "предбиологичния" период от съществуването на Земята и изложи теория за произхода на живота.

Зоолози и ботаници през ХХ век. продължи да изучава живота на животните и растенията в различни условияместообитание. Големи успехи са постигнати в изучаването на определени групи животни и растения - орнитология (птици), ентомология (насекоми), херпетология (влечуги), алгология (водорасли), лихенология (лишеи) и др. Изключителен принос в развитието на зоологията е направено от съветските учени М. А. Менцбир, С. И. Огнев, А. Н. Формозов, В. А. Догел, Л. А. Зенкевич, К. И. Скрябин, М. С. Гиляров и др.; ботаници - М. И. Голенкин, К. И. Майер, А. А. Уранов, Л. И. Курсанов, В. Л. Комаров и др.

Физиологията на животните се развива под силно влияние на трудовете на съветските учени И. П. Павлов, Л. А. Орбели, А. А. Ухтомски, А. Ф. Самойлов, английският учен С. Шерингтън и много други.

Основно внимание беше отделено на физиологията на централната нервна система, механизмите на предаване на сигнала по нерва и от нерва към мускула.

В резултат на изучаването на регулацията на морфогенезата, растежа и развитието на животните, ендокринологията се обособява като отделна биологична дисциплина - науката за хормоните, която е важна за медицината.

Съветският учен М. М. Завадовски представи концепцията за взаимодействието на ендокринните органи на принципа на обратната връзка (виж Ендокринната система).

Физиологията на растенията постигна успех в разбирането на природата на фотосинтезата, изучаването на пигментите, участващи в нея, и преди всичко на хлорофила.

С излизането на човека в открития космос се появи нова наука - космическа биология. Основната му задача е поддържането на живота на хората в условията на космически полет, създаването на изкуствени затворени биоценози на космически кораби и станции, търсенето на възможни прояви на живот на други планети, както и подходящи условия за неговото съществуване.

През 70-те години. възникна нов клон на молекулярната биология - генното инженерство, чиято задача е активното и целенасочено преструктуриране на гените на живите същества, тяхното изграждане, тоест контрол на наследствеността. В резултат на тези работи стана възможно въвеждането на гени, взети от някои организми или дори изкуствено синтезирани в клетките на други организми (например въвеждането на ген, кодиращ синтеза на инсулин при животни, в бактериални клетки). Стана възможно да се хибридизират клетки от различни видове - клетъчно инженерство. Разработени са методи за отглеждане на организми от отделни клетки и тъкани (виж Клетъчна и тъканна култура). Това отваря големи перспективи при възпроизвеждането на копия - клонинги на ценни индивиди.

Всички тези постижения имат изключително важно практическо значение – те са в основата на нов отрасъл на производството – биотехнологиите. Биосинтезата на лекарства, хормони, витамини и антибиотици вече се извършва в индустриален мащаб. И в бъдеще по този начин ще можем да си набавяме основните компоненти на храната – въглехидрати, протеини, липиди. Използването на слънчева енергия на принципа на фотосинтезата на растенията в биоинженерни системи ще реши проблема с осигуряването на енергия за основните нужди на хората.

Значението на биологията днес се е увеличило неизмеримо във връзка с проблема за запазване на биосферата поради бързото развитие на промишлеността, селското стопанство и нарастването на населението на света.

Възникна важно практическо направление в биологичните изследвания - изучаването на човешката среда в широк смисъл и организацията на тази основа на рационални методи за управление на националната икономика и опазване на природата.

Друго важно практическо значение на биологичните изследвания е използването им в медицината. Именно успехите и откритията в биологията определиха съвременното ниво на медицинската наука. С тях е свързан по-нататъшният прогрес на медицината. В нашата книга ще прочетете за много задачи на биологията, свързани с човешкото здраве (вижте Имунитет, Бактериофаг, Наследственост и др.).

Биологията се превръща в истинска продуктивна сила в наши дни. По нивото на биологичните изследвания може да се съди за материално-техническото развитие на обществото.

Натрупването на знания в нови и класически области на биологията се улеснява от използването на нови методи и инструменти, например появата на електронната микроскопия.

У нас расте броят на биологичните изследователски институти, биологичните станции, както и природните резервати и националните паркове, които играят важна роля като „естествени лаборатории“.

Голям брой биолози от различни специалности се обучават във висшите учебни заведения (виж Биологично образование в СССР). Много от вас ще се присъединят в бъдеще към голяма група от специалисти, които са изправени пред задачата да решават важни биологични проблеми.