Biologie (din cuvintele grecești βίος - viață și λόγος - știință) - un set de științe despre fauna sălbatică. Biologia studiază toate manifestările vieții, structura și funcțiile ființelor vii și ale comunităților lor, distribuția, originea și dezvoltarea organismelor vii, relația lor între ele și cu natura neînsuflețită.

Natura vie se caracterizează prin diferite niveluri de organizare a structurilor sale, între care există o subordonare complexă. Toate organismele vii împreună cu mediu inconjurator formează biosfera, care constă din biogeocenoze. Ele, la rândul lor, includ biocenoze formate din populații. Populațiile sunt formate din indivizi. Indivizii organismelor multicelulare constau din organe și țesuturi formate din diferite celule. Fiecare nivel de organizare a vieții are propriile modele. Viața la fiecare nivel este studiată de ramurile corespunzătoare ale biologiei moderne.

Pentru a studia fauna sălbatică, biologii folosesc diverse metode: observația, care face posibilă descrierea unui anumit fenomen; comparație, care face posibilă stabilirea tiparelor comune diferitelor fenomene din fauna sălbatică; experiment, sau experiență, atunci când cercetătorul însuși creează artificial o situație care ajută la dezvăluirea anumitor proprietăți ale obiectelor biologice. Metoda istorică permite, pe baza datelor despre lumea organică modernă și trecutul acesteia, să învețe procesele de dezvoltare a naturii vii. Pe lângă aceste metode de bază, sunt folosite multe altele.

medic și naturalist roman Claudius Galen.



Om de știință, anatomist și chirurg renascentist Andreas Vesalius.



Medicul și omul de știință englez William Harvey îi vorbește despre experimentele sale privind circulația sângelui regelui englez Carol I.



Microscopul lui Robert Hooke (anii 60 ai secolului al XVII-lea).



Așa arătau secțiunile de plută la microscopul lui R. Hooke. Aceasta a fost prima imagine a celulelor.



Desene ale celulelor vegetale realizate de un biolog olandez din secolul al XVII-lea. Anthony van Leeuwenhoek.

Biologia își are originile în cele mai vechi timpuri. Au fost necesare descrieri ale animalelor și plantelor, informații despre anatomia și fiziologia oamenilor și animalelor activitati practice al oamenilor. Una dintre primele încercări de a înțelege și de a aduce în sistem fenomenele vieții, de a generaliza cunoștințele și ideile biologice acumulate au fost făcute de grecii antici, iar mai târziu de oamenii de știință și medicii romani antici Hipocrate, Aristotel, Galen și alții. Aceste opinii, dezvoltate de oamenii de știință din Renaștere, au marcat începutul botanicii și zoologiei moderne, anatomiei și fiziologiei și a altor științe biologice.

În secolele XVI-XVII. V cercetare științificăîmpreună cu observarea și descrierea, experimentul a devenit utilizat pe scară largă. În acest moment, succesele strălucitoare sunt obținute prin anatomie. În lucrările unor oameni de știință celebri din secolul al XVI-lea. A. Vesalius și M. Serveta au pus bazele ideilor despre structura sistemului circulator al animalelor. Aceasta a pregătit marea descoperire a secolului al XVII-lea. - doctrina circulaţiei sanguine, creată de englezul W. Harvey (1628). Câteva decenii mai târziu, italianul M. Malpighi a descoperit cu un microscop capilare, ceea ce a făcut posibilă înțelegerea traseului sângelui de la artere la vene.

Crearea microscopului a extins posibilitățile de studiu a ființelor vii. Descoperirile au urmat una după alta. Fizicianul englez R. Hooke descoperă structura celulară a plantelor, iar olandezul A. Leeuwenhoek descoperă animalele unicelulare și microorganismele.

În secolul al XVIII-lea. a acumulat deja multe cunoștințe despre fauna sălbatică. Este nevoie de a clasifica toate organismele vii, de a le aduce într-un sistem. În acest moment, sunt puse bazele științei sistematicii. Cea mai importantă realizare în acest domeniu a fost „Sistemul naturii” al savantului suedez K. Linnaeus (1735).

Dezvoltarea ulterioară a fost primită de fiziologie - știința activității vitale a organismelor, sistemele lor individuale, organele și țesuturile și procesele care au loc în organism.

Englezul J. Priestley a arătat în experimentele pe plante că acestea eliberează oxigen (1771-1778). Mai târziu, omul de știință elvețian J. Senebier a stabilit că plantele, sub acțiunea luminii solare, absorb dioxidul de carbon și eliberează oxigen (1782). Aceștia au fost primii pași către studiul rolului central al plantelor în transformarea materiei și energiei din biosfera Pământului, primul pas într-o nouă știință - fiziologia plantelor.

A. Lavoisier și alți oameni de știință francezi au aflat rolul oxigenului în respirația animalelor și în formarea căldurii animalelor (1787-1790). La sfârşitul secolului al XVIII-lea. fizicianul italian L. Galvani a descoperit „electricitatea animală”, care a dus ulterior la dezvoltarea electrofiziologiei. În același timp, biologul italian L. Spallanzani a efectuat experimente precise care au infirmat posibilitatea generării spontane de organisme.

În secolul 19 în legătură cu dezvoltarea fizicii și chimiei, noi metode de cercetare pătrund în biologie. Cel mai bogat material pentru studiul naturii a fost furnizat de expedițiile terestre și maritime în regiuni anterior inaccesibile ale Pământului. Toate acestea au dus la formarea multor științe biologice speciale.

La începutul secolului, a apărut paleontologia, studiind resturile fosile de animale și plante - dovada unei schimbări consistente - a evoluției formelor de viață în istoria Pământului. Fondatorul acesteia a fost savantul francez J. Cuvier.

Embriologia, știința dezvoltării embrionare a unui organism, a primit o mare dezvoltare. În secolul al XVII-lea. W. Harvey a formulat poziția: „Toate ființele vii dintr-un ou”. Cu toate acestea, abia în secolul al XIX-lea. Embriologia a devenit o știință independentă. Meritul special în acest sens îi revine omului de știință naturală K. M. Baer, ​​care a descoperit oul mamiferelor și a descoperit comunitatea planului structural al embrionilor de animale din diferite clase.

Ca urmare a realizărilor științelor biologice din prima jumătate a secolului al XIX-lea. ideea relației dintre organismele vii, originea lor în cursul evoluției, a fost larg răspândită. Primul concept holistic de evoluție - originea speciilor de animale și plante ca urmare a schimbării lor treptate de la o generație la alta - a fost propus de J. B. Lamarck.

Cel mai mare eveniment științific al secolului a fost doctrina evoluționistă a lui Ch. Darwin (1859). Teoria lui Darwin a avut un impact imens asupra tuturor dezvoltare ulterioară biologie. Se fac noi descoperiri care confirmă corectitudinea lui Darwin în paleontologie (V. O. Kovalevsky), în embriologie (A. O. Kovalevsky), în zoologie, botanică, citologie și fiziologie. Răspândirea teoria evoluționistă asupra ideilor despre originea omului a condus la crearea unei noi ramuri a biologiei – antropologia. Pe baza teoriei evoluționiste, oamenii de știință germani F. Müller și E. Haeckel au formulat legea biogenetică.

O altă realizare remarcabilă a biologiei secolului al XIX-lea. - crearea de către omul de știință german T. Schwann a teoriei celulare, care a demonstrat că toate organismele vii sunt formate din celule. Astfel, s-a stabilit comunitatea nu numai a structurii macroscopice (anatomice), ci și a structurii microscopice a ființelor vii. Astfel, a apărut o altă știință biologică - citologia (știința celulelor) și, ca urmare a acesteia, studiul structurii țesuturilor și organelor - histologie.

Ca urmare a descoperirilor omului de știință francez L. Pasteur (microorganismele sunt cauza fermentației alcoolice și provoacă multe boli), microbiologia a devenit o disciplină biologică independentă. Lucrarea lui Pasteur a infirmat definitiv conceptul de generare spontană a organismelor. Studiul naturii microbiene a holerei la păsări și a rabiei la mamifere l-a determinat pe Pasteur să creeze imunologia ca știință biologică independentă. El a adus o contribuție semnificativă la dezvoltarea sa în sfârşitul XIX-lea V. Omul de știință rus I. I. Mechnikov.

În a doua jumătate a secolului al XIX-lea. mulți oameni de știință au încercat să rezolve în mod speculativ misterul eredității, să dezvăluie mecanismul acesteia. Dar numai G. Mendel a reușit să stabilească tiparele eredității prin experiență (1865). Astfel, au fost puse bazele geneticii, care a devenit o știință independentă deja în secolul al XX-lea.

La sfârşitul secolului al XIX-lea. s-au făcut progrese mari în biochimie. Medicul elvețian F. Miescher a descoperit acizii nucleici (1869), care, după cum a fost stabilit mai târziu, îndeplinesc funcțiile de stocare și transmitere a informațiilor genetice. Până la începutul secolului XX. s-a descoperit că proteinele constau din aminoacizi legați între ei, așa cum a arătat omul de știință german E. Fischer, prin legături peptidice.

Fiziologia în secolul al XIX-lea se dezvoltă în tari diferite pace. Deosebit de semnificative au fost lucrările fiziologului francez C. Bernard, care a creat doctrina constanței mediului intern al corpului - homeostazia. În Germania, progresul fiziologiei este asociat cu numele lui I. Muller, G. Helmholtz, E. Dubois-Reymond. Helmholtz a dezvoltat fiziologia organelor de simț, Dubois-Reymond a devenit fondatorul studiului fenomenelor electrice în procesele fiziologice. Contribuție remarcabilă la dezvoltarea fiziologiei la sfârșitul secolului XIX - începutul secolului XX. introdus de oamenii de știință ruși: I. M. Sechenov, N. E. Vvedensky, I. P. Pavlov, K. A. Timiryazev.

Genetica s-a format ca o știință biologică independentă care studiază ereditatea și variabilitatea organismelor vii. Chiar și din lucrările lui Mendel a rezultat că există unități materiale ale eredității, numite mai târziu gene. Această descoperire a lui Mendel a fost apreciată abia la începutul secolului XX. ca urmare a cercetărilor lui H. De Vries în Olanda, E. Cermak în Austria, K. Korrens în Germania. Omul de știință american T. Morgan, examinând cromozomii giganți ai muștei Drosophila, a ajuns la concluzia că genele sunt localizate în nucleele celulelor, în cromozomi. El și alți oameni de știință au dezvoltat teoria cromozomală a eredității. Astfel, genetica a fost în mare măsură unită cu citologia (citogenetica) și sensul biologic al mitozei și meiozei a devenit clar.

De la începutul secolului nostru, dezvoltarea rapidă a cercetării biochimice a început în multe țări ale lumii. Atenția principală a fost acordată modalităților de transformare a substanțelor și energiei în procesele intracelulare. S-a constatat că aceste procese sunt practic aceleași la toate ființele vii - de la bacterii la oameni. Acidul adenozin trifosforic (ATP) s-a dovedit a fi un mediator universal în conversia energiei în celulă. Omul de știință sovietic V. A. Engelgardt a descoperit procesul de formare a ATP în timpul absorbției oxigenului de către celule. Descoperirea și studiul vitaminelor, hormonilor, stabilirea compoziției și structurii tuturor componentelor chimice principale ale celulei au avansat biochimia la unul dintre locurile de frunte într-o serie de științe biologice.

Chiar și la începutul secolelor XIX și XX. Profesorul Universității din Moscova A. A. Kolli a pus problema mecanismului molecular de transmitere a trăsăturilor prin moștenire. Răspunsul la întrebare a fost dat în 1927 de omul de știință sovietic N. K. Koltsov, propunând principiul matriceal al codificării informațiilor genetice (vezi Transcriere, Traducere).

Principiul de codificare a matricei a fost dezvoltat de omul de știință sovietic N. V. Timofeev-Resovsky și omul de știință american M. Delbrück.

În 1953, americanul J. Watson și englezul F. Crick au folosit acest principiu în analiza structurii moleculare și a funcțiilor biologice ale acidului dezoxiribonucleic (ADN). Deci, pe baza biochimiei, geneticii și biofizicii, a apărut o știință independentă - biologia moleculară.

În 1919, la Moscova a fost fondat primul Institut de Biofizică din lume. Această știință explorează mecanismele fizice de conversie a energiei și a informațiilor în sistemele biologice. O problemă esențială a biofizicii este elucidarea rolului diferiților ioni în viața celulei. În această direcție au lucrat omul de știință american J. Loeb și cercetătorii sovietici N. K. Koltsov și D. L. Rubinshtein. Aceste studii au condus la stabilirea unui rol special pentru membranele biologice. Distribuția neechilibră a ionilor de sodiu și potasiu pe ambele părți ale membranei celulare, așa cum au arătat oamenii de știință britanici A. L. Hodgkin, J. Eckle și A. F. Huxley, este baza pentru propagarea unui impuls nervos.

S-au făcut progrese semnificative în științele care studiază dezvoltarea individuală organisme - Ontogenie. Au fost dezvoltate, printre altele, tehnici de partenogeneză artificială.

În prima jumătate a secolului XX. Omul de știință sovietic V. I. Vernadsky a creat doctrina biosferei Pământului. În același timp, V.N. Sukachev a pus bazele ideilor despre biogeocenoze.

Studiul interacțiunii indivizilor și a agregatelor lor cu mediul a dus la formarea ecologiei - știința modelelor de relații dintre organisme și mediu (termenul „ecologie” a fost propus în 1866 de omul de știință german E. Haeckel) .

Etologia, care studiază comportamentul animalelor, a devenit o știință biologică independentă.

În secolul XX. teoria evoluţiei biologice a fost dezvoltată în continuare. Datorită dezvoltării paleontologiei și anatomiei comparate, a fost clarificată originea majorității grupurilor mari ale lumii organice și au fost dezvăluite modelele morfologice de evoluție (om de știință sovietic A. N. Severtsov). De mare importanță pentru dezvoltarea teoriei evoluționiste a fost sinteza geneticii și darwinismul (opera savantului sovietic S. S. Chetverikov, a oamenilor de știință englezi S. Wright, R. Fisher, J. B. S. Haldane), care a dus la crearea doctrinei evoluționiste moderne. Lucrările oamenilor de știință americani F. G. Dobzhansky, E. Mayr, J. G. Simpson, englezul J. Huxley, oamenii de știință sovietici I. I. Schmalhausen, N. V. Timofeev-Resovsky, om de știință german B. Rensch îi sunt devotate.

Fiziologia plantelor a făcut progrese în înțelegerea naturii fotosintezei, în studiul pigmenților implicați în aceasta și, mai ales, a clorofilei.

Odată cu eliberarea unui bărbat în spaţiu a apărut o nouă știință - biologia spațială. Sarcina sa principală este sprijinirea vieții oamenilor în condiții de zbor spațial, crearea de biocenoze artificiale închise pe nave și stații spațiale, căutarea posibilelor manifestări ale vieții pe alte planete, precum și condiții adecvate pentru existența acesteia.

În anii 70. a apărut o nouă ramură a biologiei moleculare - ingineria genetică, a cărei sarcină este restructurarea activă și intenționată a genelor ființelor vii, construcția lor, adică gestionarea eredității. Ca urmare a acestor lucrări, a devenit posibilă introducerea genelor prelevate de la unele organisme sau chiar sintetizate artificial în celulele altor organisme (de exemplu, introducerea unei gene care codifică sinteza insulinei la animale în celulele bacteriene). Hibridizarea celulară a devenit posibilă tipuri diferite- inginerie celulară. Au fost dezvoltate metode pentru a crește organisme din celule și țesuturi individuale (vezi Cultură de celule și țesuturi). Acest lucru deschide mari perspective în reproducerea copiilor - clone ale unor indivizi valoroși.

Toate aceste realizări au o importanță practică extrem de importantă - au devenit baza unei noi ramuri de producție - biotehnologia. Biosinteza medicamentelor, hormonilor, vitaminelor și antibioticelor este deja realizată la scară industrială. Și în viitor în acest fel vom putea obține principalele componente ale alimentelor - carbohidrați, proteine, lipide. Utilizarea energiei solare bazată pe principiul fotosintezei plantelor în sistemele de bioinginerie va rezolva problema furnizării de energie pentru nevoile de bază ale oamenilor.

Importanța biologiei astăzi a crescut nemăsurat, iar în legătură cu problema conservării biosferei datorită dezvoltării rapide a industriei, Agricultură, creșterea populației lumii. A apărut o direcție practică importantă a cercetării biologice - studiul mediului uman în sens larg și organizarea pe această bază a metodelor raționale de conducere a economiei naționale și de protejare a naturii.

O altă semnificație practică importantă a cercetării biologice este utilizarea sa în medicină. Succesele și descoperirile în biologie au determinat nivelul modern al științei medicale. Progresele ulterioare ale medicinei sunt legate de ele. Veți citi despre multe sarcini ale biologiei legate de sănătatea umană în enciclopedia noastră (vezi Imunitatea, Bacteriofag, Ereditatea etc.).

Biologia devine o adevărată forță productivă în aceste zile. După nivelul cercetării biologice, se poate judeca dezvoltarea materială și tehnică a societății.

Acumularea de cunoștințe în domenii noi și clasice ale biologiei este facilitată de utilizarea de noi metode și instrumente, de exemplu, apariția microscopiei electronice.

Există un număr tot mai mare de institute de cercetare biologică, stații biologice, precum și rezervații naturale și parcuri naționale, care joacă un rol important ca „laboratoare naturale”.

Un număr mare de biologi de diverse specialități sunt pregătiți de instituții de învățământ superior (vezi Educația Biologiei). Mulți dintre voi se vor alătura în viitor unui mare corp de specialiști care se confruntă cu sarcina de a rezolva probleme biologice importante.

Prima știință biologică majoră este botanica. Ea studiază plantele. Botanica este împărțită în multe discipline, care pot fi considerate și biologice. Algologie. Anatomia plantelor studiază structura țesuturilor și celulelor plantelor, precum și în funcție de ce legi dezvoltă aceste țesuturi. Briologia studiază briofitele, dendrologia studiază arborii. Carpologia este studiul semințelor și fructelor plantelor.

Lichenologia este știința lichenilor. Micologia este despre ciuperci, micogeografia este despre distribuția lor. Paleobotanica este ramura botanicii care studiază fosilele plantelor. Palinologia este studiul boabelor de polen și al sporilor plantelor. Știința taxonomiei plantelor se ocupă de clasificarea lor. Fitopatologia este studiul diferitelor boli ale plantelor cauzate de patogeni și factori de mediu. Floristica este studiul florei, o colecție de plante care s-a dezvoltat istoric într-o anumită zonă.

Știința etnobotanica studiază interacțiunea dintre oameni și plante. Geobotanica este știința vegetației pământului comunități de plante- fitocenoze. Geografia plantelor studiază modelele de distribuție a acestora. Morfologia plantelor este știința modelelor. Fiziologia plantelor - despre activitatea funcțională a organismelor vegetale.

Zoologie și microbiologie

Ihtiologia este știința peștilor, carcinologia este despre crustacee, ketologia este despre cetacee, conhologia este despre moluște, mirmecologia este despre furnici, nematologia este despre viermi rotunzi, oologia este despre ouă de animale, ornitologia este despre păsări. Paleozoologia studiază resturile fosile de animale, planctologie - plancton, primatologie - primate, teriologie - mamifere, - insecte, protozoologie - unicelular. Etologia se ocupă de studiu.

A treia ramură majoră a biologiei este microbiologia. Această știință studiază organismele vii invizibile cu ochiul liber: bacterii, arhee, ciuperci și alge microscopice, viruși. În consecință, se disting și secțiuni: virologie, micologie, bacteriologie etc.

În prezent, biologia include o serie de științe care pot fi sistematizate după următoarele criterii: subiectși predominant metode cercetare si studiu nivelul de organizare al faunei sălbatice. În funcție de subiectul de studiu, științele biologice se împart în bacteriologie, botanică, virologie, zoologie, micologie.

Botanică este o știință biologică care studiază în mod cuprinzător plantele și acoperirea vegetală a Pământului. Zoologie- o ramură a biologiei, știința diversității, structurii, vieții, distribuției și relației animalelor cu mediul, originea și dezvoltarea lor. Bacteriologie- stiinta biologica care studiaza structura si activitatea vitala a bacteriilor, precum si rolul acestora in natura. Virologie este știința biologică care studiază virușii. obiectul principal micologie sunt ciupercile, structura lor și caracteristicile activității vitale. Lichenologie- stiinta biologica care studiaza lichenii. Bacteriologia, virologia și unele aspecte ale micologiei sunt adesea luate în considerare în interior microbiologie- secțiunea de biologie, știința microorganismelor (bacterii, viruși și ciuperci microscopice). sistematica, sau taxonomie,- știința biologică care descrie și clasifică în grupuri toate creaturile vii și dispărute.

La rândul său, fiecare dintre științele biologice enumerate este subdivizată în biochimie, morfologie, anatomie, fiziologie, embriologie, genetică și taxonomie (a plantelor, animalelor sau microorganismelor). Biochimie- aceasta este știința compoziției chimice a materiei vii, procese chimice care au loc în organismele vii și care stau la baza activității lor vitale. Morfologie- știința biologică care studiază forma și structura organismelor, precum și modelele dezvoltării lor. Într-un sens larg, include citologie, anatomie, histologie și embriologie. Distingeți morfologia animalelor și a plantelor. Anatomie- Aceasta este o ramură a biologiei (mai precis, morfologie), o știință care studiază structura și forma internă a organelor, sistemelor individuale și a corpului în ansamblu. Anatomia plantelor este considerată parte a botanicii, anatomia animală este considerată parte a zoologiei, iar anatomia umană este o știință separată. fiziologie- știința biologică care studiază procesele activității vitale ale organismelor vegetale și animale, sistemele lor individuale, organele, țesuturile și celulele. Există fiziologie a plantelor, animalelor și oamenilor. Embriologie (biologia dezvoltării)- o ramură a biologiei, știința dezvoltării individuale a organismului, inclusiv a dezvoltării embrionului.

obiect genetica sunt modele de ereditate și variabilitate. În prezent, este una dintre cele mai dinamice științe biologice în curs de dezvoltare.

După nivelul de organizare a naturii vii studiat, se disting biologia moleculară, citologie, histologie, organologie, biologia organismelor și sisteme supraorganistice. Biologie moleculara este una dintre cele mai tinere secțiuni ale biologiei, o știință care studiază, în special, organizarea informațiilor ereditare și biosinteza proteinelor. Citologie, sau biologie celulara,- știința biologică, al cărei obiect de studiu sunt celulele organismelor atât unicelulare, cât și pluricelulare. Histologie- știința biologică, o secțiune a morfologiei, al cărei obiect este structura țesuturilor plantelor și animalelor. Spre sferă organologie includ morfologia, anatomia și fiziologia diferitelor organe și sistemele acestora.

Biologia organismelor include toate științele care se ocupă cu organismele vii, de exemplu, etologieștiința comportamentului organismelor.

Biologia sistemelor supraorganisme este subdivizată în biogeografie și ecologie. Studii de distribuție a organismelor vii biogeografie,întrucât ecologie- organizarea si functionarea sistemelor supraorganiste la diferite niveluri: populatii, biocenoze (comunitati), biogeocenoze (ecosisteme) si biosfera.

În conformitate cu metodele de cercetare predominante, se poate evidenția biologia descriptivă (de exemplu, morfologie), experimentală (de exemplu, fiziologie) și teoretică.

Dezvăluirea și explicarea regularităților structurii, funcționării și dezvoltării naturii vii la diferite niveluri ale organizării sale este o sarcină. biologie generală. Include biochimie, biologie moleculară, citologie, embriologie, genetică, ecologie, știință evolutivă și antropologie. doctrina evoluționistă studiază cauzele, forțele motrice, mecanismele și tipare generale evolutia organismelor vii. Una dintre secțiunile sale este paleontologie- știința, al cărei subiect sunt resturile fosile ale organismelor vii. Antropologie- o secțiune de biologie generală, știința originii și dezvoltării omului ca specie biologică, precum și diversitatea populațiilor omului modern și modelele de interacțiune a acestora.

Aspectele aplicate ale biologiei sunt atribuite domeniului biotehnologiei, reproducerii și altor științe în curs de dezvoltare. Biotehnologie numită știință biologică care studiază utilizarea organismelor vii și a proceselor biologice în producție. Este utilizat pe scară largă în industria alimentară (coacere, brânzeturi, bere etc.) și farmaceutică (obținere de antibiotice, vitamine), pentru purificarea apei etc. Selecţie- știința metodelor de creare a raselor de animale domestice, a soiurilor de plante cultivate și a tulpinilor de microorganisme cu necesar unei persoane proprietăți. Selecția este, de asemenea, înțeleasă ca procesul de schimbare a organismelor vii, realizat de om pentru nevoile sale.

Progresul biologiei este strâns legat de succesul altor științe naturale și exacte, cum ar fi fizica, chimia, matematica, informatica etc. De exemplu, microscopia, ultrasunetele (ultrasunele), tomografia și alte procese care apar în sistemele vii ar fi imposibil fără utilizarea substanțelor chimice și metode fizice. Aplicație metode matematice permite, pe de o parte, identificarea prezenței unei conexiuni regulate între obiecte sau fenomene, confirmarea fiabilității rezultatelor obținute și, pe de altă parte, modelarea unui fenomen sau proces. ÎN În ultima vreme metodele computerizate, cum ar fi modelarea, devin din ce în ce mai importante în biologie. La intersecția dintre biologie și alte științe, au apărut o serie de științe noi, cum ar fi biofizica, biochimia, bionica etc.

Științe biologice și aspecte studiate de acestea. Anatomia este știința structurii interne a corpului. Genetica este despre ereditate și variație. Embriologia este știința dezvoltării embrionare a unui organism. Histologia este știința structurii țesuturilor. Citologia este știința structurii activității celulare. Morfologia este știința structura externă organism. Fiziologia este o știință care studiază procesele vieții. Zoologia este știința animalelor. Botanica este știința plantelor. Microbiologia este știința bacteriilor și a virușilor.

Slide 7 din prezentare "Biologie". Dimensiunea arhivei cu prezentarea este de 1990 KB.

Biologie nota 10

rezumat alte prezentări

„Metode de reproducere” – Reproducerea prin spori. Reproducere prin diviziune. Formarea celulelor germinale. Tipuri de reproducere asexuată. Sporularea. reproducere sexuală. Indivizi identici cu organismul original. reproducere asexuată. Reproducerea vegetativă. Reproducere. Capacitatea de a combina materialul genetic. Dispariția reproducerii sexuale.

„Teoriile originii celor vii” – Moy cea mai buna lectie. Schema tranziției evoluției chimice. Nebuloasă. Problema naturii. teoriile originii. Reguli de etică judiciară. Istoria reprezentărilor. Etapele apariției sistem solar. Structura lecției. Istoria ideilor despre originea vieții. Lucru în grup în clasă. Judecătorii lucrează. Ipoteze pentru originea vieții. materie. Etapa lecției. ipotezele moderne. Dezbate. Regulamentul jocului. Întrebare suplimentară.

„Compuși anorganici ai celulei” - Elemente chimice celule. Compoziție chimică celule. Funcțiile apei. Polaritatea membranelor celulare vii. Inclus în apă. Componenta proteica. Compoziția plasmei sanguine. Exercițiu. Substanțe chimice. Observați proprietățile apei. Evidențiați proprietățile caracteristice. Proprietățile apei. Macronutrienți. Substanțe. Structura dipolului.

„Probleme ale originii vieții pe Pământ” - Apariția organismelor multicelulare. Condiții pentru apariția ființelor vii primitive. Istoria carbonului. picături coacervate. Apariția organismelor primare. Lucrări de L. Pasteur. Teorii despre originea vieții. Dezvoltarea vieții. Istoria ideilor despre originea vieții. Originea vieții pe Pământ. De la carbon la proteine. Reprezentări ale filosofilor antici și medievali. Vârsta Pământului. Posibilitatea formării de compuși organici complecși.

„Dinamica populației” - O ameba unicelulară se împarte în două celule la fiecare trei ore. Specii rare. Dicţionar. curbe de supraviețuire. Matematica si modelare pe calculator. legea lui Malthus. Modele de dezvoltare a populației. Strategia ecologică. Modelul prădător-pradă. Impactul antropic asupra tipurilor de creștere. Tipuri de creștere a populației. Grafice ale modificărilor numărului de populații. Planul lecției. R-strategii. densitatea populației. Care specii au o dinamică stabilă a populației.

„Viruși în organism” - Datorită mutabilității ridicate a virusurilor, tratamentul bolilor virale este destul de dificil. Boli virale. Structura și clasificarea virusurilor. Virușii sunt agenții cauzatori ai multor boli periculoase ale oamenilor, animalelor și plantelor. Virușii au ereditate.Prima mențiune despre variola în Rusia datează din secolul al IV-lea. Încercările de a folosi viruși în beneficiul umanității sunt destul de puține. Ca și alte organisme, virușii sunt capabili de replicare.

Biologie (din cuvintele grecești bios - viață și logos - știință) - un set de științe despre fauna sălbatică. Biologia studiază toate manifestările vieții, structura și funcțiile ființelor vii și ale comunităților lor, distribuția, originea și dezvoltarea organismelor vii, relația lor între ele și cu natura neînsuflețită.

Natura vie se caracterizează prin diferite niveluri de organizare a structurilor sale, între care există o subordonare complexă. Toate organismele vii, împreună cu mediul, formează biosfera, care constă din biogeocenoze. Ele, la rândul lor, includ biocenoze formate din populații. Populațiile sunt formate din indivizi. Indivizii organismelor multicelulare constau din organe și țesuturi formate din diferite celule. Fiecare nivel de organizare a vieții are propriile modele. Viața la fiecare nivel este studiată de ramurile corespunzătoare ale biologiei moderne.

Pentru a studia fauna sălbatică, biologii folosesc diverse metode: observația, care face posibilă descrierea unui anumit fenomen; comparație, care face posibilă stabilirea tiparelor comune diferitelor fenomene din fauna sălbatică; experiment, sau experiență, atunci când cercetătorul însuși creează artificial o situație care ajută la dezvăluirea anumitor proprietăți ale obiectelor biologice. Metoda istorică permite, pe baza datelor despre lumea organică modernă și trecutul acesteia, să învețe procesele de dezvoltare a naturii vii. Pe lângă aceste metode de bază, sunt folosite multe altele.

Biologia își are originile în cele mai vechi timpuri. Descrierile animalelor și plantelor, informații despre anatomia și fiziologia oamenilor și animalelor au fost necesare pentru activitățile practice ale oamenilor. Una dintre primele încercări de a înțelege și de a aduce în sistem fenomenele vieții, de a generaliza cunoștințele și ideile biologice acumulate au fost făcute de grecii antici, iar mai târziu de oamenii de știință și medicii romani antici Hipocrate, Aristotel, Galen și alții. Aceste opinii, dezvoltate de oamenii de știință din Renaștere, au marcat începutul botanicii și zoologiei moderne, anatomiei și fiziologiei și a altor științe biologice.

În secolele XVI-XVII. în cercetarea științifică, alături de observație și descriere, experimentul a început să fie utilizat pe scară largă. În acest moment, succesele strălucitoare sunt obținute prin anatomie. În lucrările unor oameni de știință celebri din secolul al XVI-lea. A. Vesalius și M. Serveta au pus bazele ideilor despre structura sistemului circulator al animalelor. Aceasta a pregătit marea descoperire a secolului al XVII-lea. - doctrina circulaţiei sanguine, creată de englezul W. Harvey (1628). Câteva decenii mai târziu, italianul M. Malpighi a descoperit cu un microscop capilare, ceea ce a făcut posibilă înțelegerea traseului sângelui de la artere la vene.

Crearea microscopului a extins posibilitățile de studiu a ființelor vii. Descoperirile au urmat una după alta. Fizicianul englez R. Hooke descoperă structura celulară a plantelor, iar olandezul A. Leeuwenhoek descoperă animalele unicelulare și microorganismele.

În secolul al XVIII-lea. a acumulat deja multe cunoștințe despre fauna sălbatică. Este nevoie de a clasifica toate organismele vii, de a le aduce într-un sistem. În acest moment, sunt puse bazele științei sistematicii. Cea mai importantă realizare în acest domeniu a fost „Sistemul naturii” al savantului suedez K. Linnaeus (1735).

Dezvoltarea ulterioară a fost primită de fiziologie - știința activității vitale a organismelor, sistemele lor individuale, organele și țesuturile și procesele care au loc în organism.

Englezul J. Priestley a arătat în experimentele pe plante că acestea eliberează oxigen (1771 -1778). Mai târziu, omul de știință elvețian J. Senebier a stabilit că plantele, sub acțiunea luminii solare, absorb dioxidul de carbon și eliberează oxigen (1782). Aceștia au fost primii pași către studiul rolului central al plantelor în transformarea materiei și energiei din biosfera Pământului, primul pas într-o nouă știință - fiziologia plantelor.

A. Lavoisier și alți oameni de știință francezi au aflat rolul oxigenului în respirația animalelor și în formarea căldurii animalelor (1787-1790). La sfârşitul secolului al XVIII-lea. fizicianul italian L. Galvani a descoperit „electricitatea animală”, care a dus ulterior la dezvoltarea electrofiziologiei. În același timp, biologul italian L. Spallanzani a efectuat experimente precise care au infirmat posibilitatea generării spontane de organisme.

În secolul 19 în legătură cu dezvoltarea fizicii și chimiei, noi metode de cercetare pătrund în biologie. Cel mai bogat material pentru studiul naturii a fost furnizat de expedițiile terestre și maritime în regiuni anterior inaccesibile ale Pământului. Toate acestea au dus la formarea multor științe biologice speciale.

La începutul secolului, a apărut paleontologia, studiind resturile fosile de animale și plante - dovada unei schimbări consistente - a evoluției formelor de viață în istoria Pământului. Fondatorul acesteia a fost savantul francez J. Cuvier.

Embriologia, știința dezvoltării embrionare a unui organism, a primit o mare dezvoltare. În secolul al XVII-lea. W. Harvey a formulat poziția: „Toate ființele vii dintr-un ou”. Cu toate acestea, abia în secolul al XIX-lea. Embriologia a devenit o știință independentă. Meritul special în acest sens îi revine omului de știință naturală K. M. Baer, ​​care a descoperit oul mamiferelor și a descoperit comunitatea planului structural al embrionilor de animale din diferite clase.

Ca urmare a realizărilor științelor biologice din prima jumătate a secolului al XIX-lea. ideea relației dintre organismele vii, originea lor în cursul evoluției, a fost larg răspândită. Primul concept holistic de evoluție - originea speciilor de animale și plante ca urmare a schimbării lor treptate de la o generație la alta - a fost propus de J. B. Lamarck.

Cel mai mare eveniment științific al secolului a fost doctrina evoluționistă a lui Ch. Darwin (1859). Teoria lui Darwin a avut un impact uriaș asupra dezvoltării ulterioare a biologiei. Se fac noi descoperiri care confirmă corectitudinea lui Darwin în paleontologie (A. O. Kovalevsky), în embriologie (A. O. Kovalevsky), în zoologie, botanică, citologie și fiziologie. Extinderea teoriei evoluționiste la idei despre originea omului a dus la crearea unei noi ramuri a biologiei - antropologia. Pe baza teoriei evoluționiste, oamenii de știință germani F. Müller și E. Haeckel au formulat legea biogenetică.

O altă realizare remarcabilă a biologiei secolului al XIX-lea. - crearea de către omul de știință german T. Schwann a teoriei celulare, care a demonstrat că toate organismele vii sunt formate din celule. Astfel, s-a stabilit comunitatea nu numai a structurii macroscopice (anatomice), ci și a structurii microscopice a ființelor vii. Astfel, a apărut o altă știință biologică - citologia (știința celulelor) și, ca urmare a acesteia, studiul structurii țesuturilor și organelor - histologie.

Ca urmare a descoperirilor omului de știință francez L. Pasteur (microorganismele sunt cauza fermentației alcoolice și provoacă multe boli), microbiologia a devenit o disciplină biologică independentă. Lucrarea lui Pasteur a infirmat definitiv conceptul de generare spontană a organismelor. Studiul naturii microbiene a holerei la păsări și a rabiei la mamifere l-a determinat pe Pasteur să creeze imunologia ca știință biologică independentă.

El a adus o contribuție semnificativă la dezvoltarea sa la sfârșitul secolului al XIX-lea. Omul de știință rus I. I. Mechnikov.

În a doua jumătate a secolului al XIX-lea. mulți oameni de știință au încercat să rezolve în mod speculativ misterul eredității, să dezvăluie mecanismul acesteia. Dar numai G. Mendel a reușit să stabilească tiparele eredității prin experiență (1865). Astfel, au fost puse bazele geneticii, care a devenit o știință independentă deja în secolul al XX-lea.

La sfârşitul secolului al XIX-lea. s-a descoperit mitoza - diviziunea celulara cu o diviziune exacta si egala a cromozomilor intre celulele fiice si meioza - formarea de celule germinale haploide din celule diploide cu un set dublu de cromozomi - gameti cu un singur set de cromozomi.

Descoperirea virusurilor de către omul de știință rus D. I. Ivanovsky (1892) a fost de cea mai mare importanță.

La sfârşitul secolului al XIX-lea. s-au făcut progrese mari în biochimie. Medicul elvețian F. Miescher a descoperit acizii nucleici (1869), care, după cum a fost stabilit mai târziu, îndeplinesc funcțiile de stocare și transmitere a informațiilor genetice. Până la începutul secolului XX. s-a descoperit că proteinele constau din aminoacizi legați între ei, așa cum a arătat omul de știință german E. Fischer, prin legături peptidice.

Fiziologia în secolul al XIX-lea se dezvoltă în diferite țări ale lumii. Deosebit de semnificative au fost lucrările fiziologului francez C. Bernard, care a creat doctrina constanței mediului intern al corpului - homeostazia. În Germania, progresul fiziologiei este asociat cu numele lui I. Muller, G. Helmholtz, E. Dubois-Reymond. Helmholtz a dezvoltat fiziologia organelor de simț, Dubois-Reymond a devenit fondatorul studiului fenomenelor electrice în procesele fiziologice. Contribuție remarcabilă la dezvoltarea fiziologiei la sfârșitul secolului XIX - începutul secolului XX. introdus de oamenii de știință ruși: I. M. Sechenov, N. E. Vvedensky, I. P. Pavlov, K. A. Timiryazev.

Genetica s-a format ca o știință biologică independentă care studiază ereditatea și variabilitatea organismelor vii. Chiar și din lucrările lui Mendel a rezultat că există unități materiale ale eredității, numite mai târziu gene. Această descoperire a lui Mendel a fost apreciată abia la începutul secolului XX. ca urmare a cercetărilor lui X. de Vries în Olanda, E. Cermak în Austria, K. Korrens în Germania. Omul de știință american T. Morgan, studiind cromozomii giganți ai muștei Drosophila, a ajuns la concluzia că genele sunt localizate în nucleii celulelor, în cromozomi. El și alți oameni de știință au dezvoltat teoria cromozomală a eredității. Astfel, genetica a fost în mare măsură unită cu citologia (citogenetica) și sensul biologic al mitozei și meiozei a devenit clar.

De la începutul secolului nostru, dezvoltarea rapidă a cercetării biochimice a început în multe țări ale lumii. Atenția principală a fost acordată modalităților de transformare a substanțelor și energiei în procesele intracelulare. S-a constatat că aceste procese sunt practic aceleași la toate ființele vii - de la bacterii la oameni. Acidul adenozin trifosforic (ATP) s-a dovedit a fi un mediator universal în conversia energiei în celulă. Omul de știință sovietic V. A. Engelgardt a descoperit procesul de formare a ATP în timpul absorbției oxigenului de către celule. Descoperirea și studiul vitaminelor, hormonilor, stabilirea compoziției și structurii tuturor componentelor chimice principale ale celulei au avansat biochimia la unul dintre locurile de frunte într-o serie de științe biologice.

Chiar și la începutul secolelor XIX și XX. Profesorul Universității din Moscova A. A. Kolli a pus problema mecanismului molecular de transmitere a trăsăturilor prin moștenire. Răspunsul la întrebare a fost dat în 1927 de omul de știință sovietic N. K. Koltsov, care a prezentat principiul matriceal de codificare a informațiilor genetice (vezi Transcriere, Traducere).

Principiul de codificare a matricei a fost dezvoltat de omul de știință sovietic N. V. Timofeev-Resovsky și omul de știință american M. Delbrück.

În 1953, americanul J. Watson și englezul F. Crick au folosit acest principiu în analiza structurii moleculare și a funcțiilor biologice ale acidului dezoxiribonucleic (ADN). Deci, pe baza biochimiei, geneticii și biofizicii, a apărut o știință independentă - biologia moleculară.

În 1919, la Moscova a fost fondat primul Institut de Biofizică din lume. Această știință explorează mecanismele fizice de conversie a energiei și a informațiilor în sistemele biologice. O problemă esențială a biofizicii este elucidarea rolului diferiților ioni în viața celulei. În această direcție au lucrat omul de știință american J. Loeb și cercetătorii sovietici N. K. Koltsov și D. L. Rubinshtein. Aceste studii au condus la stabilirea rolului special al membranelor biologice. Distribuția neechilibră a ionilor de sodiu și potasiu pe ambele părți ale membranei celulare, așa cum au arătat oamenii de știință britanici A. L. Hodgkin, J. Eckle și A. F. Huxley, este baza pentru propagarea unui impuls nervos.

Progrese semnificative au făcut științele care studiază dezvoltarea individuală a organismelor – ontogeneza. În special, au fost dezvoltate metode de partenogeneză artificială.

În prima jumătate a secolului XX. Omul de știință sovietic V. I. Vernadsky a creat doctrina biosferei Pământului. În același timp, V.N. Sukachev a pus bazele ideilor despre biogeocenoze.

Studiul interacțiunii indivizilor și a agregatelor lor cu mediul a dus la formarea ecologiei - știința modelelor de relații dintre organisme și mediu (termenul „ecologie” a fost propus în 1866 de omul de știință german E. Haeckel) .

O știință biologică independentă a devenit etologia, care studiază comportamentul animalelor.

În secolul XX. teoria evoluţiei biologice a fost dezvoltată în continuare. Datorită dezvoltării paleontologiei și anatomiei comparate, a fost clarificată originea majorității grupurilor mari ale lumii organice și au fost dezvăluite modelele morfologice de evoluție (om de știință sovietic A. N. Severtsov). De mare importanță pentru dezvoltarea teoriei evoluționiste a fost sinteza geneticii și darwinismul (opera savantului sovietic S. S. Chetverikov, a oamenilor de știință britanici S. Wright, R. Fisher, J. B. S. Haldane), care a dus la crearea doctrinei evoluționiste moderne. . Lucrările oamenilor de știință americani F. G. Dobzhansky, E. Mayr, J. G. Simpson, englezul J. Huxley, oamenii de știință sovietici I. I. Shmalgauzen, N. V. Timofeev-Resovsky și savantul german B. Rensch îi sunt devotate.

Omul de știință sovietic N. I. Vavilov, pe baza realizărilor teoriei evoluției și geneticii și ca urmare a propriilor sale cercetări pe termen lung, a creat teoria centrelor de origine a plantelor cultivate. AI Oparin a extins ideile evolutive la perioada „prebiologică” a existenței Pământului și a prezentat o teorie a originii vieții.

Zoologi și botanici în secolul XX. a continuat să studieze viața animalelor și a plantelor în diverse conditii un habitat. Un mare succes a fost obținut în studiul anumitor grupuri de animale și plante - ornitologie (păsări), entomologie (insecte), herpetologie (reptile), algologie (alge), lichenologie (licheni), etc. O contribuție remarcabilă la dezvoltarea zoologiei. a fost realizat de oamenii de știință sovietici M. A Menzbier, S. I. Ognev, A. N. Formozov, V. A. Dogel, L. A. Zenkevich, K. I. Skryabin, M. S. Gilyarov și alții; botanici - M. I. Golenkin, K. I. Meyer, A. A. Uranov, L. I. Kursanov, V. L. Komarov și alții.

Fiziologia animală s-a dezvoltat sub influența puternică a lucrărilor oamenilor de știință sovietici I. P. Pavlov, L. A. Orbeli, A. A. Ukhtomsky, A. F. Samoilov, savantul englez C. Sherrington și mulți alții.

Atenția principală a fost acordată fiziologiei centralei sistem nervos, mecanismele de transmitere a semnalului de-a lungul nervului și de la nerv la mușchi.

Ca urmare a studierii reglării morfogenezei, creșterii și dezvoltării animalelor, endocrinologia a apărut ca o disciplină biologică separată - știința hormonilor, care este importantă pentru medicină.

Omul de știință sovietic M. M. Zavadovsky a prezentat conceptul de interacțiune a organelor endocrine pe principiul feedback-ului (vezi Sistemul endocrin).

Fiziologia plantelor a obținut succes în înțelegerea naturii fotosintezei, în studiul pigmenților implicați în aceasta și, mai ales, a clorofilei.

Odată cu eliberarea omului în spațiul cosmic, a apărut o nouă știință - biologia spațială. Sarcina sa principală este sprijinirea vieții oamenilor în condiții de zbor spațial, crearea de biocenoze artificiale închise pe nave și stații spațiale, căutarea posibilelor manifestări ale vieții pe alte planete, precum și condiții adecvate pentru existența acesteia.

În anii 70. a apărut o nouă ramură a biologiei moleculare - ingineria genetică, a cărei sarcină este restructurarea activă și intenționată a genelor ființelor vii, construcția lor, adică controlul eredității. Ca urmare a acestor lucrări, a devenit posibilă introducerea genelor prelevate de la unele organisme sau chiar sintetizate artificial în celulele altor organisme (de exemplu, introducerea unei gene care codifică sinteza insulinei la animale în celulele bacteriene). A devenit posibilă hibridizarea celulelor de diferite tipuri - inginerie celulară. Au fost dezvoltate metode pentru a crește organisme din celule și țesuturi individuale (vezi Cultură de celule și țesuturi). Acest lucru deschide mari perspective în reproducerea copiilor - clone ale unor indivizi valoroși.

Toate aceste realizări au o importanță practică extrem de importantă - au devenit baza unei noi ramuri de producție - biotehnologia. Biosinteza medicamentelor, hormonilor, vitaminelor și antibioticelor este deja realizată la scară industrială. Și în viitor în acest fel vom putea obține principalele componente ale alimentelor - carbohidrați, proteine, lipide. Utilizarea energiei solare bazată pe principiul fotosintezei plantelor în sistemele de bioinginerie va rezolva problema furnizării de energie pentru nevoile de bază ale oamenilor.

Importanța biologiei de astăzi a crescut nemăsurat în legătură cu problema conservării biosferei datorită dezvoltării rapide a industriei, agriculturii și creșterii populației lumii.

A apărut o direcție practică importantă în cercetarea biologică - studiul mediului uman în sens larg și organizarea pe această bază a metodelor raționale de gestionare a economiei naționale și de protejare a naturii.

O altă semnificație practică importantă a cercetării biologice este utilizarea sa în medicină. Succesele și descoperirile în biologie au determinat nivelul modern al științei medicale. Progresele ulterioare ale medicinei sunt legate de ele. Veți citi despre multe sarcini ale biologiei legate de sănătatea umană în cartea noastră (vezi Imunitatea, Bacteriofag, Ereditatea etc.).

Biologia devine o adevărată forță productivă în aceste zile. După nivelul cercetării biologice, se poate judeca dezvoltarea materială și tehnică a societății.

Acumularea de cunoștințe în domenii noi și clasice ale biologiei este facilitată de utilizarea de noi metode și instrumente, de exemplu, apariția microscopiei electronice.

În țara noastră, numărul institutelor de cercetare biologică, al stațiilor biologice, precum și al rezervațiilor naturale și al parcurilor naționale, care joacă un rol important ca „laboratoare naturale”, este în creștere.

Un număr mare de biologi de diferite specialități sunt pregătiți de instituții de învățământ superior (vezi Educația biologică în URSS). Mulți dintre voi se vor alătura în viitor unui mare corp de specialiști care se confruntă cu sarcina de a rezolva probleme biologice importante.