Лекция № 1(1) (6)

1.

Министерство просвещения Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Уфимский университет науки и технологий»
Институт среднего профессионального образования
Техническое отделение
Общеобразовательный цикл
Биология
Преподаватель: Кадаев Артур Эльвирович
Уфа – 2024
1

2.

2

3.

Рекомендуемые источники и литература
Основной источник:
1. Колесников, С. И., Общая биология : учебное пособие / С. И. Колесников. — Москва :
КноРус, 2023. — 287 с. — ISBN 978-5-406-11707-1. — URL: https://book.ru/book/949522
Дополнительные источники:
1. Рулье, К. Ф. Избранные биологические произведения [Электронный ресурс] : / Рулье
К.Ф. — Москва : Лань, 2019 .— Доступ по логину и паролю из сети Интернет .— ISBN 978-5-50740925-9 .— <URL:http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=52769>.
2. Мамонтов, С. Г., Общая биология : учебник / С. Г. Мамонтов, В. Б. Захаров. — Москва :
КноРус, 2023. — 323 с. — ISBN 978-5-406-11258-8. — URL: https://book.ru/book/948581
3

4.

Лекция № 1
Раздел 1. Клетка – структурно-функциональная единица живого
Тема 1.1. Биология как наука. Общая характеристика жизни
1. Современные отрасли биологических знаний.
2. Связь биологии с другими науками.
3. Роль и место биологии в формировании современной научной картины мира.
4. Уровни организации живой материи.
5. Общая характеристика жизни, свойства живых систем.
6. Химический состав клеток.
4

5.

1) Современный отрасли биологических знаний
Биология (от греч. bios – жизнь, logos – учение) — наука о жизни.
Термин «биология» ввёл французский учёный эволюционист Жан Батист Ламарк в 1802 г.
Объект биологии – живая материя (бактерии, растения, животные и т.д.).
Предмет биологии – все проявления жизни (дыхание, питание, размножение и т.д.).
5

6.

1) Современный отрасли биологических знаний
Система биологических наук:
1. Науки, изучающие систематические группы живых организмов:
- вирусология – наука о вирусах.
- микробиология – наука о микроорганизмах.
- микология – наука о грибах.
- ботаника, или фитология – наука о растениях.
- зоология – наука о животных.
- антропология – наука о человеке.
2. Науки, изучающие разные уровни организации живого:
- молекулярная биология – наука о проявлениях жизни на молекулярном уровне.
- цитология – наука о клетках.
- гистология – наука о тканях.
6

7.

1) Современный отрасли биологических знаний
3. Науки, изучающие структуру, свойства и проявления жизни отдельных организмов:
- анатомия – наука о внутреннем строении.
- морфология – наука о внешнем строении.
- физиология – наука о жизнедеятельности целостного организма и его частей.
- генетика – наука о наследственности и изменчивости.
4. Науки, изучающие структуру, свойства и проявления коллективной жизни и сообществ
живых организмов:
- экология – наука об отношениях живых организмов между собой и окружающей
их средой.
- биогеография – наука о закономерностях географического распространения
живых организмов.
7

8.

1) Современный отрасли биологических знаний
5. Науки о развитии живой материи:
- биология индивидуального развития – наука о развитии живого организма от
момента зарождения до смерти.
- эволюционное учение – наука об историческом развитии живой природы.
- палеонтология – наука о развитии жизни в прошлые геологические эпохи.
6. Науки, использующие методы других наук, находящиеся на стыке:
- биохимия – наука о химических веществах и процессах в живых организмах.
- биофизика – наука о физических и физико-химических явлениях в живых
организмах.
8

9.

1) Современный отрасли биологических знаний
7. Прикладные науки:
- биотехнология – совокупность методов получения полезных для человека
продуктов и явлений с помощью живых организмов.
- бионика – разработка технических устройств по подобию живых систем.
- сельскохозяйственные науки (растениеводство, животноводство и др.)
...
и многие другие.
9

10.

1) Современный отрасли биологических знаний
Основные задачи современной биологии:
1. Изучение закономерностей проявления жизни (строения и функции живых организмов,
их сообществ, распространение, происхождение, эволюция, связи друг с другом и неживой
природой).
2. Раскрытие сущности жизни.
3. Систематизация многообразия живых организмов.
10

11.

2) Связь биологии с другими науками
Биология тесно связана с:
1. Фундаментальными науками: математикой, физикой, химией.
2. Естественными науками: геологией, географией, почвоведением.
3. Прикладными науками: биотехнологией, бионикой, сельскохозяйственными науками,
охраной биоразнообразия и природы.
11

12.

3) Роль и место биологии в формировании современной научной картины мира
Античные естествоиспытатели Гиппократ, Аристотель и Теофраст внесли значительный
вклад в развитие представлений о строении тела человека и животных, о биологическом
разнообразии животных и растений – заложив тем самым основы анатомии, физиологии, зоологии
и ботаники.
Гиппократ
(ок. 460 г. до н.э. –
ок. 370 г. до н.э.)
Аристотель
(384 г. до н.э. – 322 г.
до н.э.)
Теофраст
(ок. 371 г. до н.э. –
287 г. до н.э.)
12

13.

3) Роль и место биологии в формировании современной научной картины мира
Таксономисты эпох Возрождения и Просвещения (XVII-XVIII вв.) углубились в познания о
живой природе и систематизировали ранее накопленные факты – была введена бинарная
номенклатура и создание стройной систематики растений (шведский учёный Карл Линней) и
животных (французский учёный Жан Батист Ламарк)
Карл Линней
(1707 – 1778)
Жан Батист Ламарк
(1744 – 1829)
13

14.

3) Роль и место биологии в формировании современной научной картины мира
В 1920-1930-х гг. российский биохимик Александр Иванович Опарин и английский генетик
Джон Холдейн выдвинули биохимическую гипотезу возникновения и развития жизни на Земле –
данную теорию впоследствии подтвердили учёные С. Миллер и Г. Юри.
А.И. Опарин
(1894 – 1980)
Дж. Холдейн
(1892 – 1964)
14

15.

3) Роль и место биологии в формировании современной научной картины мира
В 1865 г. австрийский основоположник учения о наследственности Грегор Мендель
представил 3 своих закона наследственности, а в 1869 г. швейцарский учёный Фридрих Мишер
открыл ДНК.
Г. Мендель
(1822 – 1884)
Ф. Мишер
(1844 – 1895)
15

16.

3) Роль и место биологии в формировании современной научной картины мира
В 1953 г. английские учёные Фрэнсис Крик, Морис Уилкинс и американский учёный
Джеймс Уотсон расшифровали структуру ДНК, в результате чего им была присуждена Нобелевская
премия по физиологии или медицине в 1962 г.
Стоит отметить важный вклад английского учёного Розалинд Франклин, получившая
рентгенограммы, без которых Уотсон и Крик не смогли бы сделать выводы о структуре ДНК.
Ф. Крик
(1916 – 2004)
М. Уилкинс
(1916 – 2004)
Дж. Уотсон
(1928)
Р. Франклин
(1920 – 1958)
16

17.

3) Роль и место биологии в формировании современной научной картины мира
Развитие представлений об окружающей среде привело к возникновению науки – экологии
(термин «экология» был введён немецким экологом Эрнстом Геккелем в 1866 г.), и формулировке
учения о биосфере, которое представляет биосферу как многокомпонентную планетарную систему
связанных между собой огромных биологических комплексов с химическими и геологическими
процессами, происходящими на Земле (учение о биосфере создано российским биогеохимиком
Владимиром Ивановичем Вернадским в 1926 г.).
Э. Геккель
(1834 – 1919)
В.И. Вернадский
(1863 – 1945)
17

18.

3) Роль и место биологии в формировании современной научной картины мира
Значение биологии:
1. Биология является теоретической основой различных наук, например, медицина,
психология, социология.
2. Биологические знания используются в пищевой промышленности, фармакологии,
сельском, лесном и промысловом хозяйствах.
3. Достижения биология используются при решении глобальных проблем современности:
- взаимоотношения общества и окружающей среды.
- рациональное природопользование.
- охрана биоразнообразия и природы.
18

19.

4) Уровни организации живой материи
1. Молекулярный (молекулярно-генетический уровень) – живая материя организуется в
сложные высокомолекулярные органические соединения, такие как: белки, нуклеиновые кислоты, и
др.
19

20.

4) Уровни организации живой материи
2. Субклеточный (надмолекулярный) уровень – живая материя организуется в органеллы:
хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, аппарат Гольджи,
лизосомы, рибосомы и др.
20

21.

4) Уровни организации живой материи
3. Клеточный уровень – живая материя представлена клетками – элементарными
структурными и функциональными единицами живого.
21

22.

4) Уровни организации живой материи
4. Тканевый уровень – живая материя организуется в ткани – совокупности клеток,
сходных по строению и функциям, связанных с ними межклеточных веществ.
22

23.

4) Уровни организации живой материи
5. Органный уровень – живая материя организуется в органы – части многоклеточного
организма, выполняющие определённую функцию или несколько функций.
23

24.

4) Уровни организации живой материи
6. Организменный (онтогенетический) уровень – живая материя представлена организмами
(особями, индивидами) – неделимыми единицами жизни.
24

25.

4) Уровни организации живой материи
7. Популяционно-видовой уровень – живая материя организуется в популяции. Популяцией
является совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему,
которая длительно существует в определённой части ареала относительно обособленно от других
совокупностей того же вида. Видом является совокупность особей, способных свободно
скрещиваться с образованием плодовитого потомства.
25

26.

4) Уровни организации живой материи
8. Биоценотический уровень – живая материя образует биоценозы – совокупности
популяций разных видов, обитающих на определённой территории.
26

27.

4) Уровни организации живой материи
9. Биогеоценотический уровень – живая материя формирует биогеоценозы – совокупности
биоценозов и абиотических факторов среды обитания (почва, климат и др.).
27

28.

4) Уровни организации живой материи
10. Биосферный (глобальный) уровень – живая материя формирует биосферу – оболочку
Земли, преобразованную деятельностью живых организмов.
28

29.

5) Общая характеристика жизни, свойства живых систем
В 1965 г. российский биофизик Михаил Владимирович Волькенштейн предложил
определение живым существам:
«Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и
самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот»
Однако общепризнанного определения понятия «жизнь» не существует до сих пор.
Но можно выделить признаки (свойства) живой материи, которые отличают её от неживой
природы.
29

30.

5) Общая характеристика жизни, свойства живых систем
1. Определённый химический состав – живые организмы состоят из тех же химических
элементов, что и объекты неживой природы, однако соотношение этих элементов различно;
основными элементами живых существ являются: C, O, N и H.
2. Клеточное строение – все живые организмы, кроме вирусов, имеют клеточное строение;
вне клеток жизни нет.
3. Обмен веществ и энергозависимость – живые организмы являются открытыми
системами и зависят от поступления в них из внешней среды веществ и энергии.
4. Саморегуляция (гомеостаз) – живые организмы обладают способностью поддерживать
постоянство своего химического состава и интенсивность обменных процессов.
5. Раздражимость – живые организмы проявляют раздражимость – способность отвечать на
определённые внешние воздействия специфическими реакциями.
30

31.

5) Общая характеристика жизни, свойства живых систем
6. Наследственность – живые организмы способны передавать признаки и свойства из
поколения в поколение с помощью носителей информации – молекул ДНК и РНК.
7. Изменчивость – живые организмы способны приобретать новые признаки и свойства.
8. Размножение (самовоспроизведение) – живые организмы способны размножаться
(воспроизводить себе подобных).
9. Индивидуальное развитие (онтогенез) – каждому организму свойственен онтогенез –
рост и развитие от момента зарождения до конца жизни.
10. Эволюционное развитие (филогенез) – историческое развитие жизни на Земле с
момента её появление до настоящего времени.
11. Приспособление (адаптация) – живые организмы способны адаптироваться к новым
условиям окружающей среды.
31

32.

5) Общая характеристика жизни, свойства живых систем
12. Ритмичность – живые организмы проявляют ритмичность жизнедеятельности
(суточную, сезонную и др.).
13. Целостность и дискретность – с одной стороны, вся живая материя целостна,
организована определённым образом и подчиняется общим законам, но с другой стороны, любая
биологическая система состоит из обособленных, хотя и взаимосвязанных элементов.
14. Иерархичность – всё живое, начиная с биополимеров и заканчивая биосферой,
находится в определённой соподчинённости; функционирование биологических систем на менее
сложном уровне делает возможным существование их функционирования на более сложном
уровне.
32

33.

6) Химический состав клеток
Все элементы, входящие в химическую структуру организма, условно делят на 3 группы:
1. Макроэлементы.
2. Микроэлементы.
3. Ультрамикроэлементы.
33

34.

6) Химический состав клеток
Макроэлементы C, H, O и N являются основой биополимеров – белков и нуклеиновых
кислот, первые три из них входят в состав углеводов и липидов. В состав органических веществ
входят также P и S.
Некоторые химические элементы являются компонентами неорганических веществ,
например, воды – она играет большую роль в жизнедеятельности живых клеток, является хорошим
растворителем; из-за этого все вещества внутри организма делятся на:
- гидрофильные – растворяются в воде.
– гидрофобные – не растворяются в воде.
Благодаря наличию воды клетка становится упругой, способствует перемещению
органических веществ в цитоплазме, является участником различных реакций (например,
фотосинтеза), участвует в регуляции температурного режима.
34

35.

6) Химический состав клеток
35