2.25M

Category:

biology

Биология_как_наука,_методы_исследования,_уровни_организации,_свойства

1.

БИОЛОГИЯ
• Преподаватель: Стыран Татьяна
Владимировна

Перечень основной учебной
литературы
1. Захаров В.Б. Биология. Общая биология: учебник для
10-11 класса
общеобразовательных организаций. / В.Б. Захаров, Н.И.
Романова, Е.Т. Захарова. -Москва: Русское слово, 2021. . - ISBN 978-5-533-01425-0. URL:https://ibooks.ru/bookshelf/374940/reading (дата
обращения: 30.11.2021). - Текст: электронный.
2. Данилов С.Б. Биология: учебное пособие для 11
класса общеобразовательных организаций. Базовый
уровень / С.Б. Данилов. - Москва: Русское слово, 2019. 224 с. - ISBN 978-5-00092-012-1_19. - URL:
https://ibooks.ru/bookshelf/363544/reading (дата
обращения: 30.11.2021). - Текст: электронный.

3.

Перечень дополнительной
литературы:
Научная библиотека БФУ
им.И.Канта
https://lib.kantiana.ru/jirbis2/index.php?option=com_co
ntent&view=article&id=35&Itemid=519

4.

Тема 1. Биология как наука.
Живые системы и их
организация.

5.

Биология – это наука о жизни.
Биология - это наука, которая изучает живые
организмы и их взаимодействие с
окружающей средой. Она является одной из
основных естественных наук и включает в
себя исследования на разных уровнях
организации жизни, включая молекулярный,
клеточный, органный, организменный и
экосистемный уровни.

6.

• Название биология
возникло из сочетания двух
греческих слов – bios
(жизнь) и logos (слово,
учение).
• Биология изучает строение,
проявления
жизнедеятельности, среду
обитания всех живых
организмов: бактерий,
грибов, растений,
животных, в том числе и
человека.

7.

Наука биология включает в себя широкий
спектр дисциплин, которые изучают
различные аспекты жизни. Некоторые из
основных областей биологии включают:
1. Молекулярную биологию: изучает структуру и
функцию биологических молекул, таких как ДНК,
РНК и белки, а также механизмы, которые
регулируют генетическую информацию.

8.

2. Генетика: изучает наследственность и
взаимосвязи генов в организмах.
3. Клеточную биологию: исследует строение и
функцию клеток, основные единицы живых
организмов.
4. Эволюционную биологию: изучает процесс
эволюции и разнообразие жизни на Земле.
5.Физиологию: исследует функционирование
органов и систем организмов.
6.Экологию: изучает взаимодействие живых
организмов с окружающей средой.
7.Биотехнологию: применение биологических
знаний и технологий для развития новых
продуктов и процессов.

9.

Связь биологии с
общественными, техническими
и другими естественными
науками, философией, этикой,
эстетикой и правом.

10.

Одна из важных областей связи биологии с
общественными науками - это социальная биология.
Социальная биология изучает взаимодействие
между биологическими факторами и социальными
системами, включая влияние генетики на поведение
и культуру.
Например, исследования в этой области могут
рассматривать, как генетические факторы влияют на
различия в поведении и предрасположенность к
определенным заболеваниям, и как эти факторы
взаимодействуют с социокультурными
воздействиями.

11.

Технические науки также играют важную роль
в развитии биологии.
Биотехнологии, например, используют
принципы инженерии для разработки новых
методов и технологий, которые позволяют
изучать и манипулировать живыми системами.
Биоинформатика объединяет биологию и
информатику для обработки и анализа
генетической информации.
Такие технические научные области, как
микробиология и генетика, основываются на
фундаментальных принципах физики и химии.

12.

Философия тоже имеет важное отношение к
биологии. Она может помочь нам размышлять о
смысле и целях биологических исследований, а
также помочь нам понять этические и эстетические
аспекты, связанные с использованием
биологических знаний в практике
Например, философия может помочь нам
обсуждать моральные вопросы, связанные с генной
инженерией или использованием некоторых видов
животных в научных опытах.

13.

Право также играет важную роль в биологии,
особенно в области биоэтики и регулирования.
Биоэтика занимается нравственными
вопросами, возникающими из-за развития
биологических технологий и исследований на
людях и животных. Правовые нормы и
регулирования определяют правила и
положения, которые регулируют
использование биологических знаний и
технологий, включая их применение в
медицине, сельском хозяйстве, экологии и
других сферах.

14.

Вывод:
Таким образом, связь биологии с
общественными науками, техническими
науками, естественными науками, философией,
этикой, эстетикой и правом является важным
аспектом понимания и применения
биологических знаний. Взаимодействие между
этими областями расширяет наше понимание
живых организмов и помогает нам справиться с
множеством научных, социальных и этических
вопросов, связанных с биологией.

15.

Роль биологии в формировании
современной научной картины
мира.
Ключевые аспекты, которые отражают роль
биологии:
• 1. Понимание живых организмов.
• 2. Молекулярная биология
• 3. Медицинская наука
• 4. Защита окружающей среды
• 5. Биотехнология и инновации

16.

Вывод:
Все эти аспекты свидетельствуют о том, что
биология является неотъемлемой и ключевой
составляющей современной научной картины
мира. Она помогает нам понять, воздействовать и
использовать жизнь и природу для блага
человечества, а также сохранять природу для
будущих поколений.

17.

Система биологических наук
Система биологических наук представляет собой
комплексную область науки, изучающую жизнь и
организмы на Земле.
научные
дисциплины
биохимия
генетика
экология
Молекулярная
биология
эволюционная
биология
физиология
И другие

18.

• Генетика и молекулярная биология изучают
структуру, функцию и передачу генетической
информации, а также механизмы генной экспрессии.
• Биохимия занимается изучением химических
процессов и реакций, происходящих в живых
организмах.
• Эволюционная биология исследует
происхождение и изменение видов, а также
механизмы естественного отбора.
• Экология изучает взаимодействие организмов с
окружающей средой, а также динамику популяций
и сообществ.
• Физиология исследует функционирование
организмов на уровне органов, тканей и клеток.

19.

Вывод:
Эти дисциплины взаимосвязаны и вместе
помогают нам лучше понять природу жизни
на Земле и применить полученные знания в
различных областях, включая медицину,
сельское хозяйство, пищевую
промышленность и охрану окружающей
среды.

20.

Методы познания живой природы
Методы познания живой природы могут быть
различными и включать следующие подходы:
• Наблюдение
• Эксперимент
• Описание
• Измерение
• Классификация
• Моделирование
• Статистическая обработка данных

21.

1. Научный метод- совокупность приемов
и операций при построении системы знаний
2. Эмпирический –изучение явлений с
помощью опыта (описание, сравнение,
эксперимент)

22.

МЕТОДЫ БИОЛОГИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ:
• Наблюдение, описание,
измерение
• Сравнение
• Экспериментальный,
моделирование
• Микроскопия
• Химические методы
• Инструментальные методы
• Центрифугирование
• Хроматография
• Электрофорез
• Метод меченых атомов
Метод культуры клеток и
тканей
Метод рекомбинантных
ДНК
Статистический
Гибридологический
Генеалогический
Близнецовый
Цитогенетический
Популяционногенетический
Биохимический
Метод селекции и
биотехнологий

23.

НАБЛЮДЕНИЕ, ОПИСАНИЕ, ИЗМЕРЕНИЕ
Наблюдение – это систематическое, целенаправленное восприятие каких
либо отдельных сторон объекта, либо объекта в целом.
▪ По способу проведения различают наблюдения непосредственные и
опосредованные.
При непосредственных наблюдениях те или иные свойства, стороны
объекта воспринимаются органами чувств человека.
Опосредованные наблюдения проводятся с использованием технических
средств.
В наблюдениях отсутствуют деятельность, направленная на
преобразование, изменение объектов познания.
Это обуславливается рядом обстоятельств:
- недоступностью этих объектов для практического воздействия;
- нежелательностью, исходя из целей исследования, вмешательства в
наблюдаемый процесс;
- отсутствием технических, энергетических, финансовых и иных
возможностей для воздействия.

24.

В биологии непосредственные наблюдения
подразделяют на:
1) полевые или экспедиционные;
2) лабораторные или стационарные.
Лабораторные наблюдения отличаются от полевых
большей повторяемостью наблюдений и тем, что
аппаратура обычно закреплена на точке наблюдения.
В лабораторных условиях возможность
использования измерительной техники несравненно
выше, чем в полевых условиях. Результаты
наблюдения могут фиксироваться в протоколах,
дневниках, карточках, на кинопленках и другими
способами.

25.

26.

СРАВНЕНИЕ
Сравнение – это сопоставление признаков,
присущим двум или нескольким объектам,
установление различия между ними или нахождение
в них общего, осуществляемое как органами чувств,
так и с помощью специальных устройств.

27.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ,
МОДЕЛИРОВАНИЕ
Эксперимент — это метод научного познания,
при помощи которого исследуются явления
реально— предметной действительности в
заданных условиях, путем контролируемого
измерения.
Моделирование — это метод воспроизведения и
исследования определённого фрагмента
действительности (предмета, явления, процесса,
ситуации) или управления им, основанный на
представлении объекта с помощью его копии
или подобия.

28.

29.

МИКРОСКОПИЯ
Микроскопия - совокупность методов исследования объектов с
помощью микроскопа для просмотра объектов которые нельзя
увидеть невооруженным глазом
Направления микроскопии
1.Оптическая микроскопия до 150нм- световой микроскоп
использует видимый свет и систему линз для увеличения мелких
объектов •Цифровые микроскопы, стереомикроскоп микроскоп
для сравнения. Разрешающая способность до 200 раз
2.Элекотронная микроскопия до 10000000-использует пучок
ускоренных электронов в качестве источника освещения имеют
высокую разрешающею способность. Используют магнитные поля
используют для исследования ультраструктур микроорганизмы
клетки большие молекулы металлы и кристаллы
3.Сканирующая зондовая микроскопия- формирует изображение
поверхностей с помощью зонда который сканирует образец
4.Рентгеновская микроскопия до2-20нм использует
электромагнитное излучение в рентгеновском диапазоне для
получения увеличенных изображений.

30.

31.

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Химические методы анализа - совокупность
способов качественного и количественного
химического. анализа, основанных на выполнении
химических аналитических реакций исследуемого
вещества с визуальным контролем их результата
и/или с нахождением количественной меры (масса,
объём).

32.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ
Инструментальные методы исследования - это
изучения организма с использованием разных
аппаратов, устройств и приборов.

33.

ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
Центрифугирование — это
разделение грубодисперсных
систем, состоящих из жидких и
твердых компонентов с разными
плотностями, при помощи
специальных аппаратов,
называемых центрифугами.
Принцип действия центрифуги
основан на создании большой
центробежной силы, под влиянием
которой скорость разделения
компонентов смеси, помещенной в
центрифугу, увеличивается во
много раз по сравнению со
скоростью разделения их под
действием силы тяжести

34.

ХРОМАТОГРАФИЯ
Хроматография — метод разделения и анализа смесей
веществ, а также изучения физико-химических свойств
веществ. Основан на распределении веществ между двумя
фазами — неподвижной и подвижной

35.

ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
Электрофорез - представляет собой метод, используемый в
области молекулярной биологии для отделения частей
молекулы ДНК. Это движение частиц в электрическом поле к
одному из двух электрических полюсов.

36.

МЕТОД МЕЧЕННЫХ АТОМОВ
Метод меченых атомов применяется при изучении
биохимических процессов,
происходящих в живых
клетках. Чтобы проследить
за превращениями какоголибо вещества, в него
вводят радиоактивную
метку, т. е. заменяют в его
молекуле один из атомов
соответствующим
радиоактивным изотопом
(3Н,32Р,14С).

37.

МЕТОД КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ
Метод культуры тканей - служит одним из главных
инструментов современных биотехнологий, позволяя
решать практические проблемы физиологии,
биохимии и генетики растений. Искусственное
выращивание материала проводится с соблюдением
определенных условий: стерилизации,
температурного режима и с выдержкой в специальной
питательной среде. Метод культуры тканей
представляет собой их длительное сохранение и/или
искусственное выращивание в лабораторных условиях
на питательной среде. Эта технология позволяет
создать биологическую модель для изучения
различных процессов в клетках, существующих вне
организма растений, человека и животных

38.

39.

МЕТОД РЕКОМБИНАНТНЫХ ДНК
Рекомбинантная ДНК - это
искусственно полученная
ДНК, которая включает ген
(гены), являющийся объектом
генетических манипуляций, и
вектор, обеспечивающий
размножение рекомбинантной
ДНК и синтез в клетке
хозяина определенного
продукта, кодируемого
внесенным геном

40.

СТАТИСТИЧЕСКИЙ
Статистический метод основан на статистической
обработке количественного материала, собранного в
результате других исследований (наблюдений,
экспериментов, моделирования), что позволяет
всесторонне проанализировать и установить
определенные закономерности.

41.

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ
Гибридологи́ческий анализ
— один из методов
генетики, способ изучения
наследственных свойств
организма путём
скрещивания его с
родственной формой и
последующим анализом
признаков потомства

42.

ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ
Генеалогический –
изучение родословных.
Позволяет определить
закономерности
наследования признаков,
например: если признак
проявляется в каждом
поколении, то он
доминантный
(праворукость) если
через поколение –
рецессивный (голубой
цвет глаз)

43.

БЛИЗНЕЦОВЫЙ
Близнецовый – сравнение однояйцевых близнецов, позволяет
изучать модификационную изменчивость (определять
воздействие генотипа и среды на развитие ребенка).
Однояйцевые близнецы получаются, когда один зародыш на
стадии 30- 60 клеток делится на 2 части, и каждая часть
вырастает в ребенка. Такие близнецы всегда одного пола,
похожи друг на друга очень сильно (потому что у них
совершенно одинаковый генотип). Отличия, которые
возникают у таких близнецов в течение жизни, связаны с
воздействием условий окружающей среды.
Разнояйцевые
близнецы (не изучаются в близнецовом методе) получаются,
когда в половых путях матери одновременно
оплодотворяются две яйцеклетки. Такие близнецы могут
быть одного или разного пола, похожи друг на друга как
обычные братья и сестры.

44.

45.

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ
Цитогенетический –
изучение под микроскопом
хромосомного набора –
числа хромосом,
особенностей их строения.
Позволяет выявлять
хромосомные болезни.
Например, при синдроме
Дауна имеется одна
лишняя 21-ая хромосома.

46.

БИОХИМИЧЕСКИЙ
Биохимический –
изучение химического
состава веществ
организма и
биохимических
реакций протекающих
в клетках. Этим
методом можно
установить функцию
гена и изучить
нарушение обмена
веществ

47.

ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ
Популяционно-генетический –
предполагает анализ
распределения значений
признаков и частот аллелей в
популяциях. Лежит в основе
популяционной генетики.
Основа на законе ХардиВайнберга. Позволяет
рассчитать частоту нормальных
и патологических фенотипов.

48.

МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ И БИОТЕХНОЛОГИЙ
•МЕТОДЫ БИОТЕХНОЛОГИИ – ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖИВЫХ
ОРГАНИЗМОВ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА ЦЕННЫХ ПРОДУКТОВ В наше время широко
применяются, особенно с использованием микроорганизмов. К
микроорганизмам относят одноклеточные грибы, растения
(водоросли), бактерии и т. п. Они имеют преимущественно
гаплоидный набор хромосом.
• Селекция (от лат. selectio – отбор) – это наука о создании новых и
улучшении существующих сортов растений, пород животных и
штаммов микроорганизмов. Селекция является областью
практического применения генетики. Это необходимость повышения
продуктивности растений, животных, микроорганизмов, выведение
новых пород, сортов, штаммов, что обеспечит максимальное
производство пищевых и других продуктов с минимальными
затратами

49.

Живые системы (биосистемы) как
предмет изучения биологии
Живые системы, или биосистемы, являются
центральным предметом изучения биологии.
Живые системы включают в себя все формы
жизни на Земле, начиная от простых
микроорганизмов и заканчивая сложными
многоячейковыми организмами.

50.

Изучение биосистем в биологии включает
в себя множество аспектов:
Молекулярная биология
Физиология
Генетика
Эволюционная биология
Экология
Таксономия:
Палеонтология
Анатомия

51.

Отличие живых систем от
неорганической природы
Живые системы и неорганическая природа существенно
различаются по множеству аспектов.

52.

53.

ключевым отличием живых систем от
неорганической природы является их способность к
самоорганизации, росту, размножению, адаптации и
наследованию генетической информации. Эти
особенности делают живые системы уникальными и
формируют основу для биологического
исследования.

54.

Свойство биосистем и их
разнообразие.
Биосистемы, также известные как биосфера или
биологические системы, представляют собой
комплексные системы, состоящие из живых
организмов и их окружающей среды, включая
атмосферу, гидросферу и литосферу.

55.

Вот некоторые из основных свойств биосистем:
Взаимосвязь и взаимодействие: В биосистемах существует
тесная взаимосвязь и взаимодействие между различными
видами живых организмов и их средой. Это включает в себя
взаимодействие хищник-жертва, конкуренцию за ресурсы и
симбиоз между разными видами.
Энергетический поток: В биосистемах существует постоянный
поток энергии из солнечного излучения, который питает жизнь
на Земле. Эта энергия преобразуется и передается через
пищевые цепи и сети, поддерживая жизнедеятельность всех
организмов.
Биологическое разнообразие: Биосистемы обладают огромным
биологическим разнообразием. Это включает в себя множество
видов растений, животных, микроорганизмов и других форм
жизни. Разнообразие вида обеспечивает устойчивость
биосистемы и её способность адаптироваться к изменениям в
окружающей среде.

56.

Циклы материи: Биосистемы также характеризуются
циклическими процессами обмена веществ, такими как
круговорот углерода, азота и других элементов между
организмами и окружающей средой.
Эволюция: Биосистемы подвержены эволюции и
изменению со временем. Это позволяет им
адаптироваться к изменяющимся условиям среды и
продолжать существовать.

57.

Уровни организации биосистем.
Уровни организации биосистем обычно описываются
иерархически, начиная с наименьшего уровня и двигаясь к более
крупным и сложным структурам.
Молекулярный
уровень:
Клеточный уровень:
Тканевый уровень:
Органный уровень:
Системный уровень:
Организменный
уровень
Популяционный
уровень
Экосистемный
уровень
Биосферный
уровень

58.

• Молекулярный уровень: Этот уровень
включает в себя наименьшие
химические компоненты живых
систем, такие как атомы и молекулы.
На этом уровне происходят
химические реакции, которые
обеспечивают жизнедеятельность
организмов.
• Клеточный уровень: Клетки основные структурные и
функциональные единицы живых
организмов. Они обладают
мембранами, ядром и органеллами,
такими как митохондрии и
хлоропласты. Клетки выполняют
различные биологические функции
и могут объединяться в ткани и
органы.

59.

• Тканевый уровень: На этом уровне
клетки объединяются в ткани с
общей структурой и функцией.
Примеры тканей включают в себя
эпителиальные ткани, мышечные
ткани и нервные ткани
• Органный уровень: Органы
представляют собой группы тканей,
которые выполняют определенные
функции в организме. Примеры
органов включают в себя сердце,
печень, легкие и почки.