Биология Урок 1

1. Биология как наука. Общая характеристика жизни

2. Повестка дня

• Современные отрасли биологических
знаний
• Связь биологии с другими науками:
биохимия, биофизика, бионика,
геногеография и др.
• Роль и место биологии в формировании
современной научной картины мира
• Уровни организации живой материи
• Общая характеристика жизни, свойства
живых систем
• Химический состав клеток

3. Современные отрасли биологических знаний

4. Ботаника

• Изучает растения, их структуру, функции,
эволюцию, классификацию и
взаимодействие с окружающей средой.
Некоторые направления:
Ботаника
• Систематика растений — разделяет
многообразие растительного мира на
естественные группы (таксоны),
устанавливает рациональную систему их
наименований.
• Экология растений — изучает
взаимоотношения растений друг с другом и
с условиями окружающей среды.
• Палеоботаника — наука об ископаемых
растениях, имеет значение для
восстановления истории развития
растительного мира.

5. Зоология

• Изучает многообразие животного мира,
строение и жизнедеятельность животных,
их распространение, связь со средой
обитания, закономерности индивидуального
и исторического развития. Некоторые
дисциплины:
Зоология
• Систематика животных — описывает
многообразие видов, систематизирует их по
признакам сходства и различия.
• Морфология животных — исследует
внешнее и внутреннее строение животных.
• Экология животных — изучает
взаимоотношения их между собой и с
другими организмами, а также
неорганическими факторами среды
обитания.

6. Микробиология

• Исследует микроорганизмы, включая
бактерии, вирусы, грибы и простейшие, а
также их роль в природе и деятельности
человека. Некоторые направления:
Микробиология
• Медицинская и ветеринарная микробиология
— изучает особенности болезнетворных
микроорганизмов, вызывающих заболевания
человека и животных, и их взаимодействие с
организмом хозяина.
• Сельскохозяйственная микробиология —
исследует микробные процессы в земледелии
и животноводстве.
• Почвенная, морская, космическая
микробиология — разделы, посвящённые
свойствам специфических для этих
природных сред микроорганизмов и
процессам, с ними связанным.

7. Генетика

• Изучает гены, генетические вариации и
наследственность в организмах. В
зависимости от объекта исследования
выделяют генетику растений, животных,
микроорганизмов, человека и другие.
Некоторые направления:
Генетика
• Молекулярная генетика — анализ структуры и
функции генов.
• Популяционная генетика — изучает
генетическое разнообразие среди популяций
и то, как это разнообразие изменяется под
влиянием различных факторов — от мутаций
до естественного отбора.
• Геномика — фокусируется на полном анализе
геномов различных организмов, помогает в
разработке новых медицинских технологий и
терапии, основанных на индивидуальных
генетических профилях.

8. Связь биологии с другими науками

9.

• Биология тесно связана с другими
науками, что привело к возникновению
пограничных дисциплин, изучающих
химические процессы, физические
явления, применение принципов живой
природы в технических устройствах и
географическое распространение
генетических признаков. Ниже
приведены примеры такой связи для
биохимии, биофизики, бионики и
геногеографии.

10. Биохимия и Биофизика

Биология привлекает биохимию для
изучения химических процессов в живых
организмах. Некоторые аспекты связи:
• Биохимия — основа для многих наук
биологического профиля. Например,
биохимия нуклеиновых кислот лежит
в основе генетики.
• Биохимические подходы
используются для изучения
патогенеза различных заболеваний
(воспалительные процессы,
аллергические реакции, рак и др.).
• Фармакология и фармация
базируются на биохимии и
физиологии — метаболизм
большинства лекарств
осуществляется в результате
соответствующих ферментативных
реакций.
Биология привлекает биофизику для
изучения физических и физикохимических явлений в живых
организмах. Некоторые аспекты связи:
• Биофизика помогает биологии
решать задачи, не решаемые в
рамках одной биологии, — например,
изучение строения биологически
важных макромолекул, выяснение
пространственной структуры которых
требует биофизического подхода.
• Биофизика разрабатывает вопросы
термодинамики и биологической
кинетики, с этих позиций
рассматривается, в частности,
проблема адаптации отдельных
клеток и целых организмов к
различным условиям окружающей
среды.

11. Бионика и Геногеография

Биология тесно связана с бионикой —
прикладной наукой о применении в
технических устройствах и системах
принципов организации, свойств, функций и
структур живой природы. Некоторые аспекты
связи:
• Бионика помогает биологии — помогает
понять и моделировать те или иные
биологические явления или структуры.
• Бионика использует полученные сведения
о живых организмах для создания новых
приборов, механизмов, материалов.
Например, исследование нервной
системы человека и животных и
моделирование нервных клеток
(нейронов) и нервных сетей для
совершенствования вычислительной
техники.
Биология влияет на геногеографию —
научную дисциплину, изучающую
географическое распространение
генетических признаков живых организмов, в
том числе человека, по различным
географическим районам Земли. Некоторые
аспекты связи:
• Геногеография использует достижения
генетики — дисциплины, изучающей гены
живых организмов. Например,
геногеография изучает формирование
ареалов — обособленных пространств,
где потоки генов не столько интенсивны,
как вовне.
• Данные геногеографии важны в
установлении генофондов домашних
животных и культурных растений как
одной из основ породного или сортового
районирования и селекции, а также в
генетике человека.

12.

Роль и место биологии в
формировании современной
научной картины мира

13. Роль биологии

Биология сыграла важную роль в
формировании современной
естественнонаучной картины мира. Это
комплекс наук о живой природе, который
изучает строение и функции живых существ, их
разнообразие, происхождение и развитие, а
также взаимодействие с окружающей средой.
Изучение и раскрытие общих законов и
закономерностей развития живой природы
(эволюции). Например:
• Формулировка клеточной теории в XIX веке,
которая стала важнейшим обобщением в
биологии и легла в основу современных
представлений о единстве органического мира.
• Открытие закономерностей передачи
наследственной информации чешским биологом
Г. Менделем, что послужило толчком к
дальнейшему бурному развитию биологии в XX–
XXI веках.
• Развитие представлений об окружающей среде
привело к возникновению такой науки, как
экология, и формулировке учения о биосфере
как о сложной многокомпонентной планетарной
системе связанных между собой огромных
биологических комплексов, а также химических и
геологических процессов, происходящих на
Земле (В.И. Вернадский).
• Систематизация научных фактов и их обобщение
Роль
биологии

14. Место биологии

• Биология следует за физикой и химией,
основываясь на методах и содержании этих
наук. При этом прогресс биологии тесно
связан с успехами других естественных и
точных наук, таких как физика, химия,
математика, информатика и др.. Например,
микроскопирование, ультразвуковые
исследования (УЗИ), томография и другие
методы биологии основываются на
физических закономерностях, а изучение
структуры биологических молекул и
процессов, происходящих в живых
системах, было бы невозможным без
применения химических и физических
методов.

15. Уровни организации живой материи

Выделяют несколько уровней организации
живой материи, которые отражают
иерархичность структурной организации
жизни. Некоторые из них: молекулярный,
клеточный, тканевый и организменный.

16. Молекулярный и Клеточный

Представлен комплексом
биомакромолекул: белков, нуклеиновых
кислот (ДНК и РНК), липидов и
углеводов
• На этом уровне кодируется, хранится и
реализуется генетическая
информация, определяющая структуру
и функционирование всех
биологических систем.
• На молекулярном уровне происходят
фундаментальные процессы
жизнедеятельности: репликация ДНК,
транскрипция, трансляция,
биохимические реакции метаболизма.
Представлен клеткой —
элементарной структурной и
функциональной единицей живого.
• Клетка служит основой
строения, роста, развития и
размножения многоклеточных
организмов.
• На клеточном уровне
происходят процессы, которые
проходят непосредственно в
клетке и в её органоидах,
например: клеточное деление,
синтез органических веществ,
регуляция химических реакций.

17. Тканевой и Организменный

Представлен тканями,
объединяющими клетки
определённого строения,
размеров, расположения и схожих
функций.
• У многоклеточных организмов
ткани образуются в процессе
онтогенеза как следствие
дифференцировки клеток.
• У животных различают
несколько типов тканей:
эпителиальную,
соединительную, мышечную,
нервную.
• У растений различают
меристематическую, защитную,
основную и проводящую ткани.
Представлен целостным живым
организмом — отдельной особью
вида, обладающей всеми
свойствами, характерными для
живых систем.
• Организм функционирует как
единое целое благодаря
сложным механизмам
нейрогуморальной регуляции,
обеспечивающим координацию
работы всех органов и систем.
• На уровне организмов
происходят процессы: обмен
веществ, раздражимость,
размножение, онтогенез
(процесс индивидуального
развития) и др..

18.

Химический состав клеток

19. Химический состав клетки

— это
совокупность всех химических элементов и
соединений, входящих в её состав и
обеспечивающих структуру и
функционирование. Клетка содержит свыше 80
элементов периодической системы, но для
поддержания её жизнедеятельности требуется
примерно 25, из которых 16–18 считаются
незаменимыми.
Неорганические вещества
• Вода — составляет в среднем около
70% массы клетки. Придаёт клетке
упругость и объём, обеспечивает
постоянство её состава, участвует в
химических реакциях.
• Минеральные соли — составляют
примерно от 1 до 1,5% от общей массы
клетки. В растворённом виде
представляют собой необходимую
среду для химических процессов,
которые протекают в клетке.
Химический
состав
клетки

20. Также в состав клетки входят биологически активные вещества — витамины, гормоны, алкалоиды и другие соединения, регулирующие

обмен
веществ и
способствующие
адаптации клетки к
изменениям внешней
среды.
Органические вещества
• Белки — сложные биополимеры, состоящие из
аминокислот, связанных пептидными связями.
Выполняют структурные, каталитические
(ферменты), транспортные, регуляторные и
защитные функции.
• Липиды — группа гидрофобных органических
соединений. Выполняют функцию запасания
энергии, входят в состав клеточных мембран и при
окислении служат резервом воды.
• Углеводы — органические вещества, состоящие из
углерода, водорода и кислорода. Служат основным
источником энергии, входят в состав клеточных
стенок растений (целлюлоза) и скелетов животных
(хитин).
• Нуклеиновые кислоты — биополимеры,
состоящие из нуклеотидов. Различают ДНК
(дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК
(рибонуклеиновая кислота). ДНК отвечает за
хранение генетической информации, а РНК
участвует в синтезе белка.

21. Спасибо

Далее домашнее задание

22. 1. Выучить определения ботаники, зоологии, генетики и микробиологии(опрос) 2. Описать в эссе один из примеров связи с биологией

с другой наукой (фаил в дз)
3. Своими словами рассказать о методах и ролях биологии (устно)