Біологія 10 клас

Розділ 1 Загальна характеристика живої природи

 

Тема 1 Біологія – наука про життя

 

§ 4. БІОЛОГІЯ ЯК СИСТЕМА НАУК

 

Терміни та поняття: гомеостаз, система біологічних наук, дисципліна, геноміка, біоінформатика, біоніка, біоетика.

Біологія та її основні принципи. Біологія — наука про життя в усіх його проявах. Об’єктом досліджень біології є живі істоти та їх взаємодія з навколишнім середовищем.

Біологія вивчає будову, функціонування, ріст, походження, історичний розвиток і поширення живих організмів на Землі, описує й систематизує їх різноманітність, взаємодію між собою та з навколишнім середовищем.

Людина (мал. 38) — істота біологічна, вона підкоряється тим самим законам природи, що й інші живі організми. Руйнація середовища існування, яка загрожує виснаженням природних ресурсів, дефіцитом прісної води, екологічними негараздами та катастрофами, появою нових захворювань, що вимагають сучасних препаратів і методів лікування, робить біологію най важливішої на у кою для майбутнього людства. Біологія — обов’язковий предмет шкільної освіти. У світі щорічно виходять мільйони наукових та науково-популярних публікацій, які так чи інакше стосуються біологічних проблем.

Сучасна біологія досліджує такі фундаментальні питання, як: клітинну будову організмів; еволюційне походження видів живого на Землі; генну теорію успадкування ознак; стійкість організмів до зовнішніх факторів середовища; забезпеченість організмів енергією — життєвою силою, що підтримує процеси, які відбуваються в організмі.

Сутність цих питань полягає в наступному: • усі живі організми складаються з клітин, а нові клітини утворюються з материнських шляхом поділу; • сучасна різноманітність живих організмів сформувалася в процесі історичного розвитку життя на Землі, який називається еволюцією; • спадкова інформація про всі ознаки й властивості живих організмів закодована в генах — ділянках ДНК; • фізіологічні процеси, що відбуваються в організмі, спрямовані насамперед на збереження його стабільного стану, який називають гомеостазом (від грец. гомеос — однаковий, стасис — нерухомість).

Для підтримки життя організмам необхідна енергія, яку вони одержують із навколишнього середовища: автотрофи (рослини, ціанобактерії) — від Сонця, а гетеротрофи (тварини, гриби, більшість бактерій) — поїдаючи інші організми або поглинаючи органічну речовину, що залишилася після смерті цих самих організмів.

 

Мал. 38.Різноманіття людських рас — наслідок мінливості ДНК

 

 

Мал. 39 а.Дику орхідею, або зозулинець блощичний, нещодавно можна було зустріти на околицях Києва

 

 

Мал. 39 б.Білі, як і інші гриби, є об’єктом науки мікології, однак вони і зараз привертають увагу ботаніків

 

Процес засвоєння й перетворення енергії являє собою сукупність хімічних реакцій, які відбуваються в клітинах.

Біологія як система наук. Із самого початку свого становлення біологія являла собою систему наук. Це пов’язано з тим, що об’єктами біологічних досліджень були як різні види живих істот, так і різні сторони життєдіяльності організмів, якими займалися зовсім різні науковці.

Спо чат ку біологічні науки групувалися за типами досліджуваних організмів: ботаніка — наука про рослини (мал. 39а і 39б), зоологія — про тварин, мікробіологія — про мікроорганізми (мал. 40). Потім сформувалися науки, об’єктами досліджень яких стали біологічні процеси. У результаті з’являються модельні об’єкти — тварини, рослини або бактерії, — з якими працюють майже всі: плодова мушка — дрозофіла у генетиків, жаба і собака — у фізіологів, кишкова паличка — у мікробіологів.

Людство вдячне тваринам. Проявом такої вдячності стали пам’ятники, споруджені у багатьох країнах світу (мал. 41). Найбільше їх встановлено собаці, є кілька жабі й навіть один — дро зофілі.

Найпершою серед біологічних наук, що мала на меті не вивчення конкретного об’єкта, а розв’язок проблеми, мабуть, була систематика — наука про класифікацію живих організмів; будову тіла й органів рослин та тварин вивчають морфологія й анатомія; будову й особливості життя клітин — цитологія; функції окремих органів і процеси, що в них відбуваються, — фізіологія; поведінку тварин — етологія; взаємозв’язок різних організмів один з одним і середовищем їхнього існування — екологія; закономірності спадковості та мінливості вивчає генетика; розвиток організму в онтогенезі є предметом біології розвитку; зародження й історичний розвиток живої природи перебуває в полі зору еволюційної біології.

Більшість біологічних наук складаються з дисциплін (від лат. дисципліна — школа, навчання) — наукових напрямів з вузькою спеціалізацією. Наприклад, за об’єктом досліджень у зоології виділяють теріологію — науку про ссавців, орнітологію — про птахів (мал. 42), іхтіологію — про риб (мал. 43), ентомологію — про комах (мал. 44), протистологію — про найпростіших (мал. 45) тощо. У такій сучасній науці, як генетика нараховують десятки напрямів, серед яких найбільш відомі молекулярна генетика, цитогенетика, біохімічна генетика, імуногенетика, генетика розвитку, популяційна генетика, медична генетика. Утворення нових наукових напрямів триває й нині. Нещодавно на стику генетики й молекулярної біології сформувалася така дисципліна, як геноміка — порівняння будови генетичних апаратів різних організмів. Біоінформатика, або обчислювальна біологія, — теж одна з наймолодших біологічних наук, яка використовує комп’ютери для розв’язку певних біологічних завдань. Без неї неможливо обробити інформаційні масиви даних, що накопичуються в сучасній науці.

 

 

Мал. 40.Золотистий стафілокок — один із найнебезпечніших для людини мікроорганізмів

 

 

Мал. 41.Пам’ятник собаці Павлова. Санкт-Петербург

Мал. 42.Лелека —птах-символ українців

 

Біологія та інші науки. Як уже зазначалося, біологія як наука сформувалася тільки завдяки експериментам, у яких використовували методи точних наук: фізики, хімії й математики. Без оптичних приладів і електронних мікроскопів неможливий був би прогрес ні у вивченні мікроорганізмів і клітин, ні у вивченні дрібних клітинних структур. Без хімічних досліджень не можна було б вивчити фізіологічні процеси, що відбуваються в організмах тварин, і з’ясувати, яким чином живляться рослини. Без математичних методів, що забезпечують кількісний аналіз отриманих результатів, просто не виникла б генетика й не було б зрозуміло, чому діти так схожі на своїх батьків. Адже генетика як наука сформувалася саме завдяки застосуванню статистичних методів.

На межі з точними і природничими науками виник цілий ряд біологічних дисциплін. І це не тільки біохімія, яка вивчає хімічні основи живого, але й біофізика, що досліджує фізичні процеси у живих системах різних рівнів, біометрія, яка використовує математичний апарат для статистичного аналізу біологічних даних і опису біологічних процесів, біоніка — наука, що знаходиться на межі біології та техніки і вирішує певні інженерні завдання на базі вивчення біологічних процесів. Інтегрується біологія не тільки з точними науками, але й навіть із суспільними. Нещодавно з’явилися науки соціобіологія, що займається проблемою співвідношення біологічного й соціального в угрупованнях живих організмів, та зоопсихологія, яка доводить, що у тварин також є психіка.

Практичні потреби людини формують такі наукові напрями, як агроекологія, біотехнологія, космічна біологія, біомедицина, а моральні чинники зумовили виникнення біоетики — органічного поєднання сучасних досягнень біологічних наук та медицини з духовністю. У сучасному суспільстві біоетика стала ознакою цивілізованості. В Україні останнім часом розпочато роботу в цьому напрямі. Діють Комітети з біоетики при Президіях НАН України та Національної академії медичних наук, розроблено проект Закону про біоетику та біоетичну експертизу, налагоджено зв’язки з громадськістю, контакти з міжнародними організаціями, що опікуються цією справою, а також з комітетами окремих країн.

Мал. 43.Коралові риби — це найдивовижніші істоти

Мал. 44.Бабки не лише найчарівніші істоти серед комах, але й найненажерливіші хижаки

Мал. 45.Амеба протей — найпростіша за будовою з амеб

 

Сучасна біологія — це одна з найпотужніших наук сьогодення, що являє собою систему знань і включає сотні дисциплін та напрямів досліджень. Нині розвиток біологічних досліджень є пріоритетом не тільки науки, але й ознакою цивілізованого суспільства.

 





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити