На рисунках изображено пять молекул сложных веществ. Способы изображения органических молекул
Биология – наука о живой природе 1. 1 Биология, как наука, ее достижения, методы исследования, связи с другими науками. 1. 2 Признаки и свойства живого: клеточное строение, особенности химического состава, обмен веществ и превращение энергии, гомеостаз, раздражимость, воспроизведение, развитие. 1. 3 Основные уровни организации живой природы: клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.
1779 г. немецкий профессор анатомии Теодор Руз впервые употребил термин «биология» Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году, Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом. 1802 г. Французский натуралист Жан Батист Ламарк предложил использовать этот термин для обозначения науки, изучающей живые организмы. Карл Фридрих Бурдах 1776 - 1847 Готфрид Рейнхольд Тревиранус 1776 - 1837 Жан Батист Ламарк 1744 - 1829
Биология (от греч. «bios» – жизнь, «logos» – наука) – наука о жизни, её закономерностях и формах проявления, о существовании и распространение её во времени и пространстве. Она исследует происхождение жизни и её сущность, развитие, взаимосвязи и многообразие. Биология относится к естественным наукам.
У каждой науки есть свой объект, и свой предмет исследования. У биологии объектом исследования является ЖИЗНЬ. Носители жизни – живые тела. Все, что связано с их существованием, изучает биология. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ 1. ЖИЗНЬ 2. ЖИЗНЬ 3. ЖИЗНЬ 4. ЖИЗНЬ как ОСОБОЕ ЗНАКОВЫХ ЕСТЕСТВ. ИСТОРИЧ. ЯВЛЕНИЕ БИОЛОГИЧ. ГРУПП СЛОЖИВШ. ЕДИНИЦ ОРГАНИЗ- СООБЩЕСТВ (ГЕН, КЛЕТКА, МОВ ОРГ-ОВ ОСОБЬ) (ПОПУЛЯЦИЯ, РАЗНЫХ ВИД) ВИДОВ (БИОЦЕНОЗ) Предмет изучения науки всегда несколько уже, ограниченнее, чем объект. Например, кого-то из ученых интересует обмен веществ организмов. Тогда объектом изучения будет жизнь, а предметом изучения – обмен веществ. С другой стороны, обмен веществ тоже может быть объектом исследования, но тогда предметом исследования будет одна из его характеристик, например обмен белков, или жиров, или углеводов.
Основные направления современной биологии Классическая биология Ее представляют ученыенатуралисты, изучающие многообразие живой природы. Они объективно наблюдают и анализируют все, что происходит в живой природе, изучают живые организмы и классифицируют их. Неправильно думать, что в классической биологии все открытия уже сделаны. Физико-химическая Эволюционная биология исследующая В XIX в. автор теории строение живых естественного отбора Чарлз объектов при помощи Дарвин начинал как обычный современных натуралист: он физических и коллекционировал, наблюдал, химических методов. описывал, путешествовал, Это быстро раскрывая тайны живой природы. развивающееся Однако основным результатом направление его работы, сделавшим его биологии, важное как в известным ученым, стала теоретическом, так и в теория, объясняющая практическом органическое разнообразие. отношении.
Наука в современном понимании этого слова сформировалась в XVII веке, когда в нее повсеместно был введен научный метод. Однако некоторые фундаментальные представления о живой природе родились гораздо раньше.
Этапы развития биологии 1. Период до появления земледелия и скотоводства 2. Период земледелия и скотоводства Накопление знаний о человеке, растениях, животных Дальнейшее накопление знаний о человеке, растениях, животных
3. Появление древних государств (Греция, Рим) Аристотель Описал около 500 видов животных. Создал первую систему их классификации. Заложил основы сравнительной анатомии. Считал, что живая материя возникла из неживой Систематизация знаний о человеке, растениях, животных Теофраст Гален «Отец» ботаники. Описал разные органы растений. Заложил основы классификации растений. Считал, что живая материя возникла из неживой Выдающийся римский врач. «Отец» медицины. Описал органы человека. Заложил основы анатомии человека Основа для развития европейской биологической науки, не менялась до VIII в. н. э.
Античность Гиппократ дал первое относительно подробное описание строения человека и животных, указал на роль среды и наследственности в возникновении болезней. Его считают основоположником медицины. Гиппократ ок. 460 - ок. 370 до н. э.
Аристотель делил окружающий мир на четыре царства: неодушевленный мир земли, воды и воздуха; мир растений; мир животных и мир человека. Он описал многих животных, положил начало систематике. В написанных им четырех биологических трактатах содержались практически все известные к тому времени сведения о животных. Заслуги Аристотеля настолько велики, что его считают основоположником зоологии. Аристотель 384 - 322 до н. э.
Теофраст изучал растения. Им описано более 500 видов растений, даны сведения о строении и размножении многих из них, введены в употребление многие ботанические термины. Его считают основоположником ботаники. Теофраст ок. 372 - ок. 287 до н. э.
Гай Плиний Старший собрал известные к тому времени сведения о живых организмах и написал 37 томов энциклопедии «Естественная история» . Почти до средневековья эта энциклопедия была главным источником знаний о природе. Гай Плиний Старший ок. 23 - 79
Клавдий Гален – римский (греческого происхождения) медик, хирург и философ. в своих научных исследованиях широко использовал вскрытия млекопитающих. Он первым сделал сравнительноанатомическое описание человека и обезьяны. Изучал центральную и периферическую нервную систему. Историки науки считают его последним великим биологом древности. Клавдий Гален ок. 130 - ок. 200
4. Период Средневековья (V–XV ст. н. э.) Торможение развития биологии, преобладание религиозных взглядов о создании материи Богом Биология развивалась преимущественно как описательная наука. Накопленные факты часто были искаженными. Например, встречаются описания различных мифических существ, например «морского монаха» , который будто появлялся морякам перед штормом, сирен, русалок, спрутов и т. д. Лишь немногие европейские учёные приобрели известность в Средние века. Среди них Хильдегарда Бингенская, Альберт Великий и Фридрих II (император Священной Римской империи) составили канон естественной истории для ранних европейских университетов, в которых медицина значительно уступала преподаванию философии и богословия
5. Период Возрождения и Просвещения (ХVІ–XVІІІ ст. н. э.) Роберт Гук (1635– 1703) Изобретение Микроскопа, введение термина «клетка» Антони ван Левенгук (1632– 1723) Наблюдал одноклеточные организмы, клетки крови Развитие биологической науки, изучение строения и функций различных биологических объектов Карл Линней (1707– 1778) Ввел термин «вид» . Основал современную систематику, а также созрыл собственную классификацию растений и животных. Ввел латинские научные названия видов, родов и других систематических категорий, описал свыше 7500 видов растений и около 4000 видов животных
Леонардо да Винчи Описал многие растения, изучал строение человеческого тела, деятельность сердца и человеческую функцию. Леонардо да Винчи 1452 - 1519
Андреас Везалий Написал книгу “О строении человеческого тела”. Точно описал и и изобразил внутренние органы человеческого тела и скелет. Описал клапаны сердца. Андреас Везалий 1514 - 1564
Рисунки из атласа Андреаса Везалия «О строении человеческого тела, в семи книгах» (De humani corporis fabrica libri septem), учебник по анатомии человека, написанный Андреасом Везалием в 1543 году.
Открыл 2 круга кровообращения. Исследование физиологических функций при помощи экспериментальных методов Написал книгу «Анатомическое исследование о движении сердца и крови животных» . Уильям Гарвей (1578 -
английский физик и ботаник Роберт Гук (1635 -1703 гг.). впервые применил микроскоп для исследования растительных и животных тканей. Изучая срез, приготовленный из пробки и сердцевины бузины, Р. Гук заметил, что в их состав входит множество мелких образований, похожих по форме на ячейки пчелиных сот. Это были клетки растительного организма (точнее - оболочки растительных клеток). Ввел термин «клетка» .
Антони ван Левенгуком (1632 -1723 гг.) Микроскоп, усовершенствованный знаменитым голландским исследователем позволил увидеть живые клетки при увеличении в 270 раз. Левенгук впервые рассмотрел эритроциты и сперматозоиды, обнаружил в капле воды разнообразных простейших животных, многих из них он зарисовал с натуры.
Предложил систему классификации живой природы и ввел бинарную (двойную) номенклатуру для наименования видов. Карл Линней (1707 -
Установил, что зародыши всех животных на ранних этапах развития схожи, сформировал закон зародышевого сходства. Карл Эрнест Бэр
6. Создание клеточной теории и развитие эволюционных идей (ХІХ ст. н. э.) Теодор Шванн (1810– 1882) Один из авторов клеточной теории (Шлейден и Вирхов) Жан. Батист Ламарк (1744– 1829) Автор первого эволюционного учения Резкий всплеск развития биологии, борьба материалистических и идеалистических взглядов о возникновении материи Чарльз Дарвин (1809– 1882) Автор первой эволюционной теории Эрнст Геккель (1834– 1919) Ввел термин «экология» . Заложил основы филогении
Огромную роль в развитии биологии сыграла клеточная теория, которая научно подтвердила единство живого мира и послужила одной из предпосылок возникновения теории эволюции Чарльза Дарвина. Теодор Шванн 1810 - 1882 Маттиас Шлейден 1804 - 1881
В 1859 г. на основе многочисленных наблюдений Чарльз Дарвин опубликовал свой основной труд «О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» , в котором сформулировал основные положения теории эволюции, предложил механизмы эволюции и пути эволюционных преобразований организмов. Дарвиновы вьюрки Чарльз Дарвин 1809 - 1882
Основатели иммунологии: В 1883 г. русский биолог Илья Мечников разработал теорию фагоцитоза и обосновал клеточную теорию иммунитета. В 1891 г. немецкий врач Пауль Эрлих разработал гуморальную теорию иммунитета. В 1908 г. им была присуждена Нобелевская премия. Фагоцителла по Мечникову Илья Мечников 1845 - 1916 Пауль Эрлих 1854 - 1915
7. «Генетический» период (с 1900 года) Преобладание материалистических взглядов, открытие закономерностей наследственности и изменчивости Уильям Бетсон (1861– 1926) Термин «генетика» (1908) Грегор Мендель (1822– 1884) Томас Хант Морган Хромосомная теория наследственности Уотсон и Крик Структура ДНК (1953)
Переоткрыли законы Г. Менделя в 1900 г. Гуго де Фриз (1848– 1935) Термин «мутация» Эрих Чермак (1871– 1962) сосредоточил свое внимание на практическом применении генетических закономерностей в селекции культурных растений. Карл Корренс (1864– 1933) работы по генетике пола, цитоплазматич. наследственности.
Период Древние века (античность) XV - XVIII - XIX Ученые-биологи Изучаемые проблемы и достижения Аристотель, Гай Плиний Старший, Клавдий Гален Изучение видового разнообразия, внешнего облика, повадок, внутреннего строения животных. Первые представления о классификации организмов. Разработка методики физиологических опытов, изучение функций нервной системы Л. да Винчи, А. Визалий, У. Гарвей Изучение строения тела человека, развитие представлений о физиологии нервной системы и обмене веществ у человека и животных. Первые попытки использования математики для характеристики биологических явлений Р. Гук, М. Мальпиги, А. Левенгук, Дж. Рей, К. Линней Открытие и изучение клеточного строения растений, мира одноклеточных организмов, эритроцитов, сперматозоидов. Формирование представлений о биологическом виде, создание классификации органического мира Ж. Б. Ламарк, Ж. Кювье, К. Ф. Вольф, К. М. Бэр Обоснование эволюционных идей. Выдвижение в противовес эволюционной идее учения о катастрофах, основанного на данных сравнительной анатомии и палеонтологии. Эмбриологические исследования, подтверждающие правильность эволюционных идей.
Период Ученые-биологи Изучаемые проблемы и достижения XX Обоснование клеточной теории, приводящее к пониманию единства органического мира. Заложение основ материалистического понимания процессов высшей нервной деятельности. Окончательное опровержение возможности самозарождения организмов. Т. Шванн, М. Шлейден, Создание эволюционного учения, убедительно И. М. Сеченов, Л. Пастер, Ч. раскрывающего механизмы исторического Дарвин, А. О. Ковалевский, И. развития органического мира. Разработка Мечников, В. О. проблем и методов эволюционной эмбриологии Ковалевский, Г. Мендель, Х. Разработка идей эволюционной палеонтологии де Открытие закономерностей наследственности. Фриз, Т. Морган, Дж. Уотсон, Создание мутационной теории, явившееся одним Ф. Крик, И. П. Павлов, С. С. Четв из отправных пунктов развития генетики. ериков, Р. Фишер, Дж, Обоснование и развитие хромосомной теории Хаксли, Э. Майр, И. И. наследственности. Установление структуры ДНК, Шмальгаузен, А. И. Опарин раскрытие принципа генетического кода. Учение В. И. Вернадский, В. Н. Сукачев, А. об условных рефлексах и высшей нервной Тенсли, В. Шелфорд, Ч. деятельности. Разработка синтетической теории Элтон и др. эволюции, развивающей и дополняющей Дарвинизм. Первая научная теория происхождения жизни. Разработка учения о биосфере. Заложение основ биогеоценологии, развитие идей экологии как науки о взаимосвязи организмов друг с другом и с внешней средой
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ наука определение что изучает анатомия строение тела человека, наука о форме и строении отдельные органы и ткани отдельных органов, систем человека; ткани растений и и организма в целом т. д. антропология морфология человека, наука о происхождении и учение об антропогенезе и эволюции человека расоведение ботаника наука о растениях внешнее и внутреннее строение растений; их видовое разнообразие; особенности их жизнедеятельности; закономерности их географического распространения
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ наука генетика определение что изучает наука о наследственности и закономерности изменчивости наследования и особенности изменчивости признаков; теоретическая основа селекции наука о здоровье влияние разнообразных факторов внешней среды на здоровье человека, его работоспособность и продолжительность жизни наука о животных многообразие животного мира, строение и жизнедеятельность животных, их распространение гигиена зоология
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ наука определение что изучает наука о грибах морфология, систематикя, распространение грибов, их роль в природе и жизни человека наука о форме и строении животных и растительных организмов - наука об ископаемых остатках организмов минувших геологических эпох вымершие организмы, их отпечатки и следы их жизнедеятельности микология морфология палеонтология
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ наука селекция систематика теория эволюции определение что изучает наука о методах создания сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов способы воздействия на микроорганизмы, растения и животных с целью изменения их наследственных качеств в нужном для человека направлении классификация организмов по группам (таксонам) и установление родственных связей между ними разнообразие всех существующих и вымерших организмов; определение их места в системе органического мира наука об общих закономерностях и движущих силах исторического развития живой природы происхождение и эволюцию жизни, образование адаптаций, движущие факторы эволюции
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ наука физиология определение что изучает наука о функциях живых жизнедеятельность организмов и составляющих организмов, их клеток, тканей и органов закономерности их взаимодействия с окружающей средой наука о клетке строение, химический состав, функциии и эволюцию клеток наука о взаимоотношениях организмов с окружающей средой состав, свойства, закономерности развития экосистем и биосферы, поток энергии, круговорот химических элементов цитология экология
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ наука определение что изучает наука об индивиальном развитии организмов гаметогенез, оплодотворение, эмбриональное и постэмбриональное развитие наука о поведении животных врожденные формы поведения животных (инстинкты) эмбриология этология
Наука как сфера человеческой деятельности Понятие наука определяется, как «сфера человеческой деятельности по получению, систематизации объективных знаний о действительности» . В соответствии с этим определением объектом науки – биологии является жизнь во всех ее проявлениях и формах, а также на разных уровнях.
Научным фактом(греч. factum - сделанное) является лишь тот, который можно воспроизвести и подтвердить. Научный метод (греч. methodos – путь исследования) – совокупность приемов и операций, используемых при построении системы научных знаний. Метод – это путь исследования, который проходит ученый, решая какую-либо научную задачу, проблему.
СПОСОБЫ (МЕТОДЫ) ИССЛЕДОВАНИЯ – 1. НАБЛЮДЕНИЕ – метод, с помощью которого исследователь собирает информацию об объекте. 1 а. Невооруженным глазом или с использованием оптических и иных приборов (лупа, микроскоп, электронный микроскоп, дифференциальное центрифугирование, рентгеноструктурный анализ); 1 б. Визуализация живых структур и процессов (методы лучевой диагностики – рентген, УЗИ, томографии).
2. ЭКСПЕРИМЕНТ (ОПЫТ) метод, с помощью которого проверяют результаты наблюдений, выдвинутые предположения – гипотезы. Примерами экспериментов являются скрещивания животных или растений с целью получения нового сорта или породы, проверка нового лекарства, выявление роли какого-либо органоида клетки и т. д. Эксперимент – это всегда получение новых знаний с помощью поставленного опыта. 2 а. In Vivo – используется живое существо. Особенность – этические проблемы; 2 б. In Vitro – используются живые биологические объекты (клетки, ткани, органные структуры), выращиваемые вне организма в условиях культуры. Особенность – проблемы интерпретации; 2 в. Природные “эксперименты” – мутации (закон гомологичных рядов Н. И. Вавилова), уродства.
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ: 3 а. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ; 3 б. КОМПЬЮТЕРНОЕ (дизайн лекарств, в т. ч. на наноносителях); 3 в. БИОЛОГИЧЕСКОЕ (создание живых форм (клеток, организмов) с заданными свойствами технологии knock in, knock out и др.).
Проблема – вопрос, задача, требующие решения. Решение проблемы ведет к получению нового знания. Научная проблема всегда скрывает какое-то противоречие между известным и неизвестным. Решение проблемы требует от ученого сбора фактов, их анализа, систематизации. Примером проблемы может служить, например, такая: «Как возникает приспособленность организмов к окружающей среде? » или «Каким образом можно подготовиться к серьезным экзаменам в максимально короткие сроки? » . Сформулировать проблему бывает достаточно сложно, однако всегда, когда есть затруднение, противоречие, появляется проблема.
Гипотеза – предположение, предварительное решение поставленной проблемы. Выдвигая гипотезы, исследователь ищет взаимосвязи между фактами, явлениями, процессами. Именно поэтому гипотеза чаще всего имеет форму предположения: «если … тогда» . Например, «Если растения на свету выделяют кислород, то мы сможем его обнаружить с помощью тлеющей лучины, т. к. кислород должен поддерживать горение» . Гипотеза проверяется экспериментально.
Теория – это обобщение основных идей в какой-либо научной области знания. Например, теория эволюции обобщает все достоверные научные данные, полученные исследователями на протяжении многих десятилетий. Со временем теории дополняются новыми данными, развиваются. Некоторые теории могут опровергаться новыми фактами. Верные научные теории подтверждаются практикой. Так, например генетическая теория Г. Менделя и хромосомная теория Т. Моргана подтвердились многими экспериментальными исследованиями в разных странах мира. Современная эволюционная теория хотя и нашла множество научно доказанных подтверждений, до сих пор встречает противников, т. к. не все ее положения можно на современном этапе развития науки подтвердить фактами.
Частные научные методы в биологии метод определение где используется определение степени влияния генотипа и условий среды на проявление того или иного признака построение и изучение родословных близнецовый сравнение признаков монозиготных и дизиготных близнецов характер наследования того или иного признака генеалогический гибридологический получение гибридов и анализ генетика, анализ характера расщепления их признаков в наследования признаков ряду поколений
Частные научные методы в биологии метод меченых атомов изучение обмена веществ световая микроскопия определение где используется использование изучение обмена веществ радиоактивных изотопов для определения места включения в организм тех веществ, в состав которых они входят использование явления дифракции рентгеновских лучей на кристаллических решетках молекул изучение структуры ДНК, третичной структуры белков изучение биологических объектов при помощи светового микроскопа изучение крупных частей клетки: ядра, хлоропластов, вакуолей; изучение одноклеточных организмов
Частные научные методы в биологии метод центрифугирование электронная микроскопия цитологический, или цитогенетический определение где используется разделение компонентов клетки в поле действия центробежных сил в зависимости от их массы и объема выделение рибосом или других органоидов для их дальнейшего изучения изучение биологических объектов при помощи электронного микроскопа изучение мелких частей клетки: митохондрий, рибосом, центриолей и т. д. исследование строения клетки, ее структур с помощью различных микроскопов. изучение хромосомных мутаций
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИЗНИ как ЯВЛЕНИЯ – 1. ПО ХАРАКТЕРНОМУ СВОЙСТВУ (АРИСТОТЕЛЬ питание, рост и одряхление, Г. ТРЕВИРАНУС единообразие процессов при различии внешних условий, М. БИША - совокупность функций, сопротивляющихся смерти, И. П. ПАВЛОВ - сложная химическая функция); 2. СУЩНОСТНЫЕ (Ф. ЭНГЕЛЬС - способ существования белковых тел, А. И. ОПАРИН особая очень сложная форма движения материи, В. И. ВЕРНАДСКИЙ и ряд др. исследователей способ стабилизации планетарных геохимических круговоротов).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИЗНИ как ЯВЛЕНИЯ 3. ОПИСАТЕЛЬНОЕ: ЖИЗНЬ - открытая, гомеостазированная, высокоорганизованная иерархическая система с нарастающей во времени сложностью форм. Представлена дискретными самоорганизующимися единицами разного уровня, способными к согласованным изменениям, которые управляются естественным отбором на основе матричного синтеза с информационным шумом углеродсодержащих биополимеров. Земная жизнь – неотъемлемая и наиболее активная составляющая планетарных вещественно-энергетических циклов, ядро упорядоченности в менее упорядоченной Вселенной.
Энгельс: Жизнь – способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белков. Волькенштейн: Живые тела существуют на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот.
Однако ни одно из определений не отражает всей сущности жизни, поэтому дать определение, перечислив основные свойства живых организмов.
ПРИЗНАКИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ признак определение примеры саморегуляция (гомеостаз) поддержание постоянства терморегуляция состава и свойств внутренней среды организма изменчивость способность организмов изменять свои признаки и свойства наследственность сезонное изменение окраски меха у зайцабеляка свойство организмов гемофилия в королевских повторять в ряду поколений дворах Европы сходные признаки и свойства
ПРИЗНАКИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ признак обмен веществ рост и развитие раздражимость определение примеры потребление, превращение, клеточное дыхание, использование, накопление и фотосинтез, запасание потеря веществ и энергии в гликогена в печени живых организмах в процессе жизни совокупность качественных изменений клеток, тканей, организмов и т. д. от их зарождения до гибели превращение головастика в лягушку, сукцессия экосистем свойство клеток, тканей и поворот листьев к свету, целого организма отвечать на прудовик втягивает щупальца воздействия внешней или прикосновении к нему внутренней среды изменениями своего состояния или деятельности
ПРИЗНАКИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ признак единство хим. состава ритмичность энергозависимость определение примеры Все организмы из полимеров: 98% состава клетки – это нуклеиновые кислоты, белки, углерод, кислород, водород, жиры, углеводы азот. периодические изменения Спячка у животных, смена сна интенсивности и бодорствования физиологических функций с различными периодами колебаний (суточные, сезонные ритмы) живые существа живы до тех Хемосинтез пор, пока в них поступает энергия и материя из окружающей среды
ПРИЗНАКИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ признак определение примеры дискретность прямое деление бактерии, образование семян у цветковых растений Система состоит из частей размножение присущее всем организмам свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни Клетка состоит из органоидов, популяция состоит из особей
УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ уровень молекулярный клеточный тканевый определение примеры неорганические и органические вещества, характерные для живых организмов вода, белки, липиды клетка - единица строения, функционирования, роста и размножения организма клетка амебы, нервная клетка ткань - совокупность клеток, костная ткань, проводящая имеющих общее строение, ткань функции и происхождение, и образуемого ими межклеточного вещества
УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ уровень организменный популяционный видовой определение примеры организм - это одна самостоятельная особь от момента ее зарождения до гибели инфузория, дуб, мангуст популяция - группа особей одного вида, обитающих на одной территории долгое время и свободно скрещивающихся между собой вид - совокупность особей, сходных по морфологическому, генетическому, репродуктивному, географическому, экологическому, физиологобиохимическому критериям березы, растущие в одном лесу; синицы одного парка чина луговая, человек разумный
УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ уровень биоценотический (экосистемный) биогеоценотический биосферный определение биоценоз - совокупность популяций разных видов, обитающих на одной территории и взаимосвязанных между собой примеры все обитатели пруда, все обитатели степи биогеоценоз - совокупность лес, океан популяций разных видов, обитающих на одной территории и взаимосвязанных между собой, плюс все факторы неживой природы, характерные для данной территории биосфера - оболочка Земли, - населенная живыми организмами
УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ УРОВЕНЬ ЖИЗНИ МОЛЕКУЛЯР НОГЕНЕТИЧЕС КИЙ КЛЕТОЧНЫЙ ОРГАНИЗМЕ ННЫЙ, ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОПУЛЯЦИ ОННОВИДОВОЙ Биогеоцено зный ЭЛЕМЕНТАРНАЯ СТРУКТУРА ГЕН, САЙТ ДНК КЛЕТКА – ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЕДИНИЦА ЖИЗНИ ОСОБЬ (ЕЕ ОНТОГЕНЕЗ) ПОПУЛЯЦИЯ ОСОБЕЙ БИОГЕОЦЕНОЗ (ЭКОСИСТЕМА) ЭЛЕМЕНТАРНОЕ ЯВЛЕНИЕ КОНВАРИАНТ НАЯ РЕПЛИКАЦИЯ ДНК ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИЕ ПОТОКИ БИОИНФОРМАЦИИ, ЭНЕРГИИ И ВЕЩЕСТВА ГЕНОТИП ↓ ФЕНОТИП ДИНАМИКА ГЕНО(АЛЛЕЛО)ФОНДОВ, ВОСПРОИЗВОДСТВО ГЕНОТИПОВ ВЕЩЕСТВЕННО – ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОТОКИ И КРУГОВОРОТЫ
Тесты для самоконтроля А 1. Сезонные изменения в живой природе изучают с помощью метода: а) эксперимент б) наблюдение в) исторический г) опыт А 2. Отличительный признак живого от неживого: а) изменение свойств объекта под воздействием среды б) участие в круговороте веществ в) воспроизведение себе подобных г) изменение размеров объекта под воздействием среды
Тесты для самоконтроля А 3. Грибы нельзя относить к царству растений, так как в их клетках отсутствуют: а) оболочки б) ядра в) пластиды г) митохондрии А 4. Обмен веществ и превращение энергии – признак… а) характерный для живых и неживых тел б) по которому отличаются живое и неживое в) по которому отличаются прокариоты и эукариоты г) по которому отличаются животные и человек
Тесты для самоконтроля А 5. Существом не только биологическим, но и социальным является: а) шимпанзе б) муравей в) лев г) человек А 6. Строение и процессы жизнедеятельности в органах и системах органов растений и животных изучает биологическая наука на уровне организации живой природы: а) биоценотическом б) популяционно-видовом в) организменном г) тканевом
Тесты для самоконтроля А 7. Гетеротрофный способ питания, отсутствие плотной оболочки и пластид, наличие ядра в клетке – признаки организмов царства: а) бактерии б) животные в) растения г) грибы А 8. Какой уровень организации живой природы представляет собой совокупность всех экосистем земного шара? а) биосферный б) экосистемный в) популяционно-видовой г) биогенетический С 1. Почему клетку считают функциональной единицей живого?
Тема урока : Биология - наука о живой природе.
Основные цели и задачи : Дать ученикам 5-ого класса начальные представления о том, что такое биология и чем она занимается.
Особое внимание уделяется многообразию биологически исследований и формированию отличий живой природы от неживой.
План урока :
- Что изучает биология?
- Подразделы биологии
- Где используются достижения биологии?
- Представители живого мира
- Чем живые организмы отличаются от неживых?
Ход урока
1. Что изучает биология?
Биология как наука о живой природе занимается изучением все ее проявлений. В ее названии присутствуют два греческих слова: «биос», что означает жизнь, и «логос», что значит наука.
В биологии важны все без исключения живые организмы, от самых больших до самых крошечных. Биологи (а именно так называются ученые, которые занимаются биологией) исследуют жизнь во всех ее проявлениях. Чем же именно они занимаются:
- Изучают строение организмов;
- Исследуют процесс размножения;
- Прослеживают происхождение и взаимосвязи между отдельными группами;
- Изучают связи между объектами живой и неживой природы.
Практическое задание:
Как и в любой другой комплексной науке, в биологии есть множество подразделов. Каждым из них сконцентрирована на разных аспектах природы:
- Ботаника - наука о растениях;
- Зоология - наука о животных;
- Генетика - наука о наследственности и генах;
- Физиология - наука о жизнедеятельности целостного организма;
- Цитология - наука о клетках, изучается их строение, функционирование, размножение;
- Анатомия - наука о внутреннем строении живых организмов, расположении и взаимодействии внутренних органов;
- Морфология - наука о форме и строении организмов;
- Микробиология - наука о микроскопических веществах (микробах);
Практическое задание:
Подумайте, на чем сосредоточены следующие науки: эмбриология (наука о развитии зародышей), биогеография (наука, изучающая географическое распределение и размещение животных на планете), бионика (наука о том, как применять в технических устройствах и системах принципы, работающие в живых и неживых организмах), молекулярная биология (наука о хранении и передаче генетической информации, на уровне белков и нуклеиновых кислот), радиобиология (посвящена изучения действия излучений на биологические объекты), космическая биология (изучает возможности жизни организмов в условиях полетов на космических аппаратах и обеспечение жизнедеятельности на космических станциях), фитопатология (наука о болезнях растений), биохимия (изучает состав живых клеток и организмов).
3. Где используются достижения биологии?
Биология относится к теоретическим наукам, однако результаты исследований биологов часто имеют прикладной характер. Где же могут использоваться биологические открытия?
- Сельское хозяйство - с целью увеличения уровня сбора урожая, роста продуктивности животноводства, изобретение способов борьбы с вредителями.
- Медицина - изучение полезных свойств объектов живой и неживой природы помогает изобретать новые лекарственные средства.
- Охрана окружающей среды - биология показывает, в каких направлениях человек разрушает существующий в природе порядок вещей и помогает находить способы борьбы с этими явлениями.
4. Представители живого мира
В живом мире сегодня, как и 4 млрд. лет назад, выделяют:
- Доклеточные организмы - вирусы. Они становятся живыми только тогда, когда имеют возможность проявиться в клетках живых организмов.
- Прокариоты. У них есть клетка, у клетки нет ядра. Другое название бактерий - бактерии.
- Эукариоты. Сюда относят грибы, растения и животных. У них в клетках есть сформированные ядра.
Бактерии, грибы, растения и животные образуют 4 царства живых организмов.
Практическое задание:
Какие вирусы Вы знаете? (вирус, вызывающий ОРВИ, различные виды гриппа и т.д.).
5. Чем живые организмы отличаются от неживых?
Если об объектах живой природы мы уже говорили, то вопросов о том, что представляют собой объекты неживой природы, пока еще не касались. К ним, прежде всего, относятся камни, лед, песок и прочее. Каковы же отличительные свойства живых существ?
- Они дышат.
- Они питаются. Ни один живой организм не может существовать без того, чтобы черпать энергию извне. А вот что он будет потреблять и перерабатывать - мясо, молоко, крупу или морковь - уже и не столь важно.
- Они размножаются, то есть воспроизводят себе подобных. Каждый Без этого жизнь на планете давно бы уже иссякла и закончилась. Именно в этом свойстве проявляется бесконечность жизни на планете Земля.
- Они реагируют на воздействия окружающей среды и зависят от тех условий, в которых живут. Вот почему медведи на зиму залегают в спячку, а зайцы меняют свой окрас.
- У живых организмов есть клеточная структура. Они могут состоять из одной клетки (есть специальный класс одноклеточных), а могут из многих (например, животные или человек). Клеток нет только у вирусов, поэтому они могут жить исключительно в организмах других животных, растений или человека.
- Живые существа сходны по химическому составу - в их строении присутствуют органические соединения (белки. Жиры, углеводы), а также неорганические (самый распространенный из них - вода).
- В большинстве своем живые организмы способны к передвижению. О такой возможности животных знают все, а вот что с растениями? Наличие корней и нахождение в почте делает их неспособными к проявлению такого свойства. Однако это не совсем так. Подсолнечник, к примеру, меняет свое положение в зависимости от движения Солнца. Точно также листья многих растений реагируют на солнечный свет.
По этим признакам их можно различить, однако в состоянии покоя некоторые живые объекты не проявляют признаков жизнедеятельности (например, семена растений, пыльца цветков).
Оценивание : Попросите учеников ответить на проверочные вопросы. По их ответам можно будет определить, насколько они усвоили материал урока:
- Что такое биология?
- Что изучает биология?
- Какие подразделы биологии Вы знаете?
- Какие царства живых организмов Вы знаете?
- Каковы главные отличия живого организма от объектов неживой природы.
6. Итоги урока:
В ходе проведённого урока ученики познакомились:
- С тем, что такое биология, какие вопросы она изучает, на что направлено ее основное внимание.
- Какие есть разделы биологии и чем они занимаются.
- В каких сферах используются достижения биологии.
- Чем отличаются живые организмы от неживых.
Домашнее задание:
В качестве домашнего задания следует дать ученикам возможность написать творческую работу «Где используются достижения биологии», поскольку данный вопрос в рамках урока был рассмотрен очень поверхностно.
УРОК 1
БИОЛОГИЯ – НАУКА О ЖИВОЙ ПРИРОДЕ .
Задачи:
дать представление о биологии – науке о живом, ботанике – науке о растениях; познакомить с разнообразием цветковых растений; продолжить знакомство со значением растений в природе и жизни человека.
Оборудование:
удобрения (для фиалок), лекарство, ткань, витамины, йогурт, сыр, таблица «Жизненные формы растений», муляжи плодов , грибов, чучела птиц, коллекции.
Домашнее задание:
статья, введение, вопросы, принести лупу, вспомнить строение микроскопа и лупы.
План-конспект урока:
I. Правила поведения в кабинете биологии, техника безопасности.
II. Изучение нового материала.
Актуализация знаний.
Вариант 1 .(на усмотрение учителя) Творческое задание (работа в парах): На доске записаны слова: наука о живом , царства живого, биология, растения, питание, природа, обмен веществ, животные, рост, грибы, размножение, бактерии , клеточное строение, дыхание, биосфера, питание, животные.
Составьте рассказ о том, что изучает биология?
ЗАДАНИЕ.
Запишите его в печатной тетради и выучите определение
Рассмотрите рисунок 11 на странице 24. Одинаковы ли клетки по внешнему виду?
Прочитайте в параграфе статью «Виды тканей» и заполните схему № 15, таблицу № 16 в печатной тетради.
Внесите данные в таблицу о запасающей ткани: Клетки этой ткани часто имеют округлую форму. В их цитоплазме содержится капельки жира (например, в семенах подсолнечника, льна), гранулы белка (например, в семенах гороха, фасоли), гранулы крахмала (например, клетки клубней картофеля). Клетки такой ткани выполняют запасающую функцию.
Прочитайте § 4, статью «Что такое ткань»
Закрепление.
Учитель проверяет работы нескольких обучающихся.