Периоды становления и развития науки биологии

Биология 10 класс.

Урок №1. Уровни организации живой материи.

Цель:

- формирование представлений о взаимосвязи наук с биологией, её месте в системе наук, роли курса общей биологии в системе естественно-научных дисциплин, об основных критериях жизни, об уровнях организации живой материи.

Задачи:

- иметь представление о месте общей биологии в системе биологических знаний, о значении биологической науки в целом;

- знать свойства характерные для всех живых организмов, уровни организации живой материи, методы биологии;

- уметь объяснять взаимосвязь различных уровней организации, значение общей биологии как интегрирующей науки.

Видео https://youtu.be/SvTMY3ECras

Биология – наука о жизни во всех её проявлениях и закономерностях, управляющих живой природой.

Современная биология возникла в результате дифференциации и интеграции разных научных дисциплин и является комплексной наукой (биохимия, биофизика, космическая биология).

Общая биология – комплекс биологических дисциплин, изучающих развитие и существование живых организмов, их эволюцию и происхождение.

Выявление и объяснение общих явлений и процессов для всего многообразия организмов – задача общей биологии. Направления биологии: классическая, эволюционная и физико-химическая.

Живые организмы обладают признаками, которые отсутствуют у неживых систем. 7 уровней организации живой материи: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.

Для изучения живой природы применяют различные методы.

Здравоохранение, сельское хозяйство, промышленность базируются на тех знаниях и достижениях, которыми характеризуется современный уровень биологии. Благодаря достижениям биологии, большое значение приобретает биотехнология – новое направление материального производства.

Царства живой природы

Царство бактерий. Царство грибов. Царство растений. Царство животных.

Выпиши в тетрадь представителей данных царств.

Система биологических наук

Анатомия. Биохимия. Ботаника. Генетика. Гистология. Зоология. Микробиология. Микология. Морфология. Палеонтология. Селекция. Систематика. Физиология. Цитология. Эмбриология. Экология.

Что является объектом изучения данных наук?

История становления и развития науки биологии

Исследование природы происходило на ранних этапах развития человечества. В дальнейшем – передача биологических знаний людьми от поколения к поколению. Период накопления знаний о природе называется «естественная история».

Понятие биология упоминается уже в сочинениях Т. Роозе, 1797 и К. Бурдаха, 1800. Но специально предложено как термин Ж. Б. Ламарком и Г. Р. Тревиранусом в 1802, независимо друг от друга.

Периоды становления и развития науки биологии

1. Период до появления земледелия и скотоводства. Накопление знаний о человеке, растениях, животных.

2. Период земледелия и скотоводства. Дальнейшее накопление знаний о человеке, растениях, животных.

3. Появление древних государств (Греция, Рим). Учёные: Аристотель (описал около 500 видов животных), Теофраст («отец ботаники»), Гален (выдающийся римский врач). Систематизация знаний о человеке, растениях, животных.

4. Период Средневековья (V–XV ст. н. э.). Торможение развития биологии, преобладание религиозных взглядов о создании материи Богом.

5. Период Возрождения (XVI–XVIII ст. н. э.). Учёные: Роберт Гук (открытие клетки), Антони Ван Левенгук (открытие одноклеточных), Карл Линней («вид», классификация живых организмов). Развитие биологической науки, изучение строения и функций различных биологических объектов.

6. Создание клеточной теории и развитие эволюционных идей (XIX ст. н. э.). Резкий всплеск развития биологии, борьба материалистических и идеалистических взглядов. Учёные: Т. Шванн, М. Шлейден, Ж. Б. Ламарк, Ч. Дарвин, Э. Геккель.

7. «Генетический» период (с 1900 года)., Т. Морган, Дж. Уотсон и Ф. Крик. Преобладание материалистических взглядов, открытие закономерностей наследственности и изменчивости.

8. Развитие молекулярной биологии, генетической инженерии, биотехнологии. Севе́ро Очо́а де Альборно́ (1905–1993) и Артур Корнберг (1918–2001) – механизм биосинтеза РНК и ДНК. Маршалл Ниренберг (1927–2010), Роберт Холли (1922–1993), Хар Гобинд Корана (1922–2010) – расшифровка генетического кода и его роль в синтезе белков. Х. Г. Хорана – первый синтез гена в 1969 г.

Критерии живых систем.

1. Единство химического состава. Все живые организмы преимущественно состоят из органических молекул: нуклеиновых кислот, белков, жиров и углеводов.

2. Клеточный принцип организации. Клетка — это элементарная структурно-функциональная единица, а также единица развития любого живого организма. В природе нет более мелких систем, которым были бы присущи все без исключения свойства живого. Неклеточных форм жизни, за исключением вирусов и бактериофагов, не существует.

3. Метаболизм — обмен веществ с окружающей средой и преобразование молекул, обеспечивающие постоянство химического состава организма и строения всех его частей, т. е. поддержание гомеостаза, а следовательно, непрерывность его функционирования в постоянно меняющихся условиях внешней среды.

4. Репродукция (размножение) — способность живых систем воспроизводить себе подобных. Осуществляется репродукция на всех уровнях организации живого:
— молекулярном (редупликация ДНК);
— субклеточном (удвоение пластид, центриолей, митохондрий в клетке);
— клеточном (деление клетки путем митоза);
— тканевом (поддержание постоянства клеточного состава за счет размножения отдельных <клеток);
— организменном:
а) бесполое размножение — увеличение численности и преемственность поколений осуществляются за счет митотического деления соматических клеток;
б) половое размножение — увеличение численности и преемственность поколений обеспечиваются половыми клетками — гаметами.

5. Наследственность — способность живых организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение.

6. Изменчивость — способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства.

7. Развитие и рост. Развитие живой природы — эволюция — необратимое, направленное, закономерное изменение объектов живой природы, сопровождающееся приобретением адаптаций (приспособлений), возникновением новых видов и вымиранием прежде существовавших форм. У конкретных живых организмов развитие обычно сопровождается ростом — увеличением массы организма за счет репродукции структур на всех уровнях организации организма.

8. Раздражимость — это способность организма избирательно реагировать на внешнее воздействие. У многоклеточных животных реакция на внешнее раздражение реализуется посредством нервной системы и называется рефлексом. Организмы, не имеющие нервной системы, лишены и рефлексов. У них реакция на раздражение осуществляется в форме таксисов, тропизмов или настий. Таксисы — направленные движения организма в сторону раздражителя или от него (положительный и отрицательный таксис). Различают хемотаксис, фототаксис, термотаксис и др. Тропизмы — направленный рост частей растительного организма по отношению к раздражителю. Геотропизм — рост корневой системы растения по направлению к центру планеты; гелиотропизм — рост побеговой системы по направлению к солнцу, т. е. против силы тяжести. Настии — движения частей растения по отношению к раздражителю (движение листьев в течение светового дня в зависимости от положения солнца на небосводе; раскрытие и закрытие венчика цветка).

9. Дискретность (деление на части) — всеобщее свойство материи, характерное и для живых систем. Клетки состоят из отдельных органоидов, ткани — из клеток, органы — из тканей и т. д. Это свойство позволяет осуществить замену части без остановки функционирования системы в целом и возможность специализации различных частей на неодинаковых функциях.

10. Авторегуляция (саморегуляция) — способность живых организмов в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды поддерживать постоянство своего химического состава, структуры и интенсивность физиологических процессов — гомеостаз. Саморегуляция обеспечивается деятельностью регуляторных систем: нервной, эндокринной, иммунной и др. В биологических системах надорганизменного уровня саморегуляция осуществляется на основе межорганизменных и межпопуляционных отношений.