Introduction.
Astana-2011
Cours de biologie
Recueil de conférences
Collège humanitaire et juridique de KazGUU
Bibliothèque du cabinet méthodique
Collège de droit humanitaire KazGUU
Série "Expérience et innovation"
Eleusizova Raushan Khasenovna
Collège de droit humanitaire KazGUU
Biologie : un recueil de conférences, Astana, 2011 - 94 pages.
Ce recueil de conférences est destiné aux étudiants des spécialités non biologiques. Ce manuel contient des informations complètes sur la structure et les fonctions de la cellule, la génétique et la sélection, la macroévolution. À la fin de chaque cours, des tâches sont données pour consolider le sujet.
Révisé et approuvé lors d'une réunion de la commission cyclique des sciences naturelles
Président de la Commission du cycle ___________Zhumabayeva S.K.
Protocole n° ____ en date du "___" __________ 20___
Présentation .................................................. . ................................................ .. .. 5
Section 1. Biologie - la science de la vie
Conférence n ° 1 Sections de biologie. Méthodes d'étude de la biologie et de la signification .................................. .. ................................................ ..................6
Section 2. Composition chimique de la cellule.
Conférence n ° 2 Science Cytologie. Objet et tâches de la cytologie. Les principales dispositions de la théorie cellulaire ....................................... .................................................................... ..Dix
Conférence n° 3 Composants inorganiques de la cellule : l'eau et ses propriétés. Des sels minéraux ................................................ .................................................................. ....................17
Conférence n ° 4 Composés organiques de la cellule. Lipides.Protéines. Les glucides................................................. .................................................. . ............19
Section 3. Métabolisme et énergie dans la cellule.
Conférence №5 Métabolisme, anabolisme, catabolisme. Souffle du corps.
Synthèse de l'ATP .................................................. ... ............................................................... ....27
Conférence n ° 6 Photosynthèse. Cellules autotrophes et hétérotrophes..........29
Conférence n ° 7 Biosynthèse des protéines. Transcription et traduction. Le rôle de l'ADN dans l'hérédité ....................................... .................................................................. .................. .34
Section 4. Fondamentaux de la génétique
Conférence n ° 8 L'histoire du développement de la génétique. G. Mendel et ses œuvres.
Traits dominants et récessifs .................................................. .................. ......39
Conférence n ° 9 Gènes alléliques. Phénotype et génotype. Les raisons
signes de séparation .................................................. ...............................................49
Leçon n° 10 Lois de G. Mendel ......................................... .........52
Conférence n ° 11-12 Génétique du sexe. Héritage lié au sexe.
L'influence du milieu extérieur sur le génotype. Prévention de l'hérédité
les maladies humaines, leur prévention ................................................ .................. ....56
Section 5. Sélection animale et végétale
Conférence n° 13 Bases génétiques de la sélection. Sélection et évaluation
matières premières pour l'élevage .................................................. ..................................63
Conférence n ° 14 Élevage de plantes et d'animaux. Mutagenèse.
Réalisations dans le domaine de la sélection animale et végétale en République du Kazakhstan ....................................... .......65
Section 6. La doctrine de la microévolution.
Conférence n ° 15 La vue est l'étape principale de l'évolution. Afficher les critères.
Structure de la vue .................................................. .............. .................................... ...........73
Conférence n° 16 La sélection naturelle est le moteur de l'évolution.
Lutte pour l'existence, ses types ................................................ .. ................76
Section 7. Modèles et modes de développement du monde organique.
Conférence n ° 17 Les principales voies et directions de l'évolution.
Progrès biologique et régression .................................................. ..................................81
Conférence n° 18 Allogénèse, arogenèse, cathégénèse .................................................. ..... 83
Section 8. Fondements de la doctrine de la biosphère.
Conférence n° 19 Propriétés de la biosphère et de la biomasse de la planète Terre.
V.I.Vernadsky et ses enseignements.................................................. .....................................85
Conférence n° 20 L'émergence et le développement de la biosphère. Noosphère............91
Littérature………………………………………………………………..94
Une analyse de la littérature pédagogique pour les écoliers et les étudiants en biologie, présentée sur le marché du livre, montre qu'il existe une large gamme d'aides pédagogiques et de manuels sur des sujets pertinents. La plupart des aides pédagogiques et des manuels ont une forme standard de présentation du matériel pédagogique - une description des blocs thématiques individuels de la discipline. À cet égard, un éventail assez large de littérature pédagogique ne résout pas le problème des étudiants dans l'utilisation de matériaux concis, exposant brièvement mais complètement le matériel théorique. L'élaboration de matériels pédagogiques à caractère généralisant, prenant en compte les liens interdisciplinaires des disciplines académiques, reste d'actualité. Dans ma collection de conférences, j'ai essayé d'éviter la duplication du matériel pédagogique (par exemple, les processus chimiques en biologie), mais j'ai contribué à la formation d'une perception holistique de l'image scientifique naturelle du monde. Le contenu des conférences retrace les liens interdisciplinaires de la biologie non seulement avec la chimie, mais aussi avec la physique, les mathématiques, l'histoire et la médecine. A la fin de chaque cours, une liste de questions est donnée pour consolidation, les réponses auxquelles les étudiants peuvent trouver en étudiant attentivement le contenu du cours. Par conséquent, leur mise en œuvre ne compliquera pas l'étudiant, mais fournira l'occasion d'exercer un contrôle de soi sur l'assimilation de la théorie.
Les titres et le nombre de conférences correspondent à la planification thématique. Le contenu du cours correspond à un programme de travail typique pour les écoles professionnelles secondaires.
La biologie- la science de la nature vivante et des lois qui la régissent. La biologie étudie toutes les manifestations de la vie, la structure et les fonctions des êtres vivants, ainsi que leurs communautés. Il explique l'origine, la distribution et le développement des organismes vivants, leurs relations entre eux et avec la nature inanimée. En tant que science particulière, la biologie a émergé des sciences naturelles au XIXe siècle, lorsque les scientifiques ont découvert que les organismes vivants avaient des caractéristiques communes. Le terme « biologie » a été introduit indépendamment par plusieurs auteurs : Friedrich Burdach en 1800, en 1802 par G. R. Treviranus et Jean Baptiste Lamarck. La biologie moderne repose sur cinq principes fondamentaux : la théorie cellulaire, l'évolution, la génétique, l'homéostasie et l'énergie.
Le monde vivant se caractérise par une extraordinaire diversité. À l'heure actuelle, environ 500 000 espèces végétales et plus d'un million d'espèces animales, plus de 3 000 espèces de bactéries et d'algues bleu-vert, des centaines de milliers de champignons ont été découverts et décrits. Le nombre d'espèces non encore décrites est estimé à au moins 1 à 2 millions.Révéler et expliquer les phénomènes et processus communs à toute la diversité des organismes est la tâche de la biologie générale.
Les principaux signes de vie. Chaque organisme est un ensemble d'ordonnancement de structures en interaction, formant un tout unique, c'est-à-dire système. Les organismes vivants ont des caractéristiques absentes de la plupart des systèmes non vivants. Cependant, parmi ces signes, il n'y en a pas un seul qui serait inhérent aux seuls vivants. Une manière possible de décrire la vie consiste à énumérer les propriétés de base des organismes vivants.
1. L'une des caractéristiques les plus remarquables des organismes vivants est leur fausseté et un haut degré d'organisation. Ils sont caractérisés par une structure interne compliquée et contiennent de nombreuses molécules complexes différentes.
2. Tout composant du corps a à des fins particulières et remplir certaines fonctions. Cela s'applique non seulement aux organes (reins, poumons, cœur, etc.) et aux cellules, mais aussi aux structures intracellulaires et aux molécules.
3. Organismes vivants ont la capacité d'extraire, de transformer et d'utiliserénergie environnementale - soit sous forme de nutriments organiques, soit sous forme d'énergie de rayonnement solaire. Grâce à cette énergie et à ces substances provenant de l'environnement, les organismes maintiennent leur intégrité (ordre) et remplissent diverses fonctions, tout en renvoyant les produits de désintégration et l'énergie convertie à la nature sous forme de chaleur, c'est-à-dire Les organismes sont capables d'échanger de la matière et de l'énergie.
4. Organismes capable de répondre spécifiquement aux changements de l'environnement. La capacité de réagir à une irritation externe est une propriété universelle du vivant.
6. La caractéristique la plus frappante des organismes vivants est reproductibilité, c'est à dire. la reproduction. La progéniture est toujours semblable aux parents. Il existe des mécanismes de transmission d'informations sur les caractéristiques, les propriétés et les fonctions des organismes de génération en génération. Cela se manifeste hérédité. Comme établi, les mécanismes de stockage et de transmission des propriétés héréditaires sont les mêmes pour toutes les espèces. Cependant, la similitude des parents et de la progéniture n'est jamais complète : la progéniture, étant semblable à ses parents, diffère toujours d'eux d'une manière ou d'une autre. C'est le phénomène variabilité dont les lois fondamentales sont également communes à toutes les espèces. Ainsi, les organismes vivants sont caractérisés par la reproduction, l'hérédité et la variabilité.
7. Caractéristique pour les vivants capacité de développement historique et passer du simple au complexe. Ce processus est appelé évolution.À la suite de l'évolution, toute une variété d'organismes vivants est apparue, adaptée à certaines conditions d'existence.
Niveaux d'organisation de la vie. La nature vivante se caractérise par différents niveaux d'organisation de ses structures, entre lesquels il existe une subordination complexe. La vie à chaque niveau est étudiée par les branches pertinentes de la biologie : biologie moléculaire, cytologie, génétique, anatomie, physiologie, théorie de l'évolution, écologie.
Le niveau de vie le plus bas et le plus ancien est niveau des structures moléculaires. Voici la frontière entre le vivant et le non-vivant. Ci-dessus est niveau cellulaire la vie. La cellule et les structures moléculaires qu'elle contient sont similaires dans les principales caractéristiques structurelles de tous les organismes.
Niveau organe-tissu caractéristique uniquement pour les organismes multicellulaires, dans lesquels les cellules et les parties de l'organisme qui en sont formées ont atteint un degré élevé de spécialisation structurelle et fonctionnelle.
Le niveau suivant est niveau de tout le corps. Peu importe à quel point les organismes sont différents les uns des autres, ils sont unis par le fait qu'ils sont tous constitués de cellules.
Voir, unissant des organismes similaires dans les caractéristiques de base, est niveau plus complexe d'organisation de la vie. Ici
il y a leurs propres lois - les lois des relations intraspécifiques des organismes.
Enfin, un niveau encore plus élevé est le niveau des biocénoses,
c'est-à-dire les communautés de toutes les espèces habitant un territoire ou une zone d'eau particulière. A ce niveau, les lois des relations interspécifiques opèrent.
La totalité de toute vie qui habite la Terre est biosphère. ce plus haut niveau organisation de la vie. Les lois caractéristiques des niveaux supérieurs d'organisation du monde vivant n'excluent pas le jeu des lois inhérentes aux niveaux inférieurs.
La biologie générale étudie les lois caractéristiques de tous les niveaux d'organisation de la vie.
Méthodes d'étude de la biologie. Les biologistes utilisent diverses méthodes pour étudier la faune. Observation permet d'identifier des objets et des phénomènes. Comparaison permet d'établir des patrons communs à divers phénomènes de la faune. À expérience ou dans vivre une situation est créée qui aide à révéler certaines propriétés des objets biologiques. méthode historique permet, sur la base de données sur le monde organique moderne et son passé, d'apprendre les processus de développement de la nature vivante. Expérimental La méthode a été formulée par le scientifique anglais Francis Bacon. Elle permet de percer les secrets de la matière vivante. L'expérience permet de révéler les secrets de la structure et des modèles d'interaction non seulement des organes et des tissus, mais aussi des cellules individuelles et même des molécules individuelles. En plus de ces méthodes de base, de nombreuses autres sont utilisées.
Lors de l'étude d'objets biologiques, une grande variété de techniques sont utilisées : microscopes, ultracentrifugeuses, analyseurs chimiques divers, ordinateurs et bien d'autres appareils qui permettent de révéler les secrets de la matière vivante. Des spécialistes apparemment éloignés de la biologie apportent leur contribution à l'étude de la biologie : chimistes, physiciens, mathématiciens, ingénieurs et bien d'autres.
Importance de la biologie. Les connaissances biologiques sous-tendent les sciences médicales et agricoles. La biologie résout les problèmes pratiques les plus importants. L'un d'eux est la production alimentaire. Afin de fournir de la nourriture à la population toujours croissante de notre planète, il est nécessaire de disposer de variétés de plantes agricoles et de races animales hautement productives, ainsi que de méthodes parfaites pour leur culture. Ces problèmes ne peuvent être résolus sans connaître les lois de la biologie, principalement les lois de l'hérédité, et sans s'appuyer sur elles en agronomie et en élevage.
La tâche de développer des méthodes de prévention et de traitement des maladies humaines, en particulier des maladies graves telles que les maladies cardiovasculaires, le cancer et le SIDA, est très importante. Résoudre ce problème nécessite une étude approfondie des processus vitaux et des mécanismes qui les régissent, tant dans les cellules individuelles que dans les organismes et les communautés.
La tâche la plus importante de notre temps, à laquelle l'humanité est confrontée, est la protection de la nature et l'augmentation de sa richesse. Cette tâche est dictée par le fait que sous l'influence de l'activité économique humaine, il y a un processus de pollution de l'environnement, à la suite duquel il y a une diminution du nombre et même la mort d'espèces animales et végétales. La pollution de l'environnement affecte négativement la santé humaine.
Il est impossible d'arrêter le développement de l'industrie et la croissance des villes. Mais il est absolument nécessaire de prévenir la menace que ce processus fait peser sur la nature et sur l'homme lui-même, ce qui nécessite également une connaissance approfondie des lois de la biologie générale.
Les progrès de la biologie au XXe siècle, son rôle accru parmi les autres sciences et pour l'existence de l'humanité déterminent son niveau nettement plus élevé par rapport à ce qu'elle avait il y a 30-40 ans. Au niveau de la recherche biologique, on peut juger du développement matériel et technique de la société, puisque la biologie devient une véritable force productive, ainsi que la base scientifique des relations rationnelles entre l'homme et la nature. La plupart des sciences biologiques sont disciplines avec une focalisation plus étroite. Traditionnellement, ils sont regroupés selon les types d'organismes étudiés : études botaniques plantes, zoologie - animaux, microbiologie - micro-organismes unicellulaires. Les domaines de la biologie sont en outre divisés soit par la portée de l'étude, soit par les méthodes appliquées : la biochimie étudie les bases chimiques de la vie, la biologie moléculaire les interactions complexes entre les molécules biologiques, la biologie cellulaire et la cytologie les éléments de base des organismes multicellulaires, les cellules , histologie et anatomie la structure des tissus et de l'organisme à partir d'organes et de tissus individuels, la physiologie - les fonctions physiques et chimiques des organes et des tissus, l'éthologie - le comportement des êtres vivants, l'écologie - l'interdépendance des divers organismes et de leur environnement. La transmission de l'information héréditaire est étudiée par la génétique. Le développement d'un organisme en ontogénie est étudié par la biologie du développement. L'origine et le développement historique de la faune - paléobiologie et biologie évolutive. Aux frontières des sciences connexes, la biomédecine, la biophysique (l'étude d'objets vivants par des méthodes physiques), la biométrie, etc.. En relation avec les besoins pratiques de l'homme, des domaines tels que la biologie spatiale, la sociobiologie, la physiologie du travail et la bionique se posent .
Questions pour fixer le sujet :
1. Qu'est-ce que la science de la biologie étudie?
2. Qui a introduit le terme biologie pour la première fois ?
3. Comment la biologie est-elle subdivisée ?
4. Quelles sont les méthodes d'étude des organismes vivants en biologie ?
5. Quels niveaux d'organisation de la vie connaissez-vous ?
6. Quels sont les principaux signes d'un être vivant que tu connais ?
7. Quelle est la signification de la biologie ?
Question 1. Qu'étudie la biologie ?
La biologie étudie la vie dans toutes ses manifestations : la structure, le fonctionnement des organismes vivants, leur comportement, les relations entre eux et avec l'environnement, ainsi que le développement individuel et historique des êtres vivants.
Question 2. Pourquoi la biologie moderne est-elle considérée comme une science complexe ?
La biologie moderne est un système de sciences, dont chacune explore son sujet en profondeur et en détail. Ainsi, les sciences biologiques qui étudient les animaux (zoologie), les plantes (botanique), les bactéries (microbiologie), les virus (virologie) se sont séparées. La structure des organismes est étudiée par la morphologie, le fonctionnement des systèmes vivants - physiologie, hérédité et variabilité - la génétique. Mais l'essentiel est que les connaissances acquises par chacune de ces sciences se combinent, se complètent mutuellement, s'enrichissent et se manifestent sous la forme de lois et de théories biologiques à caractère universel.
La biologie moderne ne peut pas se développer isolément des autres sciences. Chaque processus ou phénomène caractéristique des systèmes vivants est étudié de manière exhaustive, en utilisant les dernières connaissances issues d'autres domaines scientifiques. Par conséquent, à l'heure actuelle, la biologie est intégrée à la chimie (biochimie), à la physique (biophysique) et à l'astronomie (biologie spatiale). Ainsi, la biologie moderne est née de la différenciation et de l'intégration de différentes disciplines scientifiques et est une science complexe.
Question 3. Quel est le rôle de la biologie dans la société moderne ?
L'importance de la biologie dans la société moderne réside dans le fait qu'elle sert de base théorique à de nombreuses sciences. Les connaissances biologiques sont utilisées dans diverses sphères de la vie humaine.
Il est impossible d'obtenir des produits agricoles de haute qualité sans
l'utilisation des connaissances biologiques sur la structure et le fonctionnement des organismes végétaux et animaux, les lois de leur interaction avec l'environnement, les caractéristiques des écosystèmes naturels et artificiels, les méthodes biologiques de lutte antiparasitaire en agriculture.
La science de la biologie détermine le développement de la médecine moderne. Les découvertes faites en physiologie, biochimie et génétique permettent de diagnostiquer correctement un patient et de choisir un traitement efficace. L'obtention de nouveaux médicaments, vitamines, substances biologiquement actives résoudra le problème de la prévention de nombreuses maladies.
Les sélectionneurs, grâce à la connaissance des lois de l'hérédité et de la variabilité, créent de nouvelles variétés de plantes cultivées à haut rendement, des races d'animaux domestiques hautement productives, des formes de micro-organismes utilisés dans l'industrie alimentaire, la production d'aliments pour animaux et les produits pharmaceutiques.
Les connaissances biologiques sont utilisées dans la technologie; c'est la base théorique d'un certain nombre d'industries dans les industries alimentaires, légères, microbiologiques et autres. Une nouvelle direction de production se développe - la biotechnologie, qui résoudra bientôt des problèmes tels que la production alimentaire, la recherche de nouvelles sources d'énergie.
La solution au problème de l'utilisation rationnelle des ressources biologiques, de la protection de la nature et de l'environnement n'est possible qu'avec l'utilisation de la biologie.
Question 1. Quel est le but principal de la science ?
L'objectif principal de la science est d'étudier et de connaître le monde qui nous entoure.
Question 2. Quelle est la méthode scientifique ? Quel est son grand principe ?
La méthode scientifique est un ensemble de techniques et d'opérations utilisées dans la construction d'un système de connaissances scientifiques.
Le principe de base de la méthode scientifique est de ne rien tenir pour acquis. Toute déclaration ou réfutation de quelque chose doit être vérifiée.
Question 3. Qu'est-ce qu'une expérience scientifique ?
Une expérience scientifique est l'une des méthodes de cognition, à l'aide de laquelle les phénomènes sont étudiés dans des conditions spécialement créées et contrôlées. Une condition indispensable de l'expérience est qu'elle doit être accompagnée d'une expérience témoin dont les conditions diffèrent des conditions de l'expérience d'un seul facteur. Une caractéristique distinctive d'une expérience scientifique est la possibilité de sa répétition par d'autres chercheurs.
Question 4. Quel fait peut être considéré comme scientifique ?
Un fait scientifique est un résultat obtenu au cours d'observations et d'expériences répétées. Le fait scientifique est le point de départ de la recherche scientifique.
Question 5. En quoi une hypothèse diffère-t-elle d'une loi ou d'une théorie ?
Une hypothèse est une hypothèse scientifique qui explique les causes d'un ensemble donné de phénomènes. Si l'hypothèse survit à l'épreuve des méthodes empiriques, elle acquiert le statut de loi. La loi (loi naturelle ou loi de la nature) décrit les régularités immuables qui se produisent dans la nature. Les propriétés de la loi sont la périodicité et l'universalité de toute classe de phénomènes, c'est-à-dire la nécessité de leur occurrence dans certaines conditions précisément formulées. L'ensemble de plusieurs lois relatives à un domaine de connaissance s'appelle une théorie. Souvent, les termes « loi » et « théorie » sont utilisés de manière interchangeable.
Question 6. Quel est le rôle de la recherche appliquée et fondamentale en science ?
La recherche scientifique fondamentale permet de comprendre les lois qui sous-tendent le développement de la nature.
La science appliquée est engagée dans les études qui trouvent une application dans la pratique, dans diverses sphères de l'activité humaine. Ainsi, les connaissances biologiques sont à la base des réalisations pratiques en médecine, en agriculture, dans l'industrie et dans la résolution des problèmes environnementaux.
Question 1. Pourquoi est-il si difficile de définir le concept de "vie" ?
Il est très difficile de donner une définition exacte du concept de "vie", car les organismes vivants sont caractérisés par un certain nombre de caractéristiques absentes des systèmes non vivants. Mais parmi ces signes il n'y en a pas un seul qui ne serait noté que chez les vivants. Par exemple, la croissance est caractéristique non seulement des êtres vivants, mais aussi des minéraux.
Question 2. Quelle est la différence entre l'organisation chimique des organismes vivants et des objets de nature inanimée ?
La composition du vivant comprend les mêmes éléments chimiques qui composent les corps de la nature non vivante. Cependant, leur rapport quantitatif dans la nature animée et inanimée est différent. Ainsi, dans la croûte terrestre, les quatre premières places en termes de prévalence sont occupées par l'oxygène, le silicium, l'aluminium et le sodium.
La base des systèmes vivants est le carbone, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, ainsi que le phosphore et le soufre. Ils se caractérisent par la formation de composés hydrosolubles, ce qui leur permet de s'accumuler dans les organismes vivants. La capacité des atomes de carbone à se connecter les uns aux autres en longues chaînes et à former en même temps des liaisons chimiques avec d'autres éléments assure la création de molécules organiques complexes, ayant parfois un poids moléculaire énorme. Ce sont des protéines, des graisses, des glucides, des acides nucléiques et d'autres composés organiques, ainsi que des composants inorganiques de la matière vivante.
Question 3. Pourquoi les organismes vivants sont-ils appelés "systèmes ouverts" ?
Pour maintenir l'ordre, les biosystèmes et les écosystèmes échangent de la matière et de l'énergie avec l'environnement. Par conséquent, les systèmes vivants sont des systèmes ouverts. À la suite de processus métaboliques, la plupart des éléments du système vivant sont continuellement mis à jour.
Question 4. Quelle est la différence entre les processus métaboliques dans les organismes vivants et dans la nature inanimée ?
Le métabolisme est une propriété caractéristique des organismes vivants, qui consiste en la consommation par un système vivant de substances de l'environnement et en la libération de divers produits de l'activité vitale dans celui-ci. Mais ce phénomène se retrouve aussi dans la nature inanimée. Lors de la combustion, l'oxygène de l'air est absorbé et des substances organiques, telles que le charbon, sont utilisées. Dans le même temps, divers composés sont rejetés dans l'environnement.
La principale différence entre le métabolisme chez la faune est la capacité à effectuer les réactions de synthèse de composés de haut poids moléculaire et leur décomposition.
Question 5. Quel est le rôle de la variabilité et de l'hérédité dans le développement de la vie sur notre planète ?
L'hérédité est la propriété des organismes de transmettre des signes de leur structure, de leur fonctionnement et de leur développement à leurs descendants, de génération en génération. La changeabilité est la capacité des systèmes vivants à acquérir de nouvelles fonctionnalités et propriétés. Ces deux propriétés des êtres vivants sont étroitement liées et jouent un rôle énorme dans le développement de la vie sur Terre. Les modifications du matériel génétique entraînent l'apparition de nouvelles caractéristiques dans les organismes, leurs combinaisons déterminent le degré d'adaptabilité d'un individu dans des conditions spécifiques. Par conséquent, la variabilité est un fournisseur de matériel de type arn pour la sélection des individus les plus viables, qui transmettent ensuite les signes de leur structure et de leur développement par héritage. Cela conduit à l'émergence de nouvelles espèces d'organismes.
Sommaire:
La biologie est la science qui étudie les organismes vivantsconstruit à base de biopolymères (protéines, acides nucléiques).
Actuellement, elle se subdivise en une longue liste de disciplines qui étudient différents niveaux d'organisation du vivant (biologie moléculaire, cytologie, morphologie, écologie, etc.), différents règnes (botanique, zoologie), différant par l'objet de considération (structure , fonctionnement, interconnexion, etc.) et les méthodes utilisées.
Les réalisations en biologie comprennentdescription d'un grand nombre d'espèces d'organismes vivants existant sur Terre, création d'une théorie cellulaire, évolutive, chromosomique, décryptage de la structure des protéines et des acides nucléiques, etc. En pratique, cela a contribué à une augmentation de l'efficacité de la production agricole, au développement de la médecine, de la biotechnologie et à la création des bases d'une gestion rationnelle de l'environnement.
La biologie est étroitement liée aux autres scienceset applique largement leurs méthodes (géographie, histoire, chimie, physique, disciplines mathématiques, cybernétique, philosophie, etc.).
Méthodes d'étude des objets vivantscomprennent l'observation, l'expérimentation (ainsi que la description, la comparaison, l'analyse, la synthèse, la méthode historique, la modélisation mathématique, etc.).
À ce jour le rôle de la biologie dans la vie et les activités pratiques de l'homme croît. Cela est dû à l'aggravation de la situation écologique sur Terre, causée par la croissance démographique, la forte consommation d'énergie, l'exacerbation des contradictions sociales. Le développement ultérieur et même l'existence de la civilisation moderne ne sont possibles qu'en harmonie avec l'environnement, ce qui nécessite une connaissance approfondie et le respect des lois biologiques, l'utilisation généralisée de la biotechnologie.
En outre:
La biologie- la science de la vie. Il étudie la vie comme une forme particulière de mouvement de la matière, les lois de son existence et de son développement.
Matièreétudier la biologie sont les organismes vivants, leur structure, leurs fonctions, leurs communautés naturelles. Biologie (bios grec - vie, logos - enseignement, science) - la science de la faune. Le terme « biologie » a été proposé pour la première fois en 1802 par le naturaliste français J. B. Lamarck et indépendamment par le botaniste allemand G. R. Treviranus. Avec l'astronomie, la physique, la chimie, la géologie et d'autres sciences qui étudient la nature, la biologie fait partie des sciences naturelles. Dans le système général de connaissance du monde environnant, un autre groupe de sciences est constitué par les sciences sociales ou humanitaires (latin humanitas - nature humaine), sciences qui étudient les schémas de développement de la société humaine.
biologie moderne est un système de sciences de la vie. Les lois générales du développement de la nature vivante, révélant l'essence de la vie, ses formes et son développement, sont considérées par la biologie générale. Selon les objets d'étude - animaux, plantes, virus - il y a sciences spéciales qui étudient chacun de ces groupes d'organismes:
· zoologie (la science des animaux);
· botanique (la science des plantes);
· virologie (la science des virus).
À leur tour, ces sciences ont des sections en fonction des objets qu'elles couvrent. Alors, les sciences botaniques sont:
· mycologie (la science des champignons);
· l'algologie (la science des algues);
· la bryologie (la science des mousses), etc.
À les sciences zoologiques sont:
· protozoologie - l'étude des protozoaires;
· arachnologie - sur les arachnides;
· entomologie - sur les insectes, etc.
La systématique traite de la classification des êtres vivants.
Un certain nombre de sciences biologiques étudient la morphologie, c'est-à-dire la structure des organismes, d'autres étudient la physiologie, c'est-à-dire les processus se produisant dans les organismes vivants et le métabolisme entre les organismes et l'environnement.
À les sciences morphologiques comprennent:
· l'anatomie, qui étudie l'organisation macroscopique des animaux et des plantes ;
· L'histologie est la science des tissus et de la structure microscopique du corps.
L'histoire du développement de la biologie a plus de 2000 ans. Même les anciens médecins et philosophes ont tenté de connaître les objets vivants (Hippocrate, Galien, Aristote) Les études qui ont marqué les débuts de la botanique, de la zoologie, de l'anatomie (Vésale) appartiennent à la Renaissance. Parmi les nombreuses études réalisées, il faut citer les plus importantes pour comprendre les lois de la biologie.
W. Harvey (1578-1657) découvrit le mécanisme de la circulation sanguine ; fait un microscope;
· 1665 - R. Hooke décrit la structure cellulaire du liège ; a inventé le terme "cellule" ;
· 1677 - ALewenhoek observe au microscope (grossissant 300 fois) des protozoaires, des bactéries, des spermatozoïdes ;
· 1826 - K. Baer a observé l'œuf de mammifères ;
· 1828 - R. Brown découvre le noyau cellulaire ;
· 1735 - K. Linnaeus a créé un système de classification pour les plantes et les animaux ;
18ème siècle - en Russie, M. Vlomonosov et L. Euler ont créé un microscope moderne pour l'époque, qui permettait d'observer divers objets biologiques ;
1838, 1839 - T. Schwann, M. Schleiden, indépendamment les uns des autres, ont formulé la théorie cellulaire, selon laquelle les cellules étaient reconnues comme l'unité élémentaire de la structure des plantes et des animaux ;
· 1858 - R. Virkhov crée la doctrine de la pathologie cellulaire, introduit le postulat : « chaque cellule d'une cellule » ;
· 1859 - C. Darwin crée la théorie de l'évolution ;
· 1865 - G. Mendel découvre la loi de l'hérédité des traits, qui contribue à la naissance de la génétique en tant que science ;
· 1881 - L. Pasteur découvre le principe des vaccins, pose les bases de la microbiologie et de l'immunologie ;
· 1882 - I. Mechnikov a formulé la théorie phagocytaire, a reçu le prix Nobel;
· 1900 - K. Landsteiner a découvert les groupes sanguins humains, a reçu le prix Nobel;
· 1953 - J. Watson et F. Crick ont déchiffré la structure de l'ADN, ont reçu le prix Nobel.
Les sciences biologiques sont étroitement liées à la physique, à la chimie, aux mathématiques, à la géologie, à la géographie et appartiennent à un seul complexe de sciences naturelles, à savoir les sciences naturelles. Tous sont unis non seulement par le sujet d'étude - la nature, mais aussi par les méthodes utilisées par les chercheurs pour clarifier certains modèles. Les méthodes les plus courantes pour étudier la biologie sont
observation(permet de décrire des phénomènes biologiques),
comparaison(permet de trouver des modèles communs dans la structure et la vie de différents organismes),
expérience ou expérience, simulation(aide à étudier les propriétés des objets biologiques dans des conditions contrôlées), (de nombreux processus sont simulés qui sont inaccessibles à observation directe ou reproduction expérimentale), méthode historique(permet, sur la base de données sur le monde organique moderne et son passé, de connaître les processus de développement de la nature vivante.
L'importance de la biologie en tant que science est exceptionnellement grande , puisque la connaissance du développement historique du monde organique, les modèles de structure et de fonctionnement des systèmes vivants de différents rangs, leurs interrelations, leur stabilité et leur dynamisme jouent un rôle crucial dans la formation d'une vision du monde matérialiste, dressant un tableau scientifique du monde.
>> Biologie - la science de la vie
1. La biologie est la science de la vie
1. Qu'étudie la biologie ?
2. Quoi Sciences Biologiques savez-vous?
3. Quels biologistes connaissez-vous ?
La biologie est la science de la vie.
Il étudie les organismes vivants, leur structure, leur développement et leur origine, les relations avec l'environnement et avec les autres organismes vivants.
La biologie est l'une des sciences les plus anciennes, bien que le terme " la biologie» car sa désignation n'a été proposée qu'en 1797 par le professeur allemand T. Ruz. (1771-1803). Cependant, il est devenu généralement accepté après que J. B. Lamarck (1744-1829), L. K. Treviranus (1779-1864) ont commencé à l'utiliser dans leurs œuvres en 1802.
Les humains ont accumulé des connaissances sur les organismes vivants depuis des milliers d'années.
Aujourd'hui, la biologie est une science complexe, formée à la suite de la différenciation et de l'intégration de différentes disciplines scientifiques.
Par exemple, la mycologie (la science des champignons), la bryologie (la science des mousses), l'algologie (la science des algues), la paléobotanique (l'étude des restes de plantes anciennes) et d'autres disciplines ont émergé de la botanique.
La différenciation s'opère également dans les sciences biologiques relativement jeunes. Ainsi, la génétique a été différenciée en génétique générale et moléculaire, génétique des plantes, des animaux, des micro-organismes, des humains, génétique des populations, etc.
À la suite de l'intégration des sciences, la biophysique, la biochimie, la radiobiologie, la biologie spatiale, etc. sont apparues.
Les connaissances biologiques permettent non seulement de dresser une image scientifique du monde, mais peuvent également être utilisées à des fins pratiques.
Ainsi, les liens des connaissances biologiques avec la médecine et l'agriculture remontent à un passé lointain. Et à notre époque, ils sont devenus encore plus importants.
Grâce aux acquis de la biologie, les préparations médicales sont obtenues industriellement, vitamines, substances biologiquement actives. Les découvertes faites en génétique, anatomie, physiologie et biochimie permettent de diagnostiquer correctement une personne malade et de développer des moyens efficaces pour traiter et prévenir diverses maladies, y compris celles qui étaient auparavant considérées comme incurables.
Grâce à la connaissance des lois de l'hérédité et de la variabilité scientifiques-les éleveurs ont reçu de nouvelles races très productives d'animaux domestiques et des variétés de plantes cultivées. Sur la base de l'étude des relations entre les organismes, des méthodes biologiques ont été créées pour lutter contre les ravageurs des cultures agricoles.
Les mécanismes de la biosynthèse des protéines et photosynthèse. Les scientifiques espèrent qu'à l'avenir, cela résoudra le problème de la production industrielle de substances organiques précieuses.
Etude de la structure et des principes travailler divers systèmes d'organismes vivants ont permis de trouver des solutions originales dans l'ingénierie et la construction.
Grâce aux réalisations de la biologie, une nouvelle direction de la production matérielle, la biotechnologie, devient de plus en plus importante. Déjà maintenant, il a un impact significatif sur la solution de problèmes mondiaux tels que la production alimentaire, la recherche de nouvelles sources d'énergie, la protection de l'environnement, etc.
Jusqu'à récemment, les gens croyaient que les capacités réparatrices de la nature étaient illimitées. Mais il s'est avéré que ce n'était pas le cas. L'ignorance ou l'ignorance des lois de la nature conduit à de graves catastrophes environnementales qui menacent la mort de tous les organismes vivants, y compris les humains. Le temps est venu où l'avenir de notre planète dépend de chacun de nous, c'est pourquoi l'importance des connaissances biologiques augmente chaque année.
L'alphabétisation biologique est nécessaire pour chaque personne - tout comme la capacité de lire, d'écrire et de compter.
La biologie. Biophysique. Biochimie. Microbiologie. La génétique. Radiobiologie.
1. Qu'étudie la biologie ?
2. Pourquoi la biologie moderne est-elle considérée comme une science complexe ?
3. Quel est le rôle de la biologie dans la société moderne ?
Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologie 9e année
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Biologie [Un guide complet pour se préparer à l'examen] Lerner Georgy Isaakovich
Section 1 Biologie - la science de la vie
La biologie est la science de la vie
1.1. La biologie en tant que science, ses réalisations, ses méthodes de recherche, ses liens avec d'autres sciences. Le rôle de la biologie dans la vie et les activités pratiques de l'homme
Termes et concepts testés dans les épreuves d'examen pour cette section : hypothèse, méthode de recherche, science, fait scientifique, objet de recherche, problème, théorie, expérience.
La biologie La science qui étudie les propriétés des systèmes vivants. Cependant, il est assez difficile de définir ce qu'est un système vivant. C'est pourquoi les scientifiques ont établi plusieurs critères selon lesquels un organisme peut être classé comme vivant. Au premier rang de ces critères figurent le métabolisme ou le métabolisme, l'autoreproduction et l'autorégulation. Un chapitre séparé sera consacré à la discussion de ces critères et d'autres critères (ou) propriétés du vivant.
concept la science est défini comme "la sphère de l'activité humaine pour obtenir, systématiser des connaissances objectives sur la réalité". Conformément à cette définition, l'objet de la science - la biologie est la vie sous toutes ses manifestations et formes, ainsi que sur différents niveaux .
Toutes les sciences, y compris la biologie, utilisent certaines méthodes rechercher. Certaines d'entre elles sont universelles pour toutes les sciences, telles que l'observation, la proposition et la vérification d'hypothèses et la construction de théories. Les autres méthodes scientifiques ne peuvent être utilisées que par une science particulière. Par exemple, les généticiens ont une méthode généalogique pour étudier les pedigrees humains, les éleveurs ont une méthode d'hybridation, les histologues ont une méthode de culture de tissus, etc.
La biologie est étroitement liée à d'autres sciences - chimie, physique, écologie, géographie. La biologie elle-même est divisée en plusieurs sciences spécialisées qui étudient divers objets biologiques : biologie végétale et animale, physiologie végétale, morphologie, génétique, taxonomie, élevage, mycologie, helminthologie et bien d'autres sciences.
Méthode- c'est le chemin de la recherche par lequel un scientifique passe, résolvant tout problème scientifique, problème.
Les principales méthodes scientifiques sont les suivantes :
La modélisation- une méthode dans laquelle une certaine image d'un objet est créée, un modèle à l'aide duquel les scientifiques obtiennent les informations nécessaires sur l'objet. Ainsi, par exemple, lors de l'établissement de la structure de la molécule d'ADN, James Watson et Francis Crick ont créé un modèle à partir d'éléments plastiques - une double hélice d'ADN qui correspond aux données des études radiographiques et biochimiques. Ce modèle répondait pleinement aux exigences de l'ADN. ( Voir la section Acides nucléiques.)
Observation- la méthode par laquelle le chercheur recueille des informations sur l'objet. Vous pouvez observer visuellement, par exemple, le comportement des animaux. Il est possible d'observer à l'aide d'appareils les changements qui se produisent dans les objets vivants : par exemple, lors de la prise d'un cardiogramme pendant la journée, lors de la mesure du poids d'un veau pendant un mois. Vous pouvez observer les changements saisonniers dans la nature, la mue des animaux, etc. Les conclusions tirées par l'observateur sont vérifiées soit par des observations répétées, soit expérimentalement.
Expérience (Expérience)- une méthode de vérification des résultats d'observations, des hypothèses émises - hypothèses . Des exemples d'expériences sont le croisement d'animaux ou de plantes afin d'obtenir une nouvelle variété ou race, le test d'un nouveau médicament, l'identification du rôle de n'importe quel organite cellulaire, etc. Une expérience est toujours l'acquisition de nouvelles connaissances à l'aide d'une expérience donnée.
Problème- une question, un problème à résoudre. La résolution de problèmes mène à de nouvelles connaissances. Un problème scientifique cache toujours une contradiction entre le connu et l'inconnu. Pour résoudre le problème, le scientifique doit collecter des faits, les analyser et les systématiser. Un exemple de problème est par exemple le suivant : « Comment se fait l'adaptation des organismes à l'environnement ? ou "Comment puis-je me préparer à des examens sérieux dans les plus brefs délais ?".
Il peut être assez difficile de formuler un problème, mais chaque fois qu'il y a une difficulté, une contradiction, un problème apparaît.
Hypothèse- une hypothèse, une solution préliminaire au problème. Émettant des hypothèses, le chercheur recherche des relations entre des faits, des phénomènes, des processus. C'est pourquoi l'hypothèse prend le plus souvent la forme d'un postulat : « si... alors ». Par exemple, "Si les plantes émettent de l'oxygène dans la lumière, nous pouvons le détecter à l'aide d'une torche qui couve, parce que. l'oxygène doit entretenir la combustion. L'hypothèse est testée expérimentalement. (Voir Hypothèses sur l'origine de la vie sur Terre.)
La théorie est une généralisation des idées principales dans n'importe quel domaine scientifique de la connaissance. Par exemple, la théorie de l'évolution résume toutes les données scientifiques fiables obtenues par les chercheurs sur plusieurs décennies. Au fil du temps, les théories sont complétées par de nouvelles données, se développent. Certaines théories peuvent être réfutées par de nouveaux faits. Les vraies théories scientifiques sont confirmées par la pratique. Ainsi, par exemple, la théorie génétique de G. Mendel et la théorie chromosomique de T. Morgan ont été confirmées par de nombreuses études expérimentales dans différents pays du monde. La théorie évolutionniste moderne, bien qu'elle ait trouvé de nombreuses confirmations scientifiquement prouvées, rencontre encore des opposants, car. toutes ses dispositions ne peuvent pas être confirmées par des faits au stade actuel de développement de la science.
Les méthodes scientifiques privées en biologie sont :
méthode généalogique - utilisé dans la compilation des pedigrees des personnes, identifiant la nature de l'héritage de certains traits.
méthode historique - établir des relations entre des faits, des processus, des phénomènes qui se sont produits sur un temps historiquement long (plusieurs milliards d'années). La doctrine évolutionniste s'est développée en grande partie grâce à cette méthode.
méthode paléontologique - une méthode qui vous permet de découvrir la relation entre les organismes anciens, dont les restes se trouvent dans la croûte terrestre, dans différentes couches géologiques.
centrifugation – séparation des mélanges en composants sous l'action de la force centrifuge. Il est utilisé dans la séparation des organites cellulaires, des fractions légères et lourdes (composants) de substances organiques, etc.
Cytologique ou cytogénétique , - étude de la structure de la cellule, de ses structures à l'aide de divers microscopes.
Biochimique - l'étude des processus chimiques se produisant dans le corps.
Chaque science biologique particulière (botanique, zoologie, anatomie et physiologie, cytologie, embryologie, génétique, élevage, écologie et autres) utilise ses propres méthodes de recherche plus particulières.
Chaque science a la sienne un objet et votre sujet d'étude. En biologie, l'objet d'étude est la VIE. Les porteurs de vie sont des corps vivants. Tout ce qui concerne leur existence est étudié par la biologie. Le sujet de la science est toujours un peu plus étroit, plus limité que l'objet. Ainsi, par exemple, l'un des scientifiques s'intéresse à métabolisme organismes. Alors l'objet d'étude sera la vie, et le sujet d'étude sera le métabolisme. D'autre part, le métabolisme peut aussi être un objet d'étude, mais alors le sujet d'étude sera l'une de ses caractéristiques, par exemple, le métabolisme des protéines, ou des graisses, ou des glucides. Ceci est important à comprendre, car des questions sur ce qui est l'objet d'étude d'une science particulière se trouvent dans les questions d'examen. De plus, c'est important pour ceux qui seront engagés dans la science à l'avenir.
EXEMPLES DE TÂCHES
Partie A
A1. La biologie en tant qu'études scientifiques
1) signes généraux de la structure des plantes et des animaux
2) la relation de la nature animée et inanimée
3) processus se produisant dans les systèmes vivants
4) l'origine de la vie sur Terre
A2. IP Pavlov dans ses travaux sur la digestion a utilisé la méthode de recherche:
1) historique 3) expérimental
2) descriptif 4) biochimique
A3. L'hypothèse de Ch. Darwin selon laquelle chaque espèce ou groupe d'espèces moderne avait des ancêtres communs est la suivante :
1) théorie 3) fait
2) hypothèse 4) preuve
A4. Etudes d'embryologie
1) le développement de l'organisme du zygote à la naissance
2) la structure et les fonctions de l'œuf
3) développement humain post-partum
4) développement de l'organisme de la naissance à la mort
A5. Le nombre et la forme des chromosomes dans une cellule sont déterminés par la recherche
1) biochimique 3) centrifugation
2) cytologique 4) comparatif
A6. La sélection en tant que science résout les problèmes
1) création de nouvelles variétés de plantes et de races animales
2) conservation de la biosphère
3) création d'agrocénoses
4) créer de nouveaux engrais
A7. Les modèles d'hérédité des traits chez l'homme sont établis par la méthode
1) expérimental 3) généalogique
2) observations hybridologiques 4)
A8. La spécialité d'un scientifique qui étudie les structures fines des chromosomes s'appelle :
1) éleveur 3) morphologue
2) cytogénéticien 4) embryologiste
A9. La systématique est la science qui traite
1) l'étude de la structure externe des organismes
2) l'étude des fonctions corporelles
3) identifier les relations entre les organismes
4) classification des organismes
Partie B
EN 1. Indiquez trois fonctions que la théorie cellulaire moderne remplit
1) Confirme expérimentalement les données scientifiques sur la structure des organismes
2) Prédit l'émergence de nouveaux faits, phénomènes
3) Décrit la structure cellulaire de différents organismes
4) Systématise, analyse et explique de nouveaux faits sur la structure cellulaire des organismes
5) Émet des hypothèses sur la structure cellulaire de tous les organismes
6) Crée de nouvelles méthodes de recherche cellulaire
Partie DE
C1. Le scientifique français Louis Pasteur est devenu célèbre comme le "sauveur de l'humanité", grâce à la création de vaccins contre les maladies infectieuses, notamment la rage, l'anthrax, etc. Proposez des hypothèses qu'il pourrait émettre. Laquelle des méthodes de recherche a-t-il prouvé son cas ?
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