Биология – комплексная наука, которая изучает саму жизнь.

2.Связь биологических наук с другими науками.

Современная биология тесно связана в различных аспектах с другими науками и широко применяет их методы, а также знания биологии используют в геологии, географии, метеологии, биотехнологии, моделировании, бионике, информатике (примеры: Эйфелева башня, радары, фотоаппарат, мембрана телефона, ... ) Биология лежит в основе таких наук, как медицина, экология, генетика, селекция, ботаника, зоология, анатомия, физиология, микробиология, эмбриология и др.. Биология совместно с другими науками образовала такие науки, как биофизика, биохимия, бионика, геоботаника, зоогеография и др. В связи с бурным развитием науки и техники появляются новые направления изучения живых организмов, появляются новые науки, связанные с биологией. Это еще раз доказывает, что живой мир является многогранным и сложным и он тесно связан с неживой природой.

3. Задачи современной биологии.

« В науке часто важно не то кто был первым,

а, кто оказался последним» ( Э.Чаргафф)

Теоретическое и гуманитарное значение общей биологии состоит

прежде всего в формировании материалистического мировоззрения.

Основной вопрос философии - о соотношении материи (бытия) и сознания - по сути вопрос биологический.

Задачи современной биологии:

- изучение био-закономерностей;

-раскрытие сущности жизни и его проявлений с целью познания и управления ими.

Одна из самых сложных задач современной биологии - выяснить механизмы старения и смерти высших организмов, в том числе и человека

4.Методы биологических исследований. ( Это способы, которыми определённая научная дисциплина получает информацию)

Основой научного познания является построение системы достоверного знания, основанного на фактах. Фактом является наблюдение или эксперимент, который может быть воспроизведен и подтвержден. Однако, толковать одно и то же наблюдения разные ученые могут по-разному.

Типичная последовательность этапов научного исследования такова:

• накопление определенных фактов;

• постановка проблемы;

• формирование гипотезы, которая объясняет эти факты;

• проверка гипотезы с помощью новых фактов.

Если новые факты не подтверждают выдвинутую гипотезу, то выдвигается новая гипотеза. Если же гипотеза хорошо согласуется с имеющимися фактами и позволяет делать прогнозы, что впоследствии подтверждаются, то она становится научной теорией. Но возникновение научной теории не означает, что она является вечной. Новые данные, полученные в будущем, может нуждаться в ее коррекции.

Для получения новых фактов и формирования гипотез и теорий современная биология использует разнообразные научные методы.

Основными частными методами в биологии являются:

• сравнительно-описательный (наблюдение за биообъектами и описание особенностей жизнедеятельности, организации и т.д.);

• экспериментальный(изучение того или иного явления с помощью опыта с целью проверки научных гипотез, накопления научных данных);

• моделирование (математическое, компьютерное или искусственное создание модели экосистем с целью проведения, развития, и проверки предполагаемых последствий);

• мониторинг (длительные исследования),

статистический (математическая обработка данных) Их можно разделить на две большие группы - эмпирические и теоретические. В случае применения эмпирических методов биологи работают с природными объектами, определяя их свойства. К таким методам относят наблюдение и эксперимент. В ходе наблюдения изучающий только регистрирует ход природных процессов, не вмешиваясь в него. Если наблюдение за биологическим объектом проводится отдельно, то такой тип наблюдения называют описательным. Если же во время наблюдения ученый работает сразу с несколькими объектами, а затем сравнивает результаты, то такой тип наблюдения называют сравнительным. Преимущество описательных исследований в том, что наблюдатель не влияет на объект наблюдений. Но в этом случае ученому трудно определить роль различных факторов на воздействие природных процессов.

Сравнительно-описательный метод был основным способом исследования на ранних этапах развития биологии. Для описания и исследования биологи применяют физические, химические, математические методы. Т.о. возникли биохимия, биофизика, бионика, биокибернетика и др.

В ходе эксперимента исследователь активно вмешивается в природные процессы. Он искусственно формирует условия, в которых происходит эксперимент. Это позволяет создать ситуацию, когда ученый может исследовать воздействие на биологические процессы только одного фактора, оставляя другие факторы неизменными. Недостатком такого подхода является то, что искусственно созданные условия эксперимента могут отражаться на нормальном функционировании биологических объектов.

При теоретических методах исследования ученые не работают с объектом до исследования непосредственно. Они исследуют физические или математические модели природных объектов. В теоретических методах выделяют моделирование и математическую обработку данных (статистический метод). Математическая обработка данных проводится по окончании наблюдения или эксперимента. Она позволяет на основе полученных данных определить связи между отдельными параметрами биологических систем, вычленить влияние отдельных факторов на биологические системы и особенности их взаимодействия. Так же применяют мониторинг (длительные исследования).

Высшей формой эксперимента является моделированиеизучаемых процессов. Блестящий экспериментатор И.П. Павлов говорил: «Наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что он хочет».

Основой моделирования является создание определенной теории относительно той или иной биологической системы, содержащей правила, по которым происходят изменения в биологических системах, которые анализируются. После создания такой теории задаются начальные параметры (т.е. определяется исходное состояние системы). Затем, обычно с использованием мощных компьютеров, делается анализ - как будет меняться система в случае действия правил выдвинутой теории. Результаты сопоставляются с реальными фактами для существующих биологических систем. Если отклонение от привычных процессов значительны, то в теорию и модель вносят небольшие правки и продолжают исследования. Если же отклонения являются существенными, то созданную теорию отвергают и предлагают новую.

Моделирование широко используется в тех ситуациях, когда проведение реального эксперимента невозможно. Так, например, исследуют эволюционные процессы, изменения экосистем в планетарном масштабе и т.д....

Комплексное использование различных методов позволяет наиболее полно познать явления и объекты природы. Происходящее в настоящее время сближение биологии с химией, физикой, математикой и кибернетикой, использование их методов для решения биологических задач оказались весьма плодотворными.

5.Основные свойства живого. (см. таблицу)

Жизнь - это многоуровневая, саморегулируемая система.

Как отличить живую природу от неживой?

Система-это целое, состоящее из взаимосвязанных частей. Свойства системы не сводятся к сумме свойств ее составляющих. Так, живые системы являются живыми лишь как результат взаимодействия их составляющих. А каждый из элементов живой системы, выделен отдельно, живым быть не может. Особенность разноуровневой организации живых организмов заключается в том, что части биологических систем во многих случаях сами являются отдельными системами.

6. Уровни организации жизни.

Живая природа характеризуется разными структурно-функциональными уровнями организации от молекулярного до биосферного. Все объекты природы являются системами. Живые системы имеют разную степень сложности - от молекул до биосферы - и представляют в совокупности многоступенчатую иерархию уровней организации

Главными уровнями организации живых систем считают следующие:

• молекулярный;

• клеточный;

тканевый;

• органогенный;

• организменном;

• экосистемный (популяционно

-видовой);

• биогеоценотический;

• биосферный.

Молекулярный. Этот уровень является глубинным в организации живого и представлен органическими и неорганическими молекулами, находящихся в клетках. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др. Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне сопрягаются передача информации и превращение веществ и энергии. Тканевый. Тканевый уровень представлен тканями, объединяющими клетки определённого строения, размеров, расположения и сходных функций. Органогенный. Органный уровень представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счёт различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. Организменный. Изучает процессы жизнедеятельности отдельно взятого организма. Экосистемный. Изучает популяцию, вид, законы взаимодействия, экологию и эволюцию вида. В этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования - процесс микроэволюции.Биогеоценотический. Изучает совокупность популяций разных видов организмов на определённом участке суши или воды. Этот уровень является высшей формой организации живого (живых систем). Биосферный- совокупность всех биогеоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.

Интересно, что не всегда в биологических системах можно выделить все из указанных уровней. Так, одноклеточные организмы не имеют органо-тканевого уровня организации, а их организменном уровень совпадает с клеточным. Иногда для удобства ученые выделяют дополнительные уровни организации, например, уровень органелл, уровень систем органов, популяционный уровень и т.п.. Необходимость такого выделения обычно определяется особенностью проведенных до исследований или поставленных задач. Особенности организменного и органо-тканевого уровней организации живых организмов вы подробно изучали в предыдущих классах.

7.Основные этапы развития биологии. История развития биологии.

Историю биологии можно разделить на несколько этапов. Первым этапом можно считать период до появления земледелия и скотоводства. В это время происходило накопление знаний о самом человеке, животных и растениях.

Переход к земледелию и скотоводству способствовал выходу на новую ступень развития биологии.Фактически основы современной биологической науки закладывались именно во времена Древней Греции. С появлением первых государств древнего мира до сих пор разрозненные биологические знания начали систематизироваться. С этого периода нам уже известны первые ученые, которые работали в области биологии. Мы можем назвать Аристотеля, который описал многих животных и попытался систематизировать живые организмы, Теофраста, который был учеником Аристотеля и считается «отцом» современной ботаники, и Галена - выдающегося римского врача, который много сделал для развития медицины.

В средние века составлялись «травники», включавшие главным образом лекарственные растения. Во времена Средневековья развитие биологии затормозилось, и систематическое научные исследования природы началось лишь в эпоху Возрождения. Этому способствовало появление печатного станка и печатной книги.

В эпоху Возрождения интерес к живой природе усилился. Возникли ботаника и зоология. А. Везалий (1514—1564), давший научное описание строения органов и систем человека, У. Гарвей (1578 — 1657), описавший большей и малый круги кровообращения и его механизм, и другие ученые заложили основы анатомии и физиологии человека. Изобретение микроскопа в начале XVII в. Г. Галилеем (1564-1642) раздвинуло границы мира живых существ, углубило представление об их строении Р. Гук (1635-1703), М. Мальпиги (1628-1694), Сваммердам (1637-1680) и А. Левенгук (1632-1723) положили начало изучению клеток тканей. Левенгук впервые увидел под микроскопом бактерий, простейших и сперматозоидов.

Одно из главных достижений XVIII в. — создание системы классификации животных и растений (К. Линней, 1735). В начале XIX в. Жан Батист Ламарк в книге «Философия зоологии» (1809) впервые четко сформулировал мысль об эволюции органического мира. Новые методы исследований, экспедиции в эпоху великих географических открытий обогатили биологию множеством новых фактов, что привело к ее дифференциации. В ботанике и зоологии обособились систематика, эмбриология, гистология, микробиология, палеонтология, биогеография и др.;

Среди важнейших достижений XIX в. — создание клеточной теории М. Шлейденом и Т. Шванном (1838 — 1839), которая в 1855 г. была углублена Р. Вирховым;формируются первые научные эволюционные теории (Ж. Б. Ламарк, Чарльз Дарвин);теория зародышевого сходства (К. Бэр). Вскоре Луи Пастер доказывает невозможность самозарождения жизни в современных условиях и разрабатывает технологии создания вакцин. Д. И. Ивановский открывает вирусы, а И. П. Павлов создает учение о рефлексах и типах высшей нервной деятельности. Были открыты закономерности наследственности (Г. Мендель, 1859).Происходит бурное развитие всех биологических дисциплин.

В XX в. появление новых приборов и технологий привела к формированию новых и значительное развитие старых отраслей биологии. Электронный микроскоп, люминесцентная и фазово-контрастная микроскопия позволили подробно исследовать строение клеток и тканей. Достижения физики и химии вызвали появление молекулярной биологии и предоставили возможность анализировать жизненные процессы на уровне отдельных молекул. Бурное развитие получила генетика. Эта наука возникла в результате переоткрытия К. Корренсом, Э. Чермаком и Г. де Фризом законов наследственности (обнаруженных Г. Менделем, но оставшихся неизвестными биологам того времени) и работам Т. Моргана, экспериментально обосновавшим хромосомную теорию наследственности.Именно развитие генетики обеспечили успехи селекции и резкое увеличение производительности сельского хозяйства в XX веке.

В 50-е годы поразительных успехов достигли исследования тонкой структуры живой материи. Был решен вопрос о материальных основах наследственности, универсальных для всех организмов.Большое значение для развития биологии имело создание современных методов математической обработки научных данных.

Для современной биологии характерна наряду с детальным изучением отдельных структур и организмов тенденция к целостному, синтетическому познанию живой природы, о чем свидетельствует развитие экологии.

В XXI веке одним из главных направлений развития биологии становится биотехнология, которая открывает широкие возможности для улучшения жизни человека и предоставляет новые возможности современной медицине. 8. Значение достижений биологической науки в жизни человека и общества.

Знания биологии широко используется в практической деятельности человека.

Большое практическое значение биологи для сельского, лесного, промышленного хозяйства и медицины.

Знание законов генетики и селекции, а также физиологических особенностей культурных и домашних видов, позволяет выводить более продуктивные сорта растений и породы животных и др.

9. Выдающиеся ученые Украины.

В развитие отдельных направлений бионауки существенный вклад сделали отечественные ученые-биологи:И.И. Мечников (создатель теории иммунитета), В. И. Вернадский (один из организаторов Академии наук Украины, основатель биогеохимии и учения о ноосфере), И.И. Шмальгаузен (выдающийся зоолог и эволюционист), М. Г. Холодный (выдающийся ботаник и микробиолог) Амосов М.И., Богомолец А.Л., Гамалей М.Ф., Вавилов Н.И., Палладин А.В., Ситник К.М., Северцов А.Н., Заболотный, Перемежко П.И., Навашин С.Г., и др.

Выдающиеся врачи Донецка: ГусакВ.К., БондарьГ.В., Бахтеева, ЧайкаВ.С., Овнатанян К.Т. и д.р.

Итог: На сегодняшний день роль биологии в жизни и практической деятельности человека растет. Это связано с обострением экологической ситуации на Земле, вызванной ростом населения, большим потреблением энергии, обострением социальных противоречий. Дальнейшее развитие и даже существование современной цивилизации возможно только в гармонии с окружающей средой, что требует глубокого знания и соблюдения биологических закономерностей, широкого использования биотехнологии

По уровню биоисследований сейчас можно судить о материально-техническом развитии общества; поскольку биология становится реальной продуктивной силой, а также рациональной научной основой отношений между человеком и природой. Только на основе биоисследований возможно решение одной из грандиозных задач, - управлением эволюцией биосферы.

XXI век назван – веком биологии!

Контроль знаний и умений:

Дать ответы на вопросы:

1. Какие особенности имело развитие биологии в древнем мире?

2. Почему эпоха Возрождения привела к интенсивному развитию биологических дисциплин?

3.Какие украинские ученые сделали существенный вклад в развитие мировой биологии?

4.Какие методы исследований использует биология?

5.Как основные свойства живого вам известны?

6.Почему мы можем считать живые организмы системами?

7.Какие главные уровни организации живого выделяют ученые?

8.На каком уровне организации можно изучать комнатное растение?

9.Что общего в живой клетке и в Биосфере?

10.Как можно установить, пригодно ли яйцо к употреблению в пищу?

Домашнее задание: Выучить конспект, подготовить доклад о выдающихся отечественных учёных - биологах, найти информацию о применении бионики в вашей будущей профессии, § 1-3, Лек.№ 1.

Творческое задание:Проект «Ода жизни»(подобрать афоризмы, стихи, песни, посвящённые жизни)