1. Предмет вивчення і розділи загальної біології. Види наукових знань, що складають основу загальної біології. Показ значення біологічної науки для сільськогосподарського виробництва України, промисловості, медицини в курсі загальної біології.

Предмет вивчення і розділи загальної біології:

1. Загальна біологія - наука, яка вивчає основні і загальні для всіх організмів закономірності життєвих явищ, дає відповідь на запитання -що таке життя і чим живе відрізняється від неживого.

2. Завдання загальної біології - виявлення і пояснення загального, однаково правильного для всієї різноманітності живих організмів.

3. Предмет вивчення загальної біології: різноманітність живих організмів, будова і функції їх та їхніх угруповань, походження, поширення, розвиток, зв'язок організмів між собою та з факторами неживої природи.

4. Дані питання вивчають такі розділи загальної біології: систематика, морфологія, анатомія, фізіологія, цитологія, ембріологія, генетика, екологія, вчення про біосферу, теорія еволюції.

Види наукових знань, що складають основу загальної біології:

1. Гіпотеза - науково-обгрунтоване припущення (здогад), яке висувається для пояснення певних реальних явищ або закономірного зв'язку між ними.

2. Науковий факт - поодинока реально існуюча подія чи факт, які заслуговують детального вивчення.

3. Поняття - форма узагальнення предметів і явищ, істотні зв'язки між якими виражають закони. Нові наукові поняття вводяться на основі аналізу наукових факторів.

4. Закономірність - реально існуючий суттєвий зв'язок між подіями, які більш-менш регулярно повторюються.

5. Правило - статистично підтверджена закономірність.

6. Закон - явище виявлення однакових змін чи реакцій у разі повторення експерименту або статистично вірогідна закономірність.

7. Теорія - наукове узагальнення певної системи фактів, ідей, закономірностей, яке підтверджується практично.

Зв'язок між видами наукових знань: гіпотеза - ймовірність - практична перевірка - вірогідність - теорія або закон.

Показ значення біологічної науки для сільськогосподарського виробництва України, промисловості, медицини в курсі загальної біології.

1. В сільськогосподарському виробництві для цілого ряду спеціальних дисциплін агрономії, зоотехнії та ветеринарії теоретичною основою є ботаніка, зоологія, фізіологія, генетика, біотехнологія:

а) знання законів спадковості і мінливості дозволяє створити високопродуктивні сорти рослин і породи тварин, що відіграє першочергову роль у вирішенні проблем забезпечення населення продуктами харчування;

б) біологічні знання допомагають в боротьбі з хворобами і шкідниками рослин, бур'янами та паразитами тварин;

в) використання методів генної інженерії дозволяє створити рослини з підвищеною стійкістю проти хвороб, шкідників та гербіцидів, поліпшеною якістю продукції.

2. У промисловості - без знань біологічних дисциплін неможливі легка, харчова, медична та хімічна промисловість:

а) на біологічних процесах базується випікання хліба, виробництво кисломолочних продуктів, сироваріння, виробництво пива, вина, спирту;

б) на основі біологічного синтезу виробляються вітаміни, ферменти, органічні кислоти, кормові дріжджі;

в) застосування генної інженерії дозволило організувати виробництво біологічно активних речовин - антибіотиків, інсуліну, інтерферону, соматотропіну тощо.

3. В медицині:

а) глибокого вивчення життєвих процесів і механізмів на клітинному та організмовому рівнях вимагає розробка методів попередження і лікування таких тяжких хвороб людини, як серцево-судинні та злоякісні утворення;

б) Україна вступила у третє тисячоліття з епідеміями туберкульозу та СНІДу і на найближчі роки боротьба з цими хворобами стане першочерговою;

в) збудниками більшості хвороб людини є живі організми, тому необхідні глибокі знання біології хвороботворних організмів.

2. Розкриття основних властивостей та принципів організації живих систем в курсі загальної біології.

Основні властивості живих систем

а) самооновлення - пов'язане з потоком речовин і енергії;

б) самовідтворення - забезпечує наступність між генераціями біологічних систем;

в) саморегуляція - ґрунтується на потоці речовин, енергії та інформації.

Ці властивості зумовлюють основні ознаки життя: обмін речовин і енергії (дихання, живлення, виділення), подразливість, гомеостаз, репродукцію, спадковість, мінливість, онтогенез, філогенез, дискретність і цілісність.

1. Самооновлення - здатність організму в процесі обміну речовин та енергії забезпечувати постійність хімічного складу і будови частин організму, їх функціонування. Самооновлення йде шляхом заміни зношених структурних елементів - молекул, органоїдів, клітин. Відносно стабільними є ДНК і структурні полісахариди (целюлоза). Період біологічного напівоновлення білка в печінці людини 8-9 днів, резервного жиру - в 3 рази більший.

2. Самовідтворення (розмноження) - відтворення живими організмами нових особин. В основі самовідтворення лежить здатність молекул ДНК до самоподвоєння перед поділом клітини і одержання дочірніми клітинами точної копії материнської ДНК - генетичного коду.

3. Саморегуляція (авторегуляція) - автоматичне підтримання сталого стану в біологічних системах, здатність їх зберігати свій склад і властивості на відносно постійному рівні незалежно від зміни умов середовища.

Саморегуляція клітини - автоматичне включення і виключення процесів, які підтримують нормальний склад клітини за принципом зворотного зв'язку.

Саморегуляція організму - циклічний процес автоматичного підтримання життєвого стану або функцій на сталому рівні. В рослинних організмів функції регулюються за допомогою фітогормонів, а на зовнішні подразники - здебільшого зміною росту. У вищих тварин функції регулюються взаємодією нервової і гуморальної систем. Гомеостаз - здатність живої системи підтримувати всі її властивості на певному, відносно сталому рівні. Забезпечує взаємодію складних процесів регуляції і координації, які включаються і виключаються в клітині автоматично.

Саморегуляція біоценозу - чисельність кожного виду в біоценозі регулюється в результаті взаємного пристосування видів.

а) Дихання - в процесі дихання звільняється енергія для життєдіяльності організмів при розщепленні високоенергетичних сполук - вуглеводів, жирів, білків (анаеробне, аеробне).

б) Живлення - фізіологічний процес вбирання і засвоєння рослиною поживних речовин, або процес надходження поживних речовин в організм тварин; джерело речовин і енергії (автотрофне, гетеротрофне).

в) Виділення - виведення з організму кінцевих продуктів обміну речовин - вуглекислоти, води, аміаку, свинцю, радіонуклеотидів, баластних речовин.

г) Ріст і розвиток. Ріст, як правило, пов'язаний із збільшенням маси живої речовини. Проходить внутрішньо за рахунок поживних речовин, одержаних в процесі живлення. Розвиток - процес формування організму або його різних частин і органів. Це незворотній, закономірно направлений процес тісно пов'язаних кількісних і якісних змін особини від народження до смерті. Розрізняють індивідуальний розвиток (онтогенез) та історичний розвиток (філогенез)

д) Подразливість - здатність живого організму або його утворів сприймати зміни навколишнього або внутрішнього середовища і відповідати на ці зміни реакцією збудження. Живі організми реагують на електричні, хімічні, механічні, термічні подразники. В рослин подразливість сприймається всіма клітинами, в багатоклітинних тварин - нервовою системою і органами чуттів. Збудження в рослинних і тваринних клітинах супроводжується виникненням біоелектричних потенціалів. Одним із проявів подразливості є рух органоїдів клітини, окремих тканин, органів, а також всього організму.

е) Рух — зміна положення в просторі всього організму або окремих його частин. Активно рухаються в основному тварини, деякі бактерії, водорості, статеві клітини (зооспори, спермії), активними також є ростові й тургорні рухи в рослин у формі тропізмів і настій.

є) Дискретність і цілісність - складають єдність протилежностей життя. Органічний світ цілісний тому, що складає систему взаємозв'язаних частин, і в той же час він дискретний, тому що складається із окремих одиниць - організмів, які теж дискретні.

ж)Упорядкованість. Дискретні одиниці в організмі утворюють упорядковану систему, чим зумовлена добре погоджена діяльність всіх процесів, які протікають як в цілому організмі, так і в окремих клітинах. Упорядкованість в просторі супроводжується упорядкованістю в часі, що забезпечує чітку послідовність всіх процесів, які протікають в живих системах,

Принципи організації живих систем

У живих організмах матеріальні й функціональні елементи, що утворюють систему, поєднуються не випадково, а знаходяться в доцільних матеріальних, енергетичних і інформаційних взаємовідносинах між собою.

1. Універсальні ознаки живих організмів

Всі живі організми мають подібність в будові та процесах життєдіяльності: у них єдиний генетичний код, хімічний склад, будова молекул та клітин, однотипова будова тіла на однакових рівнях організації. Подібність живих організмів підтверджує їх спорідненість і єдність походження, а відмінності - дивергентний характер в процесі еволюції органічного світу.

2. Обмін енергією

а) Для всіх процесів життєдіяльності живих організмів: біосинтезу, клітинного поділу, активного транспорту, осмосу, нервової діяльності, механічної роботи, а в деяких спеціалізованих клітинах - м'язових скорочень, біолюмінесценції, електричних розрядів, необхідна енергія.

б) Першоджерелом всієї енергії для живих систем Землі служить Сонце. Сонячна енергія поступає на Землю у вигляді сонячного випромінювання, яке використовується зеленими рослинами для фотосинтезу органічних речовин (глюкози), а від рослин поступає в дальші харчові ланцюги, і як результат, керує біохімічними циклами.

в) В клітині енергія може існувати у вигляді різних форм (хімічна, теплова, механічна, електрична) і переходить із однієї форми в іншу. Перехід однієї форми енергії в іншу, називається перетворенням енергії і підкоряється законам термодинаміки.

г) За типом живлення і використання енергії в процесі обміну речовин живі організми поділяються на дві групи: автотрофні (частина бактерій, ціанобактерії та практично всі рослини) та гетеротрофні (більшість бактерій, гриби, всі тварини, в т. ч. і людина).

3. Обмін інформацією

а) В живих організмах потоки інформації йдуть як від різних структур його, так і з навколишнього середовища Інформацію переносять матеріальні або енергетичні носії - сигнали, які направляються до приймача по каналу зв'язку.

б) В тваринних організмах сигналами служать гормони або електричні імпульси. При гормональному зв'язку гормони від залоз внутрішньої секреції по кров'яному руслу попадають у всі частини організму, але тільки певні органи приймають цей сигнал і реагують на нього як приймачі. При нервовому зв'язку в багатоклітинних тварин передавачами є рецепторні і нервові клітини, а канал зв'язку утворюють нервові волокна. Регуляція функцій і різних систем організму у тварин за участю гуморальних і нейрорефлекторних механізмів називається нейрогуморальною.

в) Між особинами тварин одного виду або різних видів існує контактна або просторова комунікація з використанням зорових, акустичних або хімічних каналів зв'язку.

г) Біохімічні перетворення в організмах рослин відбуваються за участі ферментів, фітогормонів і інгібіторів. Зміни в концентраціях метаболітів і коферментів, кількості та активності ферментів можуть бути причинами зміни стаціонарного стану на молекулярному рівні.

д) Відповідь рослин на подразники навколишнього середовища здебільшого виражається у зміні росту і рухах.

е) Синтез гормонів, ферментів, фітогормонів і інгібіторів, які контролюють біохімічні перетворення в організмах тварин і рослин протягом всього онтогенезу, визначається генетичною інформацією.