
- •Понятие биологической системы. Объект, предмет, методы, задачи биологии.
- •Роль воды в жизненных процессах.
- •Строение и основные свойства белков.
- •Строение и основные свойства липидов.
- •6. Строение и основные свойства углеводов.
- •7. Строение и основные свойства нуклеиновых кислот.
- •8. Строение и основные свойства ферментов.
- •10. Понятие диссипативной структуры. Понятие открытой системы. Теорема Пригожина. Энергетика живого: ’’порядок из хаоса”.
- •12. Фотосистемы. Светозависимые стадии фотосинтеза.
- •13. Светонезависимые стадии фотосинтеза. Цикл Кальвина.
- •15. Концепция хемоосмотического сопряжения.
- •16. Гликолиз: сущность процесса, молекулярные механизмы, локализация в клетке, энергетическая эффективность и эволюционный аспект.
- •18. Окислительное фосфорилирование: сущность процесса, энергетическая эффективность (Электронно-транспортная цепь).
- •19. 2. Пентозофосфатныи путь дыхательного обмена
- •1. Влияние внешних условий на процесс дыхания
- •2. Влияние внутренних факторов на процесс дыхания
- •1. Локализация в клетке реакций дыхательного обмена
- •35. Функции крови.
- •Поток энергии через экологическое сообщество
- •37 Трофические цепи, экологические пирамиды. Закон Линдемана
- •38 Закономерность формирования потока вещества: замкнутость, степень замкнутости.
- •39Молекулярные механизмы самосохранения биосистем. Генный код. Биосинтез белков.
- •40. Митоз
- •41.Мейоз.
- •Понятие адаптации. Принцип Ле-Шателье. Понятие гомеостаза.
- •44Эволюционное учение. Происхождение видов. Работы Дарвина, Ламарка, Северцова
- •45 В.И.Вернадский о единстве живой и неживой природы. Понятие биокосной системы
- •46 Вернадский о планетарной геохимической роли живого вещества. Биоэкологические константы. Масштабы и эффективность средообразующей функции жизни. Гипотеза Геи.
- •Масштабы и эффективность средообразующей функции жизни
- •Теория Геи
- •Однако по результатам тех же наблюдений стало видно, что океан на протяжении последних десяти лет стал "дышать" чаще, как если бы это было у простывшего человека.
- •47 Биогеохимический цикл
- •48 Вернадский о распределении живого вещества в биосфере. «Сгущения» и «пленки» жизни в океане. Распределение живого вещества
- •49 Понятие ресурса. Принципы ресурсопотребления в биосфере и в обществе
- •50 Основные причины и пути преодоления экологического кризиса
- •Абиотические факторы
- •Перенаселение
Понятие биологической системы. Объект, предмет, методы, задачи биологии.
Биологические системы – это объекты различной сложности, имеющие несколько уровней структурно-функциональной организации и представляющие собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.
Примерами биологических систем являются: клетка, ткани, органы, организмы, популяции, виды, биоценозы, экосистемы разных рангов и биосфера.
Элементарной биологической системой, т.е. системой самого низшего ранга, является клетка, т.к. нет систем еще более низкого ранга, которые бы обладали всей совокупностью признаков, присущих биологическим системам.
Человек занимает особое место среди систем, он не только живет в мире систем, но и сам является системой, персонифицированной составляющей природы.
Биология — наука о жизни, ее формах и закономерностях развития. Предметом ее изучения является многообразие вымерших и ныне населяющих Землю живых существ, их строение (от молекулярного до анатомо-морфологического), функции, происхождение, индивидуальное развитие, эволюция, распространение, взаимоотношения друг с другом и окружающей средой. Биология исследует общие и частные закономерности присущие жизни во всех ее проявлениях и свойствах: обмен веществ и энергии, размножение, наследственность и изменчивость, рост и развитие, раздражимость, дискретность, авторегуляция, движение и др. В зависимости от объектов изучения в биологии можно выделить ряд направлений: вирусологию, микробиологию, ботанику, зоологию, антропологию и др. Эти науки исследуют особенности происхождения, строения, развития, жизнедеятельности, свойства, разнообразие и распространение на земном шаре каждого отдельного вида вирусов, бактерий, животных, растений и человека.
Основными методами биологии являются наблюдение (позволяет описать биологические явления), сравнение (дает возможность найти общие закономерности в строении, жизнедеятельности различных организмов), эксперимент или опыт (помогает исследователю изучить свойства биологических объектов), моделирование (имитируются многие процессы, недоступные для непосредственного наблюдения или экспериментального воспроизведения), исторический метод (позволяет на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познать процессы развития живой природы).
Биологические знания помогают в борьбе с вредителями и болезнями культурных растений, паразитами животных. Они играют важную роль в совершенствовании лесного и промыслового хозяйства, звероводства. Достижения современной биологии нашли практическое применение в промышленном биологическом синтезе аминокислот, кормовых белков, ферментов, витаминов, стимуляторов роста и средств защиты растений, органических кислот и др. С помощью методов генной инженерии биологами созданы организмы с новыми комбинациями наследственных признаков и свойств, например растения с повышенной устойчивостью к заболеваниям, засолению почв, способностью к фиксации атмосферного азота и др. Кроме того, генная инженерия положена в основу разработки принципов биотехнологии, связанной с производством биологически активных веществ (инсулин, антибиотики, интерферон, новые вакцины для профилактики инфекционных заболеваний человека и животных). Теоретические достижения биологии широко применяются в медицине. Именно успехи и открытия биологии определили современный уровень медицинской науки. В частности, генетические исследования позволяют разрабатывать методы ранней диагностики, лечения и профилактики многих наследственных болезней человека (альбинизм, гемофилия, бесплодие, слабоумие и др.). С ними во многом связан и дальнейший прогресс медицины.
Уровни иерархии в биологии. Принцип эмерджентности свойств и его методологические следствия. Аналогичность и множественность биосистем.
Молекулярно-генетический уровень жизни — это уровень функционирования биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов) и других важных органических соединений, лежащих в основе процессов жизнедеятельности организмов. На этом уровне элементарной структурной единицей является ген, а носителем наследственной информации у всех живых организмов — молекула ДНК. Реализация наследственной информации осуществляется при участии молекул РНК. Важнейшими задачами биологии на этом уровне являются изучение механизмов передачи генной информации, наследственности изменчивости, исследование эволюционных процессов, происхождения и сущности жизни.
Клеточный уровень. На клеточном уровне организации основной структурной и функциональной единицей всех живых организмов является клетка. На клеточном уровне так же, как и на молекулярно-генетическом, отмечается однотипность всех живых организмов. У всех организмов только на клеточном уровне возможны биосинтез и реализация наследственной информации. Клеточный уровень у одноклеточных организмов совпадает с организменным.
Онтогенетический уровень. Многоклеточные организмы. Основной единицей жизни на онтогенетическом уровне выступает отдельная особь, а элементарным явлением является онтогенез. Биологическая особь может быть, как одноклеточным, так и многоклеточным организмом, однако в любом случае она представляет собой целостную, самовоспроизводящуюся систему. Онтогенезом называется процесс индивидуального развития организма от рождения через последовательные морфологические, физиологические и биохимические изменения до смерти, процесс реализации наследственной информации.
Популяционно-видовой уровень — это над организменный уровень жизни, основной единицей которого является популяция. Популяция - совокупность особей одного вида, относительно изолированных от других групп этого же вида, занимающих определенную территорию, воспроизводящую себя на протяжении длительного времени и обладающую общим генетическим фондом. В отличие от популяции видом называется совокупность особей, сходных по строению и физиологическим свойствам, имеющих общее происхождение, могущих свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство. Вид существует только через популяции, представляющие собой генетически открытые системы.
Биоценотический уровень. Популяции, представляющие первый надорганизменный уровень живого, являющиеся элементарными единицами эволюции, способными к самостоятельному существованию и трансформации, объединяются в совокупности следующего надорганизменного уровня — биоценозы. Биоценоз — это совокупность популяций, проживающих на определенной территории.
Биогеоценотический уровень. Биогеоценоз — устойчивая система, которая может существовать на протяжении длительного времени.
Биосферный уровень — наивысший уровень организации жизни, охватывающий все явления жизни на нашей планете. Биотический обмен веществ — это фактор, который объединяет все другие уровни организации жизни в одну биосферу.
На биосферном уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле. Таким образом, биосфера является единой экологической системой. Изучение функционирования этой системы, ее строения и функций — важнейшая задача биологии.
Принцип эмерджентности свойств и его методологические следствия. Самое важное следствие иерархической организации живой природы состоит а том, что по мере объединения подсистем в более крупные функциональные единицы у этих новых систем возникают уникальные свойства, которых не было на предыдущем уровне. В экологии эти качественно новые свойства называют эмерджентными (англ. Неожиданно появляющиеся). Их нельзя предсказать на основании свойств подсистем низшего порядка, составляющих систему более высокого уровня организации.
Таким образом, суть принципа эмерджентности заключается в том, что биологические системы обладают свойствами, которые нельзя свести к сумме свойств составляющих их подсистем. Эмерджентные свойства проявляются в некоторых химических реакциях. Например, водород и кислород, соединяясь в определенном соотношении, образуют воду - жидкость, совершенно непохожую на исходные компоненты. Эти свойства невозможно предсказать, исходя из свойств исходных газов.
Следующий пример. В человеческом сообществе психология толпы не является суммой психологических портретов отдельных людей. Т.е. поведение человека вне толпы отличается от его поведения в окружении массы людей, которое часто непредсказуемо.