Лекция №1

Тема: Введение

План

1. Предмет и задачи общей биологии

2. Уровни организации живой материи

3. Основные свойства живого

1. Биология (греч. bios — жизнь, logos — наука) — наука о жизни (точнее, совокупность наук о живой при­роде), изучающая строение, проявление жизнедеятель­ности, среду обитания всех живых существ, связи их друг с другом и с живой природой.

Жизнь — форма движения материи более высокого уровня, чем химическая, физическая, механическая и др. Жизнь — активное поддержание и самовоспроиз­ведение специфической структуры, идущее с затратой полученной извне энергии.

По определению биофизика Михаила Владимиро­вича Волькенштейна, «живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегу­лирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, по­строенные из биополимеров — белков и нуклеи­новых кислот».

Термин «биология» впервые введен в 1802 г. одно­временно французским естествоиспытателем и эво­люционистом Жаном Батистом Ламарком (1744— 1829) и немецким естествоиспытателем Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом (1776—1837).

Современная биология — система наук, изучающих живую природу как особую форму движения материи, законы ее существования и развития. Одними из пер­вых в истории биологии сформировались комплекс­ные науки по объектам исследования: о растениях — ботаника; о животных — зоология; о человеке — ана­томия и физиология. В пределах каждой из этих наук выделились более узкие дисциплины. Например, аль­гология — наука о водорослях, бриология — о мхах, протозоология — о простейших, орнитология — на­ука о птицах и т. д. По изучаемому структурному уровню живого различают молекулярную биологию, уче­ние о клетке — цитологию, которая в свою очередь подразделяется на цитоморфологию, цитофизиологию, ци­тохимию и др. Гистология занимается изучением тка­ней. Это все отделы организменной биологии. Ветви надорганизменной биологии изучают распространение организмов по Земле (биогеография) и их взаимоотно­шения с внешней средой (экология).

Методы биологических наук:

• описательный, основанный на методе наблюде­ния, заключается в собирании и описании фактов. Он был основным в ранний период развития биологии, для некоторых биологических наук актуален и сейчас;

• сравнительный — выражается в изучении сход­ства и различия организмов и их частей;

• исторический — изучает закономерности появ­ления и развития организмов, становления их струк­туры и функции;

• экспериментальный — помогает изучать свой­ства и явления живой природы в специально создан­ных ситуациях;

• моделирование — довольно новый метод изуче­ния жизненных процессов или явлений с помощью вос­произведения их самих или их существенных свойств в виде моделей.

По преобладающим методам различают описатель­ную (например, морфология), экспериментальную (фи­зиология растений или животных) и теоретическую биологию.

Общая биология изучает общие закономерности раз­вития живой природы, проблемы сущности жизни, раз­нообразие ее форм. Живая природа, как и отдельный организм, представляет собой сложно организованную иерархическую систему, состоящую из нескольких вза­имосвязанных уровней, каждый из которых изучается в соответствующих разделах биологических наук с по­мощью специфических методов и средств.

2. Уровни организации живой природы:

• биосферный. Биосфера (от греч. bios — жизнь и греч. sphaira — шар) — вся совокупность органического мира совместно с окружающей средой;

• биогеоценотический. Биогеоценозы (от греч. bios — жизнь, ge — земля и греч. koinos — общий) — однородные участки земной поверхности с определенным составом живых (биоценозы) и других компонен­тов природы (приземный слой атмосферы, солнечная энер­гия, почва, горные породы и др.). объединенные обменом вещества и энергии в единый природный комплекс;

• популяционно-видовой. Популяция (от лат. роpulus — народ, население) — совокупность всех пред­ставителей данного вида, занимающих определенное пространство. Вид — совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовито­го потомства, населяющих определенную географичес­кую территорию и обладающих рядом общих морфо-физиологических признаков и типов взаимоотношений с живой и неживой природой;

• организменный. Организм (от лат. organizo — устраиваю, придаю строгий вид) представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную жи­вую систему, способную к самостоятельному существо­ванию. В узком смысле организм — особь, индивиду­ум, «живое существо»;

• органно-тканевый. Этот уровень выделяется у многоклеточных организмов. Ткань представляет со­бой совокупность сходных по строению клеток, объ­единенных выполнением общей функции. Структур­но-функциональное объединение нескольких типов тканей образует определенный орган;

• клеточный. Клетка — структурная и функцио­нальная единица, а также единица размножения и раз­вития всех живых организмов, обитающих на Земле. Клетки, имеющие оформленное ядро, называются эукариотными (от греч. ей — хорошо, полностью и karyon — ядро). Организмы, клетки которых содержат ядра, получили название эукариоты. К эукариотам относят растения, животных, грибы и лишайники. Клет­ки, не имеющие оформленного ядра, называются прокариотными (от лат. pro — перед, раньше, вместо и греч. karyon — ядро), или доядерными. К прокарио­там относят все бактерии;

• молекулярный. Молекулы, входящие в состав клетки (нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, жиров и других веществ). На этом уровне начинают­ся разнообразные процессы жизнедеятельности орга­низма (обмен веществ и превращение энергии, переда­ча наследственной информации и др.). Уровни организации живого тесно связаны между собой и вытекают один из другого, что свидетельствует о целостности живой природы.

3. Главные свойства живых организмов:

• метаболизм, т. е. способность живых организ­мов к обмену веществ с окружающей средой. Все жи­вые системы поглощают необходимые им вещества из внешней среды и выделяют в нее продукты жизнедея­тельности. Обмен веществ обеспечивает относительное постоянство химического состава всех частей любых организмов;

• рост и развитие присущи любому живому орга­низму. Рост выражается в увеличении размеров и мас­сы индивидуума (особи) с сохранением общих черт его строения, как правило, сопровождается развитием, в результате чего возникает новое качественное состо­яние биологического объекта. Развитие живой формы материи происходит в индивидуальном (онтогенез) и историческом (филогенез) аспектах. Все многообразие живых организмов на Земле — результат филоге­неза;

• самовоспроизведение, или репродукция (лат. re — возобновляю и productio — производство), обес­печивает поддержание жизни во времени, это свойство организмов воспроизводить себе подобных. В основе 'процесса лежит образование новых молекул и струк­тур, которое обусловлено информацией, заложенной в ДНК. Самовоспроизведение тесно связано с явлением наследственности;

• наследственность — способность организмов обеспечивать передачу признаков, свойств, особенностей развития из поколения в поколение;

• изменчивость — способность организмов при­обретать новые признаки и свойства, в основе наслед­ственной изменчивости лежит изменение молекул ДНК. В результате изменчивости возникает огромное разнообразие организмов, что, в свою очередь, способст­вует протеканию естественного отбора, приводящего к появлению новых форм жизни, новых видов организ­мов бриа. 1);

• раздражимость — выражается реакциями жи­вых организмов на внешнее воздействие. Благодаря этому свойству организмы избирательно реагируют на условия окружающей среды;

• саморегуляция (авторегуляция) — способ­ность живых организмов, обитающих в непрерывно ме­няющихся условиях окружающей среды, поддерживать постоянство своего химического состава и интенсив­ность физиологических процессов;

• ритмичность проявляется в сезонных и суточ­ных ритмах жизнедеятельности организмов, которые выработались как приспособления живых организмов к геофизическим циклам среды обитания. В основе ритмичности лежат периодические изменения физио­логических функций с различными периодами коле­баний (от нескольких секунд до года и столетия);

• дискретность (лат. discretus — прерывистый, разделенный) — всеобщее свойство материи. Жизнь на Земле проявляется в виде дискретных форм. От­дельный организм (или любая биологическая систе­ма) состоит из обособленных в пространстве, но, тем не менее, тесно связанных и взаимодействующих частей, образующих структурно-функциональное единство;

• энергозависимость — потребность живых ор­ганизмов в непрерывном поступлении энергии и ма­терии извне. Живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступает энергия и питательные вещест­ва из окружающей среды.

Лекция №2

Тема: Клеточная теория

План

1. Первые наблюдения за клеткой

2. Появление и развитие клеточной теории

3. Значение клеточной теории.