Біологія екзамен

1. Предмет і методи біологічних досліджень. Значення біології для медицини, народного господарства, збереження біосфери.

Біоло́гія — сукупність наук про живу природу, про живих істот, що населяють Землю чи вже вимерли, їхні функції, розвиток особин і родів, спадковість, мінливість, взаємні стосунки, систематику, поширення на Землі; про зв'язки між живими істотами і живих істот з неживою природою. Біологія встановлює загальні закономірності, властиві життю у всіх його проявах.

Наука як сфера людської діяльності. Наука - одна з сфер людської діяльності, мета якої - вивчення і пізнання навколишнього світу. Для наукового пізнання потрібний вибір певних об'єктів дослідження, проблем і методів їх вивчення. Кожна наука має свої методи дослідження. Проте незалежно від того, які методи використовуються, для кожного ученого найважливішим завжди залишається принцип "Нічого не приймай на віру". Головне завдання науки - побудова системи достовірного знання, заснованого на фактах і узагальненнях, які можна підтвердити або спростувати. Наукові знання постійно беруться під сумнів і приймаються лише при достатніх доказах. Науковим фактом (грец|. factum - зроблене) є лише той, який можна відтворити і підтвердити.

Науковий метод (грец|. methodos - шлях дослідження) - це сукупність прийомів і операцій, використовуваних при побудові системи наукових знань.

Уся історія розвитку біології наочно свідчить про те, що вона визначалася розробкою і застосуванням нових методів дослідження. Основними методами дослідження, вживаними в біологічних науках, є описовий, порівняльний, історичний і експериментальний.

Описовий метод. Він широко застосовувався ще вченими старовині, такими, що займалися збором фактичного матеріалу і його описом. У основі його лежить спостереження. Практично до XVIII ст. біологи в основному займалися описом тварин і рослин, робили спроби первинної систематизації накопиченого матеріалу. Але описовий метод не втратив свого значення і сьогодні. Наприклад, він використовується при відкритті нових видів або вивченні клітин за допомогою сучасних методів дослідження.

Порівняльний метод. Він дозволив виявляти схожість і відмінності між організмами і їх частинами і став застосовуватися в XVII ст.. Використання порівняльного методу дозволило отримати дані, необхідні для систематизації рослин і тварин. У XIX ст. він був використаний при розробці клітинної теорії і обгрунтуванні теорії еволюції, а також в перебудові ряду біологічних наук на основі цієї теорії. У наш час порівняльний метод також широко застосовується в різних біологічних науках. Проте якби в біології використовувалися лише описовий і порівняльний методи, то вона так і залишилася б у рамках констатуючої науки.

Історичний метод. Цей метод допомагає осмислити отримані факти, зіставити їх раніше відомими результатами. Він став широко застосовуватися в другій половині XIX ст. завдяки роботам Ч. Дарвіна, який з його допомогою науково обгрунтував закономірності появи й| розвитку організмів, становлення їх структур і функцій в часі і просторі. Застосування історичного методу дозволило перетворити біологію з науки описової в науку, що пояснює, як сталися і як функціонують різноманітні живі системи.

Експериментальний метод. Застосування експериментального методу в біології зв'язують з ім'ям Уильяма Гарвея, який використовував його у своїх дослідженнях при вивченні кровообігу. Але широко застосовуватися в біології він почав лише з початку XIX ст., передусім при вивченні фізіологічних процесів. Експериментальний метод дозволяє вивчати те або інше явище життя за допомогою досвіду. Великий вклад в затвердження експериментального методу в біології вніс Г. Мендель, який, вивчаючи спадковість і мінливість організмів, уперше використовував експеримент не лише для отримання даних про явища, що вивчалися, але і для перевірки гіпотези, що формулюється на підставі отримуваних результатів. Робота Г Менделя стала класичним зразком методології експериментальної науки.

Значення біології

Науки виникають не самі по собі, не тому, що їх хтось вигадує просто «з інтересу». Будь-яка наука з'являється в результаті необхідності вирішення людством тих чи інших завдань, що постали в процесі його розвитку. Біологія не виняток, вона теж виникла у зв'язку з рішенням дуже важливих для людей проблем. Однією з них завжди було більш глибоке осягнення процесів у живій природі, пов'язаних з отриманням харчових продуктів, тобто знання особливостей життя рослин і тварин, їх зміна під впливом людини, способів отримання надійного і все більш багатого врожаю. Рішення цієї проблеми - одна з фундаментальних причин розвитку біології.

Інша, не менш важлива причина - Це вивчення біологічних особливостей людини. Людина - продукт розвитку живої природи. Всі процеси нашої життєдіяльності подібні до тих, які відбуваються в природі. І тому глибоке розуміння біологічних процесів служить науковим фундаментом медицини. Поява свідомості, що означає гігантський крок вперед у самопізнанні матерії, теж не може бути зрозуміле без глибоких досліджень живої природи, по крайней мірі, в 2-х напрямках - виникнення і розвиток мозку як органу мислення (досі загадка мислення залишається невирішеною) і виникнення соціальності, громадського способу життя.

Збільшення виробництва продуктів харчування і розвиток медицини - важливі, але не єдині проблеми, визначали розвиток біології як науки протягом тисячоліть. Жива природа є джерелом багатьох необхідних для людства матеріалів і продуктів. Потрібно знати їх властивості, щоб правильно використовувати, знати, де шукати їх в природі, як отримувати. Багато в чому вихідним джерелом таких знань є біологія. Але й цим не вичерпується значення біологічних наук.

У XXI в. населення Землі настільки зросла, що розвиток людського суспільства став визначальним фактором розвитку біосфери Землі. До теперішнього часу з'ясувалося, що жива природа не тільки джерело їжі і безлічі необхідних продуктів і матеріалів, але й необхідна умова існування самого людства. Наші зв'язки з нею виявилися набагато більш тісними і необхідними, ніж це вважали ще на початку ХХ ст.

Наприклад, повітря здавався таким ж невичерпним і постійним ресурсом природи як, скажімо, сонячне світло. Насправді це не так. Той якісний склад атмосфери, до якого ми звикли, з його 20, 95% кисню і 0,03% вуглекислого газу - похідне діяльності живих істот: дихання і фотосинтезу рослин, окислення відмерлого органічної речовини. Кисень повітря виникає тільки в результаті життєдіяльності рослин. Головні фабрики кисню - тропічні ліси й океанські водорості. Але вже сьогодні, як показують спостереження, кількість СО2 в атмосфері виникає в результаті звільнення величезної кількості вуглецю при згоранні нафти, газу, вугілля, деревини, а також інших антропогенних впливів. Це означає, що ми живемо вже за рахунок запасів О2, накопичених у минулому, протягом мільйонів років еволюції живих істот на планеті.

Та вода, яку ми п'ємо, точніше - Чистота цієї води, її якість теж визначається в першу чергу живою природою. Наші очисні споруди лише завершують той величезний процес, який незримо для нас відбувається в природі: вода в грунті або водоймі багаторазово проходить через тіла міріадов безхребетних, фільтрується ними і, звільняючись від органічних і неорганічних залишків, стає такою, якою ми знаємо її в річках, озерах та ключах.

Проблема якості повітря і води - Один з екологічних проблем, а екологія - біологічна дисципліна, хоча сучасна екологія давно перестала бути тільки нею і включає в себе багато самостійних розділів, часто належать до різних наукових дисциплін.

Таким чином, якісний склад і повітря, і води залежить від життєдіяльності живих організмів. Слід додати, що і родючість грунту - основа врожаю - результат життєдіяльності живуть у грунті живих організмів: величезного числа бактерій, безхребетних, водоростей.

Людство не може існувати без живої природи. Звідси життєво необхідно зберігати її в «Робочому стані». На жаль, це не так просто зробити. У результаті освоєння людиною всієї поверхні планети, розвитку сільського господарства, промисловості, вирубки лісів, забруднення материків і океанів все більше кількість видів рослин, грибів, тварин зникає з лиця Землі. Зниклий вигляд відновити неможливо. Він є продуктом мільйонів років еволюції і має унікальним генофондом. У нашій країні один вид хребетних тварин зникає в середньому за 3, 5 року. Як змінити цю тенденцію і повернутися на еволюційно виправданий шлях постійного збільшення загальної «суми життя», а не її зменшення? Ця проблема стосується всього людства, але вирішити її без роботи біологів неможливо.

У даний момент особливо швидко розвиваються молекулярна біологія, біотехнологія і генетика. Нещодавно проведений в Англії опитування громадської думки показав, що з усіх наук найбільше враження на британців справили досягнення генетики (більше 50% опитаних). Найбільше занепокоєння у зв'язку з розвитком науки також викликала генетика. Всі інші науки зацікавили менше 10% населення. На генетичної міжнародній конференції, присвяченій 50-річчю відкриття подвійної спіралі ДНК, що проходила з 10 по 14 березня 2003 року в англійському місті Ньюкасл Апон Тайм, обговорювалися проблеми біоетики, ДНК-ідентифікації і т.п.

Не треба думати, що біологами в класичних галузях науки - зоології, ботаніки, морфології, фізіології, систематиці та інших - все вже зроблено. Роботи тут ще дуже багато. Науково описано менше половини населяють нашу планету організмів - всього близько 4, 5 млн. видів, а за деякими розрахунками, не більше третини або навіть чверті їх. Навіть в нашій країні, розташованій в основному в помірній кліматичній зоні, не що відрізняється різноманіттям органічних форм, вчені відкривають десятки нових видів (в основному безхребетних).

У країнах з високим приростом населення і інтенсифікацією господарства (та й в інших країнах теж) потрібно займатися економією природних ресурсів та їх відновленням - Природно, це теж завдання біологів