Bir bilim olarak biyoloji. Biyolojinin insan yaşamındaki rolü ve pratik faaliyetler

Bir bilim olarak biyoloji

Biyoloji(Yunanca'dan biyografiler- hayat, logo- kelime, bilim) yaşayan doğayla ilgili bir bilimler kompleksidir.

Biyolojinin konusu yaşamın tüm tezahürleridir: canlıların yapısı ve işlevleri, çeşitliliği, kökeni ve gelişimi ile çevre ile etkileşimi. Bir bilim olarak biyolojinin temel görevi, tüm organizmanın bileşenlerinden temelde farklı özelliklere sahip olduğunu dikkate alarak, canlı doğanın tüm olaylarını bilimsel bir temelde yorumlamaktır.

"Biyoloji" terimi, Alman anatomistler T. Roose (1779) ve K. F. Burdach'ın (1800) eserlerinde bulunur, ancak ilk kez bağımsız olarak J. B. Lamarck ve G. R. Treviranus tarafından canlı organizmaları inceleyen bilimi belirtmek için yalnızca 1802'de kullanıldı. .

Biyolojik Bilimler

Şu anda biyoloji, aşağıdaki kriterlere göre sistematik hale getirilebilecek bir dizi bilim içermektedir: konuya ve baskın araştırma yöntemlerine ve incelenen canlı doğanın organizasyon düzeyine göre. Çalışma konularına göre biyolojik bilimler bakteriyoloji, botanik, viroloji, zooloji ve mikolojiye ayrılır.

Botanik bitkileri ve Dünya'nın bitki örtüsünü kapsamlı bir şekilde inceleyen biyolojik bir bilimdir. Zooloji- biyolojinin bir dalı, hayvanların çeşitliliği, yapısı, yaşam aktivitesi, dağılımı ve çevreleriyle ilişkileri, kökenleri ve gelişimi bilimi. Bakteriyoloji- Bakterilerin yapısını ve aktivitesinin yanı sıra doğadaki rollerini inceleyen biyolojik bilim. Viroloji- virüsleri inceleyen biyolojik bilim. Mikolojinin ana konusu mantarlar, yapıları ve yaşam özellikleridir. Likenoloji- likenleri inceleyen biyolojik bilim. Bakteriyoloji, viroloji ve mikolojinin bazı yönleri genellikle mikrobiyolojinin bir parçası olarak kabul edilir - biyolojinin bir dalı, mikroorganizma bilimi (bakteriler, virüsler ve mikroskobik mantarlar). Sistematik veya taksonomi, yaşayan ve soyu tükenmiş tüm canlıları tanımlayan ve gruplara ayıran biyolojik bir bilimdir.

Sırasıyla, listelenen biyolojik bilimlerin her biri biyokimya, morfoloji, anatomi, fizyoloji, embriyoloji, genetik ve sistematiğe (bitkiler, hayvanlar veya mikroorganizmalar) ayrılmıştır. Biyokimya canlı maddenin kimyasal bileşiminin, canlı organizmalarda meydana gelen ve onların yaşam aktivitelerinin altında yatan kimyasal süreçlerin bilimidir. Morfoloji- Organizmaların biçimini ve yapısını ve ayrıca gelişim kalıplarını inceleyen biyolojik bilim. Geniş anlamda sitoloji, anatomi, histoloji ve embriyolojiyi kapsar. Hayvanların ve bitkilerin morfolojisini ayırt eder. Anatomi biyolojinin bir dalıdır (daha doğrusu morfoloji), bireysel organların, sistemlerin ve bir bütün olarak organizmanın iç yapısını ve şeklini inceleyen bir bilimdir. Bitki anatomisi botaniğin, hayvan anatomisi zoolojinin, insan anatomisi ise ayrı bir bilim dalıdır. Fizyoloji- Bitki ve hayvan organizmalarının yaşam süreçlerini, bireysel sistemlerini, organlarını, dokularını ve hücrelerini inceleyen biyolojik bilim. Bitkilerin, hayvanların ve insanların fizyolojisi vardır. Embriyoloji (gelişimsel biyoloji)- Biyolojinin bir dalı, embriyonun gelişimi de dahil olmak üzere bir organizmanın bireysel gelişiminin bilimi.

Nesne genetik kalıtım ve değişkenlik yasalarıdır. Şu anda, en dinamik olarak gelişen biyolojik bilimlerden biridir.

İncelenen canlı doğanın organizasyon düzeyine göre moleküler biyoloji, sitoloji, histoloji, organoloji, organizmaların biyolojisi ve süperorganizma sistemleri ayırt edilir. Moleküler biyoloji, özellikle kalıtsal bilgilerin organizasyonunu ve protein biyosentezini inceleyen bir bilim olan biyolojinin en genç dallarından biridir. Sitoloji veya hücre biyolojisi, çalışmanın amacı hem tek hücreli hem de çok hücreli organizmaların hücreleri olan biyolojik bir bilimdir. Histoloji- Amacı bitki ve hayvan dokularının yapısı olan morfolojinin bir dalı olan biyolojik bilim. Organoloji alanı, çeşitli organların ve sistemlerinin morfolojisini, anatomisini ve fizyolojisini içerir.

Organizma biyolojisi, canlı organizmalarla ilgilenen tüm bilimleri içerir; etoloji- Organizmaların davranış bilimi.

Organizma dışı sistemlerin biyolojisi biyocoğrafya ve ekolojiye ayrılmıştır. Canlı organizmaların dağılımını inceler biyocoğrafya, halbuki ekoloji- organizma üstü sistemlerin çeşitli düzeylerde organizasyonu ve işleyişi: popülasyonlar, biyosinozlar (topluluklar), biyojeosinozlar (ekosistemler) ve biyosfer.

Geçerli araştırma yöntemlerine göre, tanımlayıcı (örneğin morfoloji), deneysel (örneğin fizyoloji) ve teorik biyolojiyi ayırt edebiliriz.

Canlı doğanın yapısının, işleyişinin ve gelişiminin çeşitli düzeylerinde tanımlanması ve açıklanması bir görevdir. genel biyoloji. Biyokimya, moleküler biyoloji, sitoloji, embriyoloji, genetik, ekoloji, evrim bilimi ve antropolojiyi içerir. Evrim doktrini Canlı organizmaların evriminin nedenlerini, itici güçlerini, mekanizmalarını ve genel kalıplarını inceler. Bölümlerinden biri paleontoloji- Konusu canlı organizmaların fosil kalıntıları olan bir bilim. Antropoloji- Genel biyolojinin bir bölümü, biyolojik bir tür olarak insanın kökeni ve gelişiminin yanı sıra modern insan popülasyonlarının çeşitliliği ve bunların etkileşim kalıplarını konu alan bilim.

Biyolojinin uygulamalı yönleri biyoteknoloji, yetiştirme ve diğer hızla gelişen bilimler alanına dahil edilmektedir. Biyoteknoloji canlı organizmaların ve biyolojik süreçlerin üretimde kullanımını inceleyen biyolojik bilimdir. Gıda (pişirme, peynir yapımı, bira yapımı vb.) ve ilaç endüstrilerinde (antibiyotik, vitamin üretimi), su arıtma vb. amaçlarla yaygın olarak kullanılmaktadır. Seçim- insanlar için gerekli özelliklere sahip evcil hayvan türlerinin, kültür bitkilerinin çeşitlerinin ve mikroorganizma türlerinin oluşturulmasına yönelik yöntemlerin bilimi. Seçim aynı zamanda insanların ihtiyaçları doğrultusunda gerçekleştirdiği canlı organizmaları değiştirme süreci olarak da anlaşılmaktadır.

Biyolojinin ilerlemesi, fizik, kimya, matematik, bilgisayar bilimi vb. gibi diğer doğa ve kesin bilimlerin başarılarıyla yakından ilişkilidir. Örneğin mikroskopi, ultrason (ultrason), tomografi ve diğer biyoloji yöntemleri fiziksel temellere dayanmaktadır. yasalar ve biyolojik moleküllerin yapısının ve canlı sistemlerde meydana gelen süreçlerin incelenmesi, kimyasal ve fiziksel yöntemler kullanılmadan imkansız olurdu. Matematiksel yöntemlerin kullanılması, bir yandan nesneler veya olaylar arasında doğal bir bağlantının varlığını belirlemeyi, elde edilen sonuçların güvenilirliğini doğrulamayı, diğer yandan bir olguyu veya süreci modellemeyi mümkün kılar. Son zamanlarda modelleme gibi bilgisayar yöntemleri biyolojide giderek daha önemli hale geldi. Biyoloji ve diğer bilimlerin kesiştiği noktada biyofizik, biyokimya, biyonik vb. gibi bir dizi yeni bilim ortaya çıktı.

Biyolojinin başarıları

Biyoloji alanındaki, daha sonraki gelişiminin tüm seyrini etkileyen en önemli olaylar şunlardır: DNA'nın moleküler yapısının kurulması ve canlı maddede bilginin iletilmesindeki rolü (F. Crick, J. Watson, M. Wilkins); genetik kodun deşifre edilmesi (R. Holley, H. G. Korana, M. Nirenberg); gen yapısının keşfi ve protein sentezinin genetik düzenlenmesi (A.M. Lvov, F. Jacob, J.L. Monod, vb.); hücre teorisinin formülasyonu (M. Schleiden, T. Schwann, R. Virchow, K. Baer); kalıtım ve değişkenlik kalıplarının incelenmesi (G. Mendel, H. de Vries, T. Morgan, vb.); modern sistematiğin (C. Linnaeus), evrim teorisinin (C. Darwin) ve biyosfer doktrininin (V. I. Vernadsky) ilkelerinin formülasyonu.

“deli dana hastalığı” (prionlar).

Birçok ülkede eş zamanlı yürütülen ve bu yüzyılın başında tamamlanan İnsan Genomu programı üzerinde yapılan çalışmalar, insanlarda yaklaşık 25-30 bin gene sahip olunduğunu ancak DNA'mızın çoğundan gelen bilgilerin hiçbir zaman okunmadığını anlamamızı sağladı. çünkü insanlar için önemini yitirmiş özellikleri (kuyruk, vücut kılı vb.) kodlayan çok sayıda bölge ve gen içerir. Ayrıca kalıtsal hastalıkların gelişiminden sorumlu olan birçok genin yanı sıra ilaç hedef genleri deşifre edildi. Ancak bu programın uygulanması sırasında elde edilen sonuçların pratikte uygulanması, önemli sayıda insanın genomları çözülünceye kadar ertelenecek ve daha sonra farklılıklarının neler olduğu ortaya çıkacak. Bu hedefler, ENCODE programının uygulanması üzerinde çalışan dünya çapındaki birçok önde gelen laboratuvar için belirlenmiştir.

Biyolojik araştırmalar tıp ve eczacılığın temelidir ve tarım ve ormancılıkta, gıda endüstrisinde ve insan faaliyetinin diğer dallarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sadece 1950'lerdeki “yeşil devrimin”, yeni bitki çeşitlerinin ve gelişmiş teknolojilerin tanıtılması yoluyla, Dünya'nın hızla artan nüfusuna gıda ve hayvan yemi sağlama sorununu en azından kısmen çözmeyi mümkün kıldığı iyi bilinmektedir. onların ekimi. Tarımsal ürünlerin genetik olarak programlanmış özelliklerinin neredeyse tükenmiş olması nedeniyle, gıda sorununa yönelik bir başka çözüm, genetiği değiştirilmiş organizmaların üretime yaygın şekilde dahil edilmesiyle ilişkilidir.

Peynir, yoğurt, sosis, unlu mamuller gibi birçok gıda ürününün üretimi de biyoteknolojinin konusu olan bakteri ve mantarlar kullanılmadan mümkün değildir.

Patojenlerin doğası, birçok hastalığın süreçleri, bağışıklık mekanizmaları, kalıtım kalıpları ve değişkenlik hakkındaki bilgi, ölüm oranlarını önemli ölçüde azaltmayı ve hatta çiçek hastalığı gibi bir dizi hastalığı tamamen ortadan kaldırmayı mümkün kılmıştır. Biyoloji bilimindeki en son başarıların yardımıyla insanın üreme sorunu da çözülüyor.

Modern ilaçların önemli bir kısmı doğal hammaddeler temelinde üretilmekte ve ayrıca genetik mühendisliğinin başarıları sayesinde, örneğin diyabet hastaları için çok gerekli olan insülin, esas olarak bakteriler tarafından sentezlenmektedir. karşılık gelen gen aktarıldı.

Biyolojik araştırmalar, çevrenin ve yok olma tehdidi insanlığın varlığını sorgulayan canlı organizmaların çeşitliliğinin korunması açısından daha az önemli değildir.

Biyolojinin başarıları arasında en büyük önemi, bilgisayar teknolojisinde sinir ağlarının ve genetik kodların oluşturulmasına bile temel oluşturması, mimaride ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmasıdır. 21. yüzyıl hiç şüphesiz biyoloji yüzyılıdır.

Canlı doğanın bilgi yöntemleri

Diğer bilim dalları gibi biyolojinin de kendine ait bir yöntem deposu vardır. Diğer alanlarda kullanılan bilimsel biliş yönteminin yanı sıra, biyolojide tarihsel, karşılaştırmalı-tanımlayıcı vb. yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bilimsel biliş yöntemi gözlemlemeyi, hipotezlerin formüle edilmesini, deneyi, modellemeyi, sonuçların analizini ve genel kalıpların türetilmesini içerir.

Gözlem- Bu, faaliyetin görevi tarafından belirlenen, duyuları veya araçları kullanarak nesnelerin ve olayların amaçlı algısıdır. Bilimsel gözlemin temel koşulu, nesnelliği, yani tekrarlanan gözlemlerle veya deney gibi diğer araştırma yöntemlerinin kullanılmasıyla elde edilen verileri doğrulayabilme yeteneğidir. Gözlem sonucu elde edilen gerçeklere denir veri. Onlar gibi olabilirler yüksek kalite(koku, tat, renk, şekil vb.'yi tanımlayarak) ve nicel ve niceliksel veriler niteliksel verilere göre daha doğrudur.

Gözlemsel verilere dayanarak formüle edilmiştir hipotez- fenomenlerin doğal bağlantısı hakkında varsayımsal bir yargı. Hipotez bir dizi deneyle test edilir. Bir deney Bilimsel olarak yürütülen bir deney olarak adlandırılan, incelenen olgunun kontrollü koşullar altında gözlemlenmesi, kişinin belirli bir nesnenin veya olgunun özelliklerini tanımlamasına olanak tanır. Deneyin en yüksek biçimi modelleme- Modellerini oluşturarak ve inceleyerek herhangi bir fenomenin, sürecin veya nesne sisteminin incelenmesi. Esasen bu, bilgi teorisinin ana kategorilerinden biridir: hem teorik hem de deneysel herhangi bir bilimsel araştırma yöntemi, modelleme fikrine dayanır.

Deney ve simülasyon sonuçları dikkatli bir analize tabidir. Analiz Bir nesneyi bileşen parçalarına ayıran veya mantıksal soyutlama yoluyla bir nesneyi zihinsel olarak parçalayan bir bilimsel araştırma yöntemi olarak adlandırılır. Analiz, sentezle ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Sentez Bir konuyu bütünlüğü içinde, parçalarının birliği ve birbirine bağlılığı içinde inceleme yöntemidir. Analiz ve sentez sonucunda en başarılı araştırma hipotezi ortaya çıkar. çalışma hipotezi Ve eğer onu çürütme girişimlerine dayanabilirse ve daha önce açıklanamayan gerçekleri ve ilişkileri hâlâ başarılı bir şekilde tahmin edebiliyorsa, o zaman bir teori haline gelebilir.

Altında teori Gerçekliğin kalıpları ve temel bağlantıları hakkında bütünsel bir fikir veren bir bilimsel bilgi biçimini anlayın. Bilimsel araştırmanın genel yönü, daha yüksek öngörülebilirlik düzeylerine ulaşmaktır. Eğer hiçbir gerçek bir teoriyi değiştiremiyorsa ve teoriden meydana gelen sapmalar düzenli ve öngörülebilirse, o zaman teori teorinin en üst düzeyine yükseltilebilir. kanun- Doğadaki olaylar arasında gerekli, temel, istikrarlı, tekrarlanan ilişki.

Bilgi birikimi arttıkça ve araştırma yöntemleri geliştikçe, bilimsel bilginin kendisi doğası gereği dinamik olduğundan ve sürekli olarak eleştirel yeniden yorumlanmaya tabi olduğundan, hipotezlere ve köklü teorilere karşı çıkılabilir, değiştirilebilir ve hatta reddedilebilir.

Tarihsel yöntem organizmaların ortaya çıkışı ve gelişiminin kalıplarını, yapılarının ve işlevlerinin oluşumunu ortaya çıkarır. Bazı durumlarda, bu yöntemin yardımıyla, daha önce yanlış olduğu düşünülen hipotezler ve teoriler yeniden hayat buluyor. Bu, örneğin Charles Darwin'in, çevresel etkilere tepki olarak bir bitkideki sinyal iletiminin doğası hakkındaki varsayımlarıyla gerçekleşti.

Karşılaştırmalı-açıklayıcı yöntem Araştırma nesnelerinin anatomik ve morfolojik analizini sağlar. Organizmaların sınıflandırılmasının temelini oluşturur ve çeşitli yaşam biçimlerinin ortaya çıkış ve gelişme kalıplarını tanımlar.

İzleme incelenen nesnenin, özellikle biyosferin durumundaki değişiklikleri gözlemlemek, değerlendirmek ve tahmin etmek için kullanılan bir ölçüm sistemidir.

Gözlem ve deneylerin gerçekleştirilmesi sıklıkla mikroskop, santrifüj, spektrofotometre vb. gibi özel ekipmanların kullanılmasını gerektirir.

Mikroskopi, zooloji, botanik, insan anatomisi, histoloji, sitoloji, genetik, embriyoloji, paleontoloji, ekoloji ve biyolojinin diğer dallarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Işık, elektron, X-ışını ve diğer mikroskop türlerini kullanarak nesnelerin ince yapısını incelemenizi sağlar.

Işık mikroskobu cihazı. Işık mikroskobu optik ve mekanik parçalardan oluşur. Birincisi mercek, objektifler ve aynayı içerirken, ikincisi tüp, tripod, taban, tabla ve vidayı içerir.

Mikroskopun toplam büyütmesi aşağıdaki formülle belirlenir:

mercek büyütmesi $×$ mercek büyütmesi $-$ mikroskop büyütmesi.

Örneğin, mercek bir nesneyi 8$ kat, göz merceği ise 7$ kat büyütürse mikroskobun toplam büyütmesi 56$ olur.

Diferansiyel santrifüj, veya fraksiyonlama, Biyolojik moleküllerin ve hücrelerin yapısının incelenmesinde aktif olarak kullanılan merkezkaç kuvvetinin etkisi altında parçacıkları boyutlarına ve yoğunluklarına göre ayırmanıza olanak tanır.

Biyolojik yöntemlerin cephaneliği sürekli olarak güncellenmektedir ve şu anda onu tamamen kapsamak neredeyse imkansızdır. Bu nedenle bireysel biyolojik bilimlerde kullanılan bazı yöntemler aşağıda tartışılacaktır.

Dünyanın modern doğa bilimleri resminin oluşumunda biyolojinin rolü

Biyoloji, oluşum aşamasında henüz diğer doğa bilimlerinden ayrı olarak mevcut değildi ve yalnızca hayvan ve bitki dünyasının temsilcilerinin gözlemlenmesi, incelenmesi, tanımlanması ve sınıflandırılmasıyla sınırlıydı, yani. tanımlayıcı bir bilimdi. Ancak bu, antik doğa bilimcileri Hipokrat'ın (M.Ö. 460-377), Aristoteles'in (M.Ö. 384-322) ve Theophrastus'un (gerçek adı Tirtham, M.Ö. 372-287), M.Ö.'nin gelişimine önemli bir katkı yapmasını engellemedi. insan vücudunun ve hayvanların yapısının yanı sıra hayvan ve bitkilerin biyolojik çeşitliliği hakkında fikirler vererek insan anatomisi ve fizyolojisi, zooloji ve botaniğin temellerini atar.

16. ve 18. yüzyıllarda meydana gelen, canlı doğa hakkındaki bilginin derinleşmesi ve önceden birikmiş gerçeklerin sistemleştirilmesi, ikili terminolojinin getirilmesi ve bitkiler (C. Linnaeus) ve hayvanlar (J. B. Lamarck) için uyumlu bir sınıflandırmanın yaratılmasıyla sonuçlandı. ).

Benzer morfolojik özelliklere sahip önemli sayıda türün ve paleontolojik bulguların tanımlanması, türlerin kökeni ve organik dünyanın tarihsel gelişim yolları hakkındaki fikirlerin geliştirilmesi için ön koşul haline geldi. Böylece F. Redi, L. Spallanzani ve L. Pasteur'un 17.-19. yüzyıllardaki deneyleri, Aristoteles'in ortaya attığı ve Orta Çağ'da yaygın olan kendiliğinden nesil hipotezini ve A. I. Oparin ve tarafından biyokimyasal evrim teorisini çürüttü. S. Miller ve G. Yuri tarafından zekice doğrulanan J. Haldane, tüm canlıların kökeni hakkındaki soruyu cevaplamamızı sağladı.

Canlıların cansız bileşenlerden ortaya çıkma süreci ve kendi içindeki evrimi artık şüphe uyandırmıyorsa, o zaman organik dünyanın tarihsel gelişiminin mekanizmaları, yolları ve yönleri hala tam olarak anlaşılamamıştır, çünkü ikisi de Ana rakip evrim teorileri (C. Darwin'in teorisine dayanarak oluşturulan sentetik evrim teorisi ve J. B. Lamarck'ın teorisi) hala kapsamlı kanıtlar sağlayamıyor.

Diğer doğa bilimleri alanındaki ilerlemelere bağlı olarak mikroskopi ve ilgili bilimlerdeki diğer yöntemlerin kullanılması ve deneysel uygulamaların başlatılması, Alman bilim adamları T. Schwann ve M. Schleiden'in eski çağlarda bir hücre teorisi oluşturmasına olanak sağladı. 19. yüzyıl, daha sonra R. Virchow ve K. Baer tarafından desteklenmiştir. Organik dünyanın birliği hakkındaki modern fikirlerin temel taşını oluşturan biyolojideki en önemli genelleme haline geldi.

Çek keşiş G. Mendel tarafından kalıtsal bilginin aktarım kalıplarının keşfi, 20. ve 21. yüzyıllarda biyolojinin daha da hızlı gelişmesine ivme kazandırdı ve yalnızca kalıtımın evrensel taşıyıcısı olan DNA'nın keşfine yol açmakla kalmadı, aynı zamanda ayrıca genetik kodun yanı sıra kalıtsal bilgilerin kontrolü, okunması ve değişkenliğinin temel mekanizmaları.

Çevre ile ilgili fikirlerin gelişmesi, ekoloji gibi bir bilimin ortaya çıkmasına ve formülasyonun ortaya çıkmasına neden olmuştur. biyosfer hakkındaki öğretiler Birbirine bağlı devasa biyolojik komplekslerin yanı sıra Dünya'da meydana gelen kimyasal ve jeolojik süreçlerin (V.I. Vernadsky) karmaşık, çok bileşenli bir gezegen sistemi olarak, sonuçta insan ekonomik faaliyetinin olumsuz sonuçlarını en azından küçük bir ölçüde azaltmayı mümkün kılar.

Böylece biyoloji, dünyanın modern doğa bilimleri tablosunun oluşmasında önemli bir rol oynadı.

Seviye organizasyonu ve evrimi. Canlı doğanın ana organizasyon düzeyleri: hücresel, organizma, popülasyon türleri, biyojeosenotik, biyosfer. Biyolojik sistemler. Biyolojik sistemlerin genel özellikleri: hücresel yapı, kimyasal bileşimin özellikleri, metabolizma ve enerji dönüşümü, homeostazis, sinirlilik, hareket, büyüme ve gelişme, üreme, evrim

Seviye organizasyonu ve gelişimi

Yaşayan doğa, bir kristal gibi homojen bir oluşum değildir; kendisini oluşturan nesnelerin sonsuz çeşitliliğiyle temsil edilir (şu anda yalnızca yaklaşık 2 milyon organizma türü tanımlanmıştır). Aynı zamanda bu çeşitlilik, içinde hüküm süren kaosun bir kanıtı değildir; çünkü organizmalar hücresel bir yapıya sahiptir, aynı türden organizmalar popülasyonlar oluşturur, tek bir kara veya su parçası üzerinde yaşayan tüm popülasyonlar topluluklar oluşturur ve vücutlarla etkileşim halindedir. cansız doğadan biyojeosinozları oluştururlar ve biyosferi oluştururlar.

Dolayısıyla canlı doğa, bileşenleri aşağıdan yukarıya doğru katı bir sıraya göre düzenlenebilen bir sistemdir. Bu organizasyon ilkesi bireyleri birbirinden ayırmayı mümkün kılar. seviyeler ve yaşamın doğal bir olgu olarak kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlar. Organizasyonun her düzeyinde bir temel birim ve bir temel olgu belirlenir. Gibi temel birim yaşamın korunması ve geliştirilmesi sürecine karşılık gelen seviyeye özgü bir katkı oluşturan değişiklikler olan bir yapı veya nesneyi düşünün; bu değişikliğin kendisi ise temel bir fenomen.

Böyle çok seviyeli bir yapının oluşumu anında gerçekleşemezdi - bu, yaşam formlarının ilerici bir komplikasyonunun yaşandığı milyarlarca yıllık tarihsel gelişimin sonucudur: organik molekül komplekslerinden hücrelere, hücrelerden organizmalara, vb. Bu yapı oluştuktan sonra karmaşık bir düzenleme sistemi sayesinde varlığını sürdürür ve gelişmeye devam eder, canlıların her organizasyon kademesinde buna uygun evrimsel dönüşümler meydana gelir.

Canlı doğanın ana organizasyon düzeyleri: hücresel, organizma, popülasyon türleri, biyojeosenotik, biyosfer

Şu anda, canlı maddenin organizasyonunun birkaç ana düzeyi vardır: hücresel, organizma, popülasyon türleri, biyojeosenotik ve biyosfer.

Hücresel Seviye

Canlıların bazı özelliklerinin ortaya çıkması zaten biyolojik makromoleküllerin (proteinler, nükleik asitler, polisakkaritler vb.) etkileşiminden kaynaklansa da, canlıların yapı, fonksiyon ve gelişim birimi, taşıma kapasitesine sahip hücredir. Kalıtsal bilgilerin uygulanması ve iletilmesi süreçlerini metabolizma ve enerji dönüşümü ile birleştirir ve böylece organizasyonun daha yüksek seviyelerinin işleyişini sağlar. Hücresel düzeydeki organizasyonun temel birimi hücredir ve temel fenomen hücresel metabolizmanın reaksiyonlarıdır.

Organizma seviyesi

Organizma bağımsız olarak var olabilen ayrılmaz bir sistemdir. Organizmaları oluşturan hücre sayısına göre tek hücreli ve çok hücreli olarak ayrılırlar. Tek hücreli organizmalardaki (amip vulgaris, yeşil euglena, vb.) hücresel organizasyon düzeyi organizma düzeyiyle örtüşür. Dünya tarihinde, tüm organizmaların yalnızca tek hücreli formlarla temsil edildiği, ancak hem biyojeosinozların hem de biyosferin bir bütün olarak işleyişini sağladıkları bir dönem vardı. Çok hücreli organizmaların çoğu, aynı zamanda hücresel bir yapıya sahip olan bir doku ve organ koleksiyonuyla temsil edilir. Organlar ve dokular belirli işlevleri yerine getirecek şekilde uyarlanmıştır. Bu düzeyin temel birimi, bireysel gelişimindeki veya birey oluşumundaki bireydir, bu nedenle organizma düzeyine de denir. Ontogenetik. Bu seviyedeki temel bir fenomen, vücudun bireysel gelişimindeki değişikliklerdir.

Popülasyon-tür düzeyi

Nüfus- Bu, birbirleriyle serbestçe çiftleşen ve diğer benzer birey gruplarından ayrı yaşayan, aynı türün bireylerinin bir koleksiyonudur.

Popülasyonlarda kalıtsal bilgilerin serbest değişimi ve bunların nesillere aktarımı vardır. Bir popülasyon, popülasyon-tür düzeyinin temel birimidir ve bu durumda temel olgu, mutasyonlar ve doğal seçilim gibi evrimsel dönüşümlerdir.

Biyojeosenotik seviye

Biyojeosinoz metabolizma ve enerji yoluyla birbirleriyle ve çevreyle birbirine bağlı, farklı türlerden oluşan popülasyonların tarihsel olarak kurulmuş bir topluluğudur.

Biyojeosinozlar, organizmaların yaşamsal aktiviteleri tarafından belirlenen, malzeme ve enerji döngüsünün meydana geldiği temel sistemlerdir. Biyojeosinozların kendileri belirli bir seviyedeki temel birimlerdir, temel fenomenler ise enerji akışları ve bunların içindeki madde döngüleridir. Biyojeosinozlar biyosferi oluşturur ve içinde meydana gelen tüm süreçleri belirler.

Biyosfer seviyesi

Biyosfer- Canlı organizmaların yaşadığı ve onlar tarafından dönüştürülen Dünya'nın kabuğu.

Biyosfer, gezegendeki yaşamın en üst düzeyde organizasyonudur. Bu kabuk atmosferin alt kısmını, hidrosferi ve litosferin üst katmanını kaplar. Biyosfer, diğer tüm biyolojik sistemler gibi dinamiktir ve canlılar tarafından aktif olarak dönüştürülür. Kendisi biyosfer seviyesinin temel bir birimidir ve canlı organizmaların katılımıyla meydana gelen madde ve enerji dolaşım süreçleri temel bir fenomen olarak kabul edilir.

Yukarıda bahsedildiği gibi, canlı maddenin organizasyon seviyelerinin her biri tek bir evrimsel sürece katkıda bulunur: hücrede yalnızca gömülü kalıtsal bilgi yeniden üretilmez, aynı zamanda yeni kombinasyonların ortaya çıkmasına yol açan değişimi de meydana gelir. organizmanın özellikleri ve özellikleri, bunlar da popülasyon-tür düzeyinde doğal seçilimin etkisine tabidir, vb.

Biyolojik sistemler

Değişen karmaşıklık derecelerine sahip biyolojik nesneler (hücreler, organizmalar, popülasyonlar ve türler, biyojeosinoz ve biyosferin kendisi) şu anda şu şekilde kabul edilmektedir: biyolojik sistemler.

Sistem, etkileşimi mekanik bütünlüklerine kıyasla yeni özellikler ortaya çıkaran yapısal bileşenlerin birliğidir. Böylece organizmalar organlardan, organlar dokulardan, dokular hücrelerden oluşur.

Biyolojik sistemlerin karakteristik özellikleri; bütünlükleri, yukarıda tartışıldığı gibi organizasyon düzeyi ilkesi ve açıklıktır. Biyolojik sistemlerin bütünlüğü büyük ölçüde geri bildirim ilkesine göre çalışan kendi kendini düzenleme yoluyla sağlanır.

İLE açık sistemler aralarında madde, enerji ve bilgi alışverişinin kendileriyle çevre arasında gerçekleştiği sistemleri içerir, örneğin fotosentez sürecinde bitkiler, güneş ışığını yakalar ve su ve karbondioksiti emerek oksijeni serbest bırakır.

Biyolojik sistemlerin genel özellikleri: hücresel yapı, kimyasal bileşimin özellikleri, metabolizma ve enerji dönüşümü, homeostazis, sinirlilik, hareket, büyüme ve gelişme, üreme, evrim

Biyolojik sistemler cansız doğadaki bedenlerden, başlıcaları hücresel yapı, kimyasal bileşim, metabolizma ve enerji dönüşümü, homeostaz, sinirlilik, hareket, büyüme ve gelişme, üreme ve evrim olmak üzere bir dizi işaret ve özellik bakımından farklılık gösterir.

Canlının temel yapısal ve işlevsel birimi hücredir. Hücresel olmayan canlılara ait olan virüsler bile hücre dışında kendi kendine çoğalma yeteneğine sahip değildir.

İki tip hücre yapısı vardır: prokaryotik Ve ökaryotik. Prokaryotik hücrelerin oluşturulmuş bir çekirdeği yoktur; genetik bilgileri sitoplazmada yoğunlaşmıştır. Prokaryotlar öncelikle bakterileri içerir. Ökaryotik hücrelerdeki genetik bilgi özel bir yapı olan çekirdekte depolanır. Ökaryotlar bitkileri, hayvanları ve mantarları içerir. Tek hücreli organizmalarda yaşamın tüm tezahürleri hücrede mevcutsa, çok hücreli organizmalarda hücre uzmanlaşması meydana gelir.

Canlı organizmalarda cansız doğada bulunmayan tek bir kimyasal element yoktur, ancak bunların konsantrasyonları birinci ve ikinci durumda önemli ölçüde farklılık gösterir. Canlı doğada, organik bileşiklerin bir parçası olan karbon, hidrojen ve oksijen gibi elementler baskınken, cansız doğa esas olarak inorganik maddelerle karakterize edilir. En önemli organik bileşikler, kendi kendine üreme ve kendi kendine bakım işlevlerini sağlayan nükleik asitler ve proteinlerdir, ancak bu maddelerin hiçbiri, ne bireysel olarak ne de grup halinde kendi kendini yeniden üretme yeteneğine sahip olmadıkları için yaşamın taşıyıcısı değildir. bu, moleküllerin ve yapıların bütünleyici bir kompleksini, yani hücreyi gerektirir.

Hücreler ve organizmalar dahil tüm canlı sistemler açık sistemlerdir. Ancak esas olarak maddelerin bir yerden başka bir yere taşınmasının veya toplanma durumlarının değişmesinin meydana geldiği cansız doğanın aksine, canlılar tüketilen maddeleri kimyasal olarak dönüştürme ve enerji kullanma yeteneğine sahiptir. Metabolizma ve enerji dönüşümü beslenme, solunum ve boşaltım gibi süreçlerle ilişkilidir.

Altında yiyecek genellikle enerji rezervlerini yenilemek ve vücudun vücudunu oluşturmak için gerekli maddelerin vücuda girişini, sindirimini ve asimilasyonunu anlarlar. Beslenme yöntemine göre tüm organizmalar ikiye ayrılır ototroflar Ve heterotroflar.

Ototroflar- bunlar organik maddeleri inorganik olanlardan sentezleyebilen organizmalardır.

Heterotroflar- Bunlar gıda için hazır organik maddeler tüketen organizmalardır. Ototroflar fotoototroflara ve kemoototroflara ayrılır. Fotoototroflar Organik maddeleri sentezlemek için güneş ışığının enerjisini kullanır. Işık enerjisini organik bileşiklerin kimyasal bağlarının enerjisine dönüştürme sürecine denir. fotosentez. Bitkilerin büyük çoğunluğu ve bazı bakteriler (örneğin siyanobakteriler) fotoototroflardır. Genel olarak fotosentez çok verimli bir süreç değildir, bunun sonucunda çoğu bitki bağlı bir yaşam tarzı sürdürmek zorunda kalır. Kemoototroflarİnorganik bileşiklerden organik bileşiklerin sentezi için enerji elde edilir. Bu süreç denir kemosentez. Tipik kemoototroflar, kükürt bakterileri ve demir bakterileri dahil olmak üzere bazı bakterilerdir.

Geriye kalan organizmalar (hayvanlar, mantarlar ve bakterilerin büyük çoğunluğu) heterotroflardır.

Solunum, organizmaların yaşamını sürdürmek için gerekli enerjiyi açığa çıkaran organik maddelerin daha basit maddelere parçalanması işlemidir.

Ayırt etmek aerobik solunum oksijen gerektiren ve oksijenin katılımı olmadan meydana gelen anaerobik. Çoğu organizma aerobdur, ancak anaeroblar bakteri, mantar ve hayvanlarda da bulunur. Oksijen solunumu ile karmaşık organik maddeler su ve karbondioksite parçalanabilir.

Boşaltım genellikle metabolik son ürünlerin ve gıdalardan alınan veya gıdada oluşan çeşitli maddelerin (su, tuzlar vb.) fazlalığının vücuttan uzaklaştırılması anlamına gelir. Boşaltım işlemleri özellikle hayvanlarda yoğun olurken bitkilerde son derece ekonomiktir.

Metabolizma ve enerji sayesinde vücudun çevreyle ilişkisi sağlanır ve homeostazis korunur.

Homeostaz- bu, biyolojik sistemlerin değişikliklere dayanma ve kimyasal bileşimin, yapının ve özelliklerin göreceli sabitliğini korumanın yanı sıra değişen çevre koşullarında işleyişin sürekliliğini sağlama yeteneğidir. Değişen çevre koşullarına uyum sağlamaya adaptasyon denir.

sinirlilik- Bu, organizmanın çevre koşullarına uyum sağlamasının ve hayatta kalmasının temelini oluşturan, canlıların dış ve iç etkilere yanıt verme evrensel özelliğidir. Bitkilerin dış koşullardaki değişikliklere tepkisi, örneğin yaprak bıçaklarının ışığa doğru çevrilmesinden oluşur ve çoğu hayvanda, doğası gereği refleksif olan daha karmaşık formlara sahiptir.

Hareket- biyolojik sistemlerin ayrılmaz bir özelliği. Kendini yalnızca vücutların ve bunların parçalarının uzayda hareketi şeklinde, örneğin tahrişe yanıt olarak değil, aynı zamanda büyüme ve gelişme sürecinde de gösterir.

Üreme sonucu ortaya çıkan yeni organizmalar ebeveynlerinden hazır özellikler almazlar, belirli genetik programlar, belirli özelliklerin gelişme ihtimalini alırlar. Bu kalıtsal bilgi bireysel gelişim sırasında gerçekleşir. Bireysel gelişim, kural olarak vücuttaki niceliksel ve niteliksel değişikliklerle ifade edilir. Vücuttaki niceliksel değişikliklere büyüme denir. Örneğin, moleküllerin, hücrelerin ve diğer biyolojik yapıların çoğalmasına dayanan organizmanın kütle ve doğrusal boyutlarında bir artış şeklinde kendilerini gösterirler.

Organizmanın gelişimi- bu, hücre farklılaşmasına dayanan yapıdaki niteliksel farklılıkların, işlevlerin komplikasyonunun vb. ortaya çıkmasıdır.

Organizmaların büyümesi yaşam boyunca devam edebilir veya belirli bir aşamada sona erebilir. İlk durumda hakkında konuşacağız sınırsız, veya açık büyüme. Bitki ve mantarların karakteristik özelliğidir. Karşılaştığımız ikinci durumda sınırlı veya kapalı büyüme, hayvanların ve bakterilerin özelliği.

Bireysel bir hücrenin, organizmanın, türün ve diğer biyolojik sistemlerin var olma süresi, esas olarak çevresel faktörlerin etkisiyle zamanla sınırlıdır, bu nedenle bu sistemlerin sürekli çoğalması gerekir. Hücrelerin ve organizmaların çoğalması, DNA moleküllerinin kendi kendini kopyalaması sürecine dayanır. Organizmaların üremesi türlerin varlığını, Dünya'da yaşayan tüm türlerin üremesi ise biyosferin varlığını sağlar.

Kalıtım Ebeveyn formlarının özelliklerinin birkaç nesil boyunca aktarımını çağırırız.

Ancak üreme sırasında özellikler korunsaydı değişen çevre koşullarına uyum sağlamak mümkün olmazdı. Bu bakımdan kalıtımın tersi bir özellik ortaya çıktı - değişkenlik.

Değişkenlik- Bu, en çok adapte olan türlerin evrimini ve hayatta kalmasını sağlayan, yaşam boyunca yeni özellikler ve özellikler kazanma olasılığıdır.

Evrim canlıların tarihsel gelişiminin geri dönüşü olmayan bir sürecidir.

dayanmaktadır ilerleyici üreme, kalıtsal değişkenlik, varoluş mücadelesi Ve Doğal seçilim. Bu faktörlerin etkisi, farklı çevre koşullarına uyum sağlayan çok çeşitli yaşam formlarının oluşmasına yol açmıştır. İlerleyen evrim birkaç aşamadan geçmiştir: hücre öncesi formlar, tek hücreli organizmalar, gittikçe karmaşıklaşan çok hücreli organizmalar ve insanlara kadar.

Genetik, görevleri. Kalıtım ve değişkenlik organizmaların özellikleridir. Genetik yöntemler. Temel genetik kavramlar ve sembolizm. Kalıtımın kromozomal teorisi. Gen ve genom hakkında modern fikirler

Genetik, görevleri

18. ve 19. yüzyıllarda doğa bilimleri ve hücre biyolojisindeki ilerlemeler, bazı bilim adamlarının, örneğin kalıtsal hastalıkların gelişimini belirleyen belirli kalıtsal faktörlerin varlığı hakkında varsayımlarda bulunmasına izin verdi, ancak bu varsayımlar ilgili kanıtlarla desteklenmiyordu. H. de Vries tarafından 1889'da formüle edilen hücre içi pangenez teorisi bile, organizmanın kalıtsal eğilimlerini belirleyen belirli "pangenlerin" hücre çekirdeğinde bulunduğunu ve yalnızca bunlardan protoplazmaya salındığını varsaydı. hücre tipi, durumu ve A. Weissman'ın, intogenez sürecinde edinilen özelliklerin kalıtsal olmadığına göre "germ plazması" teorisini değiştiremedi.

Yalnızca Çek araştırmacı G. Mendel'in (1822–1884) çalışmaları modern genetiğin temel taşı haline geldi. Ancak eserleri bilimsel yayınlarda yer almasına rağmen çağdaşları bunlara dikkat etmedi. Ve yalnızca bağımsız kalıtım kalıplarının üç bilim adamı tarafından aynı anda yeniden keşfedilmesi - E. Chermak, K. Correns ve H. de Vries - bilim camiasını genetiğin kökenlerine dönmeye zorladı.

Genetik kalıtım ve değişkenlik kalıplarını ve bunları yönetme yöntemlerini inceleyen bir bilimdir.

Genetiğin görevlerişu anki aşamada kalıtsal materyalin niteliksel ve niceliksel özelliklerinin incelenmesi, genotipin yapısının ve işleyişinin analizi, genin ince yapısının çözülmesi ve gen aktivitesini düzenleme yöntemleri, kalıtsal insan gelişimine neden olan genlerin araştırılması yer almaktadır. hastalıklar ve bunları “düzeltme” yöntemleri, DNA aşılarının türüne göre yeni nesil ilaçlar oluşturulması, insanların ihtiyaç duyduğu ilaç ve gıda ürünlerini üretebilecek yeni özelliklere sahip organizmaların genetik ve hücre mühendisliği kullanılarak inşa edilmesi. insan genomunun tamamen deşifre edilmesi gibi.

Kalıtım ve değişkenlik - organizmaların özellikleri

Kalıtım organizmaların özelliklerini ve özelliklerini bir dizi nesil boyunca aktarma yeteneğidir.

Değişkenlik- Organizmaların yaşam boyunca yeni özellikler kazanma yeteneği.

İşaretler- bunlar, bazılarının diğerlerinden farklı olduğu organizmaların herhangi bir morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal ve diğer özellikleridir; örneğin göz rengi. Özellikler organizmaların belirli bir yapısal özelliğe veya temel özellikler grubuna dayanan herhangi bir işlevsel özelliği olarak da adlandırılır.

Organizmaların özellikleri ikiye ayrılabilir kalite Ve nicel. Niteliksel işaretlerin iki veya üç zıt tezahürü vardır; bunlara alternatif işaretler,örneğin mavi ve kahverengi göz renkleri, niceliksel olanların (ineklerin süt verimi, buğday verimi) belirgin farklılıkları yoktur.

Kalıtımın maddi taşıyıcısı DNA'dır. Ökaryotlarda iki tür kalıtım vardır: genotipik Ve sitoplazmik. Genotipik kalıtımın taşıyıcıları çekirdekte lokalizedir ve daha sonra tartışılacaktır; sitoplazmik kalıtımın taşıyıcıları ise mitokondri ve plastidlerde bulunan dairesel DNA molekülleridir. Sitoplazmik kalıtım esas olarak yumurta ile bulaşır, bu nedenle buna da denir. anne.

İnsan hücrelerinin mitokondrisinde az sayıda gen lokalizedir, ancak bunların değişiklikleri organizmanın gelişimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir, örneğin körlüğün gelişmesine veya hareketliliğin kademeli olarak azalmasına yol açabilir. Plastidler bitki yaşamında eşit derecede önemli bir rol oynar. Bu nedenle yaprağın bazı bölgelerinde klorofil içermeyen hücreler mevcut olabilir, bu da bir yandan bitki verimliliğinde azalmaya yol açarken, diğer yandan bu tür alacalı organizmalar dekoratif peyzajda değerlenir. Bu tür örnekler esas olarak eşeysiz olarak ürerler, çünkü cinsel üreme genellikle sıradan yeşil bitkiler üretir.

Genetik yöntemler

1. Hibridolojik yöntem veya melezleme yöntemi, ebeveyn bireylerin seçilmesinden ve yavruların analiz edilmesinden oluşur. Bu durumda, bir organizmanın genotipi, belirli bir melezleme şeması yoluyla elde edilen torunlardaki genlerin fenotipik belirtilerine göre değerlendirilir. Bu, en eski bilgilendirici genetik yöntemidir ve ilk kez G. Mendel tarafından istatistiksel yöntemle birlikte kullanılmıştır. Bu yöntem etik nedenlerden dolayı insan genetiğinde uygulanamaz.

2. Sitogenetik yöntem karyotipin incelenmesine dayanır: organizmanın kromozomlarının sayısı, şekli ve boyutu. Bu özelliklerin incelenmesi, çeşitli gelişimsel patolojileri tanımlamamızı sağlar.

3. Biyokimyasal yöntem, vücuttaki çeşitli maddelerin içeriğini, özellikle bunların fazlalığını veya eksikliğini ve ayrıca bir dizi enzimin aktivitesini belirlemenizi sağlar.

4. Moleküler genetik yöntemler, yapıdaki varyasyonları tanımlamayı ve incelenen DNA bölümlerinin birincil nükleotid dizisini deşifre etmeyi amaçlamaktadır. Embriyolarda bile kalıtsal hastalıklara ilişkin genlerin tanımlanmasını, babalığın kurulmasını vb. mümkün kılarlar.

5. Popülasyon istatistiksel yöntemi, bir popülasyonun genetik bileşimini, belirli genlerin ve genotiplerin sıklığını, genetik yükü belirlemeyi ve aynı zamanda bir popülasyonun gelişim beklentilerini özetlemeyi mümkün kılar.

6. Somatik hücrelerin kültürde hibridizasyon yöntemi, örneğin bir fare ve bir hamster, bir fare ve bir insan vb. gibi farklı organizmaların hücrelerinin füzyonu sırasında belirli genlerin kromozomlardaki lokalizasyonunu belirlemeyi mümkün kılar.

Temel genetik kavramlar ve sembolizm

Gen- bu, bir organizmanın belirli bir özelliği veya özelliği hakkında bilgi taşıyan bir DNA molekülünün veya kromozomun bir bölümüdür.

Bazı genler aynı anda birden fazla özelliğin ortaya çıkmasını etkileyebilir. Bu fenomene denir pleiotropi. Örneğin araknodaktili (örümcek parmak) kalıtsal hastalığının gelişmesine neden olan gen aynı zamanda lensin eğriliğine ve birçok iç organın patolojisine de neden olur.

Her gen, kromozom üzerinde kesin olarak tanımlanmış bir yere sahiptir - yer. Çoğu ökaryotik organizmanın somatik hücrelerinde kromozomlar eşleştirilmiş (homolog) olduğundan, eşleştirilmiş kromozomların her biri belirli bir özellikten sorumlu genin bir kopyasını içerir. Bu tür genlere denir alelik.

Alelik genler çoğunlukla baskın ve resesif olmak üzere iki versiyonda bulunur. Baskın Diğer kromozomda hangi genin bulunduğuna bakılmaksızın kendini gösteren ve resesif gen tarafından kodlanan özelliğin gelişimini baskılayan alel denir. Baskın aleller genellikle Latin alfabesinin büyük harfleriyle (A, B, C, vb.) ve resesif aleller küçük harflerle (a, b, c vb.) gösterilir. Resesif aleller yalnızca her iki eşleştirilmiş kromozomdaki lokusları işgal etmeleri durumunda ifade edilebilir.

Her iki homolog kromozomunda aynı alelleri bulunduran organizmaya ne ad verilir? homozigot bu gen için veya homozigot(AA, aa, AABB, aabb, vb.) ve her iki homolog kromozomda (baskın ve resesif) farklı gen varyantlarına sahip olan bir organizmaya denir. heterozigot bu gen için veya heterozigot(Aa, AaBb, vb.).

Bazı genler üç veya daha fazla yapısal değişkene sahip olabilir; örneğin AB0 sistemine göre kan grupları üç alel tarafından kodlanır - I A, I B, i. Bu fenomene denir Çoklu alelizm. Ancak bu durumda bile bir çiftin her kromozomu yalnızca bir alel taşır, yani üç gen varyantının tümü bir organizmada temsil edilemez.

Genetik şifre- haploid bir kromozom setinin karakteristiği olan bir dizi gen.

Genotip- diploid bir kromozom setinin karakteristiği olan bir dizi gen.

Fenotip- genotip ve çevre arasındaki etkileşimin sonucu olan bir organizmanın bir dizi özelliği ve özelliği.

Organizmalar pek çok özellik açısından birbirlerinden farklı olduğundan, kalıtım kalıpları ancak yavrulardaki iki veya daha fazla özelliğin analiz edilmesiyle belirlenebilir. Kalıtımın dikkate alındığı ve bir çift alternatif özelliğe göre yavruların doğru niceliksel sayımının yapıldığı melezlemeye denir. monohibrit m, iki çift halinde - dihibrit, daha fazla sayıda işarete göre - polihibrit.

Bir bireyin fenotipine dayanarak onun genotipini belirlemek her zaman mümkün değildir, çünkü hem baskın gen için homozigot (AA) hem de heterozigot (Aa) bir organizma, fenotipte baskın alelin bir tezahürüne sahip olacaktır. Bu nedenle çapraz gübrelemeli bir organizmanın genotipini kontrol etmek için kullanırlar. çapraz test- baskın özelliğe sahip bir organizmanın resesif bir gen için bir homozigot ile çaprazlandığı melezleme. Bu durumda, baskın gen için homozigot olan bir organizma, yavrularda bölünmeye neden olmaz, oysa heterozigot bireylerin yavrularında, baskın ve resesif özelliklere sahip eşit sayıda birey bulunur.

Geçiş şemalarını kaydetmek için en sık aşağıdaki kurallar kullanılır:

R (enlem. ebeveyn- ebeveynler) - ana organizmalar;

$♀$ (Venüs'ün simya işareti - saplı ayna) - anne örneği;

$♂$ (Mars'ın simya işareti - kalkan ve mızrak) - baba birey;

$×$ - geçiş işareti;

F 1, F 2, F 3, vb. - birinci, ikinci, üçüncü ve sonraki nesillerin melezleri;

Fa - analiz edici bir haçtan elde edilen yavrular.

Kromozomal kalıtım teorisi

Genetiğin kurucusu G. Mendel ve en yakın takipçilerinin, kalıtsal eğilimlerin veya genlerin maddi temelleri hakkında en ufak bir fikri yoktu. Bununla birlikte, 1902-1903'te, Alman biyolog T. Boveri ve Amerikalı öğrenci W. Satton bağımsız olarak, hücre olgunlaşması ve döllenme sırasında kromozomların davranışının, kalıtsal faktörlerin Mendel'e göre bölünmesini açıklamayı mümkün kıldığını öne sürdüler. Onlara göre genler kromozomların üzerinde yer almalıdır. Bu varsayımlar kromozomal kalıtım teorisinin temel taşı haline geldi.

1906'da İngiliz genetikçiler W. Bateson ve R. Punnett, tatlı bezelyeleri çaprazlarken Mendel ayrımının ihlal edildiğini keşfettiler ve yurttaşları L. Doncaster, bektaşi üzümü güvesi kelebeği ile yaptığı deneylerde cinsiyete bağlı kalıtımı keşfetti. Bu deneylerin sonuçları açıkça Mendel'inkilerle çelişiyordu, ancak o zamana kadar deneysel nesnelerin bilinen özelliklerinin sayısının kromozom sayısını çok aştığının zaten bilindiğini ve bunun her bir kromozomun birden fazla gen taşıdığını öne sürdüğünü düşünürsek, ve bir kromozomun genleri birlikte kalıtılır.

1910'da T. Morgan'ın grubu tarafından yeni bir deney nesnesi olan Drosophila meyve sineği üzerinde deneyler başladı. Bu deneylerin sonuçları, 20. yüzyılın 20'li yıllarının ortalarında, kromozomal kalıtım teorisinin temel ilkelerini formüle etmeyi, kromozomlardaki genlerin sırasını ve aralarındaki mesafeleri belirlemeyi, yani ilkini oluşturmayı mümkün kıldı. Kromozom haritaları.

Kromozomal kalıtım teorisinin temel hükümleri:

1. Genler kromozomların üzerinde bulunur. Aynı kromozom üzerindeki genler birlikte veya bağlantılı olarak kalıtılır ve denir. debriyaj grubu. Bağlantı gruplarının sayısı sayısal olarak haploid kromozom setine eşittir.
2. Her gen, kromozom üzerinde kesin olarak tanımlanmış bir yere, yani bir lokusa sahiptir.
3. Kromozomlardaki genler doğrusal olarak düzenlenmiştir.
4. Gen bağlantısının bozulması yalnızca çaprazlamanın bir sonucu olarak ortaya çıkar.
5. Bir kromozom üzerindeki genler arasındaki mesafe, aralarındaki geçiş yüzdesi ile orantılıdır.
6. Bağımsız kalıtım yalnızca homolog olmayan kromozomlardaki genler için tipiktir.

Gen ve genom hakkında modern fikirler

Yirminci yüzyılın 40'lı yıllarının başında, nörospora mantarı üzerinde yapılan genetik çalışmaların sonuçlarını analiz eden J. Beadle ve E. Tatum, her genin bir enzimin sentezini kontrol ettiği sonucuna vardılar ve “biri” ilkesini formüle ettiler. gen - bir enzim” .

Bununla birlikte, 1961'de F. Jacob, J. L. Monod ve A. Lvov, E. coli geninin yapısını çözmeyi ve aktivitesinin düzenlenmesini incelemeyi başardılar. Bu keşif nedeniyle 1965'te Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'ne layık görüldüler.

Araştırma sürecinde, belirli özelliklerin gelişimini kontrol eden yapısal genlere ek olarak, ana işlevi diğer genler tarafından kodlanan özelliklerin tezahürü olan düzenleyici genleri de tanımlayabildiler.

Prokaryotik bir genin yapısı. Prokaryotların yapısal geni, düzenleyici bölgeleri ve kodlama dizilerini içerdiğinden karmaşık bir yapıya sahiptir. Düzenleyici bölgeler destekleyiciyi, operatörü ve sonlandırıcıyı içerir. organizatör Transkripsiyon sırasında mRNA sentezini sağlayan RNA polimeraz enziminin bağlandığı gen bölgesi denir. İLE Şebeke promotör ve yapısal dizi arasında yer alan bağlayabilir baskılayıcı protein RNA polimerazın kodlama dizisinden kalıtsal bilgiyi okumaya başlamasına izin vermez ve yalnızca onun çıkarılması transkripsiyonun başlamasına izin verir. Baskılayıcının yapısı genellikle kromozomun başka bir kısmında bulunan düzenleyici bir gende kodlanır. Bilginin okunması genin adı verilen bir bölümünde biter. sonlandırıcı.

Kodlama sırası Yapısal bir gen, karşılık gelen proteinin amino asit dizisi hakkında bilgi içerir. Prokaryotlardaki kodlama dizisine denir sistronom ve prokaryotik bir genin kodlama ve düzenleyici bölgelerinin toplamı - operon. Genel olarak, E. coli'yi de içeren prokaryotlar, tek bir dairesel kromozom üzerinde yer alan nispeten az sayıda gene sahiptir.

Prokaryotların sitoplazması ayrıca plazmit adı verilen ek küçük dairesel veya açık DNA molekülleri de içerebilir. Plazmidler kromozomlara entegre olabilir ve bir hücreden diğerine aktarılabilir. Cinsiyet özellikleri, patojenite ve antibiyotik direnci hakkında bilgi taşıyabilirler.

Ökaryotik bir genin yapısı.Ökaryotik genler, prokaryotlardan farklı olarak bir operatör içermedikleri için operon yapısına sahip değildirler ve her yapısal gene yalnızca bir promotör ve sonlandırıcı eşlik eder. Ayrıca ökaryotik genlerde önemli bölgeler ( ekzonlar) önemsiz olanlarla dönüşümlü olarak ( intronlar), tamamen mRNA'ya kopyalanır ve daha sonra olgunlaşmaları sırasında kesilir. İntronların biyolojik rolü, önemli bölgelerdeki mutasyon olasılığını azaltmaktır. Ökaryotlarda genlerin düzenlenmesi, prokaryotlarda anlatılanlardan çok daha karmaşıktır.

İnsan genomu. Her insan hücresinde, 46 kromozom, yaklaşık 3,2 $x$ 10 9 nükleotid çiftinden oluşan ve yaklaşık 10 1900000000 olası benzersiz kombinasyon sağlayan, çift sarmal halinde sıkı bir şekilde paketlenmiş yaklaşık 2 m DNA içerir. Yirminci yüzyılın 80'li yıllarının sonuna gelindiğinde, yaklaşık 1.500 insan geninin yeri biliniyordu, ancak toplam sayının yaklaşık 100 bin olduğu tahmin ediliyordu, çünkü insanlarda yalnızca yaklaşık 10 bin kalıtsal hastalık var, çeşitli proteinlerin sayısından bahsetmiyorum bile. hücrelerde bulunur.

1988 yılında, 21. yüzyılın başlarında nükleotid dizisinin tamamen çözülmesiyle sona eren uluslararası İnsan Genomu projesi başlatıldı. İki farklı insanın %99,9 oranında benzer nükleotid dizilerine sahip olduğunu ve yalnızca geri kalan %0,1'in bireyselliğimizi belirlediğinin anlaşılmasını mümkün kıldı. Toplamda yaklaşık 30-40 bin yapısal gen keşfedildi, ancak daha sonra sayıları 25-30 bine düşürüldü.Bu genlerin arasında sadece benzersiz olanlar değil, aynı zamanda yüzlerce, binlerce kez tekrarlananlar da var. Bununla birlikte, bu genler çok daha fazla sayıda proteini, örneğin onbinlerce koruyucu proteini - immünoglobulinleri kodlar.

Genomumuzun %97'si, yalnızca iyi çoğalabildiği için var olan genetik "çöp"tür (bu bölgelerde kopyalanan RNA, çekirdeği asla terk etmez). Örneğin genlerimiz arasında sadece “insan” genleri değil, aynı zamanda %60 oranında Drosophila sineğinin genlerine benzer genler de vardır ve genlerimizin %99’a varan kısmı şempanzelerinkine benzer.

Genomun kodunun çözülmesine paralel olarak, kromozom haritalaması da gerçekleştirildi, bunun sonucunda yalnızca keşfetmek değil, aynı zamanda kalıtsal hastalıkların gelişiminden sorumlu bazı genlerin yerini ve ilaç hedefini belirlemek de mümkün oldu. genler.

İnsan genomunun kodunun çözülmesi henüz doğrudan bir etki yaratmadı, çünkü böylesine karmaşık bir organizmayı bir kişi olarak bir araya getirmek için bir tür talimat aldık, ancak onu nasıl üreteceğimizi veya en azından içindeki hataları düzelteceğimizi öğrenmedik. Bununla birlikte, moleküler tıp çağı zaten eşiğinde; dünyanın her yerinde, sadece döllenmiş bir yumurtadaki değil, yaşayan insanlardaki patolojik genleri bloke edebilen, silebilen ve hatta değiştirebilen sözde gen preparatları geliştiriliyor.

Ökaryotik hücrelerde DNA'nın sadece çekirdekte değil, mitokondri ve plastidlerde de bulunduğunu unutmamalıyız. Nükleer genomun aksine, mitokondri ve plastidlerdeki genlerin organizasyonu, prokaryotik genomun organizasyonuyla pek çok ortak noktaya sahiptir. Bu organeller, hücrenin kalıtsal bilgilerinin %1'inden daha azını taşımalarına ve kendi işlevleri için gerekli olan proteinlerin tamamını kodlamamalarına rağmen, vücudun bazı özelliklerini önemli ölçüde etkileme kapasitesine sahiptirler. Bu nedenle, klorofit, sarmaşık ve diğer bitkilerdeki çeşitlilik, iki alacalı bitkiyi geçerken bile az sayıda torun tarafından miras alınır. Bunun nedeni, plastidlerin ve mitokondrinin çoğunlukla yumurtanın sitoplazması ile iletilmesidir, bu nedenle bu kalıtıma, çekirdekte lokalize olan genotipin aksine, anne veya sitoplazmik denir.

Biyoloji, canlı doğayla ilgili bir bilimler sistemidir. Çeşitli biyolojik bilimler arasında, iki bin yıldan daha uzun bir süre önce, bitkileri - botanik (Yunanca botanik - yeşilliklerden) ve hayvanları - zoolojiyi (Yunanca zoon - hayvan - ve logolardan) inceleyen bilim, çeşitli biyolojik bilimler arasındaydı. . Biyolojinin zaman içinde gelişmesindeki ilerlemeler, lisede aşina olacağınız çeşitli yönlerinin ortaya çıkmasına yol açtı.

Her organizma belirli bir çevrede yaşare. Habitat, etkileşim içinde oldukları canlı organizmaları çevreleyen doğanın bir parçasıdır. Etrafımızda birçok canlı organizma bulunmaktadır. Bunlar bitkiler, hayvanlar,bakteri olurdu. Bu grupların her biri ayrı ayrı incelenirBen biyolojik bir bilim insanıyım.

Biyolojinin hayattaki önemi

kişi. Çağımızda insanlık özellikle akut bir durumla karşı karşıyadır.Sağlığın korunması gibi ortak sorunlar ortaya çıkıyor,yiyecek sağlamak ve gezegenimizdeki organizmaların çeşitliliğini korumak. Araştırmaları bu ve diğer sorunları çözmeyi amaçlayan biyoloji, tıp, tarım, endüstri ve özellikle yiyecek ve içecek ile yakın etkileşim içindedir.ışık vb.

Bir insan hastalanınca ilaç kullandığını hepiniz biliyorsunuz. Tıbbi maddelerin çoğu bitkilerden veya mikroorganizmaların atık ürünlerinden elde edilir. Örneğin, yüz milyonlarca insanın hayatı antibiyotik kullanımıyla korunmuştur (Yunanca anti-pr.otiv - ve bios). Belirli mantar ve bakteri türleri tarafından üretilirler. Antibiyotikler insanlarda ve hayvanlarda birçok tehlikeli hastalığın etkenlerini öldürür.

Biyoloji aynı zamanda insanlığa yiyecek sağlamada da önemli bir rol oynamaktadır.yemek yemek. Bilim adamları, daha fazla gıda ürünü elde etmeyi mümkün kılan yeni yüksek verimli bitki çeşitleri ve hayvan türleri yaratıyorAnia. Biyologların araştırmasıyönlendirilmiş

Yüksek verim sağlayan toprak verimliliğini korumak ve arttırmak. Canlı organizmalar yaygın olarak kullanılmaktadır benendüstride de kullanılmaktadır. Örneğin insanlar yoğurt, kefir ve peynirleri belirli bakteri ve mantar türlerinin faaliyetleri sayesinde elde ederler.

Bununla birlikte, aktif ve çoğu zaman kötü düşünülmüş insan ekonomik faaliyeti, çevrenin tüm canlılara zararlı maddelerle önemli ölçüde kirlenmesine, ormanların, bakir bozkırların ve rezervuarların yok olmasına yol açmıştır. Geçtiğimiz yüzyıllarda binlerce hayvan, bitki ve mantar türü yok oldu ve on binlercesinin nesli tükenme tehlikesiyle karşı karşıya. Ancak tek bir organizma türünün bile yok olması, gezegenimizin biyolojik çeşitliliği açısından geri dönüşü olmayan bir kayıp anlamına geliyor. Bu nedenle bilim adamları, korunması gereken bitki, hayvan ve mantar türlerinin (Kırmızı Kitaplar olarak adlandırılan) ve ayrıca

Youtube videosu

Dolayısıyla biyoloji, insanları doğaya saygı duymanın ve onun yasalarına uymanın gerekliliğine ikna etmek için araştırmalarıyla tasarlanmış bir bilimdir. Bu nedenle geleceğin bilimi olarak kabul edilmektedir.

Biyolojinin modern gerçeklikteki rolünü abartmak zordur çünkü insan yaşamını tüm tezahürleriyle ayrıntılı olarak inceler. Şu anda bu bilim, evrim, hücre teorisi, genetik, homeostaz ve enerji gibi önemli kavramları birleştirmektedir. İşlevleri, tüm canlıların gelişiminin incelenmesini içerir: organizmaların yapısı, davranışları, kendi aralarındaki ilişkiler ve çevre ile ilişkiler.

Biyolojinin insan yaşamındaki önemiBir bireyin hayatındaki sağlık, beslenme ve optimal yaşam koşullarının seçimi gibi temel sorunlar arasında bir paralellik kurarsak, netleşir. Bugün biyolojiden ayrılan, daha az önemli ve bağımsız olmayan çok sayıda bilim var. Bunlar zooloji, botanik, mikrobiyoloji ve virolojiyi içerir. Bunlardan en önemlilerini ayırmak zordur; hepsi medeniyetin biriktirdiği değerli temel bilgilerden oluşan bir kompleksi temsil eder.

Seçkin bilim adamları bu bilgi alanında çalıştılar.Claudius Galen, Hipokrat, Carl Linnaeus, Charles Darwin, Alexander Oparin, Ilya Mechnikov ve diğerleri. Keşifleri sayesinde, özellikle canlı organizmaların incelenmesi sayesinde, canlıların organizma sistemleri hakkında bilgi toplayan fizyolojinin yanı sıra morfoloji bilimi de ortaya çıktı. Genetik, kalıtsal hastalıkların gelişiminde paha biçilmez bir rol oynamıştır.

Biyoloji tıp, sosyoloji ve ekolojide sağlam bir temel haline geldi. Bu bilimin, diğerleri gibi, statik olmaması, yeni biyolojik teoriler ve yasalar biçiminde dönüşen yeni bilgilerle sürekli güncellenmesi önemlidir.

Biyolojinin modern toplumdaki rolü ve özellikle
ama tıpta paha biçilemez. Bakteriyolojik ve hızla yayılan viral hastalıkları tedavi etme yöntemlerinin bulunması onun yardımıyla oldu. Biyolojinin modern toplumdaki rolünü her düşündüğümüzde, korkunç salgın merkezlerinin Dünya gezegeninden ortadan kaybolmasının tıbbi biyologların kahramanlığı sayesinde olduğunu hatırlıyoruz: veba, kolera, tifo, şarbon, çiçek hastalığı ve diğerleri. hayatı tehdit eden hastalıklar.

Gerçeklere dayanarak, biyolojinin modern toplumdaki rolünün sürekli arttığını rahatlıkla söyleyebiliriz. Seçilim, genetik araştırmalar, yeni gıda ürünleri üretimi ve çevre dostu enerji kaynakları olmadan modern yaşamı hayal etmek imkansızdır.

Biyolojinin asıl önemi, genetik mühendisliği ve biyonik gibi gelecek vaat eden birçok bilimin temelini ve teorik temelini temsil etmesidir. İnsan genomunun şifresini çözen büyük bir keşfi var. Biyoteknoloji gibi bir yön de biyolojide birleştirilen bilgi temelinde yaratıldı. Şu anda, bu nitelikteki teknolojiler, vücuda zarar vermeyen, önleme ve tedavi için güvenli ilaçlar oluşturmayı mümkün kılmaktadır. Sonuç olarak sadece yaşam beklentisini değil kalitesini de arttırmak mümkündür.

Terim "Biyoloji" Yunanca "bios" - hayat ve "logos" - bilgi, öğretim, bilim kelimelerinden oluşur. Biyolojinin klasik tanımı, yaşamı tüm tezahürleriyle inceleyen bir bilim olarak buradan kaynaklanmaktadır.

Biyoloji mevcut ve nesli tükenmiş canlıların çeşitliliğini, yapılarını, işlevlerini, kökenlerini, evrimlerini, dağılımlarını ve bireysel gelişimlerini, birbirleriyle, topluluklar arasındaki ve cansız doğayla olan bağlantılarını araştırır.

Biyoloji Yaşamın doğasında var olan genel ve özel kalıpları tüm tezahürleri ve özellikleriyle inceler: metabolizma, üreme, kalıtım, değişkenlik, uyum sağlama, büyüme, gelişme, sinirlilik, hareketlilik vb.

Biyolojide araştırma yöntemleri

1. Gözlem- en basit ve en erişilebilir yöntem. Örneğin doğada, bitki ve hayvanların yaşamında, hayvan davranışlarında vb. mevsimsel değişiklikleri gözlemleyebilirsiniz.
2. Tanım biyolojik nesneler (sözlü veya yazılı açıklama).
3. Karşılaştırmak– Taksonomide kullanılan organizmalar arasındaki benzerlikleri ve farklılıkları bulmak.
4. Deneysel yöntem(laboratuvarda veya doğal koşullarda) – fizik ve kimyanın çeşitli araç ve yöntemlerini kullanan biyolojik araştırmalar.
5. Mikroskopi– ışık ve elektron mikroskopları kullanılarak hücrelerin ve hücresel yapıların yapısının incelenmesi. Işık mikroskopları hücrelerin ve tek tek organellerin şekillerini ve boyutlarını görmenizi sağlar. Elektronik – bireysel organellerin küçük yapıları.
6. Biyokimyasal yöntem- canlı organizmaların hücrelerinin ve dokularının kimyasal bileşiminin incelenmesi.
7. Sitogenetik– Kromozomları mikroskop altında inceleme yöntemi. Genomik mutasyonları (örneğin Down sendromu), kromozomal mutasyonları (kromozomların şekli ve boyutunda değişiklikler) tespit edebilirsiniz.
8. Ultrasantrifüjleme- bireysel hücresel yapıların (organellerin) izolasyonu ve bunların ileri çalışmaları.
9. Tarihsel yöntem- elde edilen gerçeklerin daha önce elde edilen sonuçlarla karşılaştırılması.
10. Modelleme– çeşitli süreç, yapı, ekosistem vb. modellerinin oluşturulması. Değişiklikleri tahmin etmek için.
11. Hibridolojik yöntem– geçiş yöntemi, kalıtım kalıplarını araştırmanın ana yöntemi.
12. Şecere yöntemi– Bir özelliğin kalıtım türünü belirlemek için kullanılan soyağacı derleme yöntemi.
13. İkiz yöntem– çevresel faktörlerin özelliklerin gelişimi üzerindeki etkisinin payını belirlemenizi sağlayan bir yöntem. Tek yumurta ikizleri için geçerlidir.

Biyolojinin diğer bilimlerle bağlantısı.

Canlı doğanın çeşitliliği o kadar büyüktür ki, modern biyolojinin bir bilimler kompleksi olarak sunulması gerekir. Biyoloji gibi bilimlerin temelini oluşturur Tıp, ekoloji, genetik, seçim, botanik, zooloji, anatomi, fizyoloji, mikrobiyoloji, embriyoloji vb. Biyoloji, diğer bilimlerle birlikte biyofizik, biyokimya, biyonik, jeobotanik, zoocoğrafya vb. bilimleri oluşturmuştur. Bilim ve teknolojinin hızlı gelişimi ile bağlantılı olarak, canlı organizmaların incelenmesinde yeni yönler ortaya çıkmakta ve yeni bilimler ortaya çıkmaktadır. Biyoloji ile ilgili bilgiler ortaya çıkıyor. Bu, canlılar dünyasının çok yönlü ve karmaşık olduğunu, cansız doğayla yakından bağlantılı olduğunu bir kez daha kanıtlıyor.

Temel biyolojik bilimler - çalışmalarının nesneleri

1. Anatomi organizmaların dış ve iç yapısıdır.
2. Fizyoloji – yaşam süreçleri.
3. Tıp - insan hastalıkları, nedenleri ve tedavi yöntemleri.
4. Ekoloji – doğadaki organizmalar arasındaki ilişkiler, ekosistemlerdeki süreç kalıpları.
5. Genetik - kalıtım ve değişkenlik yasaları.
6. Sitoloji hücrelerin bilimidir (yapı, hayati aktivite vb.).
7. Biyokimya – canlı organizmalardaki biyokimyasal süreçler.
8. Biyofizik – canlı organizmalardaki fiziksel olaylar.
9. Islah, yeni çeşitlerin, ırkların, suşların yaratılması ve mevcut çeşitlerin geliştirilmesidir.
10. Paleontoloji - eski organizmaların fosil kalıntıları.
11. Embriyoloji - embriyoların gelişimi.

Bir kişi biyoloji alanındaki bilgiyi uygulayabilir:

• hastalıkların önlenmesi ve tedavisi için
• ilk yardım sağlarken kaza mağdurları;
• Bitkisel üretimde, hayvancılıkta
• küresel çevre sorunlarının çözümüne katkıda bulunan çevresel faaliyetlerde (doğadaki organizmaların karşılıklı ilişkileri, çevrenin durumunu olumsuz etkileyen faktörler vb. hakkında bilgi) BİR BİLİM OLARAK BİYOLOJİ

Canlıların işaretleri ve özellikleri:

1. Hücresel yapı. Hücre, tek bir yapısal ve işlevsel birim olmasının yanı sıra, Dünya üzerindeki hemen hemen tüm canlı organizmaların gelişim birimidir. Virüsler bir istisnadır ama onlar bile ancak hücre içindeyken canlılık özelliği gösterirler. Hücre dışında herhangi bir yaşam belirtisi göstermezler.

2. Kimyasal bileşimin birliği. Canlılar, cansızlarla aynı kimyasal elementlerden oluşur ancak canlılarda kütlenin %90'ı dört elementten gelir: C, Ö, N, N, proteinler, nükleik asitler, karbonhidratlar, lipitler gibi karmaşık organik moleküllerin oluşumunda rol oynayanlar.

3. Metabolizma ve enerji canlıların temel özellikleridir. Birbiriyle ilişkili iki sürecin bir sonucu olarak gerçekleştirilir: vücuttaki organik maddelerin sentezi (ışık ve gıdadan gelen dış enerji kaynakları nedeniyle) ve karmaşık organik maddelerin enerji salınımıyla ayrışması süreci; vücut tarafından tüketilir. Metabolizma, sürekli değişen çevre koşullarında kimyasal bileşimin sabit kalmasını sağlar.

4. Açıklık. Tüm canlı organizmalar açık sistemlerdir, yani ancak çevreden sürekli enerji ve madde aldıkları takdirde kararlı olan sistemlerdir.

5. Kendi kendine üreme (üreme). Kendi kendine çoğalma yeteneği, tüm canlı organizmaların en önemli özelliğidir. Nükleik asitlere gömülü herhangi bir canlı organizmanın yapısı ve işlevleri hakkındaki bilgilere dayanır ve canlı organizmanın yapısının ve yaşamsal aktivitesinin özgüllüğünü sağlar.

6. Öz-düzenleme. Kendi kendini düzenleme mekanizmaları sayesinde vücudun iç ortamının göreceli sabitliği korunur; kimyasal bileşimin sabitliği ve fizyolojik süreçlerin yoğunluğu korunur - homeostaz.

7. Kalkınma ve büyüme. Bireysel gelişim sürecinde (ontogenez), organizmanın bireysel özellikleri yavaş yavaş ve tutarlı bir şekilde ortaya çıkar (gelişme) ve büyümesi meydana gelir (boyut artışı). Ayrıca tüm canlı sistemler tarihsel gelişim (filojeni) sırasında gelişir, değişir.

8. Sinirlilik. Herhangi bir canlı organizma, dış ve iç etkilere yanıt verme yeteneğine sahiptir.

9. Kalıtım. Tüm canlı organizmalar temel özellikleri koruma ve yavrulara aktarma yeteneğine sahiptir.

10. Değişkenlik. Tüm canlı organizmalar değişme ve yeni özellikler kazanma yeteneğine sahiptir.

Yaşayan doğanın organizasyonunun temel seviyeleri

Tüm canlı doğa, biyolojik sistemlerin bir koleksiyonudur. Canlı sistemlerin önemli özellikleri çok düzeyli ve hiyerarşik organizasyondur. Biyolojik sistemlerin parçaları, birbirine bağlı parçalardan oluşan sistemlerdir. Her seviyede her biyolojik sistem benzersizdir ve diğer sistemlerden farklıdır.

Bilim adamları, canlıların özelliklerinin tezahürünün özelliklerine dayanarak, canlı doğanın çeşitli organizasyon düzeylerini belirlediler:

1. Moleküler seviye - hücrelerde bulunan organik madde molekülleri (proteinler, lipitler, karbonhidratlar vb.) tarafından temsil edilir. Moleküler düzeyde, biyolojik moleküllerin özellikleri ve yapıları, hücredeki rolleri, organizmanın yaşamındaki rolleri vb. incelenebilir. Örneğin DNA molekülünün ikiye katlanması, protein yapısı vb.

2. Hücresel Seviye – hücrelerle temsil edilir. Hücresel düzeyde canlıların özellikleri ve işaretleri ortaya çıkmaya başlar. Hücresel düzeyde, hücrelerin ve hücresel yapıların yapısı ve işlevleri, bunlarda meydana gelen süreçler incelenebilir. Örneğin sitoplazmanın hareketi, hücre bölünmesi, ribozomlarda protein biyosentezi vb.

3. Organ-doku seviyesi – çok hücreli organizmaların doku ve organları tarafından temsil edilir. Bu seviyede doku ve organların yapısı ve işlevleri, içlerinde meydana gelen süreçler incelenebilir. Örneğin kalbin kasılması, su ve tuzların damarlarda hareketi vb.

4. Organizma seviyesi – tek hücreli ve çok hücreli organizmalar tarafından temsil edilir. Bu düzeyde organizma bir bütün olarak incelenir: yapısı ve yaşamsal işlevleri, süreçlerin kendi kendini düzenleme mekanizmaları, yaşam koşullarına adaptasyonu vb.

5. Popülasyon-tür düzeyi– Belirli bir bölgede uzun süre birlikte yaşayan aynı türün bireylerinden oluşan popülasyonlarla temsil edilir. Bir bireyin yaşamı genetik olarak belirlenir ve uygun koşullar altında popülasyon süresiz olarak var olabilir. Bu düzeyde evrimin itici güçleri faaliyet göstermeye başladığından beri - varoluş mücadelesi, doğal seçilim vb. Nüfus-tür düzeyinde, birey sayısının dinamiklerini, nüfusun yaş-cinsiyet kompozisyonunu, evrimsel süreci incelerler. popülasyondaki değişiklikler vb.

6. Ekosistem düzeyi– belirli bir bölgede birlikte yaşayan farklı türlerin popülasyonları tarafından temsil edilir. Bu düzeyde organizmalar ve çevre arasındaki ilişkiler, ekosistemlerin üretkenliğini ve sürdürülebilirliğini belirleyen koşullar, ekosistemlerdeki değişimler vb. incelenir.

7. Biyosfer seviyesi– gezegenin tüm ekosistemlerini birleştiren, canlı maddenin en yüksek organizasyon biçimi. Bu seviyede, süreçler tüm gezegen ölçeğinde incelenir - doğadaki madde ve enerji döngüleri, küresel çevre sorunları, Dünya iklimindeki değişiklikler vb. Şu anda, biyosferin durumu üzerindeki insan etkisinin incelenmesi Küresel bir çevre krizini önlemek büyük önem taşıyor.

Biyolojinin başarıları

Biyoloji alanındaki daha da gelişmesinin tüm seyrini etkileyen en önemli olaylar şunlardır:

DNA'nın moleküler yapısının oluşturulması ve canlı maddede bilgi aktarımındaki rolü (F. Crick, J. Watson, M. Wilkins);

Genetik kodun çözülmesi (R. Holley, H.-G. Korana, M. Nirenberg);

Gen yapısının keşfi ve protein sentezinin genetik düzenlenmesi (A.M. Lvov, F. Jacob, J.-L. Monod, vb.);

Hücre teorisinin formülasyonu (M. Schleiden, T. Schwann, R. Virchow, K. Baer);

Kalıtım ve değişkenlik kalıplarının incelenmesi (G. Mendel, G. de Vries, T. Morgan, vb.);

Modern sistematiğin (C. Linnaeus), evrim teorisinin (C. Darwin) ve biyosfer doktrininin (V.I. Vernadsky) ilkelerinin formülasyonu.

“deli dana hastalığı” (prionlar).

Birçok ülkede eş zamanlı olarak yürütülen ve bu yüzyılın başında tamamlanan “İnsan Genomu” programı üzerindeki çalışmalar, bir kişinin yalnızca 25-30 bin kadar gen taşıdığını, ancak bilgilerimizin çoğundan gelen bilgilerin bulunduğunu anlamamızı sağladı. DNA, insanlar için önemini yitirmiş özellikleri (kuyruk, vücut kılları vb.) kodlayan çok sayıda bölge ve gen içerdiğinden asla okunmaz. Ayrıca kalıtsal hastalıkların gelişiminden sorumlu olan birçok genin yanı sıra ilaç hedef genleri deşifre edildi. Ancak bu programın uygulanması sırasında elde edilen sonuçların pratikte uygulanması, önemli sayıda insanın genomları çözülünceye kadar ertelenecek ve daha sonra farklılıklarının neler olduğu ortaya çıkacak. Bu hedefler, ENCODE programının uygulanması üzerinde çalışan dünya çapındaki birçok önde gelen laboratuvar için belirlenmiştir.

Biyolojinin başarıları arasında en büyük önemi, bilgisayar teknolojisinde sinir ağlarının ve genetik kodların oluşturulmasına bile temel oluşturması, mimaride ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmasıdır. 21. yüzyıl hiç şüphesiz biyoloji yüzyılıdır.
Diğer bilim dalları gibi biyolojinin de kendine ait bir yöntem deposu vardır. Diğer alanlarda kullanılan bilimsel biliş yönteminin yanı sıra, biyolojide tarihsel, karşılaştırmalı-tanımlayıcı vb. yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dünyanın modern doğa bilimleri resminin oluşumunda biyolojinin rolü

Biyoloji, oluşum aşamasında henüz diğer doğa bilimlerinden ayrı olarak mevcut değildi ve yalnızca hayvan ve bitki dünyasının temsilcilerinin gözlemlenmesi, incelenmesi, tanımlanması ve sınıflandırılmasıyla sınırlıydı, yani. tanımlayıcı bir bilimdi. Ancak bu, antik doğa bilimcileri Hipokrat'ın (M.Ö. 460-377), Aristoteles'in (M.Ö. 384-322) ve Theophrastus'un (gerçek adı Tirtham, M.Ö. 372-287 M.Ö.) gelişimine önemli katkılarda bulunmasını engellemedi. insan vücudunun ve hayvanların yapısının yanı sıra hayvan ve bitkilerin biyolojik çeşitliliği hakkında fikirler vererek insan anatomisi ve fizyolojisi, zooloji ve botaniğin temellerini atar.

16.-18. yüzyıllarda meydana gelen, canlı doğa hakkındaki bilginin derinleşmesi ve önceden birikmiş gerçeklerin sistemleştirilmesi, ikili isimlendirmenin getirilmesi ve uyumlu bir bitki (C. Linnaeus) ve hayvan taksonomisinin (J. -B. Lamarck).

Benzer morfolojik özelliklere sahip önemli sayıda türün ve paleontolojik bulguların tanımlanması, türlerin kökeni ve organik dünyanın tarihsel gelişim yolları hakkındaki fikirlerin geliştirilmesi için ön koşul haline geldi. Böylece F. Redi, L. Spallanzani ve L. Pasteur'un 17-19. yüzyıllardaki deneyleri, Aristoteles'in ortaya attığı ve Orta Çağ'da yaygın olan kendiliğinden nesil hipotezini ve A.I. Oparin ve tarafından biyokimyasal evrim teorisini çürütmüştür. S. Miller ve G. Yuri tarafından zekice doğrulanan J. Haldane, tüm canlıların kökeni hakkındaki soruyu cevaplamamızı sağladı.

Canlıların cansız bileşenlerden ortaya çıkma süreci ve kendi içindeki evrimi artık şüphe uyandırmıyorsa, o zaman organik dünyanın tarihsel gelişiminin mekanizmaları, yolları ve yönleri hala tam olarak anlaşılamamıştır. Birbiriyle yarışan iki ana evrim teorisi (Charles Darwin'in teorisine dayanarak oluşturulan sentetik evrim teorisi ve J.-B. Lamarck'ın teorisi) hala kapsamlı kanıtlar sağlayamıyor.

Diğer doğa bilimleri alanındaki ilerlemelere bağlı olarak mikroskopi ve ilgili bilimlerdeki diğer yöntemlerin kullanılması ve deneysel uygulamaların başlatılması, Alman bilim adamları T. Schwann ve M. Schleiden'in eski çağlarda bir hücre teorisi oluşturmasına olanak sağladı. 19. yüzyıl, daha sonra R. Virchow ve K. Baer tarafından desteklenmiştir. Organik dünyanın birliği hakkındaki modern fikirlerin temel taşını oluşturan biyolojideki en önemli genelleme haline geldi.

Çek keşiş G. Mendel tarafından kalıtsal bilgilerin aktarım kalıplarının keşfi, 20.-21. yüzyıllarda biyolojinin daha da hızlı gelişmesine ivme kazandırdı ve yalnızca kalıtımın evrensel taşıyıcısı olan DNA'nın keşfine yol açmakla kalmadı, aynı zamanda ayrıca genetik kodun yanı sıra kalıtsal bilgilerin kontrolü, okunması ve değişkenliğinin temel mekanizmaları.

Çevre ile ilgili fikirlerin gelişmesi, ekoloji gibi bir bilimin ortaya çıkmasına ve biyosfer doktrininin, birbirine bağlı büyük biyolojik komplekslerden oluşan karmaşık, çok bileşenli bir gezegen sistemi ve ayrıca üzerinde meydana gelen kimyasal ve jeolojik süreçler olarak formüle edilmesine yol açtı. Sonuçta, en azından küçük bir ölçüde, insan ekonomik faaliyetinin olumsuz sonuçlarını azaltmaya izin veren Dünya (V.I. Vernadsky).
Böylece biyoloji, dünyanın modern doğa bilimleri tablosunun oluşmasında önemli bir rol oynadı.

BİLİM ADAMLARI – BİYOLOGLAR

W. Harvey kan dolaşımının mekanizmasını keşfetti; mikroskop yaptı ve modern anatomi ve fizyolojinin temellerini attı;

R. Kanca bir mantarın (bitki) hücresel yapısını tanımladı; “hücre” terimini icat etti;

A. Levenguk mikroskop altında (300 kez büyütülmüş) gözlenen protozoa, bakteri, sperm;

K. Baer memelilerin yumurta hücrelerini gözlemledi;

R.Kahverengi hücre çekirdeğini keşfetti;

K. Linnaeus bitki ve hayvanların sınıflandırılması için bir sistem oluşturuldu;

T. Schwann, M. Schleiden bağımsız olarak hücre teorisini formüle etti,

R. Virchow hücresel patoloji doktrinini yarattı, şu varsayımı ortaya attı: "her hücre bir hücreden gelir";

C.Darwin evrim teorisini yarattı;

G. Mendel genetiğin bir bilim olarak doğuşuna katkıda bulunan özelliklerin kalıtım yasasını keşfetti;

L. Pasteur aşıların prensibini keşfetti, mikrobiyoloji ve immünolojinin temellerini attı;

Charles Darwin doğal seçilim yoluyla bütünsel bir evrim teorisi yarattı.

I. Mechnikov fagositik teoriyi formüle etti,

I. Pavlov – refleks doktrini

A. Humboldt organizmaların çevre ile etkileşimini ve bunun coğrafyaya bağımlılığını inceledi

K. Landsteiner insan kan gruplarını keşfetti

Gregor Mendel , genetik yasaları

J. Watson ve F. Crick DNA yapılarının şifresi çözüldü

V.I.Vernadsky canlı organizmalar ile cansız doğa arasındaki bağlantılar hakkında (biyosfer doktrini).

BİYOLOJİK BİLİMLERİN YÖNTEMLERİ

Biyoloji çalışmak için en yaygın yöntemler şunlardır:

gözlem (biyolojik olayları tanımlamanıza olanak tanır),

karşılaştırmak (farklı organizmaların yapısı ve işleyişindeki genel kalıpları bulmayı mümkün kılar),

deney veya deneyim, modelleme (kontrollü koşullar altında biyolojik nesnelerin özelliklerinin incelenmesine yardımcı olur; doğrudan gözlem veya deneysel çoğaltma için erişilemeyen birçok süreç simüle edilir),

tarihsel yöntem (Modern organik dünya ve geçmişi hakkındaki verilere dayanarak, canlı doğanın gelişim süreçlerini anlamayı sağlar)

Bilimsel yöntem, herhangi bir bilim çerçevesinde problemleri çözmek için yeni bilgi ve yöntemler elde etmek için bir dizi temel yöntemdir.

Bilimsel yöntem belirli bir sistematik yaklaşımı içerir:

Gerçekleri gözlemlemek ve ölçmek, ör. Gözlemin tanımı – niceliksel ve/veya niteliksel.

Bilimsel biliş yöntemi gözlemlemeyi, hipotezlerin formüle edilmesini, deneyi, modellemeyi, sonuçların analizini ve genel kalıpların türetilmesini içerir (Şekil 1.).

Pirinç. 1. Bilimsel araştırma yönteminin şematik gösterimi

Gözlem

Gözlem - Bu, faaliyetin görevi tarafından belirlenen, duyuları veya araçları kullanarak nesnelerin ve olayların amaçlı algısıdır.

Bilimsel gözlemin temel koşulu, nesnelliği, yani tekrarlanan gözlemlerle veya deney gibi diğer araştırma yöntemlerinin kullanılmasıyla elde edilen verileri doğrulayabilme yeteneğidir. Gözlem sonucunda elde edilen gerçeklere veri denir. Niteliksel (kokuyu, tadı, rengi, şekli vb. tanımlayan) veya niceliksel olabilirler ve niceliksel veriler niteliksel verilerden daha doğrudur.

Elde edilen sonuçların analizi - sistemleştirme, ana ve ikincil tanımlama.

Genelleme - hipotezlerin ve ardından teorilerin formülasyonu.

Tahmin etmek: Tümdengelim, tümevarım veya diğer mantıksal yöntemleri kullanarak önerilen bir hipotezden veya kabul edilmiş bir teoriden sonuçları formüle etmek.

Tahmin edilen sonuçların kontrol edilmesi deney yoluyla.

5. noktaya dikkat edin. Bu olmadan yaklaşımın bilimsel olduğu düşünülemez!

Hipotez ve teori kavramları arasındaki farkı anlamak önemlidir.

Gözlemsel verilere dayanarak formüle edilmiştirhipotez - fenomenlerin doğal bağlantısı hakkında varsayımsal bir yargı. Hipotez bir dizi deneyle test edilir. Deney, bilimsel olarak yürütülen bir deneydir; incelenen olgunun, belirli bir nesnenin veya olgunun özelliklerini tanımlamaya olanak tanıyan kontrollü koşullar altında gözlemlenmesidir. Deneyin en yüksek biçimi modellemedir - herhangi bir olgunun, sürecin veya nesne sisteminin modellerini oluşturarak ve inceleyerek incelenmesi.Hipotez, henüz kanıtlanmamış bir ifade, bir varsayımdır.

Deney ve simülasyon sonuçları dikkatli bir analize tabidir. Analiz, bir nesneyi bileşen parçalarına ayıran veya bir nesneyi mantıksal soyutlama yoluyla zihinsel olarak parçalayan bir bilimsel araştırma yöntemidir.

Ne zamanhipotezi kanıtla , o olurteori , bir teorem veya gerçek . Reddedilen hipotez kategoriye giriyoryanlış ifadeler . Henüz kanıtlanmamış bir hipotez , ancak yalanlanmayan, deniraçık sorun .

Teori - Bilimsel olarak kanıtlanmış bir hipotez üzerine kurulu bir bilgi sistemi.

Teori, gerçekliğin kalıpları ve temel bağlantıları hakkında bütünsel bir fikir veren bir bilimsel bilgi biçimi olarak anlaşılmaktadır.

Bilimsel araştırmanın genel yönü, daha yüksek öngörülebilirlik düzeylerine ulaşmaktır. Eğer hiçbir gerçek bir teoriyi değiştiremiyorsa ve teoriden meydana gelen sapmalar düzenli ve öngörülebilirse, o zaman teori bir yasa mertebesine yükseltilebilir; doğadaki fenomenler arasında gerekli, temel, istikrarlı, tekrarlanan bir ilişki.

Bilgi birikimi arttıkça ve araştırma yöntemleri geliştikçe, bilimsel bilginin kendisi doğası gereği dinamik olduğundan ve sürekli olarak eleştirel yeniden yorumlanmaya tabi olduğundan, hipotezlere ve hatta köklü teorilere meydan okunabilir, değiştirilebilir ve hatta reddedilebilir.

Biyolojik deney

Niteliksel deney - En basit biyolojik deney türü - amacı, teoride varsayılan olgunun varlığını veya yokluğunu tespit etmektir.

Ölçüm deneyi - bir nesnenin veya sürecin bazı niceliksel özelliklerinin tanımlanması.

Işık mikroskobunun cihazı. Işık mikroskobu optik ve mekanik parçalardan oluşur. Görüntünün oluşturulmasında optik parçalar yer alırken, optik parçaların kullanım kolaylığı için mekanik parçalar kullanılır.
Mikroskopun toplam büyütmesi aşağıdaki formülle belirlenir:
Objektif büyütme x mercek büyütme = mikroskop büyütme.
Örneğin mercek cismi 8 kat, göz merceği ise 7 kat büyütüyorsa mikroskobun toplam büyütmesi 56 olur.

Biyolojik nesnelerin gözlemlenmesi, tanımlanması ve ölçülmesi

İstatistiksel ölçümler - Zamanla değişmeyen büyüklüklerin ölçümleri.

Dinamik ölçümler - zamanla değeri değişen büyüklüklerin ölçümü (basınç, sıcaklık, nüfus yoğunluğu vb.)

Bilimdeki araştırma yöntemleri oldukça çeşitlidir, ancak hepsi belirli bir yaklaşımla farklılık gösteren bilimsel biliş yöntemlerine dayanmaktadır.

Bu bilgiyi bilmek, gerçek bilimsel araştırmaları çeşitli yaygın sözde bilimsel deneylerden ayırmaya yardımcı olur.

Tarihsel yöntem

Tarihsel yöntem, organizmaların ortaya çıkış ve gelişim kalıplarını, yapılarının ve işlevlerinin oluşumunu ortaya koyar. Bazı durumlarda, bu yöntemin yardımıyla, daha önce yanlış olduğu düşünülen hipotezler ve teoriler yeniden hayat buluyor.
Karşılaştırmalı tanımlayıcı yöntem, çalışma nesnelerinin anatomik ve morfolojik analizinin yapılmasını içerir. Organizmaların sınıflandırılmasının temelini oluşturur ve çeşitli yaşam biçimlerinin ortaya çıkış ve gelişme kalıplarını tanımlar.

İzleme, incelenen nesnenin, özellikle de biyosferin durumundaki değişiklikleri gözlemlemek, değerlendirmek ve tahmin etmek için kullanılan bir önlemler sistemidir.
Gözlem ve deneylerin gerçekleştirilmesi sıklıkla mikroskop, santrifüj, spektrofotometre vb. gibi özel ekipmanların kullanılmasını gerektirir.

Mikroskopi, zooloji, botanik, insan anatomisi, histoloji, sitoloji, genetik, embriyoloji, paleontoloji, ekoloji ve biyolojinin diğer dallarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Işık, elektron, X-ışını ve diğer mikroskop türlerini kullanarak nesnelerin ince yapısını incelemenizi sağlar.

Diferansiyel santrifüjleme veya fraksiyonlama, biyolojik moleküllerin ve hücrelerin yapısının incelenmesinde aktif olarak kullanılan santrifüj kuvvetinin etkisi altında parçacıkların boyutlarına ve yoğunluklarına göre ayrılmasını mümkün kılar.
Biyolojik yöntemlerin cephaneliği sürekli olarak güncellenmektedir ve şu anda onu tamamen kapsamak neredeyse imkansızdır. Bu nedenle bireysel biyolojik bilimlerde kullanılan bazı yöntemler aşağıda tartışılacaktır.

Bilet 1 1.Bir bilim olarak biyoloji, başarıları, diğer bilimlerle bağlantıları. Canlı nesneleri inceleme yöntemleri. Biyolojinin insan yaşamındaki rolü ve pratik faaliyetler. 2. Bitki krallığı, diğer canlı doğa krallıklarından farklılıkları. Şu anda hangi bitki grubunun Dünya üzerinde baskın bir konuma sahip olduğunu açıklayın. Bu grubun temsilcilerini canlı bitkiler veya herbaryum örnekleri arasında bulun. 3.İnsan vücudundaki metabolizma ve enerji dönüşümü hakkındaki bilgileri kullanarak fiziksel hareketsizliğin, stresin, kötü alışkanlıkların ve aşırı yemenin metabolizma üzerindeki etkisini bilimsel olarak açıklayın.

1. Biyoloji (Yunanca bios life, logos science'dan gelir) yaşam bilimi. Canlı organizmaları, yapılarını, gelişimini ve kökenini, çevreleriyle ve diğer canlı organizmalarla ilişkilerini inceliyor. 2. Biyoloji - yaşamla, yaşayan doğayla ilgili bir dizi bilim (bkz. Tablo “Biyolojik Bilimler Sistemi”). I. Bir bilim olarak biyoloji, diğer bilimlerle bağlantılı olarak başarıları. Canlı nesneleri inceleme yöntemleri. Biyolojinin insan yaşamındaki rolü ve pratik faaliyetler.

3. Biyolojide temel yöntemler 1.Gözlem (biyolojik olayları tanımlamanıza olanak sağlar), 2.Karşılaştırma (çeşitli organizmaların yapısı ve yaşamındaki genel kalıpları bulmayı mümkün kılar), 3.Deney veya deneyim (araştırmacının konuyu incelemesine yardımcı olur) biyolojik nesnelerin özellikleri), 4.modelleme (gözlemle veya deneysel olarak çoğaltılması mümkün olmayan süreçler simüle edilir), 5.tarihsel yöntem (modern organik dünya ve geçmişine ilişkin verilere dayanarak, canlı doğanın gelişim süreçleri öğrenilir) .

4. Biyolojinin başarıları: 1). Dünya üzerinde mevcut olan çok sayıda canlı organizma türünün tanımı; 2). Hücresel, evrimsel, kromozom teorisinin oluşturulması; 3). Kalıtımın yapısal birimlerinin (genler) moleküler yapısının keşfi, genetik mühendisliğinin yaratılmasının temelini oluşturdu. 4). Modern biyolojinin başarılarının pratik uygulaması, endüstriyel olarak önemli miktarlarda biyolojik olarak aktif madde elde edilmesini mümkün kılar.

6). Kalıtım ve değişkenlik yasalarının bilgisi sayesinde, tarımda yüksek verimli yeni evcil hayvan türlerinin ve kültür bitkisi çeşitlerinin yaratılmasında büyük başarılar elde edilmiştir. 5). Organizmalar arasındaki ilişkilerin incelenmesine dayanarak, mahsul zararlılarını kontrol etmek için biyolojik yöntemler oluşturulmuştur.

7).Biyolojide, organik besinlerin elde edilmesinin yolunu açacak olan protein biyosentezi mekanizmalarının ve fotosentezin sırlarının aydınlatılmasına büyük önem verilmektedir. Ek olarak, canlıların organizasyon ilkelerinin (biyonik) sanayide (inşaatta, yeni makineler ve mekanizmalar oluşturulurken) kullanılması bugün önemli bir ekonomik etki getiriyor ve gelecekte de sağlayacak. Petek tasarımı, inşaat için "bal peteği panellerin" üretiminin temelini oluşturdu

Böyle bir durumda gıda kaynaklarının artırılmasının tek temeli tarımın yoğunlaşması olabilir. Bu süreçte önemli bir rol, yüksek verimli yeni mikroorganizma, bitki ve hayvan formlarının geliştirilmesi ve doğal kaynakların rasyonel, bilimsel temelli kullanımı tarafından oynanacaktır.

1. Bitkiler ototroflardır ve fotosentez yapabilirler; 2. Hücrelerde pigmentli plastidlerin varlığı; 3. Hücreler selüloz bir duvarla çevrilidir; 4. Hücrelerde hücre özsuyu içeren vakuollerin varlığı; 5.Sınırsız büyüme; 6. Bitki hormonları vardır - fitohormonlar; 7. Ozmotik beslenme türü (besinlerin hücre zarından giren sulu çözeltiler şeklinde alınması).

Anjiyospermler veya çiçekli bitkiler, yaklaşık 250 bin türün sayısıyla modern yüksek bitkilerin en büyük bölümüdür. Tüm iklim bölgelerinde yetişirler ve dünyadaki tüm biyojeosinozların bir parçasıdırlar. Bu onların Dünya'daki modern varoluş koşullarına yüksek uyum sağlayabildiklerini gösterir.

Kapalı tohumlu bitkilerde (çiçekli bitkiler) Dünya üzerinde baskın bir konuma sahip olmalarını sağlayan adaptasyonlar: I. Çiçekli bitkilerin bitkisel organları en büyük karmaşıklığa ve çeşitliliğe ulaşır. II. Çiçekli bitkiler, bitkiye daha iyi su temini sağlayan daha gelişmiş bir iletken sisteme sahiptir. III. Çiçekli bitkiler ilk defa yeni bir organa sahip oldu: çiçek. Yumurtalıklar, bir veya daha fazla kaynaşmış karpelden oluşan yumurtalıktaki kapalı bir boşluk içinde bulunur. Tohumlar meyvenin içine yerleştirilmiştir. Onları bitki dünyasının diğer tüm gruplarından keskin bir şekilde ayıran çift gübreleme ortaya çıktı. IV. En önemli dönüşümler iletken sistemde gerçekleşti. Trakeidler yerine, ksilemin ana iletken elemanları haline gelen damarlar, yükselen akımın hareketini önemli ölçüde hızlandırır. Böylece kapalı tohumlular rekabette ek fırsatlar elde etti ve sonuçta varoluş mücadelesinde "kazananlar" oldu.

III. İnsan vücudundaki metabolizma ve enerji dönüşümü hakkındaki bilgileri kullanarak, fiziksel hareketsizliğin, stresin, kötü alışkanlıkların ve aşırı yemenin metabolizma üzerindeki etkisine ilişkin bilimsel bir açıklama yapın. Vücut dışarıdan pek çok madde alır, bunları işler, enerji elde eder veya vücudun kendi dokularını oluşturmak için ihtiyaç duyduğu molekülleri elde eder. Ortaya çıkan metabolik ürünler vücuttan atılır. Disimilasyon (maddelerin enerji açığa çıkarak parçalanması) ve asimilasyon (vücut için gerekli maddelerin sentezi) reaksiyonlarının tamamına metabolizma denir. Sağlıklı bir vücutta asimilasyon ve disimilasyon kesinlikle dengelenmiştir. Tüm metabolik reaksiyonlar sinir ve endokrin sistemler tarafından düzenlenir. Birçok insan hastalığının temelinde metabolik bozukluklar yatmaktadır.

1. Fiziksel hareketsizlik - fiziksel aktivitenin azalması, fiziksel aktivite eksikliği - kasların, kardiyovasküler sistemin performansında bir azalmaya ve bunun sonucunda metabolik bozukluklara ve bir bütün olarak tüm organizmanın durumunda bir bozulmaya yol açar. Fiziksel aktivitede harcanmayan besinler depolanır ve bu da sıklıkla obeziteye yol açar. Aşırı yeme de buna katkıda bulunur (2).

3. Stres, vücudun tehlike anında hayatta kalmasını sağlayan koruyucu bir reaksiyonudur. Stres vücudun yeteneklerini harekete geçirir, hormon salınımına eşlik eder, kardiyovasküler aktivitenin yoğunluğunu artırır vb. Ancak şiddetli ve özellikle uzun süreli stres, insan gücünün tükenmesine ve metabolik bozukluklara yol açabilir.

4. Alkollü içeceklerin sürekli tüketiminin metabolizma üzerinde çok güçlü bir olumsuz etkisi vardır. Alkoliklerde etil alkolün oksitlenmesi vücuda belli miktarda enerji verir, ancak aynı zamanda karaciğer ve beyin hücrelerini öldüren çok toksik maddeler de üretir. Yavaş yavaş alkoliklerin iştahı azalır ve normal miktarda protein, yağ ve karbonhidrat yemeyi bırakırlar, bunların yerine alkollü içecekler koyarlar, bu da vücudun tahrip olmasına yol açar. Kronik alkoliklerde karaciğer daima hasar görür, kilo verirler ve kademeli olarak kas yıkımı meydana gelir.

5. Sigara içmek aynı zamanda akciğerleri tahrip ettiği ve vücudun gerekli miktarda oksijen almasını engellediği için metabolizma üzerinde de güçlü bir olumsuz etkiye sahiptir. Ayrıca sigara içmek akciğer kanserine yakalanma olasılığını büyük ölçüde artırır.

6. Metabolizmaya katılan narkotik maddeler bağımlılığa neden olur, daha sonra nikotin, alkol vb. alımının kesilmesine yoksunluk belirtileri eşlik eder - refahta keskin bir bozulma. Böylece ilaçlara fizyolojik ve psikolojik bağımlılık ortaya çıkar.