Лекція 1. Загальна біологія, як наука. Особливості життя, як форми існування матерії, ролі фізичних і хімічних процесів в живих системах
Лекція 1. Загальна біологія, як наука. Особливості життя, як форми існування матерії, ролі фізичних і хімічних процесів в живих системах
Цілі і завдання уроку:
1. Організаційне початок уроку -5 хвилин
2. Повідомлення теми, мети і форми організації уроку 10 хвилин
3. Лекційний матеріал 65 хвилин
4. Закріплення отриманого матеріалу 5 хвилин
5. Саморефлексія студентів 2,5 хвилин
6. Домашнє завдання 2,5 хвилини
Біологія - сукупність наук про життя, про живу природу (грец. Bios - життя, logos - вчення). Сучасна біологія - дуже різноманітна і розвинена область природознавства. Розрізняють ряд приватних біологічних наук по об'єктах дослідження, такі як зоологія (про тварин), ботаніка (про рослини), мікробіологія (про бактеріях), вірусологія (про віруси), і інші, ще більш дрібні підрозділи (орнітологія - про птахів, іхтіологія - про риб, альгологія - про водорості і т.д.). Інший підрозділ біологічних наук - за рівнями організації і властивостям живої матерії: молекулярна біологія і біохімія (хімічні основи життя), генетика (спадковість), цитологія (клітинний рівень), ембріологія, біологія розвитку (індивідуальний розвиток організмів), анатомія і фізіологія (будова і принципи функціонування організмів), екологія (взаємини організмів з навколишнім середовищем), теорія еволюції (історичний розвиток живої природи).
Загальна біологія - розділ біології, який вивчає значущі для всього живого закономірності розвитку, функціонування і будови. Загальна біологія розглядає загальні закономірності життя, властиві їй у всіх її властивостях і проявах: розмноження, обмін речовин, спадковість, пристосовність, мінливість, ріст, подразливість, розвиток, рухливість і т.д.
Визначення життя на сучасному етапі розвитку науки
Досить важко дати повне і однозначне визначення поняттю життя, з огляду на величезну різноманітність її проявів. У більшості визначень поняття життя, які давалися багатьма вченими і мислителями протягом століть, враховувалися провідні якості, що відрізняють живе від неживого. Наприклад, Аристотель говорив, що життя - це «харчування, ріст і постаріння» організму; А. Л. Лавуазьє визначав життя як «хімічну функцію»; Г. Р. Тревіранус вважав, що життя є «стійке однаковість процесів при розходженні зовнішніх впливів». Зрозуміло, що такі визначення не могли задовольнити вчених, так як не відображали (і не могли відображати) всіх властивостей живої матерії. Крім того, спостереження свідчать, що властивості живого не виняткові і унікальні, як це здавалося раніше, вони окремо виявляються і серед неживих об'єктів. А. І. Опарін визначав життя як «особливу, дуже складну форму руху матерії». Це визначення відображає якісну своєрідність життя, яке не можна звести до простих хімічних або фізичним закономірностям. Однак і в цьому випадку визначення носить загальний характер і не розкриває конкретного своєрідності цього руху.
Ф. Енгельс в «Діалектика природи» писав: «Життя є спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є обмін речовиною і енергією з навколишнім середовищем».
Для практичного застосування корисні ті визначення, в яких закладені основні властивості, в обов'язковому порядку властиві всім живим формам. Ось одне з них: життя - це макромолекулярная відкрита система, якій властиві ієрархічна організація, здатність до самовідтворення, самозбереження і саморегуляції, обмін речовин, тонко регульований потік енергії. Згідно з цим визначенням життя являє собою ядро впорядкованості, що поширюється в менш впорядкованої Всесвіту.
Життя існує у формі відкритих систем. Це означає, що будь-яка жива форма не замкнута тільки на собі, але постійно обмінюється з навколишнім середовищем речовиною, енергією та інформацією.
Властивості живої матерії
Ці властивості в комплексі характеризують будь-яку живу систему і життя взагалі:
1) самовідновлення. Пов'язано з потоком речовини і енергії. Основу обміну речовин складають збалансовані і чітко взаємопов'язані процеси асиміляції (анаболізм, синтез, утворення нових речовин) і дисиміляції (катаболізм, розпад). В результаті асиміляції відбуваються оновлення структур організму і утворення нових його частин (клітин, тканин, частин органів). Дисиміляція визначає розщеплення органічних сполук, забезпечує клітку пластичним речовиною і енергією. Для освіти нового потрібен постійний приплив необхідних речовин ззовні, а в процесі життєдіяльності (і дисиміляції, зокрема) утворюються продукти, які потрібно вивести в зовнішнє середовище;
2) самовідтворення. Забезпечує спадкоємність між змінюються генераціями біологічних систем. Ця властивість пов'язана з потоками інформації, закладеної в структурі нуклеїнових кислот. У зв'язку з цим живі структури постійно відтворюються і оновлюються, не втрачаючи при цьому схожості з попередніми поколіннями (незважаючи на безперервне оновлення речовини). Нуклеїнові кислоти здатні зберігати, передавати і відтворювати спадкову інформацію, а також реалізовувати її через синтез білків. Інформація, що зберігається на ДНК, переноситься на молекулу білка за допомогою молекул РНК;
3) саморегуляція. Базується на сукупності потоків речовини, енергії та інформації через живий організм;
4) подразливість. Пов'язана з передачею інформації ззовні в будь-яку біологічну систему і відображає реакцію цієї системи на зовнішній подразник. Завдяки подразливості живі організми здатні вибірково реагувати на умови зовнішнього середовища і отримувати від неї тільки необхідне для свого існування. З подразливістю пов'язана саморегуляція живих систем за принципом зворотного зв'язку: продукти життєдіяльності здатні надавати гальмівний або стимулюючий вплив на ті ферменти, які стояли на початку довгого ланцюга хімічних реакцій;
5) підтримання гомеостазу (від гр. Homoios - «подібний, однаковий» і stasis - «нерухомість, стан») - відносної динамічної сталості внутрішнього середовища організму, фізико-хімічних параметрів існування системи;
6) структурна організація - певна впорядкованість, стрункість живої системи. Виявляється при дослідженні не тільки окремих живих організмом, але і їх сукупностей у зв'язку з навколишнім середовищем - біогеоценозів;
7) адаптація - здатність живого організму постійно пристосовуватися до мінливих умов існування в навколишньому середовищі. В її основі лежать подразливість і характерні для неї адекватні відповідні реакції;
8) репродукція (відтворення). Так як життя існує у вигляді окремих (дискретних) живих системи (наприклад, клітин), а існування кожної такої системи строго обмежена в часі, підтримання життя на Землі пов'язано з репродукцією живих систем. На молекулярному рівні відтворення здійснюється завдяки матричному синтезу, нові молекули утворюються за програмою, закладеною в структурі (матриці) раніше існуючих молекул;
9) спадковість ь. Забезпечує наступність між поколіннями організмів (на основі потоків інформації) .Тесно пов'язана з ауторепродукции життя на молекулярному, субклітинному і клітинному рівнях. Завдяки спадковості з покоління в покоління передаються ознаки, які забезпечують пристосування до середовища проживання;
10) мінливість - властивість, протилежне спадковості. За рахунок мінливості жива система набуває ознак, раніше їй невластиві. В першу чергу мінливість пов'язана з помилками при репродукції: зміни в структурі нуклеїнових кислот призводять до появи нової спадкової інформації. З'являються нові ознаки і властивості. Якщо вони корисні для організму в даному середовищі проживання, то вони підхоплюються і закріплюються природним відбором. Створюються нові форми і види. Таким чином, мінливість створює передумови для видоутворення і еволюції;
11) індивідуальний розвиток (процес онтогенезу) - втілення вихідної генетичної інформації, закладеної в структурі молекул ДНК (т. Е. В генотипі), в робочі структури організму. В ході цього процесу проявляється така властивість, як здатність до зростання, що виражається в збільшенні маси тіла і його розмірів. Цей процес базується на репродукції молекул, розмноженні, рості і диференціювання клітин та інших структур і ін .;
12) філіпченкове розвиток (закономірності його встановлені Ч. Р. Дарвіном). Базується на прогресивному розмноженні, спадковості, боротьби за існування і відборі. В результаті еволюції з'явилося, величезна кількість видів. Прогресивна еволюція пройшла ряд ступенів. Це до-клітинні, одноклітинні і багатоклітинні організми аж до людини.
13) дискретність (переривчастість) і в той же час цілісність. Життя представлена сукупністю окремих організмів, або особин. Кожен організм, в свою чергу, також дискретний, оскільки складається із сукупності органів, тканин і клітин. Кожна клітина складається з органел, але в той же час автономна. Спадкова інформація здійснюється генами, але жоден ген окремо не може визначати розвиток тієї чи іншої ознаки.
Додати в обране