Методы изучения биологии, уровни организации.

1.Моделирование

метод, при котором создается некий образ объекта, модель с помощью которой ученые получают необходимые сведения об объекте.

Создание из пластмассовых элементов модели ДНК

2.Наблюдение

метод, с помощью которого исследователь собирает информацию об объекте 

Наблюдать можно визуально, например за поведением животных. Можно наблюдать с помощью приборов за изменениями происходящими в живых объектах, например при снятии кардиограммы в течении суток. Наблюдать можно за сезонными изменениями в природе, например за линькой животных.

3.Эксперимент

(опыт)

метод, с помощью которого проверяют результаты наблюдений, выдвинутые предположения – гипотезы. Это всегда получение новых знаний с помощью поставленного опыта.

Скрещивание животных или растений с целью получения нового сорта или породы, проверка нового лекарства.

4.Проблема

вопрос, задача, требующие решения. Решение проблемы ведер к получению нового знания. Научная проблема всегда скрывает какое-то противоречие между известным и неизвестным. Решение проблемы требует от ученого сбора фактов, их анализа, систематизации. 

Пример проблемы: «Как возникает приспособленность организмов к окружающей среде?» или «Каким образом можно подготовиться к серьезным экзаменам»

5.Гипотеза

предположение, предварительное решение поставленной проблемы. Выдвигая гипотезы, исследователь ищет взаимосвязи между фактами, явлениями, процессами. Именно поэтому гипотеза чаще всего имеет форму предположения: «если…тогда». 

«Если растения на свету выделяют кислород, то мы сможем его обнаружить с помощью тлеющей лучины, т.к. кислород должен поддерживать горение»

6.Теория

это  обобщение основных идей в какой – либо научной области знания

Теория эволюции обобщает все достоверные научные данные, полученные исследователями на протяжении многих десятилетий. Со временем теория дополняется новыми данными, развивается. Некоторые теории могут опровергаться новыми фактами. Верные научные теории подтверждаются практикой.

Генеалогический метод

Применяется при составлении родословных людей, выявление характера наследования некоторых признаков

Исторический метод

Установление взаимосвязей между фактами, процессами, явлениями, происходящими на протяжении исторически длительного времени (несколько миллиардов лет).

Палеонтологический метод

Позволяет выяснить родство между древними организмами, останки которых находятся в земной коре, в разных геологических слоях.

Центрифугирование

Разделение смесей на составные части под действием центробежной силы. Применяется при разделении органоидов клетки, легких и тяжелых фракций органических веществ.

Цитологический или цитогенетический метод

Исследование строения клетки, ее структур с помощью различных микроскопов.

Биохимический метод

Исследование химических процессов, происходящих в организме.

Близнецовый метод

Используется для выяснения степени наследственной обусловленности исследуемых признаков. Метод дает ценные результаты при изучении морфологических и физиологических признаков.

Гибридологический метод

Скрещивание организмов и анализ потомства

Палеонтология

наука об ископаемых останках растений и животных

Молекулярная биология

комплекс биологических наук, изучающих механизмы хранения, передачи и реализации генетической информации, строение и функции нерегулярных биополимеров (белков и нуклеиновых кислот).

Сравнительная физиология

раздел физиологии животных, изучающий методом сравнения особенности физиологических функций у различных представителей животного мира.

Экология

наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.

Эмбриология

это наука, изучающая развитие зародыша.

Селекция

наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов.

Физиология

наука о сущности живого и жизни в норме и при патологиях, то есть о закономерностях функционирования и регуляции биологических систем разного уровня организации, о пределах нормы жизненных процессов и болезненных отклонений от неё

Ботаника

Наука о растениях

Цитология

раздел биологии, изучающий живые клетки, их органоиды, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти.

Генетика

наука о закономерностях наследственности и изменчивости.

Систематика

раздел биологии, призванный создать единую стройную систему живого на основе выделения системы биологических таксонов и соответствующих названий, выстроенных по определенным правилам (номенклатура)

Морфология

изучает как внешнее строение (форму, структуру, цвет, образцы) организма, таксона или его составных частей, так и внутреннее строение живого организма

Ботаника

Наука о растениях

Анатомия

раздел биологии, изучающий морфологию человеческого организма, его систем и органов.

Психология

наука о поведении и психических процессах

Гигиена

наука, изучающая влияние факторов внешней среды на

организм человека с целью оптимизации благоприятного и профилактики неблагоприятного воздействия.

Орнитология

раздел зоологии позвоночных, изучающий птиц, их эмбриологию, морфологию, физиологию, экологию, систематику и географическое распространение.

Микология

Наука о грибах

Ихтиология

Наука о рыбах

Фенология

Наука о развитии живой природы

Зоология

Наука о животных

Микробиология

Наука о бактериях

Вирусология

Наука о вирусах

Антропология

совокупность научных дисциплин, занимающихся изучением человека, его происхождения, развития, существования в природной (естественной) и культурной (искусственной) средах.

Медицина

область научной и практической деятельности по исследованию нормальных и патологических процессов в организме человека, различных заболеваний и патологических состояний, их лечению, сохранению и укреплению здоровья людей

Гистология

Наука о тканях

Биофизика

это наука о физических процессах, протекающих в биологических системах разного уровня организации и о влиянии на биологические объекты различных физических факт

Биохимия

наука о химическом составе живых клеток и организмов и о химических процессах, лежащих в основе их жизнедеятельности

Бионика

прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формы живого в природе и их промышленные аналоги.

Сравнительная анатомия

биологическая дисциплина, изучающая общие закономерности строения и развития органов и систем органов при помощи их сравнения у животных разных таксонов на разных этапах эмбриогенеза.

Теория эволюции

Наука о причинах, движущих силах, механизмах и общих закономерностях эволюции живой природы

Синэкология

раздел экологии, изучающий взаимоотношения организмов различных видов внутри сообщества организмов.

Биогеография

наука на стыке биологии и географии; изучает закономерности географического распространения и распределения животных, растений и микроорганизмов

Аутоэкология

раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма с окружающей средой.

Протистология

наука, изучающая одноклеточные эукариотические организмы, относящиеся к типу простейших

Бриология

Наука о мхах

Альгология

наука о морфологии, физиологии, генетике, экологии и эволюции макро и микроскопических одно и многоклеточных водорослей

Единство элементного химического состава

В состав живого входят те же элементы, что и в состав неживой природы, но в других количественных соотношениях; при этом примерно 98% приходится на углевод, водород, кислород, азот. 

Единство биохимического состава

Все живые организмы состоят в основном из белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот.

Единство структурной организации

Единицей строения, жизнедеятельности, размножения, индивидуального развития является клетка; вне клетки жизни нет.

Дискретность и целостность

Любая биологическая система состоит из отдельных взаимодействующих частей (молекулы, органоиды, клетки, ткани, организмы, виды и т.д.), которые вместе образуют структурно – функциональное единство.

Обмен веществ и энергии (метаболизм)

Обмен веществ состоит из двух взаимосвязанных процессов:

ассимиляции (пластического обмена) – синтеза органических веществ в организме (за счет внешних источников энергии – света, пищи) и диссимиляции (энергетического обмена) – процесса распада сложных органических веществ с выделением энергии, которая затем расходуется организмом.

Саморегуляция

Любые живые организмы обитают в постоянно изменяющихся условиях окружающей среды. Благодаря способности к саморегуляции в процессе метаболизма сохраняются относительное постоянство химического состава и интенсивность течения физиологических процессов, т.е. поддерживается гомеостаз.

Открытость

Все живые системы являются открытыми, потому что в процессе их жизнедеятельности между ними и окружающей средой происходит постоянный обмен веществом и энергией.

Размножение

Это способность организмов воспроизводить себе подобных. В основе воспроизведения лежат реакции матричного синтеза, т.е. образование новых молекул и структур на основе информации, заложенной в последовательности нуклеотидов ДНК. Это свойство обеспечивает непрерывность жизни и преемственность поколений.

Наследственность и изменчивость

Наследственность – способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Основой наследственности является относительное постоянство строения молекул ДНК.

Изменчивость – свойство, противоположное наследственности; способность живых организмов существовать в различных формах, т.е. приобретать новые признаки, отличные от качеств других особей того же вида. Изменчивость, обусловленная изменениями наследственных задатков – генов, создает разнообразный материал для естественного отбора, т.е. отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования в природе. Это приводит к появлению новых форм жизни, новых видов организмов. 

Рост и развитие

Индивидуальное развитие, или онтогенез, - развитие живого организма от зарождения до момента смерти. В процессе онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организма. В основе этого лежит поэтапная реализация наследственных программ.

Индивидуальное развитие обычно сопровождается ростом.

Историческое развитие, или филогенез, - необратимое направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни.

Раздражимость

Способность организма избирательно реагировать на внешние и

внутренние воздействия, т.е. воспринимать раздражение и отвечать определенным образом. Ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы, называется рефлексом. Организмы, у которых отсутствует нервная система, отвечают на воздействие изменением характера движения и роста, например листья растений, поворачиваются к свету.

Ритмичность

Суточные и сезонные ритмы направлены на приспособление организмов к меняющимся условиям существования. Наиболее известным ритмическим процессом в природе является чередование периодов сна и бодрствования.

Уровень организации

Биологическая система

Элементы, образующие систему

Значение уровня в органическом мире

1.Молекулярно

- генетический

Ген

(макромолекула)

Макромолекулы нуклеиновых кислот, белков, АТФ

Кодирование и передача наследственной информации, обмен веществ, превращение энергии

2.Клеточный

Клетка

Структурные части клетки

Существование клетки лежит в основе размножения, роста и развития живых организмов, биосинтеза белка.

3.Тканевый

Ткань

Совокупность клеток и межклеточного вещества

Разные виды тканей у животных и растений отличаются строением и выполняют различные функции. 

4.Органный

Орган

Клетки, ткани

Позволяет изучать строение, функции, механизм действия, происхождение, эволюцию и индивидуальное развитие органов растений и животных.

5.Организменн ый

Организм (особь)

Клетки, ткани, органы и системы органов с их уникальными жизненными функциями

Обеспечивает  функционирование органов в жизнедеятельности организма, приспособительные изменения и поведение организмов в различных экологических услов.

6.Популяционн о - видовой

Популяция

Совокупность особей одного вида

Осуществляется процесс видообразования.

7.Биогеоценоти ческий

(экосистемный)

Биогеоценоз

Исторически сложившаяся совокупность организмов разного ранга в сочетании с факторами окружающей среды

Круговорот веществ и энергии

8.Биосферный

Биосфера

Все биогеоценозы

Здесь происходят все круговороты веществ и энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.