Quali scienze biologiche esistono? Biologia

La biologia è la scienza che studia gli organismi viventi. Rivela le leggi della vita e il suo sviluppo come fenomeno speciale natura.

Tra le altre scienze, la biologia è una disciplina fondamentale e appartiene ai rami principali delle scienze naturali.

Il termine "biologia" è composto da due parole greche: "bios" - vita, "logos" - insegnamento, scienza, concetto.

Fu usato per la prima volta per riferirsi alla scienza della vita all'inizio del XIX secolo. Ciò è stato fatto indipendentemente da J.-B. Lamarck e G. Treviranus, F. Burdach. A quel tempo la biologia era separata dalle scienze naturali.

La biologia studia la vita in tutte le sue manifestazioni. L'oggetto della biologia è la struttura, la fisiologia, il comportamento, lo sviluppo individuale e storico degli organismi, la loro relazione tra loro e con l'ambiente. Pertanto, la biologia è un sistema, o complesso, di scienze ampiamente interconnesse. Varie scienze biologiche sono nate nel corso della storia dello sviluppo della scienza come risultato dell'isolamento di varie aree di studio della natura vivente.

I rami principali della biologia includono zoologia, botanica, microbiologia, virologia, ecc. Come scienze che studiano varie punti chiave struttura e attività vitale di un gruppo di organismi viventi. D'altra parte, lo studio dei modelli generali degli organismi viventi ha portato all'emergere di scienze come la genetica, la citologia, la biologia molecolare, l'embriologia, ecc. Lo studio della struttura, della funzionalità, del comportamento degli esseri viventi, delle loro relazioni e della storia lo sviluppo ha dato origine alla morfologia, alla fisiologia, all'etologia, all'ecologia, all'insegnamento evolutivo.

La biologia generale studia le proprietà più universali, i modelli di sviluppo e l'esistenza degli organismi viventi e degli ecosistemi.

Così, la biologia è un sistema di scienze.

Il rapido sviluppo della biologia è stato osservato nella seconda metà del XX secolo. Ciò è dovuto principalmente alle scoperte nel campo della biologia molecolare.

Nonostante la sua ricca storia, nel campo delle scienze biologiche si continuano a fare scoperte, le discussioni sono in corso e molti concetti vengono rivisti.

Nella biologia particolare attenzione si concentra sulla cellula (poiché è la principale unità strutturale e funzionale degli organismi viventi), sull'evoluzione (poiché la vita sulla Terra ha subito uno sviluppo), sull'ereditarietà e sulla variabilità (che sono alla base della continuità e dell'adattabilità della vita).

Esistono diversi livelli successivi di organizzazione della vita: genetico molecolare, cellulare, organismico, popolazione-specie, ecosistema. Su ciascuno di essi la vita si manifesta a modo suo, che viene studiata dalle relative scienze biologiche.

L'importanza della biologia per l'uomo

Per l’uomo la conoscenza biologica ha principalmente il seguente significato:

• Fornire cibo all’umanità.
• Significato ecologico: controllo dell'ambiente in modo che sia adatto alla vita normale.
• Significato medico: aumentare la durata e la qualità della vita, combattere le infezioni e le malattie ereditarie, sviluppare farmaci.
• Significato estetico, psicologico.

L'uomo può essere considerato come uno dei risultati dello sviluppo della vita sulla Terra. La vita delle persone dipende ancora fortemente dai meccanismi biologici generali della vita. Inoltre, l'uomo influenza la natura e ne sperimenta personalmente l'impatto.

L'attività umana (sviluppo industriale e agricoltura), la crescita della popolazione ha causato problemi ambientali sul pianeta. Si verifica l'inquinamento ambiente, distruzione delle comunità naturali.

Per risolvere i problemi ambientali è necessario comprendere le leggi biologiche.

Inoltre, molti rami della biologia sono importanti per la salute umana (importanza medica). La salute delle persone dipende dall'ereditarietà, dall'ambiente di vita e dallo stile di vita. Da questo punto di vista, le sezioni più importanti della biologia sono l'ereditarietà e la variabilità, lo sviluppo individuale, l'ecologia e la dottrina della biosfera e della noosfera.

La biologia risolve il problema di fornire alle persone cibo e medicine. La conoscenza biologica è alla base dello sviluppo dell’agricoltura.

Così, alto livello la biologia dello sviluppo lo è una condizione necessaria benessere dell’umanità.

Biologia: la scienza della vita

La biologia è la scienza della vita, compresa tutta la conoscenza sulla natura, la struttura, le funzioni e il comportamento degli esseri viventi. La biologia si occupa non solo della grande varietà di forme dei diversi organismi, ma anche della loro evoluzione, sviluppo e delle relazioni che si instaurano tra essi e l'ambiente.

I principali elementi strutturali che compongono il corpo degli esseri viventi sono le cellule. La loro struttura, composizione e funzioni sono studiate mediante citologia. Un'altra scienza biologica, l'istologia, si occupa delle proprietà e della struttura dei tessuti, ad es. gruppi di cellule dello stesso tipo che svolgono funzioni simili nel corpo. I meccanismi attraverso i quali i tratti caratteristici degli individui di una generazione vengono trasmessi alle generazioni successive sono studiati dalla genetica. La tassonomia si occupa della classificazione di animali e piante e della definizione delle loro relazioni, mentre la paleontologia si occupa dello studio dei resti fossili degli esseri viventi. Il rapporto degli organismi con l'ambiente è oggetto dell'ecologia. L'ultimo fisico e metodi chimici la ricerca consente lo studio quantitativo delle strutture molecolari e dei fenomeni alla base di tutti i processi biologici. Questa direzione, che colpisce contemporaneamente diverse discipline biologiche, è chiamata biologia molecolare.

Concetti biologici

Fino all'inizio del XX secolo. i biologi erano convinti che tutti gli esseri viventi fossero fondamentalmente diversi dagli esseri non viventi e che ci fosse una sorta di mistero in questa differenza. Al giorno d'oggi, grazie alla conoscenza notevolmente aumentata nel campo della chimica e della fisica della materia vivente, è diventato chiaro che la vita può essere spiegata in termini ordinari di chimica e fisica. Di seguito un breve riassunto dei concetti base della biologia moderna relativi al fenomeno della vita stessa.

Biogenesi. Tutti gli organismi viventi provengono solo da altri organismi viventi e non esistono eccezioni a questa regola. Non è del tutto chiaro se i virus filtrabili submicroscopici possano essere considerati viventi, ma non vi è dubbio che la loro comparsa in grandi quantità nell'ambiente è possibile solo grazie alla riproduzione di quei virus che sono già arrivati ​​lì prima. I virus non derivano da sostanze non virali.

Teoria cellulare. Una delle generalizzazioni più fondamentali della biologia moderna è la teoria cellulare, secondo la quale tutti gli esseri viventi, comprese le piante e gli animali, sono composti da cellule e secrezioni cellulari, e nuove cellule si formano dividendo quelle esistenti. Tutte le cellule mostrano somiglianze anche nei loro componenti principali composizione chimica e nelle reazioni metaboliche di base, e l'attività dell'intero organismo è la somma delle attività individuali delle cellule che compongono questo organismo e i risultati della loro interazione.

Meccanismi genetici ed evoluzione.

La teoria genetica afferma che le caratteristiche degli individui di ogni generazione vengono trasmesse alla generazione successiva attraverso unità ereditarie chiamate geni. Le molecole di DNA grandi e complesse sono costituite da quattro tipi di subunità chiamate nucleotidi e hanno una struttura a doppia elica. L'informazione contenuta in ciascun gene è codificata dall'ordine specifico in cui sono disposte queste subunità. Poiché ogni gene è costituito da circa 10.000 nucleotidi disposti in una sequenza specifica, esistono moltissime combinazioni di nucleotidi, e quindi molte sequenze diverse, che sono unità di informazione genetica.

Determinare la sequenza dei nucleotidi che formano un particolare gene è ormai diventato non solo possibile, ma anche abbastanza comune. Inoltre, il gene può essere sintetizzato e poi clonato, producendo così milioni di copie. Se una malattia umana è causata da una mutazione in un gene che, di conseguenza, non funziona correttamente, è possibile introdurre nella cellula un gene normale sintetizzato che svolgerà la funzione necessaria. Questa procedura è chiamata terapia genica.

Il grandioso Progetto Genoma Umano è progettato per determinare le sequenze nucleotidiche che formano tutti i geni del genoma umano. Una delle generalizzazioni più importanti della biologia moderna, a volte formulata come la regola "un gene - un enzima - una reazione metabolica", fu avanzata nel 1941 dai genetisti americani J. Beadle ed E. Tatem. Secondo questa ipotesi, qualsiasi reazione biochimica - sia in un organismo in via di sviluppo che in uno maturo - è controllata da un enzima specifico e questo enzima, a sua volta, è controllato da un singolo gene. L'informazione contenuta in ciascun gene viene trasmessa da una generazione all'altra mediante uno speciale codice genetico, determinato da una sequenza lineare di nucleotidi. Quando si formano nuove cellule, ciascun gene viene replicato e durante il processo di divisione ciascuna delle cellule figlie riceve una copia esatta dell'intero codice. In ogni generazione di cellule viene trascritto il codice genetico che consente di utilizzare le informazioni ereditarie per regolare la sintesi di enzimi specifici e di altre proteine ​​presenti nelle cellule.

Nel 1953, il biologo americano J. Watson e il biochimico britannico F. Crick formularono una teoria che spiega come la struttura della molecola del DNA fornisce le proprietà di base dei geni: la capacità di replicarsi, trasmettere informazioni e mutare. Sulla base di questa teoria è stato possibile fare alcune previsioni sulla regolazione genetica della sintesi proteica e confermarle sperimentalmente.

Lo sviluppo a partire dalla metà degli anni ’70 dell’ingegneria genetica, vale a dire la tecnologia per la produzione di DNA ricombinante ha cambiato significativamente la natura della ricerca condotta nel campo della genetica, della biologia dello sviluppo e dell'evoluzione. Lo sviluppo di metodi per la clonazione del DNA e la reazione a catena della polimerasi rende possibile l'ottenimento quantità sufficiente materiale genetico necessario, compreso il DNA ricombinante (ibrido). Questi metodi vengono utilizzati per chiarire la struttura fine dell'apparato genetico e le relazioni tra i geni e i loro prodotti specifici: i polipeptidi. Introducendo il DNA ricombinante nelle cellule è stato possibile ottenere ceppi batterici capaci di sintetizzare proteine ​​importanti per la medicina, come l'insulina umana, l'ormone della crescita umano e molti altri composti.

Sono stati compiuti progressi significativi nel campo della genetica umana. In particolare, sono stati condotti studi su malattie ereditarie come l'anemia falciforme e la fibrosi cistica. Studiando cellule tumorali ha portato alla scoperta di oncogeni che convertono le cellule normali in cellule maligne. Ricerche condotte su virus, batteri, lieviti, moscerini della frutta e topi, hanno fornito ampie informazioni sui meccanismi molecolari dell'ereditarietà. Ora i geni di alcuni organismi possono essere trasferiti nelle cellule di altri organismi altamente sviluppati, ad esempio i topi, che dopo questa procedura vengono chiamati transgenici. Per eseguire l'operazione di introduzione di geni estranei nell'apparato genetico dei mammiferi, sono stati sviluppati numerosi metodi speciali. Una delle scoperte più sorprendenti nel campo della genetica è la scoperta di due tipi di polinucleotidi che compongono i geni: introni ed esoni. L'informazione genetica è codificata e trasmessa solo dagli esoni, mentre le funzioni degli introni non sono completamente comprese.

Vitamine e coenzimi.

La scoperta di queste sostanze, che non sono sali, proteine, grassi o carboidrati, ma allo stesso tempo necessarie per un'alimentazione completa, appartiene al biochimico americano di origine polacca K. Funk. Dal 1912, quando Funk scoprì le vitamine, iniziarono ricerche approfondite sul loro ruolo nel metabolismo e per scoprire perché alcune vitamine devono essere presenti nella dieta di alcuni organismi, mentre potrebbero non essere presenti nella dieta di altri. È ormai assodato che i composti che classifichiamo come vitamine sono essenziali per il normale metabolismo di tutti gli esseri viventi, compresi batteri, piante verdi e animali, tuttavia, mentre alcuni organismi sono in grado di sintetizzare da soli questi composti, altri devono ottenerli dalla loro dieta. forma finita. Per molte vitamine è stato ora chiarito il loro ruolo specifico nel metabolismo. In tutti i casi, funzionano come parte di una grande molecola di una sostanza chiamata coenzima. Il coenzima serve come una sorta di partner enzimatico e substrato per lo svolgimento di determinate reazioni. La carenza vitaminica, che si verifica quando c'è una carenza dell'una o dell'altra vitamina, è una conseguenza di disordini metabolici causati dalla mancanza di coenzima.

Ormoni. Il termine “ormone” fu proposto nel 1905 dal fisiologo inglese E. Starling, che lo definì come “qualsiasi sostanza normalmente secreta dalle cellule in una parte del corpo e trasportata dal sangue in altre parti del corpo, dove esercita la sua azione”. azione a beneficio dell’intero organismo.” Possiamo dire che l'endocrinologia (lo studio degli ormoni) iniziò nel 1849, quando il fisiologo tedesco A. Berthold trapiantò i testicoli da un uccello all'altro e suggerì che queste ghiandole sessuali maschili secernono nel sangue una sostanza che determina lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari. . Questa sostanza stessa, il testosterone, è stata isolata in forma pura e fu descritto solo nel 1935. Gli animali (sia vertebrati che invertebrati) e le piante producono gran numero ormoni diversi. Tutti gli ormoni si formano in qualche modo piccola area dell'organismo, per poi essere trasferiti in altre parti dello stesso, dove, presenti in concentrazioni molto basse, hanno un importantissimo effetto regolatore e coordinatore dell'attività cellulare. Pertanto, il ruolo principale degli ormoni è la coordinazione chimica, complementare alla coordinazione svolta dal sistema nervoso.

Ecologia.

Secondo uno dei concetti generali più importanti della biologia moderna, tutti gli organismi viventi che vivono in un determinato luogo interagiscono strettamente tra loro e con l'ambiente. Alcune specie di piante e animali non sono distribuite casualmente nello spazio, ma formano comunità interdipendenti costituite da produttori, consumatori e decompositori e associate a determinate componenti non viventi dell'ambiente. Tali comunità possono essere identificate e caratterizzate da specie dominanti; molto spesso si tratta di specie vegetali che forniscono cibo e riparo ad altri organismi. L'ecologia è progettata per rispondere a domande: perché determinati tipi di piante e animali formano una determinata comunità, come interagiscono tra loro e in che modo l'attività umana li influenza.

Caratteristiche degli organismi viventi. Gli organismi viventi non contengono alcun elemento chimico speciale che non esista nella natura inanimata. Al contrario, i loro principali elementi costitutivi - carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto - sono piuttosto diffusi sulla Terra. In piccolissime quantità gli organismi viventi ne contengono inoltre molti altri elementi chimici. Tutti gli esseri viventi, in misura maggiore o minore, possono essere caratterizzati da caratteristiche quali dimensioni, forma del corpo, irritabilità, mobilità, nonché caratteristiche del metabolismo, crescita, riproduzione e adattamento. La capacità delle piante e degli animali di adattarsi al proprio ambiente consente loro di sopravvivere ai cambiamenti che si verificano nel mondo esterno. L'adattamento può includere sia cambiamenti molto rapidi nello stato del corpo, determinati dall'irritabilità cellulare, sia processi molto lunghi, vale a dire la comparsa di mutazioni e la loro selezione naturale.

Ritmi biologici.

Molte manifestazioni dell'attività vitale degli organismi sono cicliche. Esistono, ad esempio, cicli stagionali nella dinamica delle popolazioni di alcune specie; Sono noti anche fenomeni ciclici nella vita delle popolazioni, che si ripetono ogni anno, ogni mese lunare, ogni giorno o ogni marea (o bassa marea). Molti funzioni biologiche di un singolo organismo hanno anche carattere periodico, ad esempio l'alternanza del sonno e della veglia. Almeno alcuni di questi cicli sembrano essere regolati da un orologio biologico interno.

Origine della vita.

Le moderne teorie sulla mutazione, sulla selezione naturale e sulla dinamica delle popolazioni spiegano come gli animali e le piante moderni si sono evoluti da forme preesistenti. La questione dell'origine originaria della vita sulla Terra è stata considerata da molti biologi. Alcuni di loro credevano che le forme di vita fossero portate dallo spazio, da altri pianeti. I sostenitori di questo punto di vista si riferiscono alle strutture scoperte nei meteoriti nel 1961 e nel 1966 che assomigliano a fossili di organismi microscopici.

La teoria dell'origine dei primi esseri viventi dalla materia inanimata fu sviluppata dal fisiologo tedesco E. Pfluger, dal genetista inglese J. Haldane e dal biochimico russo A. I. Oparin. Sono note numerose reazioni attraverso le quali è possibile ottenere sostanze organiche da quelle inorganiche. Il chimico americano M. Calvin ha dimostrato sperimentalmente che le radiazioni ad alta energia, come i raggi cosmici o le scariche elettriche, possono favorire la formazione di composti organici da semplici componenti inorganici. Nel 1953 i chimici americani G. Urey e S. Miller scoprirono che alcuni amminoacidi, come glicina e alanina, e sostanze ancora più complesse, possono essere ottenuti da una miscela di vapore acqueo, metano, ammoniaca e idrogeno, attraverso la quale si ottiene energia elettrica superato solo per una settimana.

La generazione spontanea di organismi viventi nell’ambiente attualmente esistente sulla Terra è altamente improbabile, ma potrebbe benissimo essere avvenuta in passato. Riguarda la differenza nelle condizioni che esistevano allora e adesso. Prima che sorgesse la vita sulla Terra, i composti organici potevano accumularsi perché, in primo luogo, non esistevano stampi, batteri e altri esseri viventi capaci di consumarli e, in secondo luogo, non erano soggetti ad ossidazione spontanea, poiché a quel tempo non c'era ossigeno nell'atmosfera (o ce n'era pochissimo).

Sono state ora sviluppate teorie abbastanza plausibili per spiegare come le sostanze organiche potrebbero formarsi a seguito di semplici reazioni chimiche indotte da scariche elettriche, radiazione ultravioletta e altri fattori fisici, come queste molecole potessero poi formare una zuppa diluita nel mare e come, come risultato della loro interazione a lungo termine, si formarono cristalli liquidi e quindi molecole più complesse che si avvicinavano alle dimensioni di proteine ​​e acidi nucleici.

Tra queste molecole non ancora viventi, ma già molto complesse, potrebbe operare un processo simile alla selezione naturale. Un'ulteriore combinazione di proteine ​​e molecole di acido nucleico potrebbe portare alla comparsa di organismi simili ai virus odierni, dai quali potrebbero essersi evoluti batteri che alla fine hanno dato origine a piante e animali. Un altro passo importante nella prima evoluzione è stato lo sviluppo di una membrana proteico-lipidica, che circondava l'accumulo di molecole e permetteva ad alcune molecole di accumularsi, mentre altre, al contrario, venivano espulse. Tutti questi argomenti hanno portato gli scienziati alla conclusione che l'emergere della vita sul nostro pianeta non è solo un evento del tutto naturale e possibile, ma anche quasi inevitabile. Inoltre, il numero di galassie già conosciute e, di conseguenza, di pianeti nell'Universo è così grande che l'esistenza di condizioni adatte alla vita in molte di esse sembra molto probabile. È possibile che la vita esista davvero su questi pianeti. Ma se la vita è possibile da qualche parte, dopo un tempo sufficiente dovrebbe apparire e assumere un'ampia varietà di forme. Alcune di queste forme potrebbero essere molto diverse da quelle trovate sulla Terra, ma altre potrebbero essere molto simili.

La teoria dell’origine della vita può essere ridotta alle seguenti tesi:

• le sostanze organiche si formano da sostanze inorganiche a seguito dell'esposizione a fattori ambientali fisici;
• le sostanze organiche interagiscono tra loro formando complessi sempre più complessi, dai quali si formano gradualmente enzimi e sistemi autoriproduttivi che ricordano i geni;
• le molecole complesse diventano più diversificate e si combinano in organismi primitivi, simili a virus;
• gli organismi simili ai virus si evolvono gradualmente e danno origine a piante e animali.

Classifica e descrive gli esseri viventi, l'origine delle loro specie, le interazioni tra loro e con l'ambiente.

Come scienza indipendente, la biologia è emersa dalle scienze naturali nel XIX secolo, quando gli scienziati scoprirono che tutti gli organismi viventi hanno determinati proprietà generali e segni che, nel complesso, non sono caratteristici di natura inanimata. Il termine "biologia" fu coniato indipendentemente da diversi autori: Friedrich Burdach nel 1800, Gottfried Reinhold Treviranus nel 1802 e Jean Baptiste Lamarck nel 1802.

Quadro biologico del mondo

Attualmente, la biologia è una materia standard nell'istruzione secondaria e superiore. istituzioni educative in tutto il mondo. Ogni anno vengono pubblicati più di un milione di articoli e libri di biologia, medicina, biomedicina e bioingegneria.

• La teoria cellulare è la dottrina di tutto ciò che riguarda le cellule. Tutti gli organismi viventi sono costituiti da almeno una cellula, l'unità strutturale e funzionale di base degli organismi. I meccanismi di base e la chimica di tutte le cellule di tutti gli organismi terrestri sono simili; le cellule provengono solo da cellule preesistenti che si riproducono attraverso la divisione cellulare. La teoria cellulare descrive la struttura delle cellule, la loro divisione, l'interazione con l'ambiente esterno, la composizione dell'ambiente interno e della membrana cellulare, il meccanismo d'azione singole parti cellule e le loro interazioni tra loro.
• Evoluzione. Attraverso la selezione naturale e la deriva genetica, le caratteristiche ereditarie di una popolazione cambiano di generazione in generazione.
• Teoria dei geni. Le caratteristiche degli organismi viventi vengono trasmesse di generazione in generazione insieme ai geni codificati nel DNA. Le informazioni sulla struttura degli esseri viventi, o genotipo, vengono utilizzate dalle cellule per creare un fenotipo, le caratteristiche fisiche o biochimiche osservabili di un organismo. Sebbene il fenotipo espresso attraverso l’espressione genica possa preparare un organismo alla vita nel suo ambiente, le informazioni sull’ambiente non vengono trasmesse ai geni. I geni possono cambiare in risposta alle influenze ambientali solo attraverso il processo evolutivo.
• Omeostasi. Processi fisiologici che consentono al corpo di mantenere la costanza del suo ambiente interno indipendentemente dai cambiamenti dell'ambiente esterno.
• Energia. Un attributo di qualsiasi organismo vivente che è essenziale per la sua condizione.

Teoria cellulare

Evoluzione

Un concetto organizzativo centrale in biologia è che la vita cambia e si sviluppa nel tempo attraverso l’evoluzione, e questo è ciò che hanno fatto tutte le forme di vita conosciute sulla Terra origine comune. Ciò ha portato alla somiglianza delle unità di base e dei processi vitali sopra menzionati. Il concetto di evoluzione fu introdotto nel lessico scientifico da Jean-Baptiste Lamarck nel 1809. Charles Darwin lo scoprì cinquant'anni dopo forza motriceè la selezione naturale, così come la selezione artificiale viene deliberatamente utilizzata dall’uomo per creare nuove razze di animali e varietà di piante. Successivamente, la deriva genetica fu postulata come un ulteriore meccanismo di cambiamento evolutivo nella teoria sintetica dell'evoluzione.

Teoria dei geni

La forma e le funzioni degli oggetti biologici sono riprodotte di generazione in generazione dai geni, che sono le unità elementari dell'ereditarietà. L'adattamento fisiologico all'ambiente non può essere codificato nei geni ed essere ereditato nella prole (vedi Lamarckismo). È interessante notare che tutte le forme esistenti di vita terrestre, inclusi batteri, piante, animali e funghi, hanno gli stessi meccanismi di base per la copiatura del DNA e la sintesi proteica. Ad esempio, i batteri in cui viene introdotto il DNA umano sono in grado di sintetizzare proteine ​​umane.

L'insieme dei geni di un organismo o di una cellula è chiamato genotipo. I geni sono memorizzati su uno o più cromosomi. Un cromosoma è un lungo filamento di DNA che può contenere molti geni. Se un gene è attivo, la sua sequenza di DNA viene copiata in sequenze di RNA attraverso la trascrizione. Il ribosoma può quindi utilizzare l'RNA per sintetizzare una sequenza proteica corrispondente al codice dell'RNA in un processo chiamato traduzione. Le proteine ​​possono svolgere funzioni catalitiche (enzimatiche), di trasporto, recettoriali, protettive, strutturali e motorie.

Omeostasi

Omeostasi - capacità sistemi aperti regolare il suo ambiente interno in modo da mantenere la sua costanza attraverso una varietà di influenze correttive dirette da meccanismi regolatori. Tutti gli esseri viventi, sia multicellulari che unicellulari, sono in grado di mantenere l'omeostasi. A livello cellulare, ad esempio, viene mantenuta un'acidità costante dell'ambiente interno (). A livello corporeo, gli animali a sangue caldo mantengono una temperatura corporea costante. In associazione al termine ecosistema, l'omeostasi si riferisce, in particolare, al mantenimento da parte delle piante e delle alghe di una concentrazione costante di ossigeno atmosferico e di anidride carbonica sulla Terra.

Energia

La sopravvivenza di qualsiasi organismo dipende da un costante apporto di energia. L'energia viene ricavata da sostanze che servono da cibo e, attraverso speciali reazioni chimiche, viene utilizzata per costruire e mantenere la struttura e la funzione delle cellule. In questo processo, le molecole del cibo vengono utilizzate sia per estrarre energia che per sintetizzare le molecole biologiche del corpo.

La fonte primaria di energia per la stragrande maggioranza delle creature terrestri è l'energia luminosa, principalmente l'energia solare, tuttavia alcuni batteri e archaea ottengono energia attraverso la chemiosintesi. L'energia luminosa viene convertita dalle piante in energia chimica (molecole organiche) attraverso la fotosintesi in presenza di acqua e di alcuni minerali. Parte dell'energia ricevuta viene spesa per aumentare la biomassa e mantenere la vita, l'altra parte viene persa sotto forma di calore e prodotti di scarto. I meccanismi generali per convertire l'energia chimica in energia utile per sostenere la vita sono chiamati respirazione e metabolismo.

Livelli di organizzazione della vita

Gli organismi viventi sono strutture altamente organizzate, quindi in biologia esistono diversi livelli di organizzazione. In varie fonti alcuni livelli vengono omessi o combinati tra loro. Di seguito sono riportati i principali livelli di organizzazione della natura vivente separatamente l'uno dall'altro.

• Molecolare: il livello di interazione tra le molecole che compongono la cellula e determinano tutti i suoi processi.
• Cellulare: il livello al quale le cellule sono considerate unità elementari della struttura degli esseri viventi.
• Tessuto: il livello degli insiemi di cellule simili per struttura e funzione che formano i tessuti.
• Organo: il livello dei singoli organi che hanno una propria struttura (combinazione di tipi di tessuti) e una posizione nel corpo.
• Organistico: il livello di un singolo organismo.
• Livello di popolazione-specie: livello di una popolazione composta da un insieme di individui della stessa specie.
• Biogeocenotico: il livello di interazione delle specie tra loro e con vari fattori ambiente.
• Il livello della biosfera è la totalità di tutte le biogeocenosi, includendo e determinando tutti i fenomeni della vita sulla Terra.

Scienze Biologiche

La maggior parte delle scienze biologiche lo sono discipline con una specializzazione più ristretta. Tradizionalmente, sono raggruppati in base ai tipi di organismi studiati:

• la botanica studia piante, alghe, funghi e organismi simili ai funghi,
• zoologia: animali e protisti,
• microbiologia: microrganismi e virus.

• la biochimica studia le basi chimiche della vita,
• la biofisica studia le basi fisiche della vita,
• biologia molecolare: interazioni complesse tra molecole biologiche,
• biologia cellulare e citologia - base elementi costitutivi organismi multicellulari, cellule,
• istologia e anatomia: la struttura dei tessuti e del corpo da singoli organi e tessuti,
• fisiologia: funzioni fisiche e chimiche di organi e tessuti,
• etologia: comportamento degli esseri viventi,
• ecologia: l'interdipendenza di vari organismi e il loro ambiente,
• genetica: modelli di ereditarietà e variabilità,
• biologia dello sviluppo: lo sviluppo di un organismo nell'ontogenesi,
• paleobiologia e biologia evolutiva: l'origine e lo sviluppo storico della natura vivente.

Ai confini con le scienze affini sorgono: biomedicina, biofisica (lo studio degli oggetti viventi con metodi fisici), biometria, ecc. In connessione con le esigenze pratiche dell'uomo, aree come la biologia spaziale, la sociobiologia, la fisiologia del lavoro e nascono i fenomeni bionici.

Discipline biologiche

Storia della biologia

Sebbene il concetto di biologia come scienza naturale distinta sia nato nel XIX secolo, le discipline biologiche hanno avuto origine prima nella medicina e nella storia naturale. Di solito la loro tradizione deriva da scienziati antichi come Aristotele e Galeno attraverso i medici arabi al-Jahiz, ibn-Sina, ibn-Zukhr e ibn-al-Nafiz. Durante il Rinascimento, il pensiero biologico in Europa fu rivoluzionato dall'invenzione della stampa e dalla diffusione della opere stampate, interesse per ricerca sperimentale e la scoperta di molte nuove specie di animali e piante durante l'Era delle Scoperte. In questo momento lavorarono le menti eccezionali Andrei Vesalius e William Harvey, che gettarono le basi dell'anatomia e della fisiologia moderne. Un po' più tardi, Linneo e Buffon fecero un ottimo lavoro classificando le forme degli esseri viventi e fossili. La microscopia ha aperto all'osservazione il mondo precedentemente sconosciuto dei microrganismi, ponendo le basi per lo sviluppo della teoria cellulare. Lo sviluppo delle scienze naturali, dovuto in parte all'emergere della filosofia meccanicistica, ha contribuito allo sviluppo della storia naturale.

All'inizio del XIX secolo erano arrivate alcune discipline biologiche moderne, come la botanica e la zoologia livello professionale. Lavoisier e altri chimici e fisici iniziarono a mettere insieme idee sulla natura vivente e inanimata. Naturalisti come Alexander Humboldt esplorarono l'interazione degli organismi con il loro ambiente e la sua dipendenza dalla geografia, gettando le basi della biogeografia, dell'ecologia e dell'etologia. Nel 19° secolo, lo sviluppo della dottrina dell'evoluzione portò gradualmente alla comprensione del ruolo dell'estinzione e della variabilità delle specie, e la teoria cellulare mostrò sotto una nuova luce la struttura fondamentale della materia vivente. Combinati con i dati dell’embriologia e della paleontologia, questi progressi hanno permesso a Charles Darwin di creare una teoria olistica dell’evoluzione basata sulla selezione naturale. Verso la fine del 19° secolo, le idee sulla generazione spontanea cedettero finalmente il posto alla teoria di un agente infettivo come agente causale delle malattie. Ma il meccanismo di ereditarietà dei caratteri genitoriali rimaneva ancora un mistero.

Divulgazione della biologia

Vedi anche

	Portale "Biologia"
	Biologia nel Wikizionario
	Biologia in Wikiquote

Attualmente la biologia comprende una serie di scienze che possono essere sistematizzate secondo i seguenti criteri: soggetto e predominante metodi ricerca e sull’argomento studiato livello di organizzazione della natura vivente. Secondo l'oggetto di studio, le scienze biologiche si dividono in batteriologia, botanica, virologia, zoologia e micologia.

Botanicaè una scienza biologica che studia in modo completo le piante e la copertura vegetale della Terra. Zoologia- una branca della biologia, la scienza della diversità, della struttura, dell'attività vitale, della distribuzione e del rapporto degli animali con il loro ambiente, della loro origine e del loro sviluppo. Batteriologia- scienza biologica che studia la struttura e l'attività dei batteri, nonché il loro ruolo in natura. Virologia- scienza biologica che studia i virus. Oggetto principale micologia sono i funghi, la loro struttura e le caratteristiche della vita. Lichenologia- scienza biologica che studia i licheni. La batteriologia, la virologia e alcuni aspetti della micologia vengono spesso discussi come parte di essi microbiologia- sezione di biologia, scienza dei microrganismi (batteri, virus e funghi microscopici). Tassonomia, O tassonomia,- scienza biologica che descrive e classifica in gruppi tutte le creature viventi ed estinte.

A sua volta, ciascuna delle scienze biologiche elencate è divisa in biochimica, morfologia, anatomia, fisiologia, embriologia, genetica e sistematica (piante, animali o microrganismi). Biochimicaè la scienza della composizione chimica della materia vivente, dei processi chimici che si verificano negli organismi viventi e sono alla base della loro attività vitale. Morfologia- scienza biologica che studia la forma e la struttura degli organismi, nonché i modelli del loro sviluppo. IN in senso lato comprende citologia, anatomia, istologia ed embriologia. Distinguere la morfologia degli animali e delle piante. Anatomia- questa è una sezione della biologia (più precisamente, della morfologia), una scienza che studia struttura interna e la forma dei singoli organi, sistemi e del corpo nel suo insieme. L'anatomia vegetale è considerata parte della botanica, l'anatomia animale è considerata parte della zoologia e l'anatomia umana è una scienza separata. Fisiologia- scienza biologica che studia i processi vitali degli organismi vegetali e animali, loro sistemi individuali, organi, tessuti e cellule. Esiste la fisiologia delle piante, degli animali e dell'uomo. Embriologia (biologia dello sviluppo)- una branca della biologia, la scienza dello sviluppo individuale di un organismo, compreso lo sviluppo dell'embrione.

Oggetto genetica sono le leggi dell’ereditarietà e della variabilità. Attualmente è una delle scienze biologiche in via di sviluppo più dinamico.

In base al livello di organizzazione della natura vivente studiata, si distinguono biologia molecolare, citologia, istologia, organologia, biologia degli organismi e sistemi superorganismi. Biologia molecolareè una delle branche più giovani della biologia, una scienza che studia, in particolare, l'organizzazione delle informazioni ereditarie e la biosintesi delle proteine. Citologia, O biologia cellulare,- scienza biologica, il cui oggetto di studio sono le cellule di organismi sia unicellulari che multicellulari. Istologia- scienza biologica, una branca della morfologia, il cui oggetto è la struttura dei tessuti di piante e animali. Alla sfera organologia comprendono la morfologia, l'anatomia e la fisiologia dei vari organi e dei loro sistemi.

La biologia organismica comprende tutte le scienze che si occupano di organismi viventi, ad es. etologia- la scienza del comportamento degli organismi.

La biologia dei sistemi sopraorganismi è divisa in biogeografia ed ecologia. Studia la distribuzione degli organismi viventi biogeografia, Mentre ecologia- organizzazione e funzionamento dei sistemi sopraorganismi ai vari livelli: popolazioni, biocenosi (comunità), biogeocenosi (ecosistemi) e biosfera.

Secondo i metodi di ricerca prevalenti, si può distinguere la biologia descrittiva (ad esempio la morfologia), sperimentale (ad esempio la fisiologia) e teorica.

Identificare e spiegare i modelli di struttura, funzionamento e sviluppo della natura vivente ai vari livelli della sua organizzazione è un compito biologia generale. Comprende biochimica, biologia molecolare, citologia, embriologia, genetica, ecologia, studi evolutivi e antropologia. Dottrina evoluzionistica studia le cause, le forze motrici, i meccanismi e i modelli generali dell'evoluzione degli organismi viventi. Una delle sue sezioni è paleontologia- una scienza il cui oggetto sono i resti fossili di organismi viventi. Antropologia- sezione di biologia generale, la scienza dell'origine e dello sviluppo dell'uomo come specie biologica, nonché della diversità delle popolazioni uomo moderno e i modelli della loro interazione.

Gli aspetti applicati della biologia sono inclusi nel campo della biotecnologia, dell'allevamento e di altre scienze in rapido sviluppo. Biotecnologiaè la scienza biologica che studia l'utilizzo degli organismi viventi e i processi biologici nella produzione. È ampiamente utilizzato nell'industria alimentare (prodotti da forno, produzione di formaggio, produzione di birra, ecc.) e farmaceutica (produzione di antibiotici, vitamine), per la purificazione dell'acqua, ecc. Selezione- la scienza dei metodi per creare razze di animali domestici, varietà piante coltivate e ceppi di microrganismi con necessario per una persona proprietà. La selezione è anche intesa come il processo di cambiamento degli organismi viventi, effettuato dagli esseri umani per i loro bisogni.

Il progresso della biologia è strettamente correlato ai successi di altre scienze naturali ed esatte, come la fisica, la chimica, la matematica, l'informatica, ecc. Ad esempio, la microscopia, esami ecografici(ultrasuoni), tomografia e altri metodi di biologia si basano su leggi fisiche e lo studio della struttura delle molecole biologiche e dei processi che si verificano nei sistemi viventi sarebbe impossibile senza l'uso di sostanze chimiche e metodi fisici. L'uso di metodi matematici consente, da un lato, di identificare la presenza di una connessione naturale tra oggetti o fenomeni, di confermare l'affidabilità dei risultati ottenuti e, dall'altro, di modellare un fenomeno o processo. IN ultimamente I metodi informatici, come la modellizzazione, stanno diventando sempre più importanti in biologia. All'intersezione tra biologia e altre scienze, sorsero una serie di nuove scienze, come la biofisica, la biochimica, la bionica, ecc.

La biologia come scienza.

Biologia - una scienza che studia le proprietà dei sistemi viventi.

Scienza - questa è la sfera attività umana ottenere e sistematizzare la conoscenza oggettiva della realtà.

Oggetto – scienza – biologiaè la vita in tutte le sue manifestazioni e forme, anche a diversi livelli. Il portatore della vita sono i corpi viventi. Tutto ciò che riguarda la loro esistenza è studiato dalla biologia.

Metodo - questo è il percorso di ricerca che uno scienziato segue quando risolve qualsiasi compito o problema scientifico.

Metodi scientifici di base:

1.Modellazione	un metodo in cui viene creata una determinata immagine di un oggetto, un modello con l'aiuto del quale gli scienziati ottengono le informazioni necessarie sull'oggetto.	Creazione di un modello di DNA da elementi in plastica
2.Osservazione	un metodo mediante il quale un ricercatore raccoglie informazioni su un oggetto	Puoi osservare visivamente, ad esempio, il comportamento degli animali. È possibile utilizzare gli strumenti per osservare i cambiamenti che si verificano negli oggetti viventi, ad esempio quando si esegue un cardiogramma durante il giorno. Puoi osservare i cambiamenti stagionali nella natura, ad esempio la muta degli animali.
3.Esperimento (esperienza)	un metodo mediante il quale vengono testati i risultati delle osservazioni e delle ipotesi avanzate: ipotesi. Si tratta sempre di acquisire nuove conoscenze attraverso l’esperienza.	Incrociare animali o piante per ottenere una nuova varietà o razza, testare una nuova medicina.
4.Problema	domanda, problema da risolvere. Risolvere il problema del secchio per acquisire nuove conoscenze. Un problema scientifico nasconde sempre una sorta di contraddizione tra il noto e l'ignoto. Per risolvere un problema è necessario che uno scienziato raccolga fatti, li analizzi e li sistematizzi.	Problema di esempio: "Come si adattano gli organismi al loro ambiente?" oppure “Come puoi prepararti per gli esami seri”
5.Ipotesi	un presupposto, una soluzione preliminare al problema posto. Quando avanza ipotesi, il ricercatore cerca le relazioni tra fatti, fenomeni e processi. Ecco perché un'ipotesi assume molto spesso la forma di un presupposto: “se...allora”.	"Se le piante producono ossigeno alla luce, possiamo rilevarlo con l'aiuto di una scheggia fumante, perché l'ossigeno deve supportare la combustione"
6.Teoria	è una generalizzazione delle idee principali in qualsiasi campo scientifico della conoscenza	La teoria dell'evoluzione riassume tutti i dati scientifici affidabili ottenuti dai ricercatori nel corso di molti decenni. Nel tempo, la teoria viene integrata da nuovi dati e si sviluppa. Alcune teorie possono essere confutate da nuovi fatti. Le vere teorie scientifiche sono confermate dalla pratica.

Metodi particolari in biologia:

Metodo genealogico	Utilizzato nella compilazione di alberi genealogici di persone, identificando la natura dell'ereditarietà di determinati tratti
Metodo storico	Stabilire relazioni tra fatti, processi e fenomeni che si verificano in un periodo di tempo storicamente lungo (diversi miliardi di anni).
Metodo paleontologico	Ti permette di scoprire la relazione tra organismi antichi, i cui resti si trovano crosta terrestre, in diversi strati geologici.
Centrifugazione	Separazione di miscele in parti componenti sotto l'influenza della forza centrifuga. Viene utilizzato per la separazione degli organelli cellulari, delle frazioni leggere e pesanti delle sostanze organiche.
Metodo citologico o citogenetico	Studio della struttura della cellula, delle sue strutture utilizzando vari microscopi.
Metodo biochimico	Studio dei processi chimici che avvengono nel corpo.
Metodo gemellare	Viene utilizzato per determinare il grado di condizionalità ereditaria delle caratteristiche studiate. Il metodo fornisce risultati preziosi nello studio delle caratteristiche morfologiche e fisiologiche.
Metodo ibridologico	Organismi incrociati e analisi della progenie

Scienze

Paleontologia	la scienza dei fossili di piante e animali
Biologia molecolare	un complesso di scienze biologiche che studiano i meccanismi di immagazzinamento, trasmissione e implementazione dell'informazione genetica, la struttura e le funzioni dei biopolimeri irregolari (proteine ​​e acidi nucleici).
Fisiologia comparata	branca della fisiologia animale che studia, per confronto, le caratteristiche delle funzioni fisiologiche in vari rappresentanti del mondo animale.
Ecologia	la scienza delle interazioni degli organismi viventi e delle loro comunità tra loro e con l'ambiente.
Embriologia	è la scienza che studia lo sviluppo dell'embrione.
Selezione	la scienza della creazione di nuove razze animali, delle varietà vegetali e dei ceppi di microrganismi esistenti e del loro miglioramento.
Fisiologia	scienza sull'essenza degli esseri viventi e della vita in condizioni normali e nelle patologie, cioè sui modelli di funzionamento e regolazione dei sistemi biologici a diversi livelli di organizzazione, sui limitinorme processi vitali Edoloroso deviazioni da esso
Botanica	Scienza delle piante
Citologia	branca della biologia che studia le cellule viventi, i loro organelli, la loro struttura, il funzionamento, i processi di riproduzione cellulare, l'invecchiamento e la morte.
Genetica	la scienza delle leggi dell'ereditarietà e della variabilità.
Tassonomia	capitolo biologia , progettato per creare un unico sistema armonioso di esseri viventi basato sull'identificazione di un sistema biologicotaxa e nomi corrispondenti, disposti secondo determinate regole (nomenclatura)
Morfologia	studia sia la struttura esterna (forma, struttura, colore, motivi)corpo , taxon o lui componenti e la struttura interna di un organismo vivente
Botanica	Scienza delle piante
Anatomia	branca della biologia che studia la morfologia corpo umano, i suoi sistemi e organi.
Psicologia	la scienza del comportamento e dei processi mentali
Igiene	la scienza che studia l’influenza dei fattori ambiente esterno sul corpo umano al fine di ottimizzare i benefici e prevenire gli effetti negativi.
Ornitologia	branca della zoologia dei vertebrati che studia gli uccelli, la loro embriologia, morfologia, fisiologia, ecologia, sistematica e distribuzione geografica.
Micologia	Scienza dei funghi
Ittiologia	Scienza dei pesci
Fenologia	La scienza dello sviluppo della fauna selvatica
Zoologia	Scienza degli animali
Microbiologia	La scienza dei batteri
Virologia	Scienza dei virus
Antropologia	un insieme di discipline scientifiche coinvolte nello studio dell'uomo, della sua origine, sviluppo, esistenza negli ambienti naturali (naturali) e culturali (artificiali).
Medicinale	area di attività scientifica e pratica per lo studio dei processi normali e patologici nel corpo umano, varie malattie e condizioni patologiche, il loro trattamento, conservazione e promozione della salute umana
Istologia	Scienza dei tessuti
Biofisica	è la scienza dei processi fisici che si verificano nei sistemi biologici a diversi livelli di organizzazione e l'influenza di vari fatti fisici sugli oggetti biologici
Biochimica	la scienza della composizione chimica delle cellule e degli organismi viventi e dei processi chimici alla base della loro attività vitale
Bionica	scienza applicata sull'applicazione in dispositivi e sistemi tecnici dei principi di organizzazione, proprietà, funzioni e strutture della natura vivente, cioè le forme degli esseri viventi in natura e i loro analoghi industriali.
Anatomia comparata	una disciplina biologica che studia i modelli generali della struttura e dello sviluppo degli organi e dei sistemi di organi confrontandoli in animali di taxa diversi a diversi stadi dell'embriogenesi.
Teoria dell'evoluzione	La scienza delle cause, delle forze motrici, dei meccanismi e dei modelli generali di evoluzione della natura vivente
Sinecologia	branca dell'ecologia che studia le relazioni tra gli organismi vari tipi all'interno di una comunità di organismi.
Biogeografia	la scienza all'intersezione tra biologia e geografia; studia i modelli di distribuzione geografica e distribuzione di animali, piante e microrganismi
Autoecologia	branca dell'ecologia che studia la relazione di un organismo con il suo ambiente.
Protistologia	la scienza che studia gli organismi eucarioti unicellulari classificati come protozoi
Bryologia	Bryologia
Algologia	la scienza della morfologia, fisiologia, genetica, ecologia ed evoluzione delle alghe macro e microscopiche uni e multicellulari

Segni e proprietà degli esseri viventi

Unità della composizione chimica elementare	La composizione degli esseri viventi comprende gli stessi elementi della composizione della natura inanimata, ma in rapporti quantitativi diversi; mentre circa il 98% è costituito da carboidrati, idrogeno, ossigeno e azoto.
Unità di composizione biochimica	Tutti gli organismi viventi sono composti principalmente da proteine, lipidi, carboidrati e acidi nucleici.
Unità di organizzazione strutturale	L'unità di struttura, attività vitale, riproduzione e sviluppo individuale è la cellula; Non c'è vita fuori dalla cellula.
Discrezione e integrità	Qualsiasi sistema biologico è costituito da singole parti interagenti (molecole, organelli, cellule, tessuti, organismi, specie, ecc.), che insieme formano un'unità strutturale e funzionale.
Metabolismo ed energia (metabolismo)	Il metabolismo consiste in due processi correlati: assimilazione (metabolismo plastico) - la sintesi di sostanze organiche nel corpo (dovuta a fonti di energia esterne - luce, cibo) e dissimilazione (metabolismo energetico) - il processo di decomposizione di sostanze organiche complesse con rilascio di energia, che viene poi consumata dal corpo.
Autoregolamentazione	Tutti gli organismi viventi vivono in condizioni ambientali in costante cambiamento. Grazie alla capacità di autoregolazione nel processo metabolico, viene mantenuta la relativa costanza della composizione chimica e l'intensità dei processi fisiologici, ad es. viene mantenuta l’omeostasi.
Apertura	Tutti i sistemi viventi sono aperti, perché durante la loro vita avviene un costante scambio di materia ed energia tra loro e l'ambiente.
Riproduzione	Questa è la capacità degli organismi di riprodurre i propri simili. La riproduzione si basa su reazioni di sintesi della matrice, vale a dire la formazione di nuove molecole e strutture basate sulle informazioni contenute nella sequenza nucleotidica del DNA. Questa proprietà garantisce la continuità della vita e la continuità delle generazioni.
Ereditarietà e variabilità	L'ereditarietà è la capacità degli organismi di trasmettere le loro caratteristiche, proprietà e caratteristiche di sviluppo di generazione in generazione. La base dell'ereditarietà è la relativa costanza della struttura delle molecole di DNA. La variabilità è una proprietà opposta all'ereditarietà; la capacità degli organismi viventi di esistere in varie forme, ad es. acquisire nuove caratteristiche che differiscono dalle qualità di altri individui della stessa specie. La variabilità causata dai cambiamenti nelle inclinazioni ereditarie - i geni, crea una varietà di materiale per la selezione naturale, ad es. selezione degli individui più adatti alle specifiche condizioni di esistenza in natura. Ciò porta all'emergere di nuove forme di vita, nuove specie di organismi.
Crescita e sviluppo	Lo sviluppo individuale, o ontogenesi, è lo sviluppo di un organismo vivente dalla nascita al momento della morte. Nel processo di ontogenesi, le proprietà individuali dell'organismo appaiono gradualmente e costantemente. Ciò si basa sull'implementazione graduale dei programmi di eredità. Lo sviluppo individuale di solito arriva con la crescita. Lo sviluppo storico, o filogenesi, è lo sviluppo direzionale irreversibile della natura vivente, accompagnato dalla formazione di nuove specie e dalla progressiva complicazione della vita.
Irritabilità	La capacità del corpo di rispondere selettivamente agli stimoli esterni e influenze interne, cioè. percepire l'irritazione e rispondere in un certo modo. La risposta del corpo alla stimolazione, effettuata con la partecipazione del sistema nervoso, è chiamata riflesso. Organismi che mancano sistema nervoso, rispondono all'impatto modificando la natura del movimento e della crescita, ad esempio le foglie delle piante si girano verso la luce.
Ritmo	I ritmi giornalieri e stagionali mirano ad adattare gli organismi alle mutevoli condizioni di vita. Il processo ritmico più famoso in natura è l'alternanza dei periodi di sonno e di veglia.

Livelli di organizzazione della natura vivente

Livello di organizzazione	Sistema biologico	Elementi costitutivi del sistema	Il significato del livello nel mondo organico
1. Molecolare - genetico	Gene (macromolecola)	Macromolecole di acidi nucleici, proteine, ATP	Codificazione e trasmissione delle informazioni ereditarie, metabolismo, conversione energetica
2.Cellulare	Cella	Parti strutturali di una cellula	L'esistenza di una cellula è alla base della riproduzione, della crescita e dello sviluppo degli organismi viventi e della biosintesi delle proteine.
3.Tessuto	Tessile	Insieme di cellule e sostanza intercellulare	Diversi tipi di tessuti negli animali e nelle piante differiscono nella struttura e svolgono funzioni diverse. Lo studio di questo livello permette di tracciare l'evoluzione e lo sviluppo individuale dei tessuti.
4.Organo	Organo	Cellule, tessuti	Permette di studiare la struttura, le funzioni, il meccanismo d'azione, l'origine, l'evoluzione e lo sviluppo individuale degli organi vegetali e animali.
5.Biologico	Organismo (individuo)	Cellule, tessuti, organi e sistemi di organi con le loro funzioni vitali uniche	Garantisce il funzionamento degli organi nella vita del corpo, i cambiamenti adattativi e il comportamento degli organismi in varie condizioni ambientali.
6. Popolazione - specie	Popolazione	Insieme di individui della stessa specie	Il processo di speciazione è in corso.
7.Biogeocenotico (ecosistema)	Biogeocenosi	Insieme storicamente stabilito di organismi di rango diverso in combinazione con fattori ambientali	Ciclo della materia e dell'energia
8.Biosfera	Biosfera	Tutte le biogeocenosi	Qui si svolgono tutti i cicli di materia ed energia associati all'attività vitale di tutti gli organismi viventi che vivono sulla Terra.

Scienziati - biologi

Ippocrate	Creata una scuola di medicina scientifica. Credevo che ogni malattia avesse cause naturali, e possono essere appresi studiando la struttura e il funzionamento del corpo umano.
Aristotele	Uno dei fondatori della biologia come scienza, fu il primo a generalizzare le conoscenze biologiche accumulate dall'umanità prima di lui.
Claudio Galeno	Gettò le basi dell'anatomia umana.
Avicenna	Nella nomenclatura anatomica moderna, ha mantenuto i termini arabi.
Leonardo da Vinci	Ha descritto molte piante, ha studiato la struttura del corpo umano, l'attività del cuore e la funzione visiva.
Andrea Visalia	Opera “Sulla struttura del corpo umano”
William Harvey	Ha aperto la circolazione sanguigna
Carlo Linneo	Propose un sistema per classificare la fauna selvatica e introdusse una nomenclatura binaria per la denominazione delle specie.
Karl Baer	Ha studiato lo sviluppo intrauterino, ha stabilito che gli embrioni di tutti gli animali nelle prime fasi di sviluppo sono simili, ha formulato la legge della somiglianza embrionale, il fondatore dell'embriologia.
Jean Baptiste Lamarck	Fu il primo a cercare di creare una teoria coerente e olistica dell'evoluzione del mondo vivente.
Georges Cuvier	Ha creato la scienza della paleontologia.
Theodor Schwann e Schleiden	Ha creato la teoria cellulare
H Darwin	Dottrina evoluzionistica.
Gregor Mendel	Fondatore della genetica
Roberto Koch	Fondatore della microbiologia
Louis Pasteur e Mechnikov	Fondatori dell'immunologia.
LORO. Sechenov	Gettò le basi per lo studio dell'attività nervosa superiore
IP Pavlov	Ha creato la dottrina dei riflessi condizionati
Ugo de Vries	Teoria della mutazione
Tommaso Morgan	Teoria cromosomica dell'ereditarietà
I.I. Schmalhausen	La dottrina dei fattori dell'evoluzione
V.I. Vernadskij	La dottrina della biosfera
A. Fleming	Antibiotici scoperti
D.Watson	Struttura del DNA stabilita
DI. Ivanovsky	Virus scoperti
N.I. Vavilov	La dottrina della diversità e dell'origine delle piante coltivate
IV. Michurin	Allevatore
A.A. Ukhtomsky	Dottrina della dominante
E. Haeckel e I. Muller	Ha creato la legge biogenetica
S.S. Četverikov	Processi di mutazione studiati
I. Jansen	Creato il primo microscopio
Robert Hooke	Il primo a scoprire la gabbia
Antonia Leeuwenhoek	Ho visto organismi microscopici al microscopio
R.Brown	Descritto il nucleo di una cellula vegetale
R. Virchow	Teoria della patologia cellulare.
D.I.Ivanovsky	Scoperto l'agente eziologico del mosaico del tabacco (virus)
M. Calvino	Evoluzione chimica
G.D.Karpechenko	Allevatore
A.O.Kovalevskij	Fondatore dell'embriologia e della fisiologia comparata
V.O.Kovalevskij	Fondatore della paleontologia evoluzionistica
N.I.Vavilov	La dottrina dei fondamenti biologici della selezione e la dottrina dei centri di origine delle piante coltivate.
H.Krebs	Metabolismo studiato
S.G.Navashin	Scoperta la doppia fecondazione nelle angiosperme
A.I.Oparin	Teoria della generazione spontanea della vita
D. Haldane	Ha creato la dottrina della respirazione umana
F.Redi
A.S	Fondatore della morfologia animale evolutiva
V.N.Sukachev	Fondatore della biogeocenologia
A.Wallace	Formulò la teoria della selezione naturale, che coincise con Darwin
F.Crick	Studiò gli organismi animali a livello molecolare
K.A	Rivelate le leggi della fotosintesi

La biologia è come una scienza.

Parte A.

1.La biologia come scienza studia 1) segnali generali strutture di piante e animali; 2) il rapporto tra natura vivente e inanimata; 3) processi che si verificano nei sistemi viventi; 4) l'origine della vita sulla Terra.

2.I.P. Pavlov nei suoi lavori sulla digestione ha utilizzato il seguente metodo di ricerca: 1) storico; 2) descrittivo; 3) sperimentale; 4) biochimico.

3. Il presupposto di Charles Darwin secondo cui tutti aspetto moderno o gruppi di specie avevano antenati comuni: questa è 1) una teoria; 2) ipotesi; 3) fatto; 4) prova.

4.Studi embriologici 1) lo sviluppo dell'organismo dallo zigote alla nascita; 2) struttura e funzioni dell'uovo; 3) sviluppo umano postnatale; 4) sviluppo dell'organismo dalla nascita alla morte.

5. Il numero e la forma dei cromosomi in una cellula sono determinati da 1) ricerca biochimica; 2) citologico; 3) centrifugazione; 4) comparativo.

6. La selezione come scienza risolve i problemi di 1) creazione di nuove varietà di piante e razze animali; 2) preservazione della biosfera; 3) creazione di agrocenosi; 4) creazione di nuovi fertilizzanti.

7. I modelli di ereditarietà dei tratti negli esseri umani sono stabiliti mediante 1) metodo sperimentale; 2) ibridologico; 3) genealogico; 4) osservazioni.

8. La specialità di uno scienziato che studia le strutture fini dei cromosomi si chiama: 1) allevatore; 2) citogenetica; 3) morfologo; 4) embriologo.

9. La sistematica è una scienza che si occupa 1) dello studio struttura esterna organismi; 2) studiare le funzioni del corpo; 3) identificare le connessioni tra organismi; 4) classificazione degli organismi.

10. La capacità del corpo di rispondere alle influenze ambientali è chiamata: 1) riproduzione; 2) evoluzione; 3) irritabilità; 4) norma di reazione.

11. Il metabolismo e la conversione dell'energia sono un segno mediante il quale: 1) stabiliscono la somiglianza dei corpi della natura vivente e inanimata; 2) gli esseri viventi possono essere distinti da quelli non viventi; 3) gli organismi unicellulari differiscono da quelli multicellulari; 4) gli animali sono diversi dagli esseri umani.

12. Gli oggetti viventi della natura, a differenza dei corpi inanimati, sono caratterizzati da: 1) riduzione di peso; 2) movimento nello spazio; 3) respirazione; 4) dissoluzione delle sostanze in acqua.

13. Il verificarsi di mutazioni è associato a proprietà dell'organismo come: 1) ereditarietà; 2) variabilità; 3) irritabilità; 4) autoriproduzione.

14. La fotosintesi, la biosintesi proteica sono segni di: 1) metabolismo plastico; 2) metabolismo energetico; 3) alimentazione e respirazione; 4) omeostasi.

15. A quale livello di organizzazione degli esseri viventi si verificano le mutazioni genetiche: 1) organiche; 2) cellulare; 3) specie; 4) molecolare.

16. La struttura e le funzioni delle molecole proteiche sono studiate a livello di organizzazione degli esseri viventi: 1) organismico; 2) tessuto; 3) molecolare; 4) popolazione.

17. A quale livello di organizzazione degli esseri viventi si verifica in natura il ciclo delle sostanze?

1) cellulare; 2) organismico; 3) popolazione - specie; 4) biosfera.

18. Gli esseri viventi differiscono dagli esseri non viventi per la capacità di: 1) modificare le proprietà di un oggetto sotto l'influenza dell'ambiente; 2) partecipare al ciclo delle sostanze; 3) riprodurre i propri simili; 4) modificare le dimensioni di un oggetto sotto l'influenza dell'ambiente.

19.La struttura cellulare è una caratteristica importante degli esseri viventi, caratteristica di: 1) batteriofagi; 2) virus; 3) cristalli; 4) batteri.

20.Il mantenimento della relativa costanza della composizione chimica del corpo si chiama:

1) metabolismo; 2) assimilazione; 3) omeostasi; 4) adattamento.

21. Allontanare la mano da un oggetto caldo è un esempio di: 1) irritabilità 2) capacità di adattamento; 3) eredità dei caratteri dai genitori; 4) autoregolamentazione.

22.Quale dei termini è sinonimo del concetto di “metabolismo”: 1) anabolismo; 2) catabolismo; 3) assimilazione; 4) metabolismo.

23. Il ruolo dei ribosomi nel processo di biosintesi proteica è studiato a livello di organizzazione degli esseri viventi:

1) organismico; 2) cellulare; 3) tessuto; 4) popolazione.

24. A quale livello di organizzazione avviene l'implementazione delle informazioni ereditarie:

1) biosfera; 2) ecosistema; 3) popolazione; 4) organismico.

25. Il livello al quale vengono studiati i processi di migrazione biogenica degli atomi è chiamato:

1) biogeocenotico; 2) biosfera; 3) popolazione-specie; 4) molecolare – genetico.

26. A livello di popolazione-specie si studiano: 1) mutazioni genetiche; 2) rapporti tra organismi della stessa specie; 3) sistemi di organi; 4) processi metabolici nel corpo.

27.Quale dei sistemi biologici elencati costituisce il più alto standard di vita?

1) cellula dell'ameba; 2) virus del vaiolo; 3) un branco di cervi; 4) riserva naturale.

28.Quale metodo genetico viene utilizzato per determinare il ruolo dei fattori ambientali nella formazione del fenotipo di una persona? 1) genealogico; 2) biochimico; 3) paleontologico;

4) gemello.

29. Il metodo genealogico viene utilizzato per 1) ottenere mutazioni genetiche e genomiche; 2) studio dell'influenza dell'educazione sull'ontogenesi umana; 3) studi sull'ereditarietà e la variabilità umana; 4) studiare le fasi dell'evoluzione del mondo organico.

30. Quale scienza studia le impronte e i fossili di organismi estinti? 1) fisiologia; 2) ecologia; 3) paleontologia; 4) selezione.

31. La scienza si occupa dello studio della diversità degli organismi e della loro classificazione: 1) genetica;

2) tassonomia; 3) fisiologia; 4) ecologia.

32. La scienza studia lo sviluppo del corpo di un animale dal momento della formazione dello zigote fino alla nascita.

1) genetica; 2) fisiologia; 3) morfologia; 4) embriologia.

33.Quale scienza studia la struttura e le funzioni delle cellule negli organismi di diversi regni della natura vivente?

1) ecologia; 2) genetica; 3) selezione; 4) citologia.

34.L'essenza del metodo ibridologico è 1) incrociare gli organismi e analizzare la prole; 2) ottenere artificialmente mutazioni; 3) ricerca albero genealogico; 4) studiare le fasi dell'ontogenesi.

35.Quale metodo consente di isolare e studiare selettivamente gli organelli cellulari? 1) attraversamento;

2) centrifugazione; 3) modellazione; 4) biochimico.

36.Quale scienza studia l'attività vitale degli organismi? 1) biogeografia; 2) embriologia; 3) anatomia comparata; 4) fisiologia.

37.Quale scienza biologica studia i resti fossili di piante e animali?

1) tassonomia; 2) botanica; 3) zoologia; 4) paleontologia.

38.Quale scienza biologica è associata a un ramo dell'industria alimentare come la produzione del formaggio?

1) micologia; 2) genetica; 3) biotecnologia; 4) microbiologia.

39. Un'ipotesi è 1) una spiegazione generalmente accettata di un fenomeno; 2) lo stesso della teoria; 3) un tentativo di spiegare un fenomeno specifico; 4) relazioni stabili tra fenomeni in natura.

40.Scegliere la sequenza corretta delle fasi della ricerca scientifica

1) ipotesi-osservazione-teoria-esperimento; 2) osservazione-esperimento-ipotesi-teoria; 3) osservazione-ipotesi-esperimento-teoria; 4) ipotesi-esperimento-osservazione-legge.

41.Quale metodo di ricerca biologica è il più antico? 1) sperimentale; 2) comparativo-descrittivo; 3) monitoraggio; 4) modellazione.

42.Quale parte del microscopio appartiene al sistema ottico? 1) basamento; 2) portatubo; 3) tabella oggetti; 4) lente.

43.Scegli la sequenza corretta dei raggi luminosi in un microscopio ottico

1) lente-campione-tubo-oculare; 2) specchio-lente-tubo-oculare; 3) oculare-tubo-lente-specchio; 4) tubo-specchio-campione-lente.

44. Un esempio di quale livello di organizzazione della materia vivente è una sezione di una pineta?

1) organismico; 2) specifico della popolazione; 3) biogeocenotico; 4) biosfera.

45.Quale delle seguenti non è una proprietà dei sistemi biologici? 1) la capacità di rispondere agli stimoli ambientali; 2) la capacità di ricevere energia e usarla; 3) capacità di riprodursi; 4) organizzazione complessa.

46.Quale scienza studia principalmente i livelli di organizzazione sopraorganismo della materia vivente?

1) ecologia; 2) botanica; 3) insegnamento evolutivo; 4) biogeografia.

47. A quali livelli di organizzazione si colloca Chlamydomonas? 1) solo cellulare; 2) cellulare e tissutale; 3) cellulare e organismico; 4) specie cellulari e di popolazione.

48. I sistemi biologici sono 1) isolati; 2) chiuso; 3) chiuso; 4) aperto.

49.Quale metodo dovrebbe essere utilizzato per studiare i cambiamenti stagionali in natura? 1) misurazione; 2) osservazione; 3) esperimento; 4) classificazione.

50. La scienza si occupa della creazione di nuove varietà di piante di grano poliploide: 1) selezione; 2) fisiologia; 3) botanica; 4) biochimica.

Parte B. (scegliere tre risposte corrette)

Q1. Indicare tre funzioni che svolge la moderna teoria cellulare: 1) conferma sperimentalmente i dati scientifici sulla struttura degli organismi; 2) prevede l'emergere di nuovi fatti e fenomeni; 3) descrive la struttura cellulare di diversi organismi; 4) sistematizza, analizza e spiega nuovi fatti sulla struttura cellulare degli organismi; 5) avanza ipotesi sulla struttura cellulare di tutti gli organismi; 6) crea nuovi metodi per studiare le cellule.

Q2. Selezionare i processi che avvengono a livello genetico molecolare: 1) replicazione del DNA; 2) ereditarietà della malattia di Down; 3) reazioni enzimatiche; 4) la struttura dei mitocondri; 5) struttura della membrana cellulare; 6) circolazione sanguigna.

Parte B. (specificare conformità)

Q3. Correlare la natura dell'adattamento degli organismi con le condizioni in cui sono stati sviluppati:

Adattamenti Livelli di vita

A) colorazione brillante dei babbuini maschi 1) protezione dai predatori

B) colorazione maculata del giovane cervo 2) ricerca di un partner sessuale

B) lotta tra due alci

D) la somiglianza degli insetti stecco con i ramoscelli

D) velenosità dei ragni

E) odore forte nei gatti

Parte C.

1.Quali adattamenti delle piante forniscono loro la riproduzione e l'insediamento?

2.Quali sono le somiglianze e le differenze tra a diversi livelli organizzazione della vita?

3. Distribuire i livelli di organizzazione della materia vivente secondo il principio della gerarchia. Quale sistema si basa sullo stesso principio di gerarchia? Quali rami della biologia studiano la vita a ogni livello?

4.Qual è, secondo te, il grado di responsabilità degli scienziati per le conseguenze sociali e morali delle loro scoperte?