Биология - наука о живой природе. Конспект урока "биология - наука о живой природе" Параграф 1 биология наука о живой природе

Совокупность живых организмов на Земле составляет органический мир, или живую природу. Изучением всех проявлений жизни занимается наука биология (от греч. биос - жизнь, логос - учение). Биология изучает строение и жизнедеятельность организмов, их многообразие, законы исторического и индивидуального развития. Живые организмы на нашей планете очень разнообразны и многочисленны. Они живут на суше, в воде, в почве, в воздухе. Область распространения жизни составляет особую оболочку Земли - биосферу (от греч. биос и сфера - шар) (рис. 1).

Рис. 1. Границы биосферы

Значение биологии . В наше время перед человечеством особенно остро встают такие проблемы, как охрана здоровья, обеспечение продовольствием и сохранение разнообразия организмов на нашей планете. Биология, исследования которой направлены на решение этих и других вопросов, тесно связана со многими сторонами практической деятельности человека - сельским хозяйством, медициной, различными отраслями промышленности (пищевой, легкой и т. д.).

Успешное развитие сельского хозяйства в настоящее время во многом зависит от биологов-селекционеров, создающих новые высокоурожайные сорта растений и породы животных, что позволяет получать больше продуктов питания.

Благодаря достижениям биологической науки в промышленности широко применяют современные биотехнологии. С их помощью предприятия выпускают высокоэффективные лекарства, витамины, кормовые добавки для сельскохозяйственных животных, средства защиты растений от вредителей и болезней, бактериальные удобрения, а также препараты для нужд пищевой, химической и других отраслей промышленности и для научных целей. Знание законов биологии помогает лечить и предупреждать болезни человека.

Активная и часто непродуманная хозяйственная деятельность человека привела к значительному загрязнению окружающей среды веществами, вредными для всего живого, к уничтожению лесов, водоемов. На нашей планете практически уже не осталось уголков с нетронутой природой. Перед человечеством встала грандиозная задача - сохранить природную среду, чтобы поддержать условия существования и развития цивилизации. Решить ее могут лишь люди, хорошо знающие законы природы. Знание биологии помогает решить проблему сохранения и улучшения условий жизни на нашей планете, составляет неотъемлемую часть культуры каждого жителя.

Ответьте на вопросы

1. Что изучает биология?
2. Что называют биосферой?
3. Какое значение имеет изучение биологии для человека?

Новые понятия

Биология. Биосфера.

Подумайте!

Почему биологию считают наукой будущего?

Биология - это наука о живом, о строении живой материи и процессах с ее участием, формах и развитии живого, о распространении живых организмов и их природных сообществ, взаимосвязях живой и неживой природы.

В 1949 году была предложена классификация биологических наук: в ней выделилось 3 направления.

Биология:

общие биологические науки

частные науки

комплексные науки

молекулярная биология

ботаника

почвоведение

генетика

зоология

гидробиология и др.

анатомия и морфология

микология

биохимия

микробиология

экология и др.

вирусология

антропология

На сегодняшний день главной проблемой теоретической биологии является создание единой теории живого.

Жизнь - есть форма существования открытых, саморегулирующихся и самовоспроизводящихся систем, построенных из полимеров - белков и нуклеиновых кислот (по М.В. Волькенштейну).

Выделяют признаки (свойства) живой материи, отличающие ее от неживой:

• 1. Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково. В живых организмах 99 % химического состава приходится на четыре элемента -- углерод, кислород, азот и водород.
• 2. Клеточное строение. Все живые организмы, кроме вирусов, состоят из клеток.
• 3. Обмен веществ. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее вещества, необходимые для питания, и выделяя продукты жизнедеятельности.
• 4. Энергозависимость. Живые тела представляют собой «открытые» для поступления энергии системы, т. е. не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним энергии и материи (в виде питательных веществ) извне.
• 5. Самовоспроизведение (репродукция) -- это свойство живых организмов воспроизводить себе подобных.
• 6. Наследственность заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Она обусловлена стабильностью, т. е. постоянством, строения молекул ДНК.
• 7. Изменчивость. Это свойство как бы противоположно наследственности, но вместе с тем тесно связано с ней. Изменчивость -- это способность организмов приобретать новые признаки и свойства, в основе которой лежат изменения биологических матриц.
• 8. Рост и развитие. Способность к развитию -- всеобщее свойство материи. Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта, изменяется его состав или структура. Развитие живой формы существования материи представлено индивидуальным развитием, или онтогенезом, и историческим развитием, или филогенезом.
• 9. Раздражимость. Любой организм неразрывно связан с окружающей средой: извлекает из нее питательные вещества, подвергается воздействию неблагоприятных факторов среды, вступает во взаимодействие с другими организмами и т. д. В процессе эволюции у живых организмов выработалось и закрепилось свойство избирательно реагировать на внешние воздействия.
• 10. Саморегуляция (авторегуляция) - это способность живых организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды, поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов. При этом недостаток поступления каких-либо питательных веществ мобилизует внутренние ресурсы организма, а избыток вызывает запасание этих веществ.
• 10. Ритмичность - это свойство присуще как живой, так и неживой природе. Обусловлено оно различными космическими и планетарными причинами: вращением Земли вокруг Солнца, сменой времен года, фазами Луны и т. д. Для неживой природы характерны, например, изменения освещенности и температуры в течение года и суток, приливы и отливы в морях и океанах, перемещение воздушных масс -- ветры и т. д. Живые организмы также подчиняются внешним датчикам времени, однако реакция их значительно сложнее изменений окружающей среды.

В настоящее время выделяют 8 уровней организации живой материи.

Задание 1. Впишите структурные составляющие каждого уровня организации жизни и укажите процессы, характерные для них.

		функционирование
Молекулярный (молекулярно-генетический)	биологические макромолекулы: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты	обмен веществ, превращения энергии, распад веществ, передача наследственной информации
клеточный	Состоит из двух центриолей: дочернего и материнского. Одна из центриолей, а именно материнская, имеет множество дополнительных образований. Материнский участок диплосомы является источником создания микротрубочек. Обазовывают центросферу, состоящую из углеводов, белков и липидов.	Образование внешних структур, так называемых жгутиков; образовывает реснички- волоскоподобные образования; образовывает нити веретена деления в процессе непрямого деления клетки (митоз) и в ходе деления ядра эукариотических клеток с уменьшением численности хромосом наполовину.
тканевый	Любая ткань представляет собой совокупность клеток и межклеточного вещества, которого может быть много (кровь, лимфа, рыхлая соединительная ткань) или мало (покровный эпителий). Клетки каждой ткани (и некоторых органов) имеют собственное название: клетки нервной ткани называются нейронами, клетки костной ткани - остеоцитами, печени - гепатоцитами и так далее. Межклеточное вещество химически представляет собой систему, состоящую из биополимеров в высокой концентрации и молекул воды.	Каждая ткань выполняет свою функцию. Например: Эпителиальная ткань, покрывает тело, выстилает внутренние поверхности органов (желудка, кишечника, мочевого пузыря и других) и полостей (брюшной, плевральной), а также образует большинство желез. Соединительная ткань выполняет механическую, опорную, формообразующую и защитную функции. Жировая ткань используется для хранения жиров, при распаде которых высвобождается большое количество энергии.
органный	Система органов опоры и движения; пищеварительная; дыхательная; сердечно-сосудистая; мочевыделительная; половая (мужская, женская); эндокринная; нервная; соматосенсорная (покровная).	Система органов предусматривает прежде всего функциональное объединение органов.
организменный	Различают четыре вида интеграции: механическую, гуморальную, химическую и нервную. В качестве механических интеграторов на тканевом уровне выступают межклеточные вещество и контакты; на органном уровне -- соединительная ткань; на системном --- вспомогательные органы. Гуморальные интеграторы -- это кровь и лимфа. Они выполняют интегративную роль на органном, системоорганном и организменном уровнях. Химическая интеграция -- это эндокринная регуляция, которая осуществляется гормонами, выделяемыми железами внутренней секреции. Гормоны оказывают свое интегративное действие на всех уровнях: клеточном, тканевом, органном, системоорганном и организменном.	Органы помогают выполнять главные присущие характерные свойства для живого существа. А именно: обмен веществ, раздражимость, способность к росту, размножению, подвижность, поддержание постоянства внутренней среды, пластичность и целостность.
популяционно-видовой
биогеоценотический
биосферный

По вопросу происхождения жизни, как и по вопросу сущности жизни, нет единого мнения. Существует несколько гипотез возникновения жизни на Земле.

АНАЛИЗ ЕГЭ ПО БИОЛОГИИ 2015 ГОДА

Каждый вариант экзаменационной работы включал в себя 40 заданий и состоял из двух частей, различающихся формой и уровнем сложности.

Часть 2 состояла из 7 заданий с развернутым ответом.

По уровню сложности задания распределялись следующим образом.

а) 18 заданий базового уровня с кратким ответом в виде одной цифры, соответствующей номеру верного ответа;

б) 7 заданий повышенного уровня с кратким ответом в виде одной цифры, соответствующей номеру верного ответа;

в) 8 заданий повышенного уровня с кратким ответом в виде последовательности цифр;

г) 7 заданий высокого уровня с развернутым ответом.

Учебный материал всех разделов курса биологии в экзаменационной работе распределен по семи содержательным блокам:

1. Биология – наука о живой природе;

2. Клетка как биологическая система;

3. Организм как биологическая система;

4. Система и многообразие органического мира;

5. Человек и его здоровье;

6. Эволюция живой природы;

7. Экосистемы и присущие им закономерности.

Первый блок «Биология как наука. Методы научного познания» содержит материал: о достижениях биологии; методах исследования; роли ученых в познании окружающего мира; об общих признаках биологических систем; об основных уровнях организации живой природы; о роли биологических теорий, идей, гипотез в формировании современной естественнонаучной картины мира.

Второй блок «Клетка как биологическая система» содержит задания, проверяющие: знания о строении и функциях клетки, ее химической организации, гене и генетическом коде, метаболизме, многообразии клеток, их делении; умения устанавливать взаимосвязь строения и функций органоидов клетки, распознавать и сравнивать клетки разных организмов, процессы, протекающие в них.

Третий блок «Организм как биологическая система» контролирует: освоение знаний о вирусах, об организменном уровне организации жизни и присущих ему закономерностях, о вредном влиянии мутагенов, алкоголя, наркотиков, никотина на генетический аппарат клетки, защите среды от загрязнения мутагенами, наследственных болезнях человека, их причинах и профилактике, селекции организмов и биотехнологии; овладение умениями сравнивать биологические объекты, процессы, явления, применять знания биологической терминологии и символики при решении задач по генетике.

В четвертом блоке «Система и многообразие органического мира» проверяются: знания о многообразии, строении, жизнедеятельности и размножении организмов различных царств живой природы; умения сравнивать организмы, характеризовать и определять их принадлежность к определенному систематическому таксону, устанавливать причинно-следственные связи между строением и функцией органов и систем органов организмов разных царств, взаимосвязи организмов и среды обитания.

Пятый блок «Организм человека и его здоровье» выявляет уровень: усвоения системы знаний о строении и жизнедеятельности организма человека, лежащих в основе формирования гигиенических норм и правил здорового образа жизни, профилактики травм и заболеваний; овладения умениями обосновывать взаимосвязь органов и систем органов человека, особенности, обусловленные прямохождением и трудовой деятельностью; делать вывод о роли нейрогуморальной регуляции процессов жизнедеятельности и об особенностях высшей нервной деятельности человека.

В шестой блок «Эволюция живой природы» включены задания, направленные на контроль: знаний о виде и его структуре, движущих силах, направлениях и результатах эволюции органического мира, этапах антропогенеза, биосоциальной природе человека; умений характеризовать критерии вида, причины и этапы эволюции, объяснять основные ароморфозы в эволюции растительного и животного мира, устанавливать причины многообразия видов и приспособленности организмов к среде обитания.

Седьмой блок «Экосистемы и присущие им закономерности» составляют задания, направленные на проверку: знаний об экологических закономерностях, цепях питания, круговороте веществ в биосфере; умений устанавливать взаимосвязи организмов, человека и окружающей среды, объяснять причины устойчивости, саморегуляции, саморазвития и смены экосистем, необходимость сохранения многообразия видов, защиты окружающей среды как основы устойчивого развития биосферы.

Средний тестовый балл в 2015 г. составил 53,2, что сопоставимо со средним тестовым баллом 2014 г. (54,8).

НАИБОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ ЗАДАНИЯ

Блок 1. Биология – наука о живой природе

Наиболее сложным оказалось задание, где требовалось указать, на каком уровне организации жизни фенотипически проявляются геномные мутации (организменном).

Вопрос 1. Что изучает биология?

Биология изучает строение и жизнедеятельность живых организмов, обитающих на Земле, их многообразие и развитие.

Вопрос 2. Что называют биосферой?

Биосфера - особая оболочка Земли, область распространения жизни.

Вопрос 3. Какое значение имеет биология?

Биология – основа нашей жизни. Биология тесно связана со многими сторонами практической деятельности человека - сельским хозяйством, различными отраслями промышленности и медициной, а также и охраной природы.

Вопрос 4. Почему необходимо изучать биологию?

Потому что, чем бы ни занимался человек, почти везде нужны знания по биологии. Например, сельское хозяйство в настоящее время во многом зависит от биологов-селекционеров, занимающихся улучшением существующих и созданием новых сортов культурных растений и пород домашних животных. Создана и успешно развивается микробиологическая промышленность. Знание законов биологии помогает лечить и предупреждать болезни человека. С помощью современных биотехнологий предприятия выпускают лекарства, витамины, высокоэффективные кормовые добавки для сельскохозяйственных животных, микробиологические средства защиты растений от вредителей и болезней, бактериальные удобрения, а также препараты для нужд пищевой, текстильной, химической и других отраслей промышленности и для научных целей. А также знание биологии помогает решить проблему сохранения и улучшения условий жизни на нашей планете.

Вопрос 5. Что изучает экология?

Экология изучает отношения организмов между собой и с окружающей их средой.

Подумайте

Почему считают, что роль биологии в жизни человека в XXI в. будет возрастать?

Так как наука не стоит на месте, люди, с помощью биологии, будут находить все новые и новые способы облегчить себе жизнь. Новые, более эффективные лекарства, более устойчивые сорта растений, развитие микробиологии поможет узнать много неразгаданных тайн. Открытие новых видов растений и животных, поможет нам лучше понять историю и уникальность нашего мира.

Задания

Выясните у своих родителей, знакомых их мнение о значении биологии в жизни современного человека. Подготовьте сообщение, в котором приведите конкретные примеры использования биологических знаний в повседневной жизни человека.

Биология - это наука о жизни. Современный человек должен знать об окружающем мире и понимать, что происходит вокруг него. Именно знание биологических законов дает понимание того, что в природе все взаимосвязано, и необходимо сохранение баланса различных видов существ. Биология помогает решать человеку различные проблемы: охрана окружающей среды, знания о живых организмах, производство средств защиты растений от вредителей и болезней, создание новых сортов культурных растений, выведение новых пород домашних животных, выращивание продуктов питания, производство лекарств, витаминов, вакцин, сывороток и многое другое.

Биология стала теоретической основой для медицины, дав ей возможность понять специфику человеческого организма. Это поможет лучше разобраться в том, как нужно организовать свою жизнь с точки зрения питания, физической и умственной нагрузок.

Можно привести следующие примеры использования биологических знаний в повседневной жизни человека: нужно мыть руки перед едой; немного зная строение своего тела, мы можем найти и проверить свой пульс; нельзя долго сидеть за компьютером и смотреть близко телевизор, т.к. устают глаза и может испортиться зрение; мыть фрукты и овощи перед их употреблением (знаем о микробах) и т. д.