«Объект изучения биологии. Методология биологии» (УМК В.В. Пасечник, 10 класс, базовый уровень).

Объект изучения биологии

Параграф 2 · Биология 10 класс · УМК «Линия жизни» · Пасечник

Что такое методология науки?

Говоря о биологии как о науке, мы должны чётко представлять себе основные черты исследований в её области, отличающие их от исследований в других научных областях, т. е. её методологию. Любую науку характеризуют прежде всего объект и предмет, а цели и методы исследования.

✅ Методология науки — это учение о методах и процедурах научной деятельности, на которые опирается исследователь в ходе получения и разработки новых знаний в рамках конкретной научной дисциплины.

Объект изучения биологии

Вся живая природа — процессы и явления, протекающие в ней

Клетка → Организм

Мозг и нервная система

Экосистемы

Как одна клетка становится деревом или собакой?

Как работает человеческий мозг?

Взаимодействие форм жизни в природных сообществах

Объект и предмет исследования

Результат исследований — теоретические обобщения, меняющие научную картину мира

Объект

Существует независимо от исследователя — реальные живые организмы и природные явления

Предмет

Конкретные проявления жизни , на которые исследователь может влиять для проверки гипотез

Жизнь как объект биологии

«Наука о жизни» — но что такое жизнь?

Определение жизни по Энгельсу

Фридрих Энгельс (1820–1895)

«Жизнь — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей природой»

Последующие открытия показали: определение не раскрывает всей сущности жизни

Современный подход к определению жизни

Единого определения нет — учёные описывают жизнь через совокупность критериев живого

Первые живые существа

Протоклетки и простые репликации

Многообразие жизни

Неживая материя

Эволюция сложных организмов

Молекулы и химические реакции

Первые живые существа возникли из молекул неживой материи и усложнялись в ходе эволюции

Основные критерии живого

8 ключевых признаков, отличающих живое от неживого

1. Живые организмы имеют сходный химический состав и единый принцип строения. Живые существа «построены» из тех же химических элементов, что и объекты неживой природы, однако их соотношение в живом и неживом различно. Живые организмы на 98 % состоят из четырёх элементов — углерода, кислорода, азота и водорода, которые участвуют в образовании сложных органических молекул (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры). Все они, за исключением вирусов, имеют клеточное строение. Клетка является единой структурной и функциональной единицей, а также единицей развития всех живых организмов на Земле.

98% состава — 4 элемента

Углерод · Кислород · Азот · Водород

Органические молекулы

Белки · Нуклеиновые кислоты · Углеводы · Жиры

Клеточное строение

Клетка — единая структурная и функциональная единица всех живых организмов (кроме вирусов)

2. Все живые организмы представляют собой открытые биологические системы (от греч. systema — целое, состоящее из взаимосвязанных частей), которые устойчивы лишь при условии непрерывного поступления в них энергии и вещества из окружающей среды.

Зелёные растения используют солнечную энергию для синтеза органических веществ, которые необходимы им для нормальной жизнедеятельности. Другие существа получают энергию в результате распада сложных органических веществ, содержащихся в пище, на более простые. Таким образом, живые организмы существуют до тех пор, пока в них извне поступают энергия (солнечная или химическая) и питательные вещества.

3. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой: из неё они получают вещества, необходимые для жизни, а выделяют продукты жизнедеятельности. Казалось бы, в неживой природе можно наблюдать похожие процессы. Так, например, во время горения костра или свечи поглощаются органические вещества (целлюлоза, воск) и кислород (из воздуха), а выделяются углекислый газ и другие вещества. Однако пламя никто не назовёт живым существом. Да и в основе работы многих механизмов, созданных человеком, также лежат процессы, похожие на обменные.

В отличие от такого «обмена» в неживой природе, у живых

организмов самыми важными являются процессы биосинтеза

и распада веществ. Они обеспечивают постоянство химического

состава и строения организма, его рост, размножение и

существование в непрерывно меняющихся условиях

окружающей среды

4. Живые организмы реагируют на изменение факторов окружающей их среды. В процессе эволюции у живых организмов появилась способность избирательно реагировать на внешние воздействия — раздражимость. Причём у некоторых из них такие реакции проявляются быстро (например, животные убегают, нападают, прячутся, сжимаются и т. д.), а у других — медленно (например, растения поворачивают листья к свету).

Раздражимость

Избирательная реакция на внешние воздействия — результат эволюции

• Быстро: животные убегают, нападают, прячутся
• Медленно: растения поворачивают листья к свету

5. Живые организмы растут и развиваются. Рост и развитие характерны как для живой, так и для неживой материи. Однако только у живых организмов эти процессы протекают последовательно и упорядоченно. У каждого из них развитие связано с реализацией наследственной программы и обычно сопровождается увеличением массы. Последнее происходит за счёт образования новых молекул, элементарных клеточных структур и самих клеток, развитие характерно не только для отдельного организма, но и для живой природы в целом.

Рост и развитие

У живых — последовательно и упорядоченно , по наследственной программе, с увеличением массы

6. Всё живое размножается. Новые организмы — от бактерии до человека — возникают только в результате бесполого или полового размножения особей данного вида.

Наследственность

Изменчивость

Размножение

1

3

2

Передача признаков из поколения в поколение — информация закодирована в хромосомах

Новые организмы возникают только в результате бесполого или полового размножения особей данного вида

Двух совершенно одинаковых организмов не существует

7. Все живые организмы обладают наследственностью и изменчивостью. Наследственность — это способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Информация о том, каким должен быть организм, закодирована в его генетическом материале — хромосомах. Хотя потомки и похожи на родителей, но двух совершенно одинаковых организмов не существует. Это объясняется ещё одним свойством живого — изменчивостью.

8. Живые организмы приспособлены к определённой среде обитания. Даже по внешнему виду часто можно определить, какой образ жизни ведёт данный организм. Например, вы сразу отличите хищную птицу от зерноядной, влаголюбивые растения от засухоустойчивых обитателей пустынь.

Даже по внешнему виду можно определить образ жизни организма

• Хищная птица ↔ зерноядная
• Влаголюбивые растения ↔ обитатели пустынь

Приспособленность — результат длительной эволюции

8 признаков живого — итог

Единый принцип строения

Обмен энергией

Обмен веществ

Раздражимость

Размножение

Рост и развитие

Наследственность и

Приспособленность

изменчивость

Главный вывод

Живые биологические системы резко отличаются от неживых сложностью строения и высокой упорядоченностью физиологических процессов — это придаёт им качественно новые свойства

Живое

Неживое

Открытая система · Саморегуляция · Воспроизведение · Эволюция

Закрытая система · Случайные изменения · Нет размножения · Нет эволюции

Домашнее задание: п 2