mozok.click

Biologia - to zespół nauk traktujących o życiu

Biologia - to nauka o życiu. Dobrze już o tym wiesz. Życie jest zjawiskiem złożonym i wielostronnym i tak samo skomplikowana jest biologia. Biolodzy badają żywe istoty na różnorodnych poziomach, zaczynając od tych przejawów życia, których nie widać nawet przez najbardziej potężne mikroskopy elektronowe, kończąc na globalnych, które ogarniają wszystkie żywe organizmy na planecie. Biologa można sobie wyobrazić z siatką na motyle czy teczką na zielnik w polu; z probówkami i pipetką w laboratorium; podczas programowania algorytmów analizy informacji dziedzicznej przy komputerze czy uczącego się struktury cząsteczki za pomocą najbardziej skomplikowanych przyrządów fizycznych.

Taka różnorodność specjalności biologicznych uwarunkowana jest tym, że biologia -to skomplikowana nauka, która łączy wiele innych dyscyplin (tab. 1.1).

Tabela 1.1. Niektóre dyscypliny biologiczne

Biologia jest ściśle powiązana z innymi naukami. W dyscyplinach biologicznych są szeroko zastosowywane podejścia z wielu dziedzin wiedzy - fizyki, chemii, matematyki, informatyki. Na pograniczu nauk powstała biofizyka, biochemia, biologia molekularna, bioinformatyka (ryc. 1.1). Różnorodne badania biologiczne tworzą fundament dla medycyny, farmakologii, rolnictwa, biotechnologii.

Poznawanie poziomów organizacji materii żywej pozwala na lepsze zrozumienie życia

Chociaż życie pod względem swej istoty jest zjawiskiem niepodzielnym (albo ono jest, albo go nie ma), w celu jego poznania należy rozpatrywać wszystko, co żyje, na różnych poziomach jego organizacji. Każdy poziom ma swoje unikalne cechy i taki podział pomimo jego umowności pozwala pełniej i lepiej zrozumieć fenomen życia.

Poziom molekularny. Nie patrząc na to, że na poziomie molekularnym organizacji życie przeważnie nie przejawia się

(cząteczka nie może być żywa czy martwa), badanie cząsteczek, z których składają się żywe organizmy, tłumaczy mechanizmy funkcjonowania. Molekularny poziom organizacji żywej materii jest przedmiotem badań biochemii, biofizyki i biologii molekularnej.

Poziom komórkowy - pierwszy poziom, na którym powstaje życie. Komórka - to podstawowa jednostka żywego organizmu i jej poznanie jest bardzo ważne dla zrozumienia istoty życia. Biologia komórkowa - to nauka, która bada poziom komórkowy.

Poziom narządowo-tkankowy. W organizmie wielokomórkowym komórki łączą się w tkanki i narządy. Te zespoły pracują jako jednostki funkcjonalne żywego organizmu. Zasady funkcjonowania narządów bada fizjologia, ich budowę - anatomia, a rodzaje tkanek - histologia.

Poziom organizmowy. Obok komórkowego ten poziom jest kluczowy dla rozumienia istoty życia. Organizm potrafi funkcjonować jako jednolita niezależna jednostka, podtrzymywać swoje istnienie i rozmnażać się. Ten poziom organizacji życia jest przedmiotem badań wielu nauk: anatomii, fizjologii, genetyki, biologii rozwoju, embriologii.

Poziom populacyjno - gatunkowy - pierwszy poziom ponadorganizmowy. Na tym poziomie organizacji przejawia się nieprzerwal-ność życia: mimo że trwałość życia niektórych organizmów jest ograniczona, populacja potencjalnie jest nieśmiertelna zarówno jak i gatunek biologiczny w całości. Ten poziom organizacji jest obiektem zainteresowania przede wszystkim ekologów, genetyki populacyjnej i biologii populacyjnej.

Poziom ekosystemowy - poziom ponadorganizmowy, na którym przejawiają się powiązania organizmów różnych gatunków między sobą i otaczającym je światem. Poziom ekosystemowy bada ekologia.

Poziom biosferowy - globalny poziom, który łączy wszystkie żywe istoty na planecie. Ten poziom jest przedmiotem badań ekologii i nauki o biosferze.

Metody badań biologicznych wykorzystuje się w celu poznania życia

Każdy rozdział biologii korzysta z wielu własnych metod poznania obiektów biologicznych. Jednocześnie istnieje szereg ogólnych podejść wspólnych dla wszystkich nauk biologicznych.

Obserwacja była podstawową metodą na początkowym etapie rozwoju biologii, ale nie utraciła swego znaczenia również obecnie. W trakcie obserwacji uczony stwierdza fakty, ale nie wpływa na przebieg procesu.

Opis. Aby obserwacja miała sens, należy ją opisać. Opisy, mimo że odzwierciedlają interpretację obserwacji przez badacza, powinny być dokładne i obiektywne. Tylko wtedy możliwe jest porównywanie opisów między sobą.

Porównywanie danych - to jeszcze nie doświadczenie, lecz pierwszy krok do niego. Porównywanie pozwala ustalać prawidłowości rozwoju w przyrodzie.

Eksperyment. Zasadnicza różnica między eksperymentem a obserwacją polega na tym, że prowadzący eksperyment wtrąca się w naturalny przebieg wydarzeń i wpływa na badane obiekty za pomocą różnych czynników. Obecnie ta metoda w biologii jest wiodąca.

Metody matematyczne i modelowanie. Statystyczna analiza otrzymanych danych - to niezbędny etap sprawdzenia tego, czy wykryte prawidłowości nie są wynikiem zwykłego przypadku. Czasem, nagromadziwszy fakty, można zbudować matematyczny model obiektu czy zjawiska, co bardzo ułatwia wysunięcie i sprawdzenie hipotez naukowych. Na podstawie istniejących danych wysuwana jest hipoteza - możliwe tłumaczenie przyczyn obserwowanych zjawisk. Bardzo ważne jest to, aby hipoteza była sprawdzana, czyli, opierając się na nią, można było przewidzieć nowe fakty. W ten sposób wielokrotnie sprawdzona i potwierdzona hipoteza staje się teorią naukową.

Dlaczego należy uczyć się biologii?

Być może ktoś myśli, że „biologia nigdy mu się nie przyda w życiu” i że można by było jeszcze kilka godzin w tygodniu spędzić o wiele korzystniej? Naszym zdaniem takie sądzenie jest niepoprawne. Po pierwsze biologia jest w szkolnym programie jednym z najbardziej praktycznie zastosowywanych przedmiotów. Na lekcjach biologii zdobywasz wiedzę o zasadach funkcjonowania ludzkiego organizmu, zachowania zdrowia oraz początkową wiedzę z zakresu medycyny. Już tego wystarcza, aby usprawiedliwić czas poświęcony na nasz przedmiot.

Biologia pomaga ukształtować taki światopogląd, który umożliwia poznanie człowieka i jego miejsca w przyrodzie. Brak takiej percepcji świata prowadzi do strasznych skutków, czasami nawet na szeroką skalę. Skutkiem nierozumienia praw genetyki populacyjnej przez nazistów w Niemczech stało się wyniszczenie milionów ludzi w celu niby to „polepszenia nacji”. Brak znajomości zasad ekologii przez rząd chiński w latach 50. XX wieku doprowadził do masowego głodu i śmierci 15 milionów ludzi. Lekceważenie przez Mykytę Chruszczowa w 60. latach XX wieku najprostszej wiedzy botanicznej doprowadziło w ZSRR do upadku rolnictwa i kupowania pszenicy za granicą.

XXI wiek nazywany jest wiekiem biologii. Niesłychane sukcesy współczesnych biotechnologii, inżynierii genetycznej, bioinformatyki i biomedycyny odkrywają przed ludzkością nowe horyzonty, ale jednocześnie też poruszają nowe problemy. Wiedza z zakresu biologii jest niezbędna, aby połapać się w różnorodności nowych technologii, artykułów i leków, ponieważ właśnie na niewiedzy „biologicznej” zbijają kapitał nieuczciwi przedsiębiorcy. Czy można spożywać genetycznie modyfikowane produkty? Czy etyczne jest leczenie dziedzicznych schorzeń człowieka metodą terapii genetycznej? A klonowanie ludzi? Kim są „dzieci trojga rodzicowi” i jakim schorzeniom można zapobiec za pomocą tej technologii? Każdy człowiek, który uczył się biologii w szkole, powinien odpowiedzieć na te pytania.

Chcemy nauczyć was rozumieć i lubić życie we wszystkich jego przejawach. Postaramy się pokazać, jak piękne i ciekawe są żywe istoty na wszystkich poziomach ich organizacji. Człowiek - to też żywa istota, dlatego spodziewamy się, że ten podręcznik pomoże wam lepiej poznać nie tylko otaczające środowisko, lecz również samego siebie.

Zastanów się

Wybierz jedną poprawną odpowiedź

Jaki poziom organizacji żywej materii bada biochemia?

A cząsteczkowy В komórkowy C organizmowy

D ponadorganizmowy E biosferowy

Hipotezę od teorii naukowej różni to, że:

A teoria - to wielokrotnie potwierdzona hipoteza В hipoteza - to wielokrotnie potwierdzona teoria

C hipoteza jest wysuwana na podstawie doświadczeń, a teoria - na podstawie obserwacji

D hipoteza - to wynik doświadczenia, a teoria - modelowania matematycznego E hipoteza staje się teorią od razu po statystycznej analizie danych

Na jakim poziomie organizacji fenomen życia przejawia się po raz pierwszy?

A cząsteczkowym В tkankowym C organizmowym

D komórkowym E biosferowym

Statystyczna analiza danych potrzebna jest po to, aby A odróżniać realne prawidłowości od przypadku В dopasowywać wyniki doświadczenia do hipotezy C modyfikować hipotezę zgodnie z eksperymentalnymi danymi D korygować obserwacje prowadzone w różnym czasie E modelować procesy biologiczne

Sformułuj odpowiedź w postaci kilku zdań

Do czego biologowi potrzebna jest głęboka wiedza z matematyki? Dla jakich nauk biologicznych matematyka jest szczególnie ważna?

Na czym polega różnica między obserwacją a eksperymentem?

Biologia i medycyna - to dwie wzajemnie powiązane nauki. Co jest wspólnego i na czym polega różnica w ich dziedzinach badań?

W jaki sposób zachęciłbyś młodszego brata lub młodszą siostrę do poznawania biologii?

Znajdź odpowiedź i postaraj się zrozumieć istotę problemu

Jakie rodzaje modeli są zastosowywane w biologii? W jakich przypadkach potrzebne jest tworzenie modeli?

Dowiedz się samodzielnie i opowiedz innym

Bioinformatyka - to młoda dziedzina biologii, która szybko się rozwija. Jakie zadania ona rozwiązuje? Jak ona jest powiązana z takimi dyscyplinami biologicznymi jak biologia molekularna i genetyka?

Dotychczas żywe organizmy były wykryte tylko na Ziemi. Czegóż więc uczy biologia kosmiczna?

Źródło: Biologia podręcznika dla klasy 9 Szałamow