ماذا تفعل البيولوجيا كعلم؟ علم الأحياء البشري. دور علم الأحياء في تكوين صورة العلوم الطبيعية الحديثة للعالم

في عام 1802.

موسوعي يوتيوب

1 / 5

مقدمة في التطور والانتقاء الطبيعي

✪ انعكاسات نشاط عصبي أعلى | علم الأحياء الصف 7 # 53 | درس المعلومات

هيكل الخلية. فيديو درس الأحياء الصف الخامس

✪ هيكل الخلية

✪ أفضل 7 حيوانات صنعها الإنسان. لماذا العلماء روبوتات حيوية - موتات. تجارب علمية مروعة مع الحمض النووي

ترجمات

مفهوم علمي غالبًا ما يُساء فهمه ومناقشته كثيرًا (ليس كثيرًا في العلم كما هو الحال في الوعي العام) هي نظرية التطور. تطور. أينما نسمع هذه الكلمة (حتى لو لم نسمعها في سياق علم الأحياء) ، فإننا نفكر على الفور في التغييرات والتطور. عندما يستخدمها الناس في الحديث اليومي ، فإنهم يقصدون تغييرًا ... لا أعرف ما إذا كان بإمكاني رسمها ... دعنا نقول قردًا منحنيًا ... لقد رأينا جميعًا هذه الصورة في متاحف التاريخ الطبيعي. تمشي منحنية ، شيء من هذا القبيل ، رأسها لأسفل ... إنه قرد شبيه بالبشر ، حتى لو كانت لا تزال لديها قبعة ... ثم نرى صورة حيث تستقيم ببطء ، ببطء وتتحول في النهاية إلى رجل ما ذاهب للعمل. في نفس المزاج الرائع. والآن يقف بشكل مستقيم. بالطبع المعنى هو: الوقوف بشكل مستقيم أفضل من عدم الوقوف مستقيماً ... (لم يعد له ذيل ...) دعني أمحو ذلك. وهذا الرجل لديه فقط. سأرسمه بسمك مناسب. هذا الرجل لديه ذيل. (آسف ، كيف يمكنني ذلك) لقد رأيت هذا إذا كنت قد زرت متحف التاريخ الطبيعي. ثم هناك عدد قليل من القرود ، أكثر فأكثر منتصبة ، وفي النهاية يتحولون إلى رجل. وهناك فكرة مفادها أن القردة بطريقة ما تحولت إلى بشر. سمعته في مواقف مختلفة: في فصول علم الأحياء وحتى بين العلماء. يقولون: تطور القرد إلى إنسان ، أو تطور القرد إلى إنسان بدائي. هذا ، كما تعلمون ، وقف بشكل مستقيم تقريبًا ، منحني قليلاً ، يشبه القرد وقليلًا مثل الرجل ، وما إلى ذلك. أريد أن أكون واضحًا للغاية ، على الرغم من أن هذه العملية قد حدثت بالفعل ، كانت هناك كائنات تراكمت عليها التغييرات بمرور الوقت ، ربما بدا أسلافهم هكذا في البداية ، حتى ذلك الحين، لا توجد عملية موجهة تسمى التطور. لم يكن الأمر كما لو كان القرد يعتقد ، "أتمنى أن يكون أطفالي مثل هذا الرجل. عليك بطريقة ما أن تطلب التغييرات في حمضك النووي حتى تبدو هكذا. والحمض النووي غير معروف أيضًا. لم يقل الحمض النووي ، "مرحبًا ، سر في وضع مستقيم ، لا تنحني مثل القرد. وسأحاول بطريقة ما تحويلنا فجأة إلى هذا الرجل. هذا لم يحدث. هل تفهم؟ يجب أن نفهم بوضوح أن التطور شيء آخر. إنها ليست مثل ما يتخيله البعض ... ها هي شجرة ، وفي الجزء العلوي منها ، هناك العديد من الفواكه الجميلة. الكثير من الفواكه اللذيذة في الطابق العلوي. ربما يكون تفاح. وكان هناك نوع من الحيوانات ، مثل بقرة أو حصان. وفكرت: أتمنى لو أستطيع الحصول على تلك التفاحات. ولأنهم يريدون الوصول إلى التفاح في غضون جيلين ، فإنهم سوف يمدون أعناقهم طوال الوقت ، ومن جيل إلى جيل سوف تنمو أعناقهم لفترة أطول حتى تتحول إلى زرافات. هذا ليس تطورًا ، ولا يعني ذلك ، على الرغم من أن الفهم المعتاد للتطور يقودنا أحيانًا إلى هذه الفكرة. في الواقع ، أنا أفضل مصطلحًا آخر: الانتقاء الطبيعي. اسمحوا لي أن أكتب هذا المصطلح: الانتقاء الطبيعي. يعني هذا حرفياً أنه سيكون هناك تنوع في أي مجموعة من الكائنات الحية. هذا كلمة رئيسية. هذا يعني أن هناك بعض الاختلافات. إذا نظرت إلى الأطفال في المدرسة ، فسترى تنوعًا. بعضها أطول ، وبعضها أقل ، وبعضها أشقر ، وبعضها داكن الشعر. وما إلى ذلك وهلم جرا. هناك دائما تنوع. وما هو الانتقاء الطبيعي: إنه عملية أحيانًا تكون بعض العوامل البيئية أكثر ملاءمة لبعض الاختلافات. قد لا تكون بعض الاختلافات مهمة ، وبعضها مهم جدًا. يتكرر أحد الأمثلة في كل كتاب من كتب الأحياء ، لكنه مثير للاهتمام. يبدو أن هذه الفراشة تسمى عثة البتولا. كان هذا في إنجلترا قبل الثورة الصناعية. كانت هذه الفراشات ... (الآن سأحاول رسمها.) على ما يبدو. سأرسم بضع فراشات البتولا. زوجان هنا ، وهنا آخر. الآن ، كانت معظم العث على هذا النحو ، وكان بعضها متقطعًا. قد يبدو البعض مثل هذا. (دعنا نرسم باللون الأبيض.) هذه بها بقع. قد يبدو البعض مثل هذا. لديهم أيضا بقع سوداء. وبعضها كان تقريبًا بدون بقع. هذا هو التباين الطبيعي الذي يمكن رؤيته في أي مجموعة من الحيوانات. هناك ألوان مختلفة قليلاً. لقد عاشوا في سعادة دائمة ، ربما آلاف السنين ، إنها تقلبات طبيعية. كان الأمر مجرد أنه بالنسبة لهذه الفراشات لم تكن ميزة مهمة. ولكن بعد ذلك فجأة حدثت ثورة صناعية في إنجلترا ، وكان هناك الكثير من السخام من المصانع ، من المحركات البخاريةكما تعمل على الفحم. وفجأة كان هناك الكثير الذي كان باللون الرمادي والأبيض ، على سبيل المثال ، جذوع بعض الأشجار ... ربما كانت هناك أشجار كانت تبدو هكذا ، تم الحفاظ على اللون ... أو ربما بدت جذوعها مثل هذا. على سبيل المثال ، نعم. وهنا سيكون العث جيدًا جدًا. كانت بعض جذوع الأشجار مظلمة تمامًا ... ولكن فجأة حدثت الثورة الصناعية ، كل شيء مغطى بالسخام من حرق الفحم ، وفجأة أصبحت جميع الأشجار سوداء تمامًا ، أو أغمق بكثير مما كانت عليه. تغيرت البيئة التي تعيش فيها الفراشات فجأة. ما رأيك: ما هي عوامل الاختيار لهذه الفراشات؟ يمكن أن تأكل الفراشة بواسطة الطيور ، ومن المهم أن يراها الطائر بسهولة. فجأة ، يصبح الموطن أكثر قتامة من ذي قبل. يمكنك تخمين ما سيحدث: من الأسهل بكثير للطيور أن ترى هذه الفراشة الآن أكثر من هذه ، لأنه على خلفية مظلمة يصعب تحديد هذه الفراشة. وهذا لا يعني أن الطيور لن تصطاد هذا مطلقًا على الإطلاق ، كل ما في الأمر أنها ستلتقط هذا الطائر كثيرًا. حسنًا ، أنت تفهم ما سيحدث إذا اصطدمت الطيور بهذه الفراشات قبل أن تغادر ذريتها ، أو خلال موسم التزاوج. هذه الفراشة ، الفراشات الداكنة ، سوف تتكاثر كثيرًا ، وفجأة سيكون لدينا الكثير من الفراشات التي تبدو هكذا. سيكون هناك الكثير من هؤلاء. إذن ماذا حدث لنا؟ هل لدى الفراشات أي فكرة أو خطة تطوير هنا؟ يبدو أن اللون الأسود هو الحل الأكثر منطقية. كل شيء حولها أسود ، والفراشات لها عدة أجيال ، وكل الفراشات تتحول فجأة إلى اللون الأسود ، وتعتقد: أوه ، هذه الفراشات رائعة ، بطريقة ما قرروا جميعًا أن يصبحوا أسودًا من أجل الاختباء بشكل أفضل من الطيور. لكن الأمر لم يكن كذلك. كان هناك الكثير. كان هناك العديد من الفراشات في السكان خيارات مختلفة، وعندما بدأت البيئة تزداد قتامة ، أصبحت هذه الجمال والجمال أقل حظًا في التكاثر. وتكاثر هؤلاء وتضاعفوا حتى أكلوا قبل أن يتركوا النسل. أو قيد التقدم. لم يتمكنوا من ترك عدد كافٍ من الأحفاد ، ثم أصبح خيار آخر هو المهيمن. وبعد ذلك أصبح العث أسود بالكامل ، كما ترون. قد تقول ، "حسنًا سال ، هذا مجرد مثال واحد ، أنا بحاجة إلى المزيد. يجب أن يعمل هذا الانتقاء الطبيعي في كل مكان ، ويمكنه أن يفسر كيف تطورنا من البكتيريا البدائية أو من الحمض النووي الريبي المتكاثر ذاتيًا (والذي سأناقشه بمزيد من التفصيل لاحقًا). أحتاج إلى مزيد من الأدلة ، وأريد أن أرى كيف يعمل الآن ". وأفضل مثال على ذلك هو الأنفلونزا. سأقوم بعمل مقاطع فيديو حول الفيروسات وكيف تتكاثر. الفيروسات مثيرة للاهتمام للغاية ، لأنه في الحقيقة ليس من الواضح ما إذا كانت حية أم لا. إنها في الأساس مجرد حاويات من الحمض النووي وأحيانًا RNA ، وهذه مجرد معلومات وراثية موجودة في حاويات البروتين الصغيرة ذات الشكل الهندسي. وهذا كل ما في الأمر ، فهم ليسوا عاديين الكائنات الحية الذين يتحركون بنشاط ، ولديهم عملية أيض نشطة ، وما إلى ذلك. يأخذون هذا الحمض النووي ويضعونه في خلايا أخرى يمكنها معالجته ، ثم يستخدمون هذا الحمض النووي لإنتاج المزيد من الفيروسات. بشكل عام ، يمكننا إنشاء سلسلة كاملة من مقاطع الفيديو حول الفيروسات. بعبارة أخرى ، الإنفلونزا فيروس. كل عام نرى سلالة معينة من الفيروس ... نوع من الفيروسات ، وكلها مختلفة قليلاً. سأحدد الاختلافات بأعداد مختلفة من النقاط. لنفترض أنه فيروس الأنفلونزا ، والإنفلونزا البشرية ، وهو يصيب شخصًا ما ، وجهاز المناعة لدينا ، والذي سيكون حول عدة مقاطع فيديو في وقت واحد ، يتعلم ببطء التعرف على هذا الفيروس ومهاجمته قبل أن يتسبب في ضرر كبير. وتتخيل ما يحدث. على سبيل المثال ، هذا هو فيروس الأنفلونزا اليوم ... دعني أرسمهم جميعًا ، كل منهم به نقطتان ... لذا ، سأخبرك ما تعنيه هذه النقاط. في الوقت الحالي ، لنفترض أن جهاز المناعة يتعرف عليهم. إنها تفهم: لذا ، عندما أرى هذا الرجل الأخضر بنقطتين ، فهذا ليس جيدًا. سوف أهاجمه وأدمره قبل أن يضر بجهاز المناعة والحمض النووي وكل شيء. بمجرد أن يفهم الجهاز المناعي ماهية الفيروس المحدد ، يبدأ الاختيار الصعب. سنتحدث أكثر عن كيفية تعلم الجهاز المناعي. سوف تبدأ في مهاجمة هؤلاء الرجال. قد تعتقد أن الأنفلونزا ماكرة ، لكنها ليست ماكرة ، وليست ذكية على الإطلاق. ماذا يفعل: إنه يتغير باستمرار. لذلك هناك دائمًا اختلافات طفيفة في كل مجموعة من سكان الإنفلونزا. ربما تحتوي الغالبية العظمى من الفيروسات على نقطتين ، ولكن من وقت لآخر سيكون هناك فيروس بنقطة واحدة ، وآخر بثلاث نقاط ، وربما يكون طفرة عشوائية. ربما واحد من (سآخذ أي رقم) ... واحد من كل مليون من هذه الفيروسات لديه نقطة واحدة بدلاً من نقطتين. وإليك ما يحدث: بمجرد أن يعتاد جهاز المناعة البشري على مهاجمة الفيروس بنقطتين حمرتين ، لن يضطر هذا الرجل بعد الآن إلى التنافس مع الفيروسات الأخرى للحصول على مكان في الشخص ، وسيحصل على كل الحمض النووي البشري على أي حال. وبعد ذلك سيكون هذا الفيروس أكثر نجاحًا. لذا بحلول موسم الأنفلونزا القادم ، عندما يبدأ الناس بالعطس مرة أخرى ، ينشرون العدوى في كل مكان ، سيكون هذا الرجل هو فيروس الأنفلونزا الجديد. لذلك عندما تشاهد هذه العملية عامًا بعد عام ، ستجد أنها فيروس إنفلونزا جديد ، والتطور والانتقاء الطبيعي يعيشان. كل شيء يعمل! هذه العملية لا تستغرق دائمًا ملايين السنين. على الرغم من أن أهم مظاهره التي نراها حولنا وفي أنفسنا عادة ما تكون نتيجة عمليات استمرت ملايين السنين ، فإن الشيء نفسه يحدث كل عام. مثال آخر هو البكتيريا والمضادات الحيوية. البكتيريا هي خلايا صغيرة يمكنها التحرك. سنتحدث أكثر عنهم. هم بالتأكيد على قيد الحياة ولديهم التمثيل الغذائي وكل شيء. ومن الجيد معرفة أنه عندما يتحدث الناس عن العدوى ، يمكن أن تكون إما عدوى فيروسية تصيب حمضنا النووي وتستخدم أجهزتنا الخلوية للتكاثر ، أو عدوى بكتيرية ، إنها عدوى لخلايا صغيرة تتحرك وتطلق السموم التي تجعلنا مرضى. لذلك ، فإن البكتيريا هي التي تقتل بالمضادات الحيوية. مضادات حيوية. على الرغم من عدم وجود واصلة. مضادات حيوية. يهاجمون البكتيريا ويقتلونها. إذا كنت تعرف الأطباء على الأرجح وأخبرتهم: "لقد مرضت ، من المحتمل أن تكون عدوى بكتيرية ، أعطني مضادًا حيويًا" ، فسيجيب الطبيب المسؤول: "لا ، لا يمكنني إعطاء المضادات الحيوية تمامًا مثل ذلك ، لأنه كلما زاد استخدامك للمضادات الحيوية ، زادت فرصك في إنشاء خيارات جديدة ... (عليك أن تكون حريصًا مع كلمة" إنشاء "، لا يوجد أي نوع من أنواع المضادات الحيوية لإنهاء هذه الجملة). كيف تعمل؟ لنفترض أنها خضراء ... دعنا نقول أنها كلها بكتيريا ، هناك كوادريليونات منها. ومن وقت لآخر ، هناك شخص مختلف قليلاً عن الآخرين. يمكن لجميع البكتيريا من مجموعة عشوائية أن تصيبك بالتساوي ، وهذه اختلافات عشوائية بين هذه البكتيريا. ربما كانت هناك تغييرات طفيفة في حمضها النووي ، ولكن هذه هي كل تلك البكتيريا التي لا يحتاجها الجسم بكميات كبيرة. يمكن لجهازك المناعي مهاجمتها والتعامل معها. لكن سيكون هناك الكثير منهم ، ويمكن أن تمرض ، وتموت ، وما إلى ذلك. لنفترض أن الجميع بدأوا في استخدام المضادات الحيوية عندما لا يكونون مرضى ، عندما لا تكون هناك حاجة حقيقية ، ليس الأمر وكأنها مسألة حياة أو موت. ولنفترض أن هناك مضادًا حيويًا جيد جدًا في قتل البكتيريا الخضراء. ماذا يحدث إذا قتلت فجأة كل البكتيريا الخضراء؟ بعد ذلك ، ستسيطر البكتيريا الزرقاء على النظام البيئي بأكمله حيث اعتادت التنافس مع كل تلك الكائنات الخضراء للوصول إلى كل شيء داخل جسمك. والآن هو وحيد تمامًا ويمكنه التكاثر بحرية ، لذلك سيفعل ذلك ، بالطبع ... أكرر مرة أخرى: لا توجد خطة وعملية ذكية هنا: كما يعتقد نوع من البكتيريا: "سأعمل بذكاء ، سأحصل على مقاومة للمضادات الحيوية." رقم هذا ، بأي حال من الأحوال ، يحدث. هناك فقط تغييرات عشوائية ، والطفرات في الفيروسات والبكتيريا تحدث في كثير من الأحيان. هناك هذه التغييرات العشوائية ، ربما تغيير واحد في المليون. ولكن إذا بدأت فجأة في قتل جميع منافسيها ، فيمكن لهذه البكتيريا أن تتكاثر بسرعة كبيرة وتصبح مهيمنة. وسيكون المضاد الحيوي المصمم خصيصًا لقتل البكتيريا الخضراء عديم الفائدة تمامًا. وتحصل على بكتيريا خارقة. ربما سمعت كلمة "ميكروب خارق". أنه هو. لم يخلقوا أنفسهم. نحن من نجحنا في قتل منافسيهم وتركناهم يتولون زمام الأمور. الآن لا يمكننا قتلهم ، لأن جميع أدويتنا عملت فقط ضد منافسيهم. تستمر البكتيريا وتستمر في التحور. وإذا اعتمدنا بشدة على المضادات الحيوية ، فسنساهم دائمًا في اختيار المتغيرات التي لا تتأثر بهذه المضادات الحيوية. أعتقد أنني تحدثت لفترة كافية. في الواقع ، هذا موضوع مثير جدا للاهتمام. أردت أن أجعله موضوع أول فيديو لي (أو محاضرة ، إذا صح التعبير) في علم الأحياء ، لأنه إذا كان ... علم الأحياء هو علم الحياة ، ويمكننا التحدث عن الحياة سواء كانت الفيروسات حية أم لا ، ولكن إذا كنت تريد حقًا دراسة الأنظمة الحية ، فإن الشيء الوحيد الذي سنراه دائمًا هو الانتقاء الطبيعي. يمكننا الذهاب إلى كوكب آخر حيث الكائنات الحية ليس لديها حمض نووي. أو قد يكون لديهم نوع مختلف من المعلومات الوراثية المخزنة في الخلايا ، أو يتكاثرون بطريقة أخرى ، أو أنهم لا يعتمدون على الكربون على الإطلاق ، ولكنهم يعتمدون على السيليكون ... وإذا وصلنا إلى مثل هذا الكوكب وبدأنا في دراسة بيولوجيته ، فإن كل ما نعرفه عن البيولوجيا ، والفيروسات ، والحمض النووي ، سيكون عديم الفائدة. لكن إذا فهمنا هذا المفهوم الوحيد للانتقاء الطبيعي ، أن البيئة تختار بعض التغييرات ولا توجد عملية إرادية ، ولكن تحدث أحداث عشوائية فقط ، فهناك اختيار عشوائي للتغيرات العشوائية ، وماذا لحظة عظيمةعلى مدى فترة طويلة لا يمكن تصورها ، تتراكم هذه التغييرات ببساطة ، ويمكن أن يؤدي تراكمها إلى نتائج مهمة للغاية. سنتحدث أكثر عن هذا في فيديو آخر. اراك قريبا! ترجمات مجتمع Amara.org

الصورة البيولوجية للعالم

يعتمد علم الأحياء الحديث على خمسة مبادئ أساسية: نظرية الخلية ، والتطور ، وعلم الوراثة ، والتوازن ، والطاقة. علم الأحياء الآن موضوع قياسي في المرحلة الثانوية وما فوقها المؤسسات التعليميةفي جميع أنحاء العالم. يتم نشر أكثر من مليون مقال وكتاب في علم الأحياء والطب والطب الحيوي والهندسة الحيوية كل عام.

هناك خمسة مبادئ توحد جميع التخصصات البيولوجية في علم واحد للمادة الحية:

• النظرية الخلوية هي دراسة كل ما يتعلق بالخلايا. تتكون جميع الكائنات الحية من خلية واحدة على الأقل - الوحدة الهيكلية والوظيفية الأساسية للكائنات الحية. تتشابه الآليات الأساسية والكيمياء لجميع الخلايا في جميع الكائنات الأرضية ؛ يتم اشتقاق الخلايا فقط من خلايا موجودة مسبقًا تتكاثر في انقسام الخلية. تصف نظرية الخلية بنية الخلايا وانقسامها وتفاعلها مع البيئة الخارجية وتكوينها البيئة الداخليةوغشاء الخلية آلية عمل الأجزاء الفردية للخلية وتفاعلها مع بعضها البعض.
• تطور. من خلال الانتقاء الطبيعي والانحراف الجيني ، تتغير السمات الوراثية للسكان من جيل إلى جيل.
• نظرية الجين. تنتقل سمات الكائنات الحية من جيل إلى جيل جنبًا إلى جنب مع الجينات المشفرة في الحمض النووي. تستخدم الخلايا معلومات حول بنية الكائنات الحية أو التركيب الوراثي لإنشاء النمط الظاهري ، والخصائص الفيزيائية أو الكيميائية الحيوية التي يمكن ملاحظتها للكائن الحي. على الرغم من أن النمط الظاهري ، الذي يتم التعبير عنه من خلال التعبير الجيني ، يمكن أن يعد كائنًا حيًا للحياة في بيئته ، إلا أن المعلومات المتعلقة بالبيئة لا يتم تمريرها مرة أخرى إلى الجينات. يمكن أن تتغير الجينات فقط استجابة للتأثيرات البيئية من خلال العملية التطورية.
• التوازن. العمليات الفسيولوجية التي تسمح للكائن الحي بالحفاظ على بيئة داخلية ثابتة بغض النظر عن التغيرات في البيئة الخارجية.
• طاقة. سمة من سمات أي كائن حي ، ضرورية لحالته.

نظرية الخلية

تطور

المفهوم التنظيمي المركزي في علم الأحياء هو أن الحياة تتغير وتتطور بمرور الوقت من خلال التطور ، وهذا كل شيء الأشكال المعروفةالحياة على الأرض لها أصل مشترك. أدى ذلك إلى تشابه الوحدات الأساسية وعمليات الحياة المذكورة أعلاه. تم إدخال مفهوم التطور في المعجم العلمي من قبل جان بابتيست لامارك في عام 1809. بعد خمسين عامًا ، أثبت تشارلز داروين أن الانتقاء الطبيعي هو القوة الدافعة له ، تمامًا كما يستخدم الإنسان بوعي الانتقاء الاصطناعي لإنشاء سلالات حيوانية جديدة وأنواع نباتية جديدة. لاحقًا ، في النظرية التركيبية للتطور ، تم افتراض الانحراف الجيني كآلية إضافية للتغيرات التطورية.

نظرية الجينات

يتم استنساخ شكل ووظيفة الأشياء البيولوجية من جيل إلى جيل بواسطة الجينات ، وهي الوحدات الأولية للوراثة. لا يمكن ترميز التكيف الفسيولوجي مع البيئة في الجينات ويمكن توريثه في النسل (انظر لاماركية). من الجدير بالذكر أن كل شيء النماذج الموجودةتشترك الحياة الأرضية ، بما في ذلك البكتيريا والنباتات والحيوانات والفطريات ، في نفس الآلية الأساسية لنسخ الحمض النووي وتخليق البروتين. على سبيل المثال ، البكتيريا المحقونة بالحمض النووي البشري قادرة على تخليق البروتينات البشرية.

يُطلق على مجموع جينات الكائن الحي أو الخلية اسم النمط الجيني. يتم تخزين الجينات على كروموسوم واحد أو أكثر. الكروموسوم هو سلسلة طويلة من الحمض النووي يمكنها أن تحمل العديد من الجينات. إذا كان الجين نشطًا ، فسيتم نسخ تسلسل الحمض النووي الخاص به إلى تسلسلات RNA عبر النسخ. يمكن للريبوسوم بعد ذلك استخدام الحمض النووي الريبي لتجميع تسلسل البروتين المطابق لرمز الحمض النووي الريبي في عملية تسمى الترجمة. يمكن أن تؤدي البروتينات وظيفة تحفيزية (إنزيمية) ، ونقل ، ومستقبلات ، ووظائف وقائية وتركيبية وحركية.

التوازن

التوازن - القدرة أنظمة مفتوحةتنظيم بيئتها الداخلية بما يحافظ على ثباتها من خلال مجموعة متنوعة من الإجراءات التصحيحية الموجهة بآليات تنظيمية. جميع الكائنات الحية ، سواء متعددة الخلايا أو أحادية الخلية ، قادرة على الحفاظ على التوازن. على المستوى الخلوي ، على سبيل المثال ، يتم الحفاظ على حموضة ثابتة للبيئة الداخلية (). تحافظ الحيوانات ذوات الدم الحار على درجة حرارة ثابتة للجسم على مستوى الجسم. بالاقتران مع مصطلح النظام البيئي ، يُفهم الاستتباب ، على وجه الخصوص ، على أنه صيانة النباتات والطحالب لتركيز ثابت من الأكسجين الجوي وثاني أكسيد الكربون على الأرض.

طاقة

يعتمد بقاء أي كائن حي على إمداد مستمر بالطاقة. تُستمد الطاقة من المواد التي تعمل كغذاء ، ومن خلال تفاعلات كيميائية خاصة تُستخدم لبناء والحفاظ على بنية وعمل الخلايا. في هذه العملية ، تُستخدم جزيئات الطعام لاستخراج الطاقة وتوليف الجزيئات البيولوجية الخاصة بالجسم.

المصدر الأساسي للطاقة للغالبية العظمى من الكائنات الأرضية هو الطاقة الضوئية ، وخاصة الطاقة الشمسية ، ومع ذلك ، فإن بعض البكتيريا والعتائق تحصل على الطاقة من خلال التخليق الكيميائي. يتم تحويل الطاقة الضوئية من خلال عملية التمثيل الضوئي بواسطة النباتات إلى مادة كيميائية (جزيئات عضوية) في وجود الماء وبعض المعادن. يتم إنفاق جزء من الطاقة المستلمة على زيادة الكتلة الحيوية والحفاظ على الحياة ، بينما يُفقد الجزء الآخر في شكل منتجات الحرارة والنفايات. الآليات العامةيسمى تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة مفيدة للحياة التنفس والتمثيل الغذائي.

تنظيم مستويات الحياة

الكائنات الحية هي هياكل منظمة للغاية ، لذلك ، في علم الأحياء ، يتم تمييز عدد من مستويات التنظيم. في مصادر متعددةتم حذف بعض المستويات أو دمجها مع بعضها البعض. فيما يلي المستويات الرئيسية لتنظيم الحياة البرية بشكل منفصل عن بعضها البعض.

• الجزيئي - مستوى تفاعل الجزيئات التي تتكون منها الخلية وتحدد جميع عملياتها.
• الخلوي - المستوى الذي تعتبر فيه الخلايا وحدات أولية لبنية الكائن الحي.
• الأنسجة - مستوى مجموعات الخلايا المتشابهة في التركيب والوظيفة التي تشكل الأنسجة.
• العضو - مستوى الأعضاء الفردية التي لها هيكلها الخاص (ارتباط أنواع الأنسجة) وموقعها في الجسم.
• عضوي - مستوى الكائن الحي الفردي.
• مستوى السكان - الأنواع - مستوى السكان المكونين من مجموعة أفراد من نفس النوع.
• التكاثر الحيوي - مستوى تفاعل الأنواع فيما بينها ومع العوامل البيئية المختلفة.
• مستوى الغلاف الحيوي هو مجموع كل التكوينات الحيوية ، بما في ذلك جميع ظواهر الحياة على الأرض والتسبب فيها.

العلوم البيولوجية

معظم العلوم البيولوجية التخصصاتبتركيز أضيق. تقليديا ، يتم تجميعها وفقًا لأنواع الكائنات الحية المدروسة:

• علم النبات هو دراسة النباتات والطحالب والفطريات والكائنات الحية الشبيهة بالفطر ،
• علم الحيوان - الحيوانات والمتظاهرين ،
• علم الأحياء الدقيقة - الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات.

• الكيمياء الحيوية تدرس الأساس الكيميائي للحياة ،
• الفيزياء الحيوية تدرس الأسس الفيزيائية للحياة ،
• البيولوجيا الجزيئية - التفاعلات المعقدة بين الجزيئات البيولوجية ،
• بيولوجيا الخلية وعلم الخلايا - اللبنات الأساسية للبناء للكائنات متعددة الخلايا والخلايا ،
• علم الأنسجة والتشريح - بنية الأنسجة والجسم من الأعضاء والأنسجة الفردية ،
• علم وظائف الأعضاء - الوظائف الفيزيائية والكيميائية للأعضاء والأنسجة ،
• علم السلوك - سلوك الكائنات الحية ،
• علم البيئة - الاعتماد المتبادل الكائنات الحية المختلفةوبيئاتهم
• علم الوراثة - أنماط الوراثة والتنوع ،
• علم الأحياء النمائي - تطور الكائن الحي في عملية التكون ،
• علم الأحياء القديمة وعلم الأحياء التطوري - أصل الطبيعة الحية وتطورها التاريخي.

على الحدود مع العلوم ذات الصلة ، هناك: الطب الحيوي ، والفيزياء الحيوية (دراسة الكائنات الحية بالطرق الفيزيائية) ، والقياسات الحيوية ، وما إلى ذلك فيما يتعلق احتياجات عمليةمن شخص ما ، مثل مجالات بيولوجيا الفضاء ، وعلم الأحياء الاجتماعي ، وعلم وظائف الأعضاء ، والالكترونيات تنشأ.

التخصصات البيولوجية

تاريخ علم الأحياء

على الرغم من أن مفهوم علم الأحياء كعلم طبيعي متميز نشأ في القرن التاسع عشر ، إلا أن التخصصات البيولوجية نشأت في وقت سابق في الطب والتاريخ الطبيعي. عادة ما يتم تتبع تقاليدهم من علماء قدماء مثل أرسطو وجالينوس من خلال الأطباء العرب الجاحظ وابن سينا ​​وابن الزهرة وابن النفيز. خلال عصر النهضة ، حدث ثورة في الفكر البيولوجي في أوروبا من خلال اختراع الطباعة وانتشار الأعمال المطبوعة والاهتمام بالبحوث التجريبية واكتشاف العديد من الأنواع الجديدة من الحيوانات والنباتات خلال عصر الاكتشاف. في هذا الوقت ، عمل العقول البارزة أندرو فيزاليوس وويليام هارفي ، الذين وضعوا أسس علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء الحديثين. بعد ذلك بقليل ، قام لينيوس وبوفون بعمل رائع في تصنيف أشكال الكائنات الحية والمخلوقات الأحفورية. فتح الفحص المجهري عالم الكائنات الدقيقة غير المعروف سابقًا للمراقبة ، مما وضع الأساس لتطوير نظرية الخلية. ساهم تطور العلوم الطبيعية ، جزئيًا بسبب ظهور الفلسفة الآلية ، في تطوير التاريخ الطبيعي.

ل التاسع عشر في وقت مبكرالقرن ، وصلت بعض التخصصات البيولوجية الحديثة ، مثل علم النبات وعلم الحيوان ، إلى المستوى المهني. بدأ لافوازييه وغيره من الكيميائيين والفيزيائيين في تقريب الأفكار حول الطبيعة الحية وغير الحية. درس علماء الطبيعة مثل ألكسندر همبولت تفاعل الكائنات الحية مع بيئةواعتمادها على الجغرافيا ، وإرساء أسس الجغرافيا الحيوية ، والبيئة ، وعلم السلوك. في القرن التاسع عشر ، أدى تطور عقيدة التطور تدريجياً إلى فهم دور الانقراض وتنوع الأنواع ، وأظهرت النظرية الخلوية في ضوء جديد أساسيات بنية المادة الحية. إلى جانب بيانات علم الأجنة وعلم الحفريات ، سمحت هذه الإنجازات لتشارلز داروين بإنشاء نظرية شاملة للتطور تعتمد على الانتقاء الطبيعي. بحلول نهاية القرن التاسع عشر ، أفسحت أفكار التوليد التلقائي الطريق أخيرًا لنظرية العامل المعدي كعامل مسبب للأمراض. لكن آلية وراثة الصفات الأبوية لا تزال لغزا.

تقليديا ، يتم إجراء البحث العلمي في مجال علم الأحياء من قبل الجامعات ، على الرغم من أن الكليات المناظرة لا تسمى دائمًا بيولوجية. على سبيل المثال ، في جامعة موسكو الحكومية التي سميت باسم M.V. Lomonosov ، بالإضافة إلى كلية الهندسة الحيوية والمعلوماتية الحيوية ، وكلية الطب الأساسي ومعهد أبحاث البيولوجيا الفيزيائية والكيميائية. بالإضافة إلى الجامعات ، يتم إجراء البحث العلمي من قبل المؤسسات العامة والخاصة ، والتي تنتمي بشكل أساسي إلى النظام في روسيا

مادة الاحياء(من السير اليوناني - الحياة ، الشعارات - الكلمة ، العلم) عبارة عن مجموعة من العلوم المتعلقة بالحياة البرية.

موضوع علم الأحياء هو كل مظاهر الحياة: هيكل ووظائف الكائنات الحية ، وتنوعها ، وأصلها وتطورها ، وكذلك التفاعل مع البيئة. تتمثل المهمة الرئيسية لعلم الأحياء كعلم في تفسير جميع ظواهر الطبيعة الحية على أساس علمي ، مع الأخذ في الاعتبار أن الكائن الحي بأكمله له خصائص تختلف اختلافًا جوهريًا عن مكوناته.

يدرس علم الأحياء جميع جوانب الحياة ، على وجه الخصوص ، بنية الكائنات الحية وعملها ونموها وأصلها وتطورها وتوزيعها على الأرض ، ويصنف ويصف الكائنات الحية وأصل أنواعها والتفاعل مع بعضها البعض ومع البيئة.

في قلب علم الأحياء الحديث 5 مبادئ أساسية:

1. نظرية الخلية
2. تطور
3. علم الوراثة
4. التوازن
5. طاقة

العلوم البيولوجية

يشمل علم الأحياء حاليًا سطر كاملالعلوم التي يمكن تنظيمها وفق المعايير التالية: موضوعوالسائدة طُرقالبحث والدراسة مستوى تنظيم الحياة البرية.

بواسطة موضوع البحثأنا تنقسم العلوم البيولوجية إلى علم الجراثيم ، وعلم النبات ، وعلم الفيروسات ، وعلم الحيوان ، وعلم الفطريات.

علم النبات هو علم بيولوجي يدرس بشكل شامل النباتات والغطاء النباتي للأرض.

علم الحيوان - فرع من فروع علم الأحياء ، علم التنوع والبنية والحياة والتوزيع وعلاقة الحيوانات بالبيئة وأصلها وتطورها.

علم الجراثيم - علم الأحياء الذي يدرس التركيب والنشاط الحيوي للبكتيريا ، وكذلك دورها في الطبيعة.

علم الفيروسات هو العلم البيولوجي الذي يدرس الفيروسات.

الكائن الرئيسي علم الفطرياتهي الفطر وهيكلها وخصائص نشاطها الحيوي.

علم الأشنة - علم الأحياء الذي يدرس الأشنات.

غالبًا ما يتم النظر في علم الجراثيم وعلم الفيروسات وبعض جوانب علم الفطريات علم الاحياء المجهري - قسم الأحياء ، علم الأحياء الدقيقة (البكتيريا والفيروسات والفطريات المجهرية).

النظاميات, أو التصنيف, - العلوم البيولوجية التي تصف وتصنف إلى مجموعات جميع الكائنات الحية والمنقرضة.

في المقابل ، ينقسم كل من العلوم البيولوجية المدرجة إلى الكيمياء الحيوية ، علم التشكل ، علم التشريح ، علم وظائف الأعضاء ، علم الأجنة ، علم الوراثة والتصنيف (للنباتات أو الحيوانات أو الكائنات الحية الدقيقة). الكيمياء الحيوية هو علم التركيب الكيميائيالمادة الحية ، العمليات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية والتي تقوم على نشاطها الحيوي.

علم التشكل المورفولوجيا - علم الأحياء الذي يدرس شكل وبنية الكائنات الحية ، وكذلك أنماط تطورها. في بالمعنى الواسعويشمل علم الخلايا والتشريح وعلم الأنسجة وعلم الأجنة. التمييز بين مورفولوجيا الحيوانات والنباتات.

تشريح - هذا فرع من فروع علم الأحياء (بتعبير أدق ، علم التشكل) ، علم يدرس التركيب الداخلي وشكل الأعضاء والأنظمة والجسم ككل. يعتبر تشريح النبات جزءًا من علم النبات ، ويعتبر تشريح الحيوان جزءًا من علم الحيوان ، وعلم التشريح البشري هو علم منفصل.

علم وظائف الأعضاء - العلوم البيولوجية التي تدرس عمليات النشاط الحيوي للكائنات الحية النباتية والحيوانية وأنظمتها الفردية وأعضائها وأنسجتها وخلاياها. هناك فسيولوجيا للنباتات والحيوانات والبشر.

علم الأجنة(علم الأحياء التنموي)- فرع من علم الأحياء ، علم التطور الفردي للكائن الحي ، بما في ذلك تطور الجنين.

هدف علم الوراثة هي أنماط الوراثة والتنوع. حاليًا ، تعد واحدة من أكثر العلوم البيولوجية تطورًا ديناميكيًا.

بواسطة المستوى المدروس لتنظيم الطبيعة الحية تخصيص البيولوجيا الجزيئيةوعلم الخلايا وعلم الأنسجة وعلم الأعضاء وبيولوجيا الكائنات الحية والأنظمة فوق العضوية.

البيولوجيا الجزيئية هو واحد من أصغر أقسام علم الأحياء ، وهو علم يدرس ، على وجه الخصوص ، تنظيم المعلومات الوراثية والتخليق الحيوي للبروتين.

علم الخلية, أو بيولوجيا الخلية- العلوم البيولوجية ، موضوع دراستها خلايا الكائنات الحية أحادية الخلية ومتعددة الخلايا.

علم الانسجة - علم الأحياء ، قسم من علم التشكل ، موضوعه بنية أنسجة النباتات والحيوانات.

الى المجال علم الأعضاء تشمل علم التشريح والتشريح ووظائف الأعضاء المختلفة وأنظمتها. تشمل بيولوجيا الكائنات الحية جميع العلوم التي تتعامل مع الكائنات الحية ، على سبيل المثال ، علم السلوكعلم سلوك الكائنات الحية.

تنقسم بيولوجيا الأنظمة فوق العضوية إلى الجغرافيا الحيوية والبيئة. دراسات توزيع الكائنات الحية الجغرافيا الحيوية, بينما علم البيئة - تنظيم وعمل النظم فوق العضوية على مستويات مختلفة: السكان ، والتكاثر الحيوي (المجتمعات) ، والتكاثر الحيوي (النظم الإيكولوجية) والمحيط الحيوي.

بواسطة طرق البحث السائدة يمكن للمرء التمييز بين علم الأحياء الوصفي (على سبيل المثال ، علم التشكل) ، والتجريبي (على سبيل المثال ، علم وظائف الأعضاء) والبيولوجيا النظرية. يعد الكشف عن وشرح انتظام بنية الطبيعة الحية وعملها وتطورها على مستويات مختلفة من تنظيمها مهمة علم الأحياء العام. وهي تشمل الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية وعلم الخلايا وعلم الأجنة وعلم الوراثة والبيئة والعلوم التطورية والأنثروبولوجيا. عقيدة تطوريةيدرس الأسباب والقوى الدافعة والآليات والأنماط العامة لتطور الكائنات الحية. أحد أقسامها هو علم الحفريات- العلم موضوعه البقايا الأحفورية للكائنات الحية. الأنثروبولوجيا- قسم من علم الأحياء العام ، علم أصل وتطور الإنسان كنوع بيولوجي ، وكذلك تنوع السكان الإنسان المعاصروأنماط تفاعلهم. ترتبط الجوانب التطبيقية للبيولوجيا بمجال التكنولوجيا الحيوية والتربية وغيرها تتطور بسرعةعلوم. التكنولوجيا الحيويةيسمى علم الأحياء الذي يدرس استخدام الكائنات الحية والعمليات البيولوجية في الإنتاج. يستخدم على نطاق واسع في الأغذية (الخبز ، صناعة الجبن ، التخمير ، إلخ) والصناعات الدوائية (الحصول على المضادات الحيوية والفيتامينات) ، لتنقية المياه ، إلخ. اختيار- علم طرق تكوين سلالات من الحيوانات الأليفة وأنواع النباتات المزروعة وسلالات الكائنات الحية الدقيقة بالخصائص اللازمة للإنسان. يُفهم الاختيار أيضًا على أنه عملية تغيير الكائنات الحية ، التي يقوم بها الإنسان لتلبية احتياجاته.

يرتبط تقدم علم الأحياء ارتباطًا وثيقًا بتقدم الطبيعة الأخرى و العلوم الدقيقةمثل الفيزياء والكيمياء والرياضيات وعلوم الكمبيوتر وما إلى ذلك ، على سبيل المثال ، يعتمد الفحص المجهري والبحث بالموجات فوق الصوتية (الموجات فوق الصوتية) والتصوير المقطعي وطرق علم الأحياء الأخرى على القوانين الفيزيائية ، وستكون دراسة بنية الجزيئات البيولوجية والعمليات التي تحدث في الأنظمة الحية مستحيلة بدون استخدام المواد الكيميائية و الطرق الفيزيائية. يسمح استخدام الأساليب الرياضية ، من ناحية ، بتحديد وجود اتصال منتظم بين الأشياء أو الظواهر ، لتأكيد موثوقية النتائج التي تم الحصول عليها ، ومن ناحية أخرى ، نمذجة ظاهرة أو عملية. في الآونة الأخيرة ، أصبحت أساليب الكمبيوتر ، مثل النمذجة ، ذات أهمية متزايدة في علم الأحياء. عند تقاطع علم الأحياء والعلوم الأخرى ، ظهر عدد من العلوم الجديدة ، مثل الفيزياء الحيوية ، والكيمياء الحيوية ، وعلم الإلكترونيات ، وما إلى ذلك.

دور علم الأحياء في تكوين صورة العلوم الطبيعية الحديثة للعالم

في مرحلة التكوين ، لم يكن علم الأحياء موجودًا بعد بشكل منفصل عن العلوم الطبيعية الأخرى وكان يقتصر فقط على مراقبة ودراسة ووصف وتصنيف ممثلي الحيوان و النباتيةأي كان علمًا وصفيًا. ومع ذلك ، فإن هذا لم يمنع علماء الطبيعة القدامى أبقراط (حوالي 460-377 قبل الميلاد) ، وأرسطو (384-322 قبل الميلاد) وثيوفراستوس (الاسم الحقيقي تيرثام ، 372-287 قبل الميلاد) من المساهمة بشكل كبير في تطوير الأفكار حول بنية جسم الإنسان والحيوان ، فضلاً عن التنوع البيولوجي للحيوانات والنباتات ، وبالتالي وضع أسس وعلم التشريح الحيواني البشري. توج تعميق المعرفة حول الطبيعة الحية وتنظيم الحقائق المتراكمة سابقًا والتي حدثت في القرنين السادس عشر والثامن عشر بإدخال التسميات الثنائية وإنشاء تصنيف متماسك للنباتات (C.Linnaeus) والحيوانات (J.-B. Lamarck). وصف عدد كبير من الأنواع المماثلة السمات المورفولوجية، وكذلك الاكتشافات الحفرية أصبحت متطلبات أساسية لتطوير الأفكار حول أصل الأنواع وطرق التطور التاريخي للعالم العضوي. وهكذا ، دحضت تجارب F. Redi و L. Spallanzani و L. Pasteur في القرنين السابع عشر والتاسع عشر فرضية التولد التلقائي التلقائي التي طرحها أرسطو ووجدت في العصور الوسطى ، ونظرية التطور الكيميائي الحيوي بواسطة A.I. Oparin و J. Haldane ، التي أكدها ببراعة S. إذا لم تعد عملية ظهور الكائنات الحية من المكونات غير الحية وتطورها في حد ذاتها موضع شك ، فإن آليات وطرق واتجاهات التطور التاريخي للعالم العضوي لا تزال غير مفهومة تمامًا ، حيث لا تزال أي من نظريتي التطور الرئيسيتين المتنافستين (النظرية التركيبية للتطور ، التي تم إنشاؤها على أساس نظرية Ch. داروين ، ونظرية J-B Lamarck الدليل). سمح استخدام المجهر والطرق الأخرى للعلوم ذات الصلة ، بسبب التقدم في مجال العلوم الطبيعية الأخرى ، بالإضافة إلى إدخال الممارسة التجريبية ، للعلماء الألمان T. Schwann و M. أصبح أهم تعميم في علم الأحياء ، والذي شكل حجر الزاوية للأفكار الحديثة حول وحدة العالم العضوي. كان اكتشاف أنماط نقل المعلومات الوراثية من قبل الراهب التشيكي جي مندل بمثابة حافز لمزيد من التطور السريع في علم الأحياء في القرنين العشرين والحادي والعشرين وأدى ليس فقط إلى اكتشاف الناقل العالمي للوراثة - الحمض النووي ، ولكن أيضًا الشفرة الجينية ، وكذلك الآليات الأساسية للتحكم والقراءة والتنوع في المعلومات الوراثية. أدى تطوير الأفكار حول البيئة إلى ظهور مثل هذا العلم علم البيئةوالصياغة عقيدة المحيط الحيويكنظام كوكبي متعدد المكونات معقد من المجمعات البيولوجية الضخمة المترابطة ، وكذلك العمليات الكيميائية والجيولوجية التي تحدث على الأرض (VI Vernadsky) ، مما يسمح في النهاية بدرجة صغيرة على الأقل لتقليل عواقب سلبيةالنشاط الاقتصادي البشري. وهكذا ، لعبت البيولوجيا دورًا مهمًا في تكوين صورة العلوم الطبيعية الحديثة للعالم.

طرق دراسة الكائنات الحية

مثل أي علم آخر ، فإن لعلم الأحياء ترسانته الخاصة من الأساليب. بالإضافة إلى الطريقة العلمية للإدراك ، والتي تستخدم في الفروع الأخرى ، تستخدم طرق مثل التاريخية والوصفية المقارنة وما إلى ذلك على نطاق واسع في علم الأحياء.

طريقة علمية تشمل المعرفة الملاحظة وصياغة الفرضيات والتجربة والنمذجة وتحليل النتائج واشتقاق الأنماط العامة.

ملاحظة- هذا تصور هادف للأشياء والظواهر بمساعدة الأجهزة أو الأدوات الحسية ، بسبب مهمة النشاط. الشرط الرئيسي للملاحظة العلمية هو موضوعيتها ، أي إمكانية التحقق من البيانات التي تم الحصول عليها عن طريق الملاحظة المتكررة أو استخدام طرق بحث أخرى ، مثل التجربة. يتم استدعاء الحقائق التي تم الحصول عليها نتيجة الملاحظة بيانات.يمكن أن يكونوا مثل جودة(وصف الرائحة والذوق واللون والشكل وما إلى ذلك) ، و كمي،علاوة على ذلك ، فإن البيانات الكمية أكثر دقة من البيانات النوعية.

بناءً على بيانات الملاحظة ، تمت صياغة فرضية - حكم افتراضي حول الارتباط المنتظم للظواهر. تم اختبار الفرضية في سلسلة من التجارب.

تجربةتسمى تجربة التدريج العلمي ، وهي مراقبة الظاهرة قيد الدراسة في ظل ظروف خاضعة للرقابة ، مما يسمح بتحديد خصائص هذا الكائن أو الظاهرة. أعلى شكل من أشكال التجربة هو النمذجة - دراسة أي ظواهر أو عمليات أو أنظمة للكائنات من خلال بناء نماذجها ودراستها. في جوهرها ، هذه واحدة من الفئات الرئيسية لنظرية المعرفة: أي طريقة للبحث العلمي ، نظريًا وتجريبيًا ، تعتمد على فكرة النمذجة. تخضع نتائج التجربة والمحاكاة لتحليل شامل.

تحليلتسمى طريقة البحث العلمي عن طريق تحلل كائن إلى أجزاء مكونة أو تفكيك عقلي لكائن عن طريق التجريد المنطقي. يرتبط التحليل ارتباطًا وثيقًا بالتوليف.

توليف- هذه طريقة لدراسة الموضوع في سلامته ووحدة أجزائه وترابطها. نتيجة للتحليل والتوليف ، تصبح فرضية البحث الأكثر نجاحًا فرضية عمل ، وإذا كانت قادرة على مقاومة محاولات دحضها وتوقعت بنجاح حقائق وعلاقات غير مفسرة سابقًا ، فيمكن أن تصبح نظرية.

تحت نظريةفهم مثل هذا الشكل من المعرفة العلمية التي تعطي نظرة شاملة للأنماط والصلات الأساسية للواقع. الاتجاه العام للبحث العلمي هو تحقيق مستويات أعلى من القدرة على التنبؤ. إذا لم تكن هناك حقائق يمكن أن تغير النظرية ، وكانت الانحرافات التي تحدث عنها منتظمة ومتوقعة ، فيمكن رفعها إلى المرتبة قانون- علاقة ضرورية وأساسية ومستقرة ومتكررة بين الظواهر في الطبيعة. مع زيادة هيكل المعرفة وتحسن طرق البحث ، يمكن تحدي الفرضيات وحتى النظريات الراسخة وتعديلها وحتى رفضها ، لأنها هي نفسها معرفة علميةديناميكية بطبيعتها وخاضعة باستمرار لإعادة التفكير النقدي.

تكشف الطريقة التاريخية عن أنماط ظهور وتطور الكائنات الحية ، وتشكيل بنيتها ووظيفتها. في بعض الحالات ، هذه الطريقة حياة جديدةاكتساب الفرضيات والنظريات التي كانت تعتبر في السابق خاطئة. لذلك ، على سبيل المثال ، حدث مع افتراضات داروين حول طبيعة الإشارات من خلال النبات استجابة للتأثيرات البيئية. يوفر الأسلوب الوصفي المقارن تحليلًا تشريحيًا وصرافيًا لأشياء الدراسة. إنه يكمن وراء تصنيف الكائنات الحية ، وتحديد أنماط ظهور وتطور مختلف أشكال الحياة.

الرصد هو نظام من التدابير لرصد وتقييم والتنبؤ بالتغيرات في حالة الكائن قيد الدراسة ، ولا سيما المحيط الحيوي. غالبًا ما يتطلب إجراء الملاحظات والتجارب استخدام معدات خاصة ، مثل المجاهر وأجهزة الطرد المركزي ومقاييس الطيف الضوئي وما إلى ذلك. يُستخدم الفحص المجهري على نطاق واسع في علم الحيوان وعلم النبات وعلم التشريح البشري وعلم الأنسجة وعلم الخلايا وعلم الوراثة وعلم الأجنة وعلم الحفريات والبيئة وغيرها من فروع علم الأحياء. يسمح لك بدراسة البنية الدقيقة للأجسام باستخدام الضوء والإلكترون والأشعة السينية وأنواع أخرى من المجاهر.

يتكون المجهر الضوئي من أجزاء بصرية وميكانيكية. تشارك الأجزاء البصرية في بناء الصورة ، وتعمل الأجزاء الميكانيكية لتسهيل استخدام الأجزاء البصرية. يتم تحديد التكبير الكلي للمجهر بواسطة الصيغة: التكبير الموضوعي x تكبير العدسة = تكبير المجهر.

على سبيل المثال ، إذا كان الهدف يكبر شيئًا بمقدار 8 مرات وتكبر العدسة العينية بمقدار 7 مرات ، فإن التكبير الكلي للمجهر هو 56.

يجعل الطرد المركزي التفاضلي ، أو التجزئة ، من الممكن فصل الجسيمات وفقًا لحجمها وكثافتها تحت تأثير قوة الطرد المركزي ، والتي تُستخدم بنشاط في دراسة بنية الجزيئات والخلايا البيولوجية.

المستويات الرئيسية لتنظيم الحياة البرية

1. الوراثة الجزيئية. تتمثل أهم مهام علم الأحياء في هذه المرحلة في دراسة آليات نقل المعلومات الجينية والوراثة والتنوع.
2. المستوى الخلوي. الوحدة الابتدائية المستوى الخلويالتنظيم عبارة عن خلية ، وظاهرة أولية - تفاعل الأيض الخلوي.
3. مستوى الأنسجة. يتم تمثيل هذا المستوى من خلال الأنسجة التي تجمع بين خلايا بنية وحجم وموقع معين ووظائف مماثلة. نشأت الأنسجة في سياق التطور التاريخي جنبًا إلى جنب مع تعددية الخلايا. في الكائنات متعددة الخلايا ، تتشكل في عملية تكون الجنين نتيجة تمايز الخلايا.
4. مستوى الجهاز. يتم تمثيل مستوى العضو بأعضاء الكائنات الحية. في البروتوزوا ، يتم الهضم والتنفس وتداول المواد والإفراز والحركة والتكاثر بواسطة عضيات مختلفة. الكائنات الحية الأكثر تقدمًا لها أنظمة عضوية. في النباتات والحيوانات ، تتشكل الأعضاء بسبب عدد مختلف من الأنسجة.
5. مستوى الكائن الحي. الوحدة الأولية في هذا المستوى هي الفرد في تطوره الفردي ، أو نشأته ، وبالتالي يُطلق على المستوى العضوي أيضًا اسم التولد الجيني. ظاهرة أولية لهذا المستوى هي التغيرات في الكائن الحي في تطوره الفردي.
6. مستوى السكان والأنواع. السكان عبارة عن مجموعة من الأفراد من نفس النوع الذين يتزاوجون بحرية ويعيشون بمعزل عن مجموعات أخرى مماثلة من الأفراد. بين السكان ، هناك تبادل حر للمعلومات الوراثية ونقلها إلى الأحفاد. السكان هو الوحدة الأولية لمستوى الأنواع السكانية ، والظاهرة الأولية في هذه الحالة هي التحولات التطورية ، مثل الطفرات والانتقاء الطبيعي.
7. مستوى التكاثر الحيوي. التكاثر الحيوي هو مجتمع مؤسس تاريخيًا من السكان أنواع مختلفةمترابطة مع بعضها البعض والبيئة من خلال تبادل المادة والطاقة. التكوينات الحيوية هي أنظمة أولية يتم فيها تنفيذ دورة الطاقة المادية ، بسبب النشاط الحيوي للكائنات الحية. التكوينات الحيوية نفسها هي وحدات أولية من مستوى معين ، في حين أن الظواهر الأولية هي تدفقات الطاقة وتداول المواد فيها. تشكل التكوينات الحيوية المحيط الحيوي وتحدد جميع العمليات التي تحدث فيه.
8. مستوى الغلاف الحيوي. المحيط الحيوي هو قشرة الأرض التي تسكنها الكائنات الحية وتحولها. المحيط الحيوي هو أعلى مستوى من تنظيم الحياة على هذا الكوكب. تغطي هذه القشرة الجزء السفلي من الغلاف الجوي والغلاف المائي والطبقة العليا من الغلاف الصخري. المحيط الحيوي ، مثل جميع الأنظمة البيولوجية الأخرى ، ديناميكي ويتحول بنشاط بواسطة الكائنات الحية. إنها بحد ذاتها وحدة أولية لمستوى الغلاف الحيوي ، وكظاهرة أولية ، فإنها تنظر في عمليات تداول المواد والطاقة التي تحدث بمشاركة الكائنات الحية.

كما ذكرنا أعلاه ، يساهم كل مستوى من مستويات تنظيم المادة الحية في عملية تطورية واحدة: لا تقوم الخلية بإعادة إنتاج المعلومات الوراثية المتأصلة فحسب ، بل تقوم أيضًا بتغييرها ، مما يؤدي إلى ظهور مجموعات جديدة من علامات وخصائص الكائن الحي ، والتي تخضع بدورها للانتقاء الطبيعي على مستوى الأنواع السكانية ، إلخ.

من اليونانية ؟؟؟؟ - الحياة و؟؟؟؟؟ - عقيدة) - مجموعة علوم عن الحياة. يشمل موضوع B. دراسة الحياة كشكل خاص من حركة المادة ، وقوانين تطور الطبيعة الحية ، وكذلك دراسة الكائنات الحية بكل تنوع مظاهرها وعلى جميع مستويات التنظيم: تحت المجهر (جزيئي كبير) ، ميكروسكوب (خلوي) ، على مستوى فرد متعدد الخلايا (عضوي) وعلى مستويات أعلى - الأنواع الحية ، بيئة حيوية وحيوية. ب. يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالفلسفة وطوال تطورها ، وخاصة في العصر الحديث. الظروف ، هي ساحة الصراع بين المادية والمثالية. عدد مهم من الطبيعة العلمية. إثبات الجدل. المادية مستمدة من بيانات ب ، والمثالية. تتطفل الفلسفة على المشاكل التي لم تحل بعد وعلى المعرفية. التناقضات الناشئة في عملية الإدراك. ب هو نظري. أساس الطب وجميع فروع x-va المرتبطة بالكائنات الحية. ب- يدرس جوهر وأنماط البيولوجية. شكل حركة المادة ، وهو أعلى شكل لحركة المادة ، مقارنةً بالمواد الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية. الفهم الخاطئ لنسبة البيولوجية. أشكال حركة المادة مع الأشكال الأخرى هي مصدر اثنين من الميتافيزيقيين المتطرفين. مفاهيم الأحياء: من ناحية ميكانيكية. وهو مفهوم ينفي خصوصيات الأحياء ويختزلها إلى أشكال الحركة العاملة في غير العضوي. الطبيعة (خاصة للحركة الفيزيائية والكيميائية وفي النهاية الميكانيكية) ، ومن ناحية أخرى - حيوية. مفاهيم (انظر الحيوية) مع محاولة كسر ومعارضة الأحياء وغير الأحياء بشكل أساسي ، لإضفاء الطابع المطلق على خصوصيات الأحياء وتحويلها إلى نوع من "البداية" المستقلة أو "مادة الحياة" ، والتي من المفترض أنها لا يمكن أن تكون مرتبطة بالفيزيائية والكيميائية. العمليات. وفقًا لهذا ، ظهرت فكرتان متطرفتان حول أساليب معرفة الأحياء. وفقا لأحدهم ، فإن الجوهر البيولوجي يمكن الكشف عن الظواهر فقط من خلال الكيمياء والفيزياء ؛ وفقًا لآخر ، الكيمياء والفيزياء غير قابلة للتطبيق على معرفتهم. كل من هذه الأساليب أحادية الجانب وخاطئة. لأن البيولوجي يتضمن شكل حركة المادة ، كلحظة ثانوية ، أشكالًا أبسط - كيميائية وفيزيائية وميكانيكية. أشكال حركة المادة ، وأعلى شكل من أشكال حركة المادة لديه عدد من القوانين والعمليات المرتبطة بأشكالها السفلية ، بقدر ما تكون دراسة العمليات الحياتية إلى حد ما مادة كيميائية قابلة للتطبيق تمامًا. والجسدية الطرق (على سبيل المثال ، لدراسة التفاعلات الأنزيمية ، والأسس المادية للوراثة ، إلخ. ). لكن منذ البيولوجية شكل حركة المادة هو شكل جديد نوعيًا ؛ وفي الوقت نفسه ، يتطلب طرقًا جديدة للبحث ، وطرقًا للانفتاح البيولوجي على وجه التحديد. الأنماط (على سبيل المثال ، أنماط الانتواع في الحياة البرية ، إلخ). وبالتالي ، من أجل فهم جوهر انتظام عمليات الحياة وفقًا للنسبة والترابط بين الأشكال المختلفة لحركة المادة في الطبيعة الحية ، يجب استخدام الأساليب البيولوجية والكيميائية والفيزيائية. طرق البحث. مثال على المظهر الملموس للعلاقات المتبادلة لأشكال حركة المادة في الطبيعة هو وحدة الكائن الحي وظروف حياته على أساس بيولوجي. التمثيل الغذائي الذي يعد الكشف عنه (الوحدة) أكبر غزو حديث. علم الأحياء (انظر عقيدة ميشورين). في هذه الوحدة ، هناك تحول في المادي. (مثل الضوء والحرارة) ، الكيمياء. (على سبيل المثال ، الطعام والرطوبة والهواء) وحركات المواد الخاصة بهم في البيولوجية. حركة المادة وحاملاتها (الجسم الحي). من الممكن معرفة ذلك فقط على أساس التطبيق المعقد لأساليب البحث ، وفقًا للأشكال المشار إليها لحركة المادة ؛ بيولوجي مفاهيم تسمح بشرح البيولوجية. الظواهر فقط عند الأخذ في الاعتبار ارتباط هذه الظواهر الفيزيائية والكيميائية. جانب. حديث B هي مجموعة معقدة من الصناعات وهي واحدة من أكثر العلوم تمايزًا. حدث انقسام ب. إلى فروع بشكل تلقائي فيما يتعلق بالاحتياجات المتزايدة للممارسة ، حيث تعمق حجم المعرفة ونما ، وتطورت أساليب البحث. في القرنين السابع عشر والثامن عشر تم تقسيم B. إلى علم النبات وعلم الحيوان ، تم تقسيم كل منهما إلى 4 فروع فقط: التصنيف ، علم التشكل ، علم التشريح ، وعلم وظائف الأعضاء. رئيسي كانت المهمة باء هي تطوير نظام مناسب لتصنيف الكائنات الحية. وفقًا لهذا ، كان النظاميات هو الفرع الرائد للبنوك والهيمنة. طريقة البحث وصفية. الفصل كان إنجاز هذا العصر هو نظام ليني. خلال الشوط الأول. القرن ال 19 تم تشكيل 5 فروع أخرى: علم الأجنة ، علم الأنسجة ، الجغرافيا الحيوية ، قارن. علم التشريح وعلم الحفريات. رئيسي كانت مهمة ب خلال هذه الفترة هي تأسيس وإثبات حقيقة وحدة بنية الكائنات الحية. أصبحت المقارنة هي الطريقة السائدة في البحث. الطريقة ، تحولت مورفولوجيا ليكون الفرع الرائد. تم إنشاء نظرية أنواع بنية J. Cuvier - K. Baer والنظرية الخلوية لشلايدن - شوان. كأساس سيطرت على أفكار B. في ذلك الوقت الأحكام المتعلقة بثبات الشكل ، وثبات الأنواع ، ونفعية الكائن الحي المحددة مسبقًا من الأعلى. الأسباب المادية الهامة للظواهر العضوية. كانت الحياة لا تزال غير معروفة تقريبًا ، وهذا أعطى مجالًا كبيرًا لخلق المثالية. الفرضيات (المذهب الحيوي ، والتكوين الذاتي المثالي ، والنظريات الغائية للانسجام المعطى في البداية للطبيعة الحية). وفقًا لإنجلز ، كانت فترة تطور علم الأحياء هذه تسمى ميتافيزيقية. بعد الانقلاب نفذت في القرن ال 19 أصبحت تعاليم داروين ب. لأول مرة علمًا بالمعنى الحقيقي للكلمة. افتتاح الرئيسي العوامل والقوى الدافعة للتطور أثبت داروين المادية. نظرة على أسباب العضوية النفعية وبالتالي تدمير غائي. عقيدة النفعية ، التي كانت واحدة من معاقل المثالية في ب. بدأ تقديمه تاريخيًا على نطاق واسع. الطريقة ، التي على أساسها نشأت اتجاهات جديدة في الصناعات القائمة بالفعل: التطور. علم الأجنة (A. O. Kovalevsky ، I. I. Mechnikov ، E. Haeckel) ، التطوري. علم وظائف الأعضاء (I. M. Sechenov ، K. A. Timiryazev) ، تطوري. علم الحفريات (V. O. Kovalevsky) ، تطوري. مورفولوجيا (A. Dorn ، L. Dollo ، A. N. Severtsov وآخرون). وقد نمت بعض هذه المناطق إلى فروع خاصة لـ B. وأهم نتيجة لتأثير التطور. كانت النظرية أيضًا ترقية إلى مقدمة دراسة كل عامل من عوامل التطور على حدة. في الطابق الثاني. القرن ال 19 موضوع منهجي أصبحت الدراسة لأول مرة ليس فقط فردًا متعدد الخلايا ، ولكن أيضًا أدنى مستوى تنظيم الأحياء - الخلوية (L. Pasteur وآخرون). بفضل تحسين المجهر وإدخال عدد من التقنيات الجديدة (microtomy ، تثبيت المستحضرات ، التلوين ، التعقيم ، الثقافات النقية ، إلخ) في القرن العشرين. تطورت علوم مثل علم الخلايا وعلم الأحياء الدقيقة وعلم الأوليات بسرعة. نجاح عضوي. والكيمياء الغروانية في نهاية القرن التاسع عشر - بداية. 20 قرنا ، فضلا عن متطلبات تطوير علم وظائف الأعضاء والطب ، جعلت من الممكن تشكيل علم خاص - الكيمياء الحيوية. وهكذا ولأول مرة إمكانية علمية معرفة التمثيل الغذائي في كائن حي بأكمله وتوضيح العملية الأساسية التي تميز الحياة - تلقائية. التكاثر الذاتي للبروتين. ومع ذلك ، فإن الدراسة الملموسة لطرق تخليق البروتين في كائن حي لم تصبح ممكنة إلا مؤخرًا ، فيما يتعلق بالانتقال إلى دراسة أدنى مستوى جزيئي كبير - مستوى التنظيم الحي ، استنادًا إلى استخدام مجموعة كاملة من البيانات من أحدث الصناعات (علم الفيروسات ، علم الوراثة الخلوية ، كيمياء الخلايا ، كيمياء البوليمرات ، الفيزياء الحيوية) وتقنيات التصوير الإشعاعي ، التحليل الإشعاعي ، التصوير الإشعاعي ، التحليل الإشعاعي الأكثر تقدمًا ، الاستلام التجريبي للطفرات عن طريق الإشعاع المؤين ، إلخ). جنبا إلى جنب مع معرفة الأحياء بالمجهر. (خلوي) ، ثم على مجهر. مستويات (جزيئات كبيرة) في B. كانت هناك طرق لدراسة مستويات عالية من نشوئها من الكائنات الحية (supraorganismal). من 20-40s. القرن ال 20 دراسات الديناميكيات السكانية (الجينية ، التطورية البيئية ، إلخ) تتطور بسرعة. السكان عبارة عن مجموعة من القرابة. الكائنات الحية تعيش معًا وتتزاوج بحرية. هذا هو الشكل الأساسي لوجود النوع ووحدة التطور. لا تؤدي دراسة المجموعات السكانية إلى تعميق المعرفة فقط بجوهر الأنواع والخطوات الأولى للتطور. العملية ، ولكنها تتيح لك أيضًا حل مشكلة الاتصال الأساسية بين المستويات المختلفة لتنظيم الأحياء. تتحقق العلاقات المعقدة بين الأنواع والكائنات الحية والخلوية ومستويات الجزيئات الكبيرة في أعماق التجمعات. تتطلب معرفة هذه التبعيات استخدام الإحصاء. طرق وطرق أخرى في الرياضيات. التحليل ، الذي بدونه لا يمكن الكشف عن الانتظامات التي تعمل بين كتلة المكونات التي تشكل الميراث. أسس كل خلية ، بين بلايين الخلايا وكثرة الكائنات الحية. منذ الثمانينيات القرن ال 19 تظهر المشكلات التالية في المقدمة وأصبحت مركزية في علم الأحياء: أسباب تنوع الكائنات الحية ، وجوهر الوراثة ، وطرق تراكم الميراث. التغيرات في الأجيال ، تشير أهمية العوامل البيئية في تطور الكائن الحي والأنواع. دور الوراثة وتأثير البيئة الخارجية في عملية تكيف الكائن الحي في تكوين الجنين. تطلب تطوير هذه المشكلات استخدام التجربة ، التي سرعان ما تولت. موقع من بين طرق البحث الأخرى ، مما تسبب في ظهور في بداية القرن العشرين. مجموعة كاملة من الفروع الجديدة لعلم الأحياء: علم الأجنة التجريبي ، وعلم التشكل التجريبي ، وعلم الوراثة ، وعلم البيئة التجريبي ، وغيرها. على أساس التطور. التعاليم ، وتلبية احتياجات النامي مع. x-va ، بدأ في تشكيل عدد من العلمية والعملية. التخصصات (الاختيار ، علم التربة ، إلخ). يصاحب تطوير الفروع التجريبية الجديدة للتكنولوجيا الحيوية صراع أيديولوجي بين الماديين. ومثالية. تفسيرات الرئيسية قوانين وظواهر الحياة. اخترقت المثالية ب ليس فقط من المثالية. الفلسفة ، بل نشأت أيضًا بشكل مباشر في حد ذاتها نتيجة لنظرية معرفية. أخطاء في صياغة الفرضيات وتفسير الحقائق. مثالي غالبًا ما نمت الآراء على أساس إضفاء الطابع المطلق على K.-L. جانب واحد أو أحد عناصر التنظيم المعقد للمعيشة ، تمت دراسته في ظل ظروف عزلة محققة تجريبياً عن الكل. كانت هذه الأخطاء هي التي تسببت في الظهور في البداية. القرن ال 20 مثالي التيارات في علم الوراثة ، وعلم الأجنة التجريبي ، وعلم وظائف الأعضاء ، وما إلى ذلك ، تشمل الأمثلة المطلقة لاستقرار الوراثة والدفاع عن الأفكار حول ثباتها ، وفصل العوامل الخارجية عن العوامل الداخلية وإعادة تقييم الدور الداخلي. (التولد الذاتي) أو العوامل الخارجية (التكوُّن الخارجي) ، وفصل الكل عن الأجزاء والدفاع عن فكرة "الكل" ككيان غير ملموس (كائن حي ، كلية ، إلخ) ، إضفاء الطابع المطلق على قدرة otd. الخلايا والكائنات الحية للتكيف. إعادة الهيكلة (اللوائح) والدفاع عن الأفكار حول النفعية الأصلية (النيفالية) والغائية. نظريات التطور (التأسيس) ، إلخ. ومع ذلك ، فإن هذه المثالية تدريجيًا خلال مسار تطور المعرفة يتم دحض المفاهيم وطرد العلم واحدا تلو الآخر. تم تسهيل هذه العملية من خلال أعمال I.P. Pavlov ، I.V.Michurin ، إلخ. سوف يتكيف ليسينكو وآخرون في مجال الانتظام. تباين الكائنات الحية في التطور الفردي تحت تأثير العوامل البيئية وعلى إدارة تكوين واستجابة الكائنات الحية ، ومنذ الثلاثينيات. القرن ال 20 - كل تطورات علم الوراثة وعلم وظائف الأعضاء والبيئة والعلوم الأخرى في العالم. تم الجمع بين التجربة والتاريخية نهج للكائن عمل عدد متزايد من العلماء بشكل عفوي أو بوعي على أساس الطريقة المادية. ديالكتيك. في نهاية القرن التاسع عشر نشأت في القرن العشرين. تم تشكيل فرع خاص - علم الأحياء ، وتتمثل مهمته في فهم الأنماط المتأصلة في مجتمعات الكائنات الحية (biocenoses) ، ويتألف من ممثلين عن العديد. أنواع الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة. تم إملاء دراسة التكاثر الحيوي ليس فقط من خلال الحاجة إلى اكتشاف القوانين التي تحكم العلاقات بين الأنواع وغير المحددة ، ولكن أيضًا من خلال احتياجات الأسرّة. x-va (تجديد وتطوير مزارع الأشجار ، والمروج ومراعي السهوب ، ومجموعات الخزانات ، وما إلى ذلك ، اللازمة للتنظيم العقلاني لقاعدة العلف ، وتربية الأسماك والفراء ، واستغلال الغابات ، وما إلى ذلك). الأنماط أكثر مستوى عالتعمل في المجمعات الطبيعية الناتجة عن تفاعل العيش مع الجيوكيميائية. العمليات على مناطق من الإقليم أو في جميع أنحاء المنطقة الجغرافية. صدفة الكرة الأرضية ، تعتبرها الكيمياء الجيولوجية الحيوية وبعض العلوم الأخرى التي نشأت في القرن العشرين. وهكذا ، على مدار المائة عام الماضية ، حدث التمايز بين النوع B. بسرعة غير مسبوقة وتم تنفيذه مرة واحدة في عدة خطط مختلفة ، وفي النهاية تحت تأثير الطلبات المتزايدة من Nar. x-va والطب. تطور علم الأحياء حدث في عملية تفاعل معقد من الميول نحو تحليل وتوليف المعرفة. أدى كل تعميم كبير جديد إلى توحيد الصناعات المعزولة سابقًا عن بعضها البعض ، وفي الوقت نفسه ، حفز إنشاء صناعات جديدة وتفتيت الصناعات القائمة بالفعل. التمايز الحديث. ب. كانت نتيجة عمليات مختلفة: 1) تقسيم الفروع الخاصة إلى أقسام سابقة العلوم الموحدة كما تتراكم المواد (على سبيل المثال ، تكوين علم الحشرات وعلم الأسماك والفروع الأخرى لعلم الحيوان وعلم الفطريات وعلم الطحالب وعلم الأشنة وفروع أخرى من علم النبات) ؛ 2) تشكيلات جديدة للصناعات بعد اكتشاف كائن جديد (على سبيل المثال ، علم الفيروسات) ، جانب مشترك جديد من الأحياء ، على سبيل المثال. الميراث. التباين (علم الوراثة) أو الأنماط العامة (النظرية التطورية) ؛ 3) تطوير مناهج أو طرق بحث جديدة (مثل علم وظائف الأعضاء التطوري ، وعلم الأحياء الإشعاعي ، وعلم الوراثة البيوكيميائية ، وعلم الأنسجة البيئي ، وعلم وظائف الأعضاء للنشاط العصبي العالي) ؛ 4) فيما يتعلق بدراسة مجالات الظواهر التي تتحد بين عضوي. وغيرها من أشكال حركة المادة (الفيزياء الحيوية ، والكيمياء الحيوية ، والكيمياء الحيوية ، ومجموعة من التخصصات الجغرافية الحيوية ، والأنثروبولوجيا ، وما إلى ذلك) ؛ 5) من خلال العزل في فرع خاص بالدائرة. مع أقسام عملية مهمة. معنى نار. x-va أو الطب (زراعة النبات ، أمراض النبات ، تربية الأسماك ، علم الطفيليات ، علم الجراثيم ، إلخ). بعد الكيمياء الحيوية وراثة المواد الكيميائية. نشأت أسس ظواهر الحياة وبدأت في تطوير قسم صغير جديد من B. ، وتحول إلى قشرة. الوقت لوحدك. الانضباط - الفيزياء الحيوية. تشمل مهمة الفيزياء الحيوية دراسة الفيزياء. والفيزيائية والكيميائية. الخصائص البيولوجية. الأشياء المادية العمليات التي تحدث في النظام الحي ، وكذلك البيولوجية. أفعال جسدية. العوامل ، وقبل كل شيء الإشعاع المؤين. يتم لعب دور مهم في تطوير وتشكيل الفيزياء الحيوية من خلال المزيد والمزيد من الفرص لاستخدام المواد الفيزيائية المختلفة. طرق مثل تلك المذكورة أعلاه. غالبًا ما تكون هذه الأساليب ليست فقط طريقة بحث أكثر ملاءمة ودقة ، ولكنها تكشف عن جوانب جديدة من المادية. أو فيزيائية كيميائية. الخصائص والعمليات ، تخلق جوانب جديدة بشكل أساسي للنظر في الظواهر. لذلك ، الانتقال إلى المنطقة تحت المجهرية. البحث باستخدام البصريات الإلكترونية وتحليل حيود الأشعة السينية يخلق نوعًا من المنطقة - "التشكل الجزيئي". هنا ، عند الانتقال إلى المستوى الجزيئي ، في الوصف. النهج المتأصل في التشكل ، يتضمن حتما أفكارا حول المادة الكيميائية. والجسدية خصائص الجزيئات وطبيعة القوى التي تحكم تفاعلها. استبعاد. يكتسب الاستخدام المتنوع للإلكترونيات في علم الأحياء أهمية. بالإضافة إلى الاحتمالات الجديدة لأفضل قياس للعمليات الأكثر تنوعًا التي تحدث حتى في البنية المجهرية للخلايا ، تفتح الإلكترونيات آفاقًا للكهرباء نمذجة الترابط المعقد بشكل غير عادي بين مختلف جوانب ظواهر الحياة ، مما يساعد على الكشف عن جوهر الخصوصية الفريدة للمعيشة. تطور المادية طرق استخدام النظرية. تمثيلات حديثة يفتح علماء الفيزياء حتما وصولا واسعا لعلم الأحياء لعلماء الرياضيات. التحليل والرياضيات. التعميمات. في الوقت الحاضر حان وقت B. أشكال مختلفةحركة المادة ، لمعرفة جوهر الحياة نفسها بشكل أعمق ولإدارة العمليات التي تحدث في العالم الخارجي بشكل أكثر فعالية. الكائنات الحية وفي الحياة البرية ككل (توليف المادة الحية ، وجوهر التباين الوراثي ، وقوانين تنظيم العمليات على مستويات مختلفة من تنظيم الأحياء). مخلوقات. دور في معرفة أنماط الحياة سيلعب أكثر فأكثر استخدام الإنجازات الحديثة. الكيمياء والفيزياء واستخدام التقنية الجديدة. وسائل التجربة. هذا الاستخدام الواسع للتخصصات ذات الصلة لا يطمس الخط الفاصل بين الطبيعة الحية والميتة ، ولا يؤدي إلى التبسيط والتخطيط ، ولكنه علمي صحيح تمامًا. الطريقة ، بالطبع ، لا تستبعد ، ولكنها مكملة للطرق البيولوجية الأخرى. البحث ، إلى جانب أنه يسمح لك بالكشف بشكل أعمق وأكمل عن الجوانب الأكثر حميمية للأسس المادية لظواهر الحياة كشكل خاص ومحدد لحركة المادة. ك. زافادسكي. لينينغراد. جي فرانك. موسكو.

مادة الاحياءالعلم الذي يدرس خصائص الأنظمة الحية. ومع ذلك ، من الصعب تحديد ماهية النظام الحي. هذا هو السبب في أن العلماء قد وضعوا العديد من المعايير التي يمكن من خلالها تصنيف كائن حي على أنه كائن حي. ومن أهم هذه المعايير التمثيل الغذائي أو التمثيل الغذائي والتكاثر الذاتي والتنظيم الذاتي.

مفهوم العلم يُعرَّف بأنه "مجال النشاط البشري للحصول على المعرفة الموضوعية حول الواقع وتنظيمها." وفقًا لهذا التعريف ، فإن موضوع العلم - علم الأحياء هو حياة بجميع مظاهره وأشكاله ، وكذلك على اختلافها المستويات .

كل علم ، بما في ذلك علم الأحياء ، يستخدم معينة طُرقبحث. البعض منهم عالميلجميع العلوم مثل الملاحظة واقتراح واختبار الفرضيات وبناء النظريات. قد تكون الأساليب العلمية الأخرى تستخدم فقط من قبل علم معين: علم الأنساب ، التهجين ، طريقة زراعة الأنسجة ، إلخ.

يرتبط علم الأحياء ارتباطًا وثيقًا بالعلوم الأخرى - الكيمياء والفيزياء والبيئة والجغرافيا. تنقسم البيولوجيا نفسها إلى العديد من العلوم الخاصة التي تدرس مختلف الكائنات البيولوجية: بيولوجيا النبات والحيوان ، وعلم وظائف النبات ، وعلم التشكل ، وعلم الوراثة ، والتصنيف ، والتربية ، وعلم الفطريات ، وعلم الديدان الطفيلية والعديد من العلوم الأخرى.

طريقة- هذا هو مسار البحث الذي يمر به العالم لحل أي مشكلة أو مشكلة علمية.

طرق العلوم:

1- عالمي:

النمذجة - طريقة يتم فيها إنشاء صورة معينة لشيء ما ، وهو نموذج يحصل من خلاله العلماء على المعلومات اللازمة حول الكائن (أنشأ جيمس واتسون وفرانسيس كريك نموذجًا من عناصر بلاستيكية - حلزون مزدوج للحمض النووي يفي ببيانات الأشعة السينية ودراسات الكيمياء الحيوية. هذا النموذج يلبي تمامًا متطلبات الحمض النووي).

ملاحظة - طريقة يقوم الباحث من خلالها بجمع معلومات حول كائن ما (يمكنك مراقبة سلوك الحيوانات بصريًا ، باستخدام أدوات لإجراء تغييرات في الكائنات الحية ، للتغيرات الموسمية في الطبيعة). يتم التحقق من الاستنتاجات التي توصل إليها المراقب إما عن طريق الملاحظات المتكررة أو بالتجربة.

التجربة (الخبرة) - طريقة يتم من خلالها فحص نتائج الملاحظات والافتراضات المطروحة - الفرضيات(الحصول على معرفة جديدة بمساعدة الخبرة المقدمة). أمثلة من التجارب: تهجين الحيوانات أو النباتات من أجل الحصول على صنف أو سلالة جديدة ، واختبار عقار جديد.

مشكلة- سؤال ، مشكلة تحتاج إلى حل. يؤدي حل المشكلات إلى معرفة جديدة. فالمشكلة العلمية تخفي دائمًا بعض التناقض بين المعلوم والمجهول. يتطلب حل المشكلة من العالم جمع الحقائق وتحليلها وتنظيمها.

قد يكون من الصعب جدًا صياغة مشكلة ، ولكن كلما كانت هناك صعوبة ، وتناقض ، تظهر مشكلة.

فرضية- افتراض ، حل أولي للمشكلة. من خلال طرح الفرضيات ، يبحث الباحث عن العلاقات بين الحقائق والظواهر والعمليات. هذا هو السبب في أن الفرضية غالبًا ما تتخذ شكل افتراض: "إذا ... إذًا". تم اختبار الفرضية تجريبيا.

نظريةهو تعميم للأفكار الرئيسية في أي مجال علمي للمعرفة. بمرور الوقت ، تستكمل النظريات ببيانات جديدة ، تتطور. قد تدحض الحقائق الجديدة بعض النظريات. النظريات العلمية الحقيقية تؤكدها الممارسة.

2. الأساليب العلمية الخاصة:

علم الأنساب - تستخدم في تجميع أنساب الناس ، وتحديد طبيعة وراثة بعض السمات.

تاريخي - إقامة علاقات بين الحقائق والعمليات والظواهر التي حدثت على مدى زمن طويل تاريخيًا (عدة مليارات من السنين).

الحفريات - طريقة تتيح لك معرفة العلاقة بين الكائنات الحية القديمة ، التي توجد بقاياها في قشرة الأرض ، في طبقات جيولوجية مختلفة.

الطرد المركزي - فصل المخاليط إلى أجزاء مكونة تحت تأثير قوة الطرد المركزي. يتم استخدامه في فصل عضيات الخلية والكسور الخفيفة والثقيلة (مكونات) من المواد العضوية ، إلخ.

خلوي أو خلوي - دراسة بنية الخلية وتركيباتها باستخدام المجاهر المختلفة.

البيوكيميائية - دراسة العمليات الكيميائية التي تحدث في الجسم.

يستخدم كل علم بيولوجي معين (علم النبات ، وعلم الحيوان ، وعلم التشريح وعلم وظائف الأعضاء ، وعلم الخلايا ، وعلم الأجنة ، وعلم الوراثة ، والتربية ، والبيئة ، وغيرها) طرق بحث خاصة به أكثر تحديدًا.

كل علم له شيء و غرض بحث.

في علم الأحياء ، موضوع الدراسة هو الحياة. يكون موضوع العلم دائمًا أضيق نوعًا ما ، ومحدودًا أكثر من الموضوع. لذلك ، على سبيل المثال ، يهتم أحد العلماء الاسْتِقْلابالكائنات الحية. ثم يكون موضوع الدراسة هو الحياة ، وسيكون موضوع الدراسة هو التمثيل الغذائي. من ناحية أخرى ، يمكن أن يكون التمثيل الغذائي أيضًا موضوعًا للدراسة ، ولكن بعد ذلك سيكون موضوع الدراسة أحد خصائصه ، على سبيل المثال ، التمثيل الغذائي للبروتينات أو الدهون أو الكربوهيدرات.

التخصيصات الموضوعية

الجزء أ

أ 1. علم الأحياء كدراسات علمية
1) السمات المشتركةهياكل النباتات والحيوانات
2) العلاقة بين الطبيعة الحية والجماد
3) العمليات التي تحدث في النظم الحية
4) أصل الحياة على الأرض

أ 2. ا. استخدم بافلوف في أعماله عن الهضم طريقة البحث:
1) تاريخية
2) وصفي
3) تجريبي
4) الكيمياء الحيوية

A3. افتراض داروين أن الجميع نظرة حديثةأو مجموعات من الأنواع لها أسلاف مشتركة - وهذه هي:
1) النظرية
2) الفرضية
3) حقيقة
4) إثبات

A4. دراسات علم الأجنة
1) تطور الكائن الحي من البيضة الملقحة حتى الولادة
2) هيكل ووظائف البيضة
3) التنمية البشرية بعد الولادة
4) تطور الكائن الحي من الولادة حتى الموت

A5. يتم تحديد عدد وشكل الكروموسومات في الخلية عن طريق البحث
1) الكيمياء الحيوية
2) علم الخلايا
3) الطرد المركزي
4) المقارنة

أ 6. الاختيار كعلم يحل المشاكل
1) خلق أصناف جديدة من النباتات والسلالات الحيوانية
2) الحفاظ على المحيط الحيوي
3) إنشاء agrocenoses
4) إنشاء أسمدة جديدة

أ 7. يتم تحديد أنماط وراثة السمات في البشر من خلال الطريقة
1) تجريبي
2) الهجين
3) الأنساب
4) الملاحظات

أ 8. يسمى تخصص العالم الذي يدرس التراكيب الدقيقة للكروموسومات:
1) المربي
2) علم الوراثة الخلوية
3) علم الصرف
4) عالم الأجنة

أ 9. علم اللاهوت النظامي هو العلم الذي يتعامل معه
1) الدراسة الهيكل الخارجيالكائنات الحية
2) دراسة وظائف الجسم
3) تحديد العلاقات بين الكائنات الحية
4) تصنيف الكائنات الحية

الجزء ب

في 1. أشر إلى ثلاث وظائف تؤديها نظرية الخلية الحديثة
1) يؤكد تجريبيا البيانات العلمية حول بنية الكائنات الحية
2) يتنبأ بظهور حقائق وظواهر جديدة
3) يصف التركيب الخلوي للكائنات الحية المختلفة
4) ينظم ويحلل ويشرح الحقائق الجديدة حول البنية الخلويةالكائنات الحية
5) يطرح فرضيات حول التركيب الخلوي لجميع الكائنات الحية
6) يخلق أساليب جديدة لأبحاث الخلايا

الجزء ج

C1. اشتهر العالم الفرنسي لويس باستير بأنه "منقذ البشرية" ، وذلك بفضل ابتكار لقاحات ضد أمراض معدية، بما في ذلك مثل داء الكلب والجمرة الخبيثة وما إلى ذلك. اقترح فرضيات يمكن أن يطرحها. أي من طرق البحث أثبت قضيته؟

علم الأحياء (من اليونانية. السير- الحياة و الشعاراتالتدريس هو علم الحياة. تم اقتراح المصطلح في عام 1802 من قبل العالم الفرنسي ج. لامارك.

إن موضوع علم الأحياء هو الحياة بكل مظاهرها: علم وظائف الأعضاء ، التركيب ، التطور الفردي (التولد) ، السلوك ، التطور التاريخي (التطور ، التطور) ، العلاقة بين الكائنات الحية مع بعضها البعض والبيئة.

علم الأحياء الحديث معقد ، نظام علوم. اعتمادًا على موضوع الدراسة ، يتم تمييز هذه العلوم البيولوجية مثل: علم الفيروسات - علم الفيروسات ، علم البكتيريا - علم الجراثيم ، علم الفطريات - علم الفطريات ، علم النباتات - علم النبات ، علم الحيوانات - علم الحيوان ، إلخ. تقريبًا كل من هذه العلوم مقسمة إلى أصغر: علم الطحالب - علم الحشرات ، علم الحشرات ، علم الحشرات ، علم الحشرات - الخ. أساس الطب هو علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء. يتم دراسة الخصائص والأنماط الأكثر شمولية لتطور ووجود الكائنات الحية ومجموعاتها بواسطة علم الأحياء العام.

نشأت العلوم التي تدرس القوانين العامة للحياة: علم الوراثة هو علم التباين والوراثة ، علم البيئة هو علم علاقة الكائنات الحية بينها وبين البيئة ، والعقيدة التطورية هي علم قوانين التطور التاريخي للمادة الحية ، ودراسات علم الحفريات الكائنات المنقرضة.

في مختلف مجالات علم الأحياء ، أصبحت التخصصات التي تربط علم الأحياء بالعلوم الأخرى: الفيزياء ، والكيمياء ، وما إلى ذلك ، ذات أهمية متزايدة ، وظهرت علوم مثل الفيزياء الحيوية ، والكيمياء الحيوية ، وعلم الإلكترونيات ، وعلم التحكم الحيوي. علم التحكم الآلي الحيوي (من السير اليوناني - الحياة ، علم التحكم الآلي - فن التحكم) هو علم الأنماط العامة للتحكم ونقل المعلومات في الأنظمة الحية.

العلوم البيولوجية هي أساس تطوير إنتاج المحاصيل ، وتربية الحيوانات ، والتكنولوجيا الحيوية ، والطب ، وما إلى ذلك ، ويمكن استخدامها لحل مهام مهمة مثل تزويد البشرية بالطعام ، والتغلب على الأمراض ، وتحفيز عمليات تجديد الجسم ، والتصحيح الوراثي للعيوب في الأشخاص المصابين بأمراض وراثية ، وإدخال الكائنات الحية وتأقلمها ، للحصول على المواد الفعالة بيولوجيًا والطبية ، لتطوير الوسائل الحماية البيولوجيةالنباتات ، إلخ.

مراحل تطور علم الأحياء

علماء الأحياء البارزون: أرسطو ، ثيوفراستوس ، تيودور شوان ، ماتياس شلايدن ، كارل إم باير ، كلود برنارد ، لويس باستور ، دي آي إيفانوفسكي

نشأ علم الأحياء كعلم مع الحاجة إلى تنظيم المعرفة بالطبيعة ، لشرح المعرفة المتراكمة ، والخبرة حول حياة النباتات والحيوانات. يعتبر العالم اليوناني القديم الشهير مؤسس علم الأحياء أرسطو (384-322 قبل الميلاد) ، الذي وضع الأساس للتصنيف ، ووصف العديد من الحيوانات ، وحل بعض أسئلة علم الأحياء. تلميذه ثيوفراستوس (372-287 قبل الميلاد) أسس علم النبات.

منهجي بحث علميبدأت الطبيعة مع عصر النهضة. مع تراكم معرفة محددة عن الطبيعة ، مع فكرة تنوع الكائنات الحية ، نشأت فكرة وحدة جميع الكائنات الحية. مراحل تطور علم الأحياء هي سلسلة من الاكتشافات والتعميمات العظيمة التي تؤكد هذه الفكرة وتكشف محتواها.

تطور التكنولوجيا المجهرية منذ نهاية القرن السادس عشر. أدى إلى اكتشاف خلايا وأنسجة الكائنات الحية. أصبحت نظرية الخلية دليلاً علميًا مهمًا على وحدة الكائنات الحية. ت. شوانا و إم شلايدن (1839). تتكون جميع الكائنات الحية من خلايا ، على الرغم من وجود اختلافات معينة بينها ، إلا أنها تُبنى وتعمل بشكل عام بنفس الطريقة. K. M. Baer (1792-1876) طور نظرية تشابه السلالة الجرثومية ، والتي أرست الأساس للتفسير العلمي لأنماط التطور الجنيني. سي برنارد (1813-1878) درس الآليات التي تضمن ثبات البيئة الداخلية للكائن الحي. أثبت عالم فرنسي استحالة التوليد التلقائي للكائنات الحية الدقيقة L. باستير (1822-1895). في عام 1892 العالم الروسي دي آي إيفانوفسكي (1864-1920) تم اكتشاف فيروسات.

علماء الأحياء البارزون: جريجور مندل ، هوغو دي فريس ، كارل كورينز ، إريك سيرماك ، توماس مورغان ، جيمس واتسون ، فرانسيس كريك ، جيه بي لامارك

اكتشاف قوانين الوراثة ينتمي إلى جي مندل (1865) ، جي دي فريس, C. Corrensu، إي . تشيرماك (1900) تي مورجان (1910-1916). اكتشاف بنية الحمض النووي - جيه واتسون و F. Cricu (1953).

علماء الأحياء البارزون: تشارلز داروين ، أ. ن. سيفيرتسوف ، إن آي فافيلوف ، رونالد فيشر ، إس إس تشيتفيريكوف ، إن في تيموفيف-ريسوفسكي ، آي آي شمالغوزين

خالق الأول عقيدة تطوريةكان عالما فرنسيا ج. لامارك (1744-1829). الأساسيات النظرية الحديثةتم تطوير التطور بواسطة عالم إنجليزي جيم داروين (1858). مزيد من التطويرتلقت بفضل إنجازات علم الوراثة وعلم الأحياء السكانية في الأوراق العلمية A. N. Severtsova، N.I.Vavilov، R. Fisher، S. شيتفيريكوف ، إن في تيموفيف-ريسوفسكي ، آي.شمالغوزين. أدى ظهور وتطور البيولوجيا الرياضية والإحصاءات البيولوجية إلى عمل عالم الأحياء الإنجليزي ر.فيشر (1890-1962).

في نهاية القرن العشرين ، تم إحراز تقدم كبير في التكنولوجيا الحيوية ، أي استخدام الكائنات الحية والعمليات البيولوجية في الصناعة.

علماء الأحياء البارزين

علماء الأحياء البارزون: M. A. Maksimovich ، I. M.

كرس العلماء البارزون حياتهم لتطوير علم الأحياء.

م.أ. ماكسيموفيتش (1804-1873)- مؤسس علم النبات.

آي إم سيتشينوف (1829-1905)- مؤسس المدرسة الفسيولوجية ، الذي أثبت الطبيعة الانعكاسية للنشاط الواعي واللاواعي ، وخلق علم النفس الموضوعي للسلوك ، وعلم وظائف الأعضاء المقارن والتطوري.

K. A. Timiryazev (1843-1920)- عالم طبيعة بارز كشف عن أنماط التمثيل الضوئي كعملية استخدام الضوء لتكوين مواد عضوية في النبات.

آي.ميتشنيكوف (1845-1916)- أحد مؤسسي علم الأمراض المقارن ، علم الأجنة التطوري ، مؤسس مدرسة علمية ، الذي طور نظرية البلعمة للمناعة.

إي.بافلوف (1849-1936)- عالم فسيولوجي بارز ، مبتكر عقيدة النشاط العصبي العالي ، مؤلف الأعمال الكلاسيكية عن نظرية الهضم والدورة الدموية.

في. فيرنادسكي (1863-1945)- مؤسس الكيمياء الحيوية وعقيدة المادة الحية والمحيط الحيوي والنووسفير.

ك. زابولوتني (1866-1929)- عالم ميكروبيولوجي بارز ، باحث في الأمراض الخطيرة بشكل خاص وغيرها.