Что такое биология что она изучает

Что изучает общая биология и ее поддисциплины?

Что такое наука биология? Говоря простым языком, это изучение жизни во всем ее разнообразии и величии. От микроскопических водорослей и бактерий до больших слонов и гигантских синих китов, жизнь на нашей планете представляет невероятное многообразие. Беря это во внимание, откуда мы заем, что является живым? Живые ли вирусы? Каковы основные характеристики жизни? Все это очень важные вопросы с одинаково важными ответами!

Характеристики жизни

К живым существам относиться, как видимый мир животных, растений и грибов, так и невидимый мир бактерий и вирусов. На базовом уровне мы можем сказать, что жизнь упорядочена. Организмы имеют чрезвычайно сложную организацию. Мы все знакомы с замысловатыми системами основной единицы жизни – клеткой.

Жизнь может «работать». Имеется введу не ежедневное разнообразие работы, а поддержание метаболических процессов, путем получения энергии в виде пище из окружающей среды.

Жизнь растет и развивается. Это означает больше, чем просто копирование или увеличение размера. Живые организмы также имеют возможность восстанавливаться при определенных типах повреждений.

Жизнь может воспроизводиться. Вы когда-нибудь видели размножение грязи или камней? Вероятней всего нет! Жизнь способна происходить только от других живых существ.

Жизнь может реагировать. Вспомните о том, как в последний раз вы ударялись какой-нибудь частью своего тела. Почти мгновенно следует болевая реакция. Жизнь характеризуется реакцией на различные стимулы и внешние раздражители.

Наконец, жизнь может адаптироваться и отвечать требованиям, предъявляемым окружающей средой.

Существует три основных типа приспособлений, которые могут возникать у высших организмов:

Таким образом, жизнь организована, «работает», растет, размножается, реагирует на стимулы и приспосабливается. Эти характеристики лежат в основе изучения науки общей биологии.

Основные принципы современной биологии

Фундамент науки биологии, которая существует сегодня, основан на пяти основных принципах. Это теория клеток, теория генов, эволюция, гомеостаз и законы термодинамики.

Разделы биологии

Область науки биологии очень широка и может быть разделена на несколько дисциплин. В самом общем смысле эти дисциплины классифицируются по типу изучаемого организма. Например, зоология занимается исследованиями животных, ботаника занимается изучением растений, а микробиология изучает микроорганизмы. Эти области исследований, также можно разбить на несколько специализированных поддисциплин. Некоторые из них включают анатомию, клеточную биологию, генетику и физиологию.

Источник

Биология

Как особая наука биология выделилась из естественных наук в XIX веке, когда учёные обнаружили, что живые организмы обладают некоторыми общими для всех характеристиками. Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году, в 1802 году Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом [1] и Жаном Батистом Ламарком.

В биологии выделяют следующие уровни организации:

Большинство биологических наук является дисциплинами с более узкой специализацией. Традиционно они группируются по типам исследуемых организмов: ботаника изучает растения, зоология — животных, микробиология — одноклеточные микроорганизмы. Области внутри биологии далее делятся либо по масштабам исследования, либо по применяемым методам: биохимия изучает химические основы жизни, молекулярная биология — сложные взаимодействия между биологическими молекулами, клеточная биология и цитология — основные строительные блоки многоклеточных организмов, клетки, гистология и анатомия — строение тканей и организма из отдельных органов и тканей, физиология — физические и химические функции органов и тканей, этология — поведение живых существ, экология — взаимозависимость различных организмов и их среды.

Передачу наследственной информации изучает генетика. Развитие организма в онтогенезе изучается биологией развития. Зарождение и историческое развитие живой природы — палеобиология и эволюционная биология.

На границах со смежными науками возникают: биомедицина, биофизика (изучение живых объектов физическими методами), биометрия и т. д. В связи с практическими потребностями человека возникают такие направления, как космическая биология, социобиология, физиология труда, бионика.

Содержание

Биологи

Биологические общества

Биологические организации

Традиционно научными исследованиями в области биологии занимаются университеты, хотя не всегда соответствующие факультеты называются биологическими. Например, в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова кроме биологического факультета имеются также факультет биоинженерии и биоинформатики, факультет фундаментальной медицины и НИИ физико-химической биологии. Кроме университетов научные исследования проводят государственные и частные институты, которые в России преимущественно относятся к системе Российской академии наук (см. список институтов), Российской академии сельскохозяйственных наук или Российской академии медицинских наук.

Биологи

Биологический метод

Биологические науки используют методы наблюдения, моделирования (в т.ч. компьютерного), описания, сравнения, экспериментов (опыта) и исторического сравнения.

История биологии

Биологическая картина мира

Существует пять принципов, объединяющих все биологические дисциплины в единую науку о живой материи [2] :

Клеточная теория

Эволюция

Эволюционная история видов, описывающая их изменения и генеалогические отношения между собой, называется филогенез. Информация о филогенезе накапливается из разных источников, в частности, путём сравнения последовательностей ДНК или ископаемых останков и следов древних организмов. До XIX века считалось, что в определённых условиях жизнь может самозарождаться. Этой концепции противостояли последователи принципа, сформулированного Уильямом Гарвеем: «всё из яйца» («Omne vivum ex ovo», лат.), основополагающего в современной биологии. В частности, это означает, что существует непрерывная линия жизни, соединяющая момент первоначального её возникновения с настоящим временем. Любая группа организмов имеет общее происхождение, если у неё имеется общий предок. Все живые существа на Земле, как ныне живущие, так и вымершие, происходят от общего предка или общей совокупности генов. Общий предок всех живых существ появился на Земле около 3,5 млрд. лет назад. Главным доказательством теории общего предка считается универсальность генетического кода (см. происхождение жизни).

Теория гена

Совокупность генов организма или клетки называется генотипом. Гены хранятся в одной или нескольких хромосомах. Хромосома — длинная цепочка ДНК, на которой может быть множество генов. Если ген активен, то последовательность его ДНК копируется в последовательности РНК посредством транскрипции. Затем рибосома может использовать РНК, чтобы синтезировать последовательность белка, соответствующую коду РНК, в процессе, именуемом трансляция. Белки могут выполнять каталитическую (ферментативную) функцию, транспортную, рецепторную, защитную, структурную, двигательную функции.

Гомеостаз

Гомеостаз — способность открытых систем регулировать свою внутреннюю среду так, чтобы поддерживать её постоянство посредством множества корректирующих воздействий, направляемых регуляторными механизмами. Все живые существа, как многоклеточные, так и одноклеточные, способны поддерживать гомеостаз. На клеточном уровне, например, поддерживается постоянная кислотность внутренней среды (pH). На уровне организма у теплокровных животных поддерживается постоянная температура тела. В ассоциации с термином экосистема под гомеостазом понимают, в частности, поддержание растениями постоянной концентрации атмосферной двуокиси углерода на Земле.

Энергия

Выживание любого организма зависит от постоянного притока энергии. Энергия черпается из веществ, которые служат пищей, и посредством специальных химических реакций используется для построения и поддержания структуры и функций клеток. В этом процессе молекулы пищи используются как для извлечения энергии, так и для синтеза биологических молекул собственного организма.

Первичным источником энергии для 99 % земных существ является световая энергия, главным образом солнечная (для 1 % — хемосинтез). Световая энергия посредством фотосинтеза превращается растениями в химическую (органические молекулы) в присутствии воды и некоторых минералов. Часть полученной энергии затрачивается на наращивание биомассы и поддержание жизни, другая часть теряется в виде тепла и отходов жизнедеятельности. Общие механизмы превращения химической энергии в полезную для поддержания жизни называются дыхание и метаболизм.

Уровни организации жизни

Шесть основных структурных уровней жизни:

Биологические дисциплины

Биологическая литература

Первоисточниками информации по биологии являются научные журналы, списки которых предоставляет ряд учреждений, как российских, так и зарубежных:

Данные первоисточников обобщают авторы обзорных публикаций, которые могут представлять собой как журнальные статьи, так и монографии. На следующем уровне обобщения стоят учебники и справочные пособия.

Источник

Биология

Содержание

Биология [ ]

Как особая наука биология выделилась из естественных наук в XIX веке, когда учёные обнаружили, что живые организмы обладают некоторыми общими для всех характеристиками. Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году,Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом в 1802 году и Жаном Батистом Ламарком.

Биологическая картина мира [ ]

Существует пять принципов, объединяющих все биологические дисциплины в единую науку о живой материи:

Клеточная теория [ ]

Эволюция [ ]

Центральная организующая концепция в биологии состоит в том, что жизнь со временем изменяется и развивается посредством эволюции, и что все известные формы жизни на Земле имеют общее происхождение. Это обусловило сходство основных единиц и процессов жизнедеятельности, упоминавшихся выше. Понятие эволюции было введено в научный лексикон Жаном-Батистом Ламарком в 1809 году. Чарльз Дарвин через пятьдесят лет установил, что её движущей силой является естественный отбор, так же как искусственный отбор сознательно применяется человеком для создания новых пород животных и сортов растений. Позже в синтетической теории эволюции дополнительным механизмом эволюционных изменений был постулирован генетический дрейф.

Теория гена [ ]

Гомеостаз [ ]

Энергия [ ]

Выживание любого организма зависит от постоянного притока энергии. Энергия черпается из веществ, которые служат пищей, и посредством специальных химических реакций используется для построения и поддержания структуры и функций клеток. В этом процессе молекулы пищи используются как для извлечения энергии, так и для синтеза биологических молекул собственного организма.

Первичным источником энергии для 99 % земных существ является световая энергия, главным образом солнечная (для 1 % — хемосинтез ). Световая энергия посредством фотосинтеза превращается растениями в химическую (органические молекулы) в присутствии воды и некоторых минералов. Часть полученной энергии затрачивается на наращивание биомассы и поддержание жизни, другая часть теряется в виде тепла и отходов жизнедеятельности. Общие механизмы превращения химической энергии в полезную для поддержания жизни называются дыхание и метаболизм.

Уровни организации жизни [ ]

Живые организмы представляют собой высокоорганизованные структуры, поэтому в биологии выделяют ряд уровней организации. В различных источниках некоторые уровни опускаются или совмещаются друг с другом. Ниже представлены основные уровни организации живой природы обособленно друг от друга.

Биологические науки [ ]

Большинство биологических наук является дисциплинами с более узкой специализацией. Традиционно они группируются по типам исследуемых организмов:

Области внутри биологии далее делятся либо по масштабам исследования, либо по применяемым методам:

На границах со смежными науками возникают: биомедицина, биофизика (изучение живых объектов физическими методами), биометрия и т. д. В связи с практическими потребностями человека возникают такие направления, как космическая биология, социобиология, физиология труда, бионика.

Биологические науки используют методы наблюдения, моделирования (в том числе компьютерного), описания, сравнения, экспериментов (опыта) и исторического сравнения.

Биологические дисциплины [ ]

Акарология — Анатомия — Альгология — Антропология — Бактериология — Биогеография — Биогеоцено-логия — Биотехнология — Биоинформатика — Биология океана — Биология развития — Биометрия — Бионика — Биосемиотика — Биоспелеология — Биофизика — Биохимия — Ботаника — Биомеханика — Биоценология — Биоэнергетика — Бриология — Вирусология — Генетика — Геоботаника — Герпетология — Гидробиология — Гистология — Дендрология — Зоология — Зоопсихология — Иммунология — Ихтиология — Колеоптероло-гия —Космическая биология — Ксенобиология — Лепидоптерология — Лихенология — Микология — Микробиология — Мирмекология — Молекулярная биология — Морфология — Нейробиология — Палеонтология — Палинология — Паразитология — Радиобиология — Систематика — Системная биология — Синтетическая биология — Спонгиология — Таксономия — Теоретическая биология — Териология — Токсикология — Фенология — Физиология — Физиология ВНД — Физиология животных и человека — Физиология растений — Фитопатология — Цитология — Эволюционная биология — Экология — Эмбриология — Эндокринология — Энтомология — Этология

История биологии [ ]

Источник

Биология как наука. Изучение природы. Организация живой природы

Предмет, задачи и методы биологии

Многообразие живой природы настолько велико, что современная биология представляет собой комплекс биологических наук, значительно отличающихся одна от другой. При этом каждая имеет собственный предмет изучения, методы, цели и задачи.

Система биологических наук

Биологические науки можно разделить по направлениям исследований.

Методы биологии

Современная биология располагает широким набором методов исследования. Основными являются следующие методы.

Связь биологии с другими науками. Биология принадлежит к комплексу естественных наук, то есть наук о природе, и тесно связана с другими науками:

Уровни организации живой природы

Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить её на ряд уровней. Уровень организации живой материи — это функциональное место биологической структуры определённой степени сложности в общей иерархии живого.
Выделяют следующие уровни организации живой материи.

Уровни организации живой материи

Необходимо отметить, что биогеоценотический и биосферный уровни организации живой материи выделяют не всегда, поскольку они представлены биокосными системами, включающими не только живое вещество, но и неживое. Также часто не выделяют субклеточный и органно-тканевой уровни, включая их в клеточный и организменный соответственно.

Источник

Что такое биология и что она изучает? Определение термина, объект и предмет науки

Космическая биология

Свое начало она берет с 1930-х годов. Очень много ученых США, Франции, СССР, а в настоящем и России вложили свой многолетний труд в развитие этой интересной, загадочной, совсем еще молодой, но очень перспективной науки.

Главной задачей космической биологии является установление различий в функционировании живых биологических систем на Земле и в условиях совершенно противоположных — космоса. Таким образом, космическая биология — это наука, изучающая поведение, внутренние изменения, физиологию и морфологию живых существ в измененных условиях внешней среды — в космическом пространстве.

Основные факторы, отличающие условия космоса от земных, следующие:

Космическая биология рассматривает, каким же образом все эти факторы сказываются на живых существах, выросших в земных условиях, и возможна ли жизнь землян на других планетах.

Космическая биология — наука комплексная, поэтому состоит из нескольких частей:

Биотехнология

Молодая наука, давшая начало еще более молодым и прогрессивным — генной и клеточной инженерии. Изучает и разрабатывает методики культивирования чистых культур, а также создание технологий in viva и in vitro, позволяющих использовать бактерии в качестве полезных человеку источников энергии, пищи, помощников в сельском хозяйстве и других промышленных отраслях.

Эта наука тесно взаимосвязана с микробиологией, они являются практически родственными. Поэтому результаты работы биотехнологов — это важные аспекты, учитывающиеся при производстве лекарств, различных сельскохозяйственных препаратов. Кроме того, биотехнология дает ответ на вопросы, касающиеся устойчивости растений к паразитам, условиям окружающей среды.

Генная и клеточная инженерия, в свою очередь, тоже дают понять, что изучает биология как наука. Они также базируются на живых системах, однако их задачей является уже конкретно практическая направленность на результат, заведомо полезный человеку.

Методы встраивания в клетку посторонних генов, несущих заранее спланированную инженерами информацию, позволяют получать необходимые продукты более высокого качества и в гораздо большем количестве (например, если речь идет о растениях, то разработки генной инженерии позволяют получать по два-три урожая за сезон).

К основным (универсальным) методам в биологии относятся:

Микробиология

Занимается изучением самых мельчайших живых систем, не видимых невооруженным глазом (бактерии, вирусы, микрогрибы, микроводоросли, археи). Благодаря достижениям и трудам многих великих ученых данная наука сумела шагнуть далеко вперед.

Сегодня посевы бактериальной среды на специальных твердых питательных средах не являются чем-то уникальным. Получить чистую культуру бактерий — значит получить доступ к управлению ими. Естественно, это имеет огромное значение для медицины и фармацевтики. Это шанс найти способ избавления от вредоносных микроорганизмов.

Именно поэтому продукты микробиологических исследований пользуются такой популярностью в:

Направления

В биологии в зависимости от объектов исследования можно выделить целый ряд направлений, таких как антропология, зоология, ботаника, микробиология, вирусология и др. Эти науки занимаются изучением особенностей развития, строения, происхождения, жизнедеятельности, а также распространения, разнообразия, свойств каждого вида бактерий, вирусов, растений, животных и человека. В интересующей нас области знания выделяют по свойствам, структуре и проявлениям жизни анатомию и морфологию, физиологию, генетику, биологию развития, эволюционное учение, экологию и др. Генетические задачи по биологии, кстати, — важная составная часть практики, входящей в школьную программу по этой науке.

Биофизика и биохимия изучают физико-химические процессы и химические реакции, протекающие в живых организмах, физическую структуру и химический состав биологических систем на различных уровнях организации. Биометрия позволяет установить закономерности, которые нельзя заметить при изучении единичных явлений и процессов. То есть это совокупность всех приемов планирования, а также обработки полученных результатов с помощью математической статистики. Задачи биологии молекулярной включают в себя изучение жизненных явлений, протекающих на молекулярном уровне. К ним относятся, в частности, функции и структура клеток, органов и тканей. Общая биология разрабатывает универсальные закономерности структуры (строения) и функционирования. То есть ее интересует то, что является общим для всех организмов.

Молекулярная биология

Это наука, изучающая важнейшие процессы синтеза белка, механизмы хранения и передачи наследственной информации, генетический код и его структуру. Объектами изучения молекулярной биологии являются все живые системы, в которых хранятся белок, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). К таким системам можно отнести прокариот, эукариот и вирусы.

Современное состояние молекулярной биологии находится на уровне интенсивного развития. Уже получено множество сведений о строении белковых молекул, их свойствах и функциях, выполняемых в биомассе. Расшифрованы процессы транскрипции и трансляции, репликации молекулы ДНК, расшифрован генетический код. Но на этом современная молекулярная биология даже не думает останавливаться. Ведь, как оказалось, белковое многообразие настолько велико, что его хватит для тщательного анализа и лабораторного изучения еще на много лет вперед.

Популяционно-видовой уровень

Переходим к рассмотрению следующего уровня, популяционно-видового. Он принципиально отличается от предыдущего. Продолжительность жизни отдельных особей генетически предопределена. Через некоторое время они умирают, исчерпав возможности своего развития. Однако при наличии подходящих условий среды их совокупность в целом способна развиваться неограниченно долго. Предметом экологии, фенологии, морфологии, генетики является изучение динамики и состава популяции. Популяция — это совокупность особей определенного вида, которые имеют общий генофонд и обитают на определенном пространстве с примерно одинаковыми условиями существования на организменном, клеточном и молекулярном уровнях.

Зоология, ботаника, анатомия

Школьный курс биологии подразумевает изучение основ таких наук, как зоология, ботаника и анатомия. И это естественно. Ведь вся биология базируется именно на этих основных разделах.

Зоология изучает разнообразие, строение и поведение животных, всех представителей животного мира, начиная от одноклеточных и заканчивая млекопитающими.

Ботаника изучает все многообразие растительных организмов, их сообщества, физиологию и внешние признаки, а также распространение и происхождение.

Анатомия — наука, базирующаяся на изучении внутреннего строения всего живого, независимо от принадлежности к тому или иному царству природы.

Совокупность этих разделов и есть биология. Это наука, которая изучает все стороны биомассы планеты. Интересно, не правда ли?

Таким образом, несложно сделать вывод о чрезвычайном многообразии знаний, которые дает нам биология как наука. Роль биологии в жизни современного человека бесконечно велика и значима, что доказывается обширностью и комплексностью входящих в нее наук.

Другие задачи

Можно выделить следующие основные задачи биологии:

Весьма впечатляющий список, согласитесь. Итак, основные задачи биологии заключаются в познании различных общих закономерностей, по которым происходит развитие живой природы, в изучении форм жизни и раскрытии ее сущности.

Молекулярный уровень

Предмет и задачи биологии можно рассматривать на различных уровнях. Сейчас мы подробно опишем каждый из них.

Сегодня выделяется несколько уровней изучения и организации жизненных явлений (структурно-функциональных): биосферно-биогеоценотический, популяционно-видовой, организменный, органный, тканевый, клеточный, молекулярный. На последнем изучается роль молекул, являющихся биологически важными, в развитии и росте организмов, в передаче и хранении наследственной информации, в превращении энергии и обмене веществ в живых клетках и др. Речь идет о следующих молекулах: липидах, нуклеиновых кислотах, белках, полисахаридах и др.

Предмет биологии

Интересующая нас наука изучает жизнь, ее формы и различные закономерности развития. Многообразие всех вымерших, а также населяющих в настоящее время нашу планету живых существ является предметом ее изучения. Задачи биологии мы только что описали, теперь остановимся подробнее на ее предмете. Биологию интересуют строение (от анатомо-морфологического до молекулярного), происхождение, функции, эволюция, индивидуальное развитие, распространение, а также взаимоотношения организмов друг с другом и с окружающей средой.

Эта наука изучает как частные, так и общие закономерности, которые свойственны жизни во всех ее проявлениях. В задачи биологии входит изучение обмена энергии и веществ, изменчивости и наследственности, размножения, развития и роста, дискретности, раздражимости, движения, авторегуляции и др. Все вышеперечисленное составляет ее предмет.

Что такое биология и что она изучает?

Вся наша планета состоит из нескольких оболочек. Одной из них является биосфера. В свою очередь, биосфера состоит из биомассы, а биомасса представлена всей совокупностью живых существ на планете, независимо от размеров и среды обитания. Так вот, именно биомасса и является объектом изучения биологии. Но так как она чрезвычайно разнообразно по количеству особей, по способам их взаимодействия между собой и по другим признакам, появилась необходимость в разделении биологии на отделы. А со временем они переросли в целые самостоятельные науки.

Какие науки изучает биология? Попробуем разобраться. Основных несколько, и все они имеют в жизни людей большое значение. Биология охватывает все стороны жизни живых существ, как внешние, так и внутренние. Поэтому наук, отпочковавшихся от нее, так много.

Методы биологии

Опишем теперь методы исследования, которые использует эта наука. Первый из них — наблюдение. С помощью него можно описывать и анализировать различные биологические явления. На нем основывается еще один метод — описательный. Для того чтобы понять сущность того или иного явления, требуется сначала собрать фактический материал. После нужно описать его.

Еще один важный метод — исторический. С помощью него можно выявить закономерности возникновения и развития того или иного организма, изучить становление его функций и структуры.

Экспериментальный метод основан на создании системы целенаправленным путем. С его помощью можно исследовать явления и свойства живой природы.

Последний метод, который мы охарактеризуем, — моделирования. Он представляет собой изучение определенного явления с помощью создания его модели.

Итак, предмет, задачи и методы биологии мы описали

В заключение расскажем о важности этой науки

Разница между объектом от предметом исследования

Для примера рассмотрим несколько вариантов определения объекта и предмета исследования в различных науках.

Предмет исследования тесно связан с темой научной и работы и, зачастую, повторяет ее в точности. Объект не так связан с темой исследования, поскольку это достаточно широкая сфера, исследовать которую можно с различных сторон.

Следует запомнить, что как более многогранное явление, объект является первичным. Предмет как часть системы, как частный аспект общего явления – вторичен. Формулирование предмета происходит более подробно и расширенно, тогда как при описании объекта можно обойтись двумя-тремя словами.

Значение биологии

Безусловно, она играет важную роль в формировании нашего мировоззрения, а также понимания основополагающих философско-методологических проблем. Кроме того, она имеет большое практическое значение (дает решение пищевой проблемы, рекомендации по борьбе с вредителями и др.). В частности, чтобы обеспечить нужды человека в пище, следует резко увеличить объем производимой сельскохозяйственной продукции. Решением этой задачи занимаются такие науки, как животноводство и растениеводство. Они базируются на достижениях селекции и генетики.

Знание законов изменчивости и наследственности позволяет создавать все более продуктивные породы домашних животных и сорта культурных растений. Это позволяет человечеству вести сельское хозяйство интенсивно, а не экстенсивно. Благодаря всему этому удовлетворяются потребности людей в пищевых ресурсах. Достижения биологии используются в медицине, а также в охране окружающей среды.

Как вы видите, цель и задачи науки биологии весьма важны с практической точки зрения. Благодаря ее достижениям человечество существенно продвинулось вперед.

Источник