Подготовка к огэ по биологии. Биология как наука. Методы биологии: теория и практика
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
БИОЛОГИЯ КАК НАУКА. МЕТОДЫ БИОЛОГИИ
Биология – наука о жизни, ее закономерностях и формах проявления, о существовании и распространении ее во времени и пространстве. Она исследует происхождение жизни и ее сущность, развитие, взаимосвязи и многообразие. Биология относится к естественным наукам.
Впервые термин «биология» употребил немецкий профессор анатомии Т. Руз в 1779г. Однако общепринятым он стал в 1802 г., после того как его стал употреблять в своих работах французский натуралист Ж.-Б. Ламарк.
Современная биология представляет собой комплексную науку, состоящую из ряда самостоятельных научных дисциплин со своими объектами исследования.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Ботаника — наука о растениях,
Зоология – наука о животных,
Микология — о грибах,
Вирусология — о вирусах,
Микробиология — о бактериях.
Анатомия — наука, изучающая внутреннее строение организмов (отдельных органов, тканей). Анатомия растений изучает строение растений, анатомия животных — строение животных.
Морфология — наука, изучающая внешнее строение организмов
Физиология — наука, изучающая процессы жизнедеятельности организма, функции отдельных органов.
Гигиена – наука о сохранении и укреплении здоровья человека.
Цитология — наука о клетке.
Гистология – наука о тканях.
Систематика — наука, о классификации живых организмов. Классификация — разделение организмов на группы (виды, рода, семейства и т. д.) на основании особенностей строения, происхождения, развития и др.
Палеонтология — наука, изучающая ископаемые останки (отпечатки, окаменелости и др.) организмов.
Эмбриология – наука, изучающая индивидуальное (зародышевое) развитие организмов.
Экология — наука, изучающая взаимоотношения организмов друг с другом и с окружающей средой.
Этология – наука о поведении животных.
Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости.
Селекция — наука, о выведении новых и улучшением существующих пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов бактерий и грибов.
Эволюционное учение – изучает вопросы возникновения и законы исторического развития жизни на Земле.
Антропология – наука о возникновении и развитии человека.
Клеточная инженерия — направление науки, занимающееся получением гибридных клеток. Примером может служить гибридизация раковых клеток и лимфоцитов, слияние протопластов разных растительных клеток, а также клонирование.
Генная инженерия — направление науки, занимающееся получением гибридных молекул ДНК или РНК. Если клеточная инженерия работает на уровне клетки, то генная работает на молекулярном уровне. В данном случае специалисты «пересаживают» гены одного организма другому. Одним из результатов генной инженерии является получение генетически модифицированных организмов (ГМО).
Бионика — направление в науке, занимающееся поиском возможностей применения принципов организации, свойств и структур живой природы в технических устройствах.
Биотехнология — дисциплина, изучающая возможности использования организмов или биологических процессов для получения веществ, нужных человеку. Обычно в биотехнологических процессах используются бактерии и грибы.
ОБЩИЕ МЕТОДЫ БИОЛОГИИ
Метод – это способ познания действительности.
1. Наблюдение и описание.
2. Измерение
3. Сравнение
4. Эксперимент или опыт
5. Моделирование
6. Исторический.
ЭТАПЫ научного исследования
Проводится наблюдение над объектом или явлением
на основе полученных данных выдвигается гипотеза
проводится научный эксперимент (с контрольным опытом)
проверенная в ходе эксперимента гипотеза может быть названа
теорией или законом
СВОЙСТВА ЖИВОГО
Обмен веществ (метаболизм) и поток энергии — важнейшее свойство живого. Все живые организмы поглощают необходимые им вещества из внешней среды и выделяют в нее продукты жизнедеятельности.
Единство химического состава. Среди химических элементов в живых организмах преобладают углерод, кислород, водород и азот. Кроме того, важнейшим признаком живых организмов является наличие органических веществ: жиров, углеводов, белков и нуклеиновых кислот.
Клеточное строение. Все организмы состоят из клеток. Неклеточное строение имеют только вирусы, но и они проявляют признаки живого, только попав в клетку-хозяина.
Раздражимость — способность организма реагировать на внешние или внутренние воздействия.
Самовоспроизведение. Все живые организмы способны к размножению, т. е. воспроизведению себе подобных. Воспроизведение организмов происходит в соответствии с генетической программой, записанной в молекулах ДНК.
Наследственность и изменчивость.
Наследственность — свойство организмов, передавать свои признаки потомкам. Наследственность обеспечивает преемственность жизни. Изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки в процессе своего развития. Наследственная изменчивость является важным фактором эволюции.
Рост и развитие.
Рост — количественные изменения (например, увеличение массы).
Развитие — качественные изменения (например, формирование систем органов, цветение и плодоношение).
Саморегуляция — способность организмов поддерживать постоянство своего химического состава и процессов жизнедеятельности — гомеостаз.
Приспособленность (адаптация)
Ритмичность – периодические изменения интенсивности физиологических функций с различными периодами колебаний (суточные, сезонные ритмы). (Например, фотопериодизм – реакция организма на длину светового дня).
Уровни организации жизни
Номер | Название | Чем представлен | Примеры |
VI | Биосферный | Совокупность всех экосистем | |
V | Экосистемный (биогеоценотический) | Система популяций разных | Саванна, тундра |
IV | Популяционно- | Совокупность популяций, | Медведи белые, |
III | Организменный | Организм как целостная система | Бактерия, обезьяна |
II | Клеточный | Клетка и её структурные компоненты | Эритроциты, митохондрии, хлоропласты |
I | Молекулярный | Органические и неорганические вещества | – белки, углеводы; – вода, ионы солей |
Тестовые задания в формате ОГЭ
Какая наука изучает сортовое разнообразие растений?
1)физиология 2)систематика 3)экология 4)селекция
2. Выяснить, необходим ли свет для образования крахмала в листьях, можно с помощью
1) описания органов растений 2) сравнения растений разных природных зон
3) наблюдения за ростом растения 4) эксперимента по фотосинтезу
3. В какой области биологии была разработана клеточная теория?
1)вирусологии 2) цитологии 3)анатомии 4) эмбриологии
4. Для разделения органоидов клетки по плотности Вы выберете метод
1) наблюдения 2) хроматографии 3) центрифугирования 4)выпаривания
5.На фотографии изображена модель фрагмента ДНК. Какой метод позволил учёным создать такое трехмерное изображение молекулы?
1) классификации 2) эксперимента 3) наблюдения 4) моделирования
6. На фотографии изображен шаростержневой фрагмент ДНК. Какой метод позволил ученым создать такое трехмерное изображение молекулы?
классификации 2) эксперимента 3) наблюдения 4) моделирования
7. Применение какого научного метода иллюстрирует сюжет картины голландского художника Я. Стена «Пульс», написанной в середине XVII в.?
1) моделирование 2) измерение 3) эксперимент 4) наблюдение
8. Изучите график, отражающий процесс роста и развития насекомого.
Определите длину насекомого на 30-й день его развития.
1) 3,4 2) 2,8 3) 2,5 4) 2,0
9. Кого из перечисленных ученых считают создателем эволюционного учения?
1) И.И. Мечникова 2) Л. Пастера 3) Ч. Дарвина 4) И.П. Павлова
10. Какая наука изучает сортовое разнообразие растений?
1) физиология 2) систематика 3) экология 4) селекция
11. Выберите пару животных, в экспериментах с которыми были сделаны основные открытия в области физиологии животных и человека.
1) лошадь и корова 2) пчела и бабочка 3) собака и лягушка 4) ящерица и голубь
12. В какой области биологии была разработана клеточная теория?
1) вирусологии 2) цитологии 3) анатомии 4) эмбриологии
13. Точно установить степень влияния удобрений на рост растений можно методом
1) эксперимента 2) моделирования 3) анализа 4) наблюдения
14. Примером применения экспериментального метода исследования является
1) описание строения нового растительного организма
2)сравнение двух микропрепаратов с различными тканями
3)подсчёт пульса у человека до и после нагрузки
4) формулирование положения на основе полученных фактов
15. Микробиолог хотел узнать, насколько быстро размножается один из видов бактерий в разных питательных средах. Он взял две колбы, заполнил их до половины разными питательными средами и поместил туда примерно одинаковое количество бактерий. Каждые 20 минут он извлекал пробы и подсчитывал в них количество бактерий. Данные его исследования отражены в таблице.
Изучите таблицу «Изменение скорости размножения бактерий за определённое время» и ответьте на вопросы.
Изменение скорости размножения бактерий за определённое время
Время после введения бактерий в культуру, мин. | Число бактерий в колбе 1 | Число бактерий в колбе 2 |
20 | 18 | 20 |
40 | 36 | 40 |
60 | 72 | 80 |
80 | 140 | 160 |
100 | 262 | 314 |
120 | 402 | 620 |
140 | 600 | 1228 |
1) Сколько бактерий поместил учёный в каждую колбу в самом начале эксперимента?
2) Как изменялась скорость размножения бактерий на протяжении эксперимента в каждой колбе?
3) Чем можно объяснить полученные результаты?
Литература
Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология 9 класс: учеб. для общеобразовательных учреждение. М.: Дрофа, 2013.
Заяц Р.Г., Рачковская И.В., Бутиловский В.Э., Давыдов В.В. Биология для абитуриентов: вопросы, ответы, тесты, задачи.- Минск: Юнипресс, 2011.-768 с.
«Решу ОГЭ»: биология. Обучающая система Дмитрия Гущина [Электронный ресурс] – URL:http:// oge.sdamgia.ru
xn--j1ahfl.xn--p1ai
Теоретическая часть для подготовки к ОГЭ по биологии (блок № 1) «Биология как наука и ее методы»
Содержание
Теория для подготовки к блоку №1 ОГЭ по биологии: биология как наука, методы биологии
Биология (от греч. биос — жизнь, логос — слово, наука) — это комплекс наук о живой природе.
Предметом биологии являются все проявления жизни: строение и функции живых существ, их разнообразие, происхождение и развитие, а также взаимодействие с окружающей средой. Основная задача биологии как науки состоит в истолковании всех явлений живой природы на научной основе, учитывая при этом, что целому организму присущи свойства, в корне отличающиеся от его составляющих.
Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле, классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой.
В основе современной биологии лежат 5 фундаментальных принципов:
клеточная теория
эволюция
генетика
гомеостаз
энергия
Биологические науки
В настоящее время в состав биологии включают целый ряд наук, которые можно систематизировать по таким критериям: по предмету и преобладающим методам исследования и по изучаемому уровню организации живой природы.
По предмету исследования биологические науки делят на бактериологию, ботанику, вирусологию, зоологию, микологию.
Ботаника — это биологическая наука, комплексно изучающая растения и растительный покров Земли.
Зоология — раздел биологии, наука о многообразии, строении, жизнедеятельности, распространении и взаимосвязи животных со средой обитания, их происхождении и развитии.
Бактериология — биологическая наука, изучающая строение и жизнедеятельность бактерий, а также их роль в природе.
Вирусология — биологическая наука, изучающая вирусы.
Основным объектом микологии являются грибы, их строение и особенности жизнедеятельности.
Лихенология — биологическая наука, изучающая лишайники.
Бактериология, вирусология и некоторые аспекты микологии часто рассматриваются в составе микробиологии — раздела биологии, науке о микроорганизмах (бактериях, вирусах и микроскопических грибах).
Систематика, или таксономия,
В свою очередь, каждая из перечисленных биологических наук подразделяется на биохимию, морфологию, анатомию, физиологию, эмбриологию, генетику и систематику (растений, животных или микроорганизмов). Биохимия — это наука о химическом составе живой материи, химических процессах, происходящих в живых организмах и лежащих в основе их жизнедеятельности.
Морфология — биологическая наука, изучающая форму и строение организмов, а также закономерности их развития. В широком смысле она включает в себя цитологию, анатомию, гистологию и эмбриологию. Различают морфологию животных и растений.
Анатомия — это раздел биологии (точнее — морфологии), наука, изучающая внутреннее строение и форму отдельных органов, систем и организма в целом. Анатомия растений рассматривается в составе ботаники, анатомия животных — в составе зоологии, а анатомия человека является отдельной наукой.
Физиология — биологическая наука, изучающая процессы жизнедеятельности растительных и животных организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток. Существуют физиология растений, животных и человека.
Эмбриология (биология развития) — раздел биологии, наука об индивидуальном развитии организма, в том числе развитии зародыша.
Объектом генетики являются закономерности наследственности и изменчивости. В настоящее время это одна из наиболее динамично развивающихся биологических наук.
По изучаемому уровню организации живой природы выделяют молекулярную биологию, цитологию, гистологию, органологию, биологию организмов и надорганизменных систем.
Молекулярная биология является одним из наиболее молодых разделов биологии, наука, изучающая, в частности, организацию наследственной информации и биосинтез белка.
Цитология, или клеточная биология, — биологическая наука, объектом изучения которой являются клетки как одноклеточных, так и многоклеточных организмов.
Гистология — биологическая наука, раздел морфологии, объектом которой является строение тканей растений и животных.
К сфере органологии относят морфологию, анатомию и физиологию различных органов и их систем. Биология организмов включает все науки, предметом которых являются живые организмы, например, этологию — науку о поведении организмов.
Биология надорганизменных систем подразделяется на биогеографию и экологию. Распространение живых организмов изучает биогеография, тогда как экология — организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы.
По преобладающим методам исследования можно выделить описательную (например, морфологию), экспериментальную (например, физиологию) и теоретическую биологию. Выявление и объяснение закономерностей строения, функционирования и развития живой природы на различных уровнях ее организации является задачей общей биологии. К ней относят биохимию, молекулярную биологию, цитологию, эмбриологию, генетику, экологию, эволюционное учение и антропологию. Эволюционное учение изучает причины, движущие силы, механизмы и общие закономерности эволюции живых организмов. Одним из его разделов является палеонтология — наука, предметом которой являются ископаемые останки живых организмов. Антропология — раздел общей биологии, наука о происхождении и развитии человека как биологического вида, а также разнообразии популяций современного человека и закономерностях их взаимодействия. Прикладные аспекты биологии отнесены к сфере биотехнологии, селекции и других быстро- развивающихся наук.
Прогресс биологии тесно связан с успехами других естественных и точных наук, таких как физика, химия, математика, информатика и др. Например, микроскопирование, ультразвуковые исследования (УЗИ), томография и другие методы биологии основываются на физических закономерностях, а изучение структуры биологических молекул и процессов, происходящих в живых системах, было бы невозможным без применения химических и физических методов. Применение математических методов позволяет, с одной стороны, выявить наличие закономерной связи между объектами или явлениями, подтвердить достоверность полученных результатов, а с другой — смоделировать явление или процесс. В последнее время все большее значение в биологии приобретают компьютерные методы, например моделирование. На стыке биологии и других наук возник целый ряд новых наук, таких как биофизика, биохимия, бионика и др.
Роль биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира
На этапе становления биология еще не существовала отдельно от других естественных наук и ограничивалась лишь наблюдением, изучением, описанием и классификацией представителей животного и растительного мира, т. е. была описательной наукой. Однако это не помешало античным естествоиспытателям Гиппократу (ок. 460-377 гг. до н. э.), Аристотелю (384-322 гг. до н. э.) и Теофрасту (настоящее имя Тиртам, 372-287 гг. до н. э.) внести значительный вклад в развитие представлений о строении тела человека и животных, а также о биологическом разнообразии животных и растений, заложив тем самым основы анатомии и физиологии человека, зоологии и ботаники. Углубление познаний о живой природе и систематизация ранее накопленных фактов, происходившие в XVI-XVIII веках, увенчались введением бинарной номенклатуры и созданием стройной систематики растений (К. Линней) и животных (Ж.-Б. Ламарк). Описание значительного числа видов со сходными морфологическими признаками, а также палеонтологические находки стали предпосылками к развитию представлений о происхождении видов и путях исторического развития органического мира. Так, опыты Ф. Реди, Л. Спалланцани и Л. Пастера в XVII-XIX веках опровергли гипотезу спонтанного самозарождения, выдвинутую еще Аристотелем и бытовавшую в средние века, а теория биохимической эволюции А. И. Опарина и Дж. Холдейна, блестяще подтвержденная С. Миллером и Г. Юри, позволила дать ответ на вопрос о происхождении всего живого. Если сам процесс возникновения живого из неживых компонентов и его эволюция сами по себе уже не вызывают сомнений, то механизмы, пути и направления исторического развития органического мира все еще до конца не выяснены, поскольку ни одна из двух основных соперничающих между собой теорий эволюции (синтетическая теория эволюции, созданная на основе теории Ч. Дарвина, и теория Ж.-Б. Ламарка) все еще не могут предъявить исчерпывающих доказательств. Применение микроскопии и других методов смежных наук, обусловленное прогрессом в области других естественных наук, а также внедрение практики эксперимента позволило немецким ученым Т. Шванну и М. Шлейдену еще в XIX веке сформулировать клеточную теорию, позднее дополненную Р. Вирховым и К. Бэром. Она стала важнейшим обобщением в биологии, которое краеугольным камнем легло в основу современных представлений о единстве органического мира. Открытие закономерностей передачи наследственной информации чешским монахом Г. Менделем послужило толчком к дальнейшему бурному развитию биологии в XX-XXI веках и привело не только к открытию универсального носителя наследственности — ДНК, но и генетического кода, а также фундаментальных механизмов контроля, считывания и изменчивости наследственной информации. Развитие представлений об окружающей среде привело к возникновению такой науки, как
Методы изучения живых объектов
Как и любая другая наука, биология имеет свой арсенал методов. Помимо научного метода познания, применяемого в других отраслях, в биологии широко используются такие методы, как исторический, сравнительно-описательный и др.
Научный метод познания включает в себя наблюдение, формулировку гипотез, эксперимент, моделирование, анализ результатов и выведение общих закономерностей.
Наблюдение — это целенаправленное восприятие объектов и явлений с помощью органов чувств или приборов, обусловленное задачей деятельности. Основным условием научного наблюдения является его объективность, т.е. возможность проверки полученных данных путем повторного наблюдения или применения иных методов исследования, например эксперимента. Полученные в результате наблюдения факты называются данными. Они могут быть как качественными (описывающими запах, вкус, цвет, форму и т. д.), так и количественными, причем количественные данные являются более точными, чем качественные.
На основе данных наблюдений формулируется гипотеза — предположительное суждение о закономерной связи явлений. Гипотеза подвергается проверке в серии экспериментов.
Экспериментом называется научно поставленный опыт, наблюдение исследуемого явления в контролируемых условиях, позволяющих выявить характеристики данного объекта или явления. Высшей формой эксперимента является моделирование — исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей. По существу это одна из основных категорий теории познания: на идее моделирования базируется любой метод научного исследования — как теоретический, так и экспериментальный. Результаты эксперимента и моделирования подвергаются тщательному анализу.
Анализом называют метод научного исследования путем разложения предмета на составные части или мысленного расчленения объекта путем логической абстракции. Анализ неразрывно связан с синтезом.
Синтез — это метод изучения предмета в его целостности, в единстве и взаимной связи его частей. В результате анализа и синтеза наиболее удачная гипотеза исследования становится рабочей гипотезой, и если она способна устоять при попытках ее опровержения и по-прежнему удачно предсказывает ранее необъясненные факты и взаимосвязи, то она может стать теорией.
Под теорией понимают такую форму научного знания, которая дает целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности. Общее направление научного исследования состоит в достижении более высоких уровней предсказуемости. Если теорию не способны изменить никакие факты, а встречающиеся отклонения от нее регулярны и предсказуемы, то ее можно возвести в ранг закона — необходимого, существенного, устойчивого, повторяющегося отношения между явлениями в природе. По мере увеличения совокупности знаний и совершенствования методов исследования гипотезы и даже прочно укоренившиеся теории могут оспариваться, видоизменяться и даже отвергаться, поскольку сами научные знания по своей природе динамичны и постоянно подвергаются критическому переосмыслению.
Исторический метод выявляет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функции. В ряде случаев с помощью этого метода новую жизнь обретают гипотезы и теории, ранее считавшиеся ложными. Так, например, произошло с предположениями Дарвина о природе передачи сигналов по растению в ответ на воздействия окружающей среды. Сравнительно-описательный метод предусматривает проведение анатомо-морфологического анализа объектов исследования. Он лежит в основе классификации организмов, выявления закономерностей возникновения и развития различных форм жизни.
Мониторинг — это система мероприятий по наблюдению, оценке и прогнозу изменения состояния исследуемого объекта, в частности биосферы. Проведение наблюдений и экспериментов требует зачастую применения специального оборудования, такого как микроскопы, центрифуги, спектрофотометры и др. Микроскопия широко применяется в зоологии, ботанике, анатомии человека, гистологии, цитологии, генетике, эмбриологии, палеонтологии, экологии и других разделах биологии. Она позволяет изучить тонкое строение объектов с использованием световых, электронных, рентгеновских и других типов микроскопов.
Световой микроскоп состоит из оптических и механических частей. Оптические части участвуют в построении изображения, а механические служат для удобства пользования оптическими частями. Общее увеличение микроскопа определяется по формуле: увеличение объектива х увеличение окуляра = увеличение микроскопа.
Например, если объектив увеличивает объект в 8 раз, а окуляр — в 7, то общее увеличение микроскопа равно 56.
Дифференциальное центрифугирование, или фракционирование, позволяет разделить частицы по их размерам и плотности под действием центробежной силы, что активно используется при изучении строения биологических молекул и клеток.
Основные уровни организации живой природы
Молекулярно-генетический. Важнейшими задачами биологии на этом этапе является изучение механизмов передачи генной информации, наследственности и изменчивости.
Клеточный уровень. Элементарной единицей клеточного уровня организации является клетка, а элементарным явлением — реакции клеточного метаболизма.
Тканевый уровень. Этот уровень представлен тканями, объединяющими клетки определённого строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки клеток.
Органный уровень. Органный уровень представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счёт различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счёт разного количества тканей.
Организменный уровень. Элементарной единицей данного уровня является особь в ее индивидуальном развитии, или онтогенезе, поэтому организменный уровень также называют онтогенетическим. Элементарным явлением данного уровня являются изменения организма в его индивидуальном развитии.
Популяционно-видовой уровень. Популяция — это совокупность особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и проживающих обособленно от других таких же групп особей. В популяциях происходит свободный обмен наследственной информацией и ее передача потомкам. Популяция является элементарной единицей популяционно-видового уровня, а элементарным явлением в данном случае являются эволюционные преобразования, например мутации и естественный отбор.
Биогеоценотический уровень. Биогеоценоз представляет собой исторически сложившееся сообщество популяций разных видов, взаимосвязанных между собой и окружающей средой обменом веществ и энергии. Биогеоценозы являются элементарными системами, в которых осуществляется вещественно- энергетический круговорот, обусловленный жизнедеятельностью организмов. Сами биогеоценозы — это элементарные единицы данного уровня, тогда как элементарные явления — это потоки энергии и круговороты веществ в них. Биогеоценозы составляют биосферу и обусловливают все процессы, протекающие в ней.
Биосферный уровень. Биосфера — оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразуемая ими. Биосфера является самым высоким уровнем организации жизни на планете. Эта оболочка охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы. Биосфера, как и все другие биологические системы, динамична и активно преобразуется живыми существами. Она сама является элементарной единицей биосферного уровня, а в качестве элементарного явления рассматривают процессы круговорота веществ и энергии, происходящие при участии живых организмов.
Как уже было сказано выше, каждый из уровней организации живой материи вносит свою лепту в единый эволюционный процесс: в клетке не только воспроизводится заложенная наследственная информация, но и происходит ее изменение, что приводит к возникновению новых сочетаний признаков и свойств организма, в свою очередь подвергающихся действию естественного отбора на популяционно-видовом уровне и т. д.
infourok.ru
биология как наука, методы биологии»
Теория для подготовки к блоку №1 ОГЭ по биологии: биология как наука, методы биологии
Биология (от греч. биос — жизнь, логос — слово, наука) — это комплекс наук о живой природе.
Предметом биологии являются все проявления жизни: строение и функции живых существ, их разнообразие, происхождение и развитие, а также взаимодействие с окружающей средой. Основная задача биологии как науки состоит в истолковании всех явлений живой природы на научной основе, учитывая при этом, что целому организму присущи свойства, в корне отличающиеся от его составляющих.
Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле, классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой.
В основе современной биологии лежат 5 фундаментальных принципов:
клеточная теория
эволюция
генетика
гомеостаз
энергия
Биологические науки
В настоящее время в состав биологии включают целый ряд наук, которые можно систематизировать по таким критериям: по предмету и преобладающим методам исследования и по изучаемому уровню организации живой природы.
По предмету исследования биологические науки делят на бактериологию, ботанику, вирусологию, зоологию, микологию.
Ботаника — это биологическая наука, комплексно изучающая растения и растительный покров Земли.
Зоология — раздел биологии, наука о многообразии, строении, жизнедеятельности, распространении и взаимосвязи животных со средой обитания, их происхождении и развитии.
Бактериология — биологическая наука, изучающая строение и жизнедеятельность бактерий, а также их роль в природе.
Вирусология — биологическая наука, изучающая вирусы.
Основным объектом микологии являются грибы, их строение и особенности жизнедеятельности.
Лихенология — биологическая наука, изучающая лишайники.
Бактериология, вирусология и некоторые аспекты микологии часто рассматриваются в составе микробиологии — раздела биологии, науке о микроорганизмах (бактериях, вирусах и микроскопических грибах).
Систематика, или таксономия, — биологическая наука, которая описывает и классифицирует по группам все живые и вымершие существа.
В свою очередь, каждая из перечисленных биологических наук подразделяется на биохимию, морфологию, анатомию, физиологию, эмбриологию, генетику и систематику (растений, животных или микроорганизмов).
Биохимия — это наука о химическом составе живой материи, химических процессах, происходящих в живых организмах и лежащих в основе их жизнедеятельности.
Морфология — биологическая наука, изучающая форму и строение организмов, а также закономерности их развития. В широком смысле она включает в себя цитологию, анатомию, гистологию и эмбриологию. Различают морфологию животных и растений.
Анатомия — это раздел биологии (точнее — морфологии), наука, изучающая внутреннее строение и форму отдельных органов, систем и организма в целом. Анатомия растений рассматривается в составе ботаники, анатомия животных — в составе зоологии, а анатомия человека является отдельной наукой.
Физиология — биологическая наука, изучающая процессы жизнедеятельности растительных и животных организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток. Существуют физиология растений, животных и человека.
Эмбриология (биология развития) — раздел биологии, наука об индивидуальном развитии организма, в том числе развитии зародыша.
Объектом генетики являются закономерности наследственности и изменчивости. В настоящее время это одна из наиболее динамично развивающихся биологических наук.
По изучаемому уровню организации живой природы выделяют молекулярную биологию, цитологию, гистологию, органологию, биологию организмов и надорганизменных систем.
Молекулярная биология является одним из наиболее молодых разделов биологии, наука, изучающая, в частности, организацию наследственной информации и биосинтез белка.
Цитология, или клеточная биология, — биологическая наука, объектом изучения которой являются клетки как одноклеточных, так и многоклеточных организмов.
Гистология — биологическая наука, раздел морфологии, объектом которой является строение тканей растений и животных.
К сфере органологии относят морфологию, анатомию и физиологию различных органов и их систем. Биология организмов включает все науки, предметом которых являются живые организмы, например, этологию — науку о поведении организмов.
Биология надорганизменных систем подразделяется на биогеографию и экологию. Распространение живых организмов изучает биогеография, тогда как экология — организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы.
По преобладающим методам исследования можно выделить описательную (например, морфологию), экспериментальную (например, физиологию) и теоретическую биологию. Выявление и объяснение закономерностей строения, функционирования и развития живой природы на различных уровнях ее организации является задачей общей биологии. К ней относят биохимию, молекулярную биологию, цитологию, эмбриологию, генетику, экологию, эволюционное учение и антропологию.
Эволюционное учение изучает причины, движущие силы, механизмы и общие закономерности эволюции живых организмов.
Одним из его разделов является палеонтология — наука, предметом которой являются ископаемые останки живых организмов.
Антропология — раздел общей биологии, наука о происхождении и развитии человека как биологического вида, а также разнообразии популяций современного человека и закономерностях их взаимодействия. Прикладные аспекты биологии отнесены к сфере биотехнологии, селекции и других быстро- развивающихся наук.
Биотехнологией называют биологическую науку, изучающую использование живых организмов и биологических процессов в производстве. Она широко применяется в пищевой (хлебопечение, сыроделие, пивоварение и др.) и фармацевтической промышленностях (получение антибиотиков, витаминов), для очистки вод и т. п.
Селекция — наука о методах создания пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами. Под селекцией понимают и сам процесс изменения живых организмов, осуществляемый человеком для своих потребностей.
Прогресс биологии тесно связан с успехами других естественных и точных наук, таких как физика, химия, математика, информатика и др. Например, микроскопирование, ультразвуковые исследования (УЗИ), томография и другие методы биологии основываются на физических закономерностях, а изучение структуры биологических молекул и процессов, происходящих в живых системах, было бы невозможным без применения химических и физических методов. Применение математических методов позволяет, с одной стороны, выявить наличие закономерной связи между объектами или явлениями, подтвердить достоверность полученных результатов, а с другой — смоделировать явление или процесс. В последнее время все большее значение в биологии приобретают компьютерные методы, например моделирование. На стыке биологии и других наук возник целый ряд новых наук, таких как биофизика, биохимия, бионика и др.
Роль биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира
На этапе становления биология еще не существовала отдельно от других естественных наук и ограничивалась лишь наблюдением, изучением, описанием и классификацией представителей животного и растительного мира, т. е. была описательной наукой. Однако это не помешало античным естествоиспытателям Гиппократу (ок. 460-377 гг. до н. э.), Аристотелю (384-322 гг. до н. э.) и Теофрасту (настоящее имя Тиртам, 372-287 гг. до н. э.) внести значительный вклад в развитие представлений о строении тела человека и животных, а также о биологическом разнообразии животных и растений, заложив тем самым основы анатомии и физиологии человека, зоологии и ботаники. Углубление познаний о живой природе и систематизация ранее накопленных фактов, происходившие в XVI-XVIII веках, увенчались введением бинарной номенклатуры и созданием стройной систематики растений (К. Линней) и животных (Ж.-Б. Ламарк). Описание значительного числа видов со сходными морфологическими признаками, а также палеонтологические находки стали предпосылками к развитию представлений о происхождении видов и путях исторического развития органического мира. Так, опыты Ф. Реди, Л. Спалланцани и Л. Пастера в XVII-XIX веках опровергли гипотезу спонтанного самозарождения, выдвинутую еще Аристотелем и бытовавшую в средние века, а теория биохимической эволюции А. И. Опарина и Дж. Холдейна, блестяще подтвержденная С. Миллером и Г. Юри, позволила дать ответ на вопрос о происхождении всего живого. Если сам процесс возникновения живого из неживых компонентов и его эволюция сами по себе уже не вызывают сомнений, то механизмы, пути и направления исторического развития органического мира все еще до конца не выяснены, поскольку ни одна из двух основных соперничающих между собой теорий эволюции (синтетическая теория эволюции, созданная на основе теории Ч. Дарвина, и теория Ж.-Б. Ламарка) все еще не могут предъявить исчерпывающих доказательств. Применение микроскопии и других методов смежных наук, обусловленное прогрессом в области других естественных наук, а также внедрение практики эксперимента позволило немецким ученым Т. Шванну и М. Шлейдену еще в XIX веке сформулировать клеточную теорию, позднее дополненную Р. Вирховым и К. Бэром. Она стала важнейшим обобщением в биологии, которое краеугольным камнем легло в основу современных представлений о единстве органического мира. Открытие закономерностей передачи наследственной информации чешским монахом Г. Менделем послужило толчком к дальнейшему бурному развитию биологии в XX-XXI веках и привело не только к открытию универсального носителя наследственности — ДНК, но и генетического кода, а также фундаментальных механизмов контроля, считывания и изменчивости наследственной информации. Развитие представлений об окружающей среде привело к возникновению такой науки, как экология, и формулировке учения о биосфере как о сложной многокомпонентной планетарной системе связанных между собой огромных биологических комплексов, а также химических и геологических процессов, происходящих на Земле (В.И. Вернадский), что в конечном итоге позволяет хотя бы в небольшой степени уменьшить негативные последствия хозяйственной деятельности человека. Таким образом, биология сыграла немаловажную роль в становлении современной естественнонаучной картины мира.
Методы изучения живых объектов
Как и любая другая наука, биология имеет свой арсенал методов. Помимо научного метода познания, применяемого в других отраслях, в биологии широко используются такие методы, как исторический, сравнительно-описательный и др.
Научный метод познания включает в себя наблюдение, формулировку гипотез, эксперимент, моделирование, анализ результатов и выведение общих закономерностей.
Наблюдение — это целенаправленное восприятие объектов и явлений с помощью органов чувств или приборов, обусловленное задачей деятельности. Основным условием научного наблюдения является его объективность, т.е. возможность проверки полученных данных путем повторного наблюдения или применения иных методов исследования, например эксперимента. Полученные в результате наблюдения факты называются данными. Они могут быть как качественными (описывающими запах, вкус, цвет, форму и т. д.), так и количественными, причем количественные данные являются более точными, чем качественные.
На основе данных наблюдений формулируется гипотеза — предположительное суждение о закономерной связи явлений. Гипотеза подвергается проверке в серии экспериментов.
Экспериментом называется научно поставленный опыт, наблюдение исследуемого явления в контролируемых условиях, позволяющих выявить характеристики данного объекта или явления.
Высшей формой эксперимента является моделирование — исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей. По существу это одна из основных категорий теории познания: на идее моделирования базируется любой метод научного исследования — как теоретический, так и экспериментальный. Результаты эксперимента и моделирования подвергаются тщательному анализу.
Анализом называют метод научного исследования путем разложения предмета на составные части или мысленного расчленения объекта путем логической абстракции. Анализ неразрывно связан с синтезом.
Синтез — это метод изучения предмета в его целостности, в единстве и взаимной связи его частей. В результате анализа и синтеза наиболее удачная гипотеза исследования становится рабочей гипотезой, и если она способна устоять при попытках ее опровержения и по-прежнему удачно предсказывает ранее необъясненные факты и взаимосвязи, то она может стать теорией.
Под теорией понимают такую форму научного знания, которая дает целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности. Общее направление научного исследования состоит в достижении более высоких уровней предсказуемости. Если теорию не способны изменить никакие факты, а встречающиеся отклонения от нее регулярны и предсказуемы, то ее можно возвести в ранг закона — необходимого, существенного, устойчивого, повторяющегося отношения между явлениями в природе. По мере увеличения совокупности знаний и совершенствования методов исследования гипотезы и даже прочно укоренившиеся теории могут оспариваться, видоизменяться и даже отвергаться, поскольку сами научные знания по своей природе динамичны и постоянно подвергаются критическому переосмыслению.
Исторический метод выявляет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функции. В ряде случаев с помощью этого метода новую жизнь обретают гипотезы и теории, ранее считавшиеся ложными. Так, например, произошло с предположениями Дарвина о природе передачи сигналов по растению в ответ на воздействия окружающей среды.
Сравнительно-описательный метод предусматривает проведение анатомо-морфологического анализа объектов исследования. Он лежит в основе классификации организмов, выявления закономерностей возникновения и развития различных форм жизни.
Мониторинг — это система мероприятий по наблюдению, оценке и прогнозу изменения состояния исследуемого объекта, в частности биосферы.
Проведение наблюдений и экспериментов требует зачастую применения специального оборудования, такого как микроскопы, центрифуги, спектрофотометры и др. Микроскопия широко применяется в зоологии, ботанике, анатомии человека, гистологии, цитологии, генетике, эмбриологии, палеонтологии, экологии и других разделах биологии. Она позволяет изучить тонкое строение объектов с использованием световых, электронных, рентгеновских и других типов микроскопов.
Световой микроскоп состоит из оптических и механических частей. Оптические части участвуют в построении изображения, а механические служат для удобства пользования оптическими частями. Общее увеличение микроскопа определяется по формуле: увеличение объектива х увеличение окуляра = увеличение микроскопа.
Например, если объектив увеличивает объект в 8 раз, а окуляр — в 7, то общее увеличение микроскопа равно 56.
Дифференциальное центрифугирование, или фракционирование, позволяет разделить частицы по их размерам и плотности под действием центробежной силы, что активно используется при изучении строения биологических молекул и клеток.
Основные уровни организации живой природы
Молекулярно-генетический. Важнейшими задачами биологии на этом этапе является изучение механизмов передачи генной информации, наследственности и изменчивости.
Клеточный уровень. Элементарной единицей клеточного уровня организации является клетка, а элементарным явлением — реакции клеточного метаболизма.
Тканевый уровень. Этот уровень представлен тканями, объединяющими клетки определённого строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки клеток.
Органный уровень. Органный уровень представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счёт различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счёт разного количества тканей.
Организменный уровень. Элементарной единицей данного уровня является особь в ее индивидуальном развитии, или онтогенезе, поэтому организменный уровень также называют онтогенетическим. Элементарным явлением данного уровня являются изменения организма в его индивидуальном развитии.
Популяционно-видовой уровень. Популяция — это совокупность особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и проживающих обособленно от других таких же групп особей. В популяциях происходит свободный обмен наследственной информацией и ее передача потомкам. Популяция является элементарной единицей популяционно-видового уровня, а элементарным явлением в данном случае являются эволюционные преобразования, например мутации и естественный отбор.
Биогеоценотический уровень. Биогеоценоз представляет собой исторически сложившееся сообщество популяций разных видов, взаимосвязанных между собой и окружающей средой обменом веществ и энергии. Биогеоценозы являются элементарными системами, в которых осуществляется вещественно- энергетический круговорот, обусловленный жизнедеятельностью организмов. Сами биогеоценозы — это элементарные единицы данного уровня, тогда как элементарные явления — это потоки энергии и круговороты веществ в них. Биогеоценозы составляют биосферу и обусловливают все процессы, протекающие в ней.
Биосферный уровень. Биосфера — оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразуемая ими. Биосфера является самым высоким уровнем организации жизни на планете. Эта оболочка охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы. Биосфера, как и все другие биологические системы, динамична и активно преобразуется живыми существами. Она сама является элементарной единицей биосферного уровня, а в качестве элементарного явления рассматривают процессы круговорота веществ и энергии, происходящие при участии живых организмов.
Как уже было сказано выше, каждый из уровней организации живой материи вносит свою лепту в единый эволюционный процесс: в клетке не только воспроизводится заложенная наследственная информация, но и происходит ее изменение, что приводит к возникновению новых сочетаний признаков и свойств организма, в свою очередь подвергающихся действию естественного отбора на популяционно-видовом уровне и т. д.
multiurok.ru
|
Поиск Лекций
Биология (от греч. биос — жизнь, логос — слово, наука) — это комплекс наук о живой природе. Предметом биологии являются все проявления жизни: строение и функции живых существ, их разнообразие, происхождение и развитие, а также взаимодействие с окружающей средой. Основная задача биологии как науки состоит в истолковании всех явлений живой природы на научной основе, учитывая при этом, что целому организму присущи свойства, в корне отличающиеся от его составляющих. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле, классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой. В основе современной биологии лежат5 фундаментальных принципов: 1. клеточная теория 2. эволюция 3. генетика 4. гомеостаз 5. энергия Биологические науки В настоящее время в состав биологии включают целый ряд наук, которые можно систематизировать по таким критериям: по предмету и преобладающим методам исследования и по изучаемому уровню организации живой природы. По предмету исследования биологические науки делят на бактериологию, ботанику, вирусологию, зоологию, микологию. Ботаника — это биологическая наука, комплексно изучающая растения и растительный покров Земли. Зоология — раздел биологии, наука о многообразии, строении, жизнедеятельности, распространении и взаимосвязи животных со средой обитания, их происхождении и развитии. Бактериология — биологическая наука, изучающая строение и жизнедеятельность бактерий, а также их роль в природе. Вирусология — биологическая наука, изучающая вирусы. Основным объектом микологии являются грибы, их строение и особенности жизнедеятельности. Лихенология — биологическая наука, изучающая лишайники. Бактериология, вирусология и некоторые аспекты микологии часто рассматриваются в составе микробиологии — раздела биологии, науке о микроорганизмах (бактериях, вирусах и микроскопических грибах). Систематика, или таксономия, — биологическая наука, которая описывает и классифицирует по группам все живые и вымершие существа. В свою очередь, каждая из перечисленных биологических наук подразделяется на биохимию, морфологию, анатомию, физиологию, эмбриологию, генетику и систематику (растений, животных или микроорганизмов). Биохимия — это наука о химическом составе живой материи, химических процессах, происходящих в живых организмах и лежащих в основе их жизнедеятельности. Морфология — биологическая наука, изучающая форму и строение организмов, а также закономерности их развития. В широком смысле она включает в себя цитологию, анатомию, гистологию и эмбриологию. Различают морфологию животных и растений. Анатомия — это раздел биологии (точнее — морфологии), наука, изучающая внутреннее строение и форму отдельных органов, систем и организма в целом. Анатомия растений рассматривается в составе ботаники, анатомия животных — в составе зоологии, а анатомия человека является отдельной наукой. Физиология — биологическая наука, изучающая процессы жизнедеятельности растительных и животных организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток. Существуют физиология растений, животных и человека. Эмбриология (биология развития) — раздел биологии, наука об индивидуальном развитии организма, в том числе развитии зародыша. Объектом генетики являются закономерности наследственности и изменчивости. В настоящее время это одна из наиболее динамично развивающихся биологических наук. По изучаемому уровню организации живой природы выделяют молекулярную биологию, цитологию, гистологию, органологию, биологию организмов и надорганизменных систем. Молекулярная биология является одним из наиболее молодых разделов биологии, наука, изучающая, в частности, организацию наследственной информации и биосинтез белка. Цитология, или клеточная биология, — биологическая наука, объектом изучения которой являются клетки как одноклеточных, так и многоклеточных организмов. Гистология — биологическая наука, раздел морфологии, объектом которой является строение тканей растений и животных. К сфере органологии относят морфологию, анатомию и физиологию различных органов и их систем. Биология организмов включает все науки, предметом которых являются живые организмы, например, этологию — науку о поведении организмов. Биология надорганизменных систем подразделяется на биогеографию и экологию. Распространение живых организмов изучает биогеография, тогда как экология — организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы. По преобладающим методам исследования можно выделить описательную (например, морфологию), экспериментальную (например, физиологию) и теоретическую биологию. Выявление и объяснение закономерностей строения, функционирования и развития живой природы на различных уровнях ее организации является задачей общей биологии. К ней относят биохимию, молекулярную биологию, цитологию, эмбриологию, генетику, экологию, эволюционное учение и антропологию. Эволюционное учение изучает причины, движущие силы, механизмы и общие закономерности эволюции живых организмов. Одним из его разделов является палеонтология — наука, предметом которой являются ископаемые останки живых организмов. Антропология — раздел общей биологии, наука о происхождении и развитии человека как биологического вида, а также разнообразии популяций современного человека и закономерностях их взаимодействия. Прикладные аспекты биологии отнесены к сфере биотехнологии, селекции и других быстро- развивающихся наук. Биотехнологией называют биологическую науку, изучающую использование живых организмов и биологических процессов в производстве. Она широко применяется в пищевой (хлебопечение, сыроделие, пивоварение и др.) и фармацевтической промышленностях (получение антибиотиков, витаминов), для очистки вод и т. п. Селекция — наука о методах создания пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами. Под селекцией понимают и сам процесс изменения живых организмов, осуществляемый человеком для своих потребностей. Прогресс биологии тесно связан с успехами других естественных и точных наук, таких как физика, химия, математика, информатика и др. Например, микроскопирование, ультразвуковые исследования (УЗИ), томография и другие методы биологии основываются на физических закономерностях, а изучение структуры биологических молекул и процессов, происходящих в живых системах, было бы невозможным без применения химических и физических методов. Применение математических методов позволяет, с одной стороны, выявить наличие закономерной связи между объектами или явлениями, подтвердить достоверность полученных результатов, а с другой — смоделировать явление или процесс. В последнее время все большее значение в биологии приобретают компьютерные методы, например моделирование. На стыке биологии и других наук возник целый ряд новых наук, таких как биофизика, биохимия, бионика и др. Роль биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира На этапе становления биология еще не существовала отдельно от других естественных наук и ограничивалась лишь наблюдением, изучением, описанием и классификацией представителей животного и растительного мира, т. е. была описательной наукой. Однако это не помешало античным естествоиспытателям Гиппократу (ок. 460-377 гг. до н. э.), Аристотелю (384-322 гг. до н. э.) и Теофрасту (настоящее имя Тиртам, 372-287 гг. до н. э.) внести значительный вклад в развитие представлений о строении тела человека и животных, а также о биологическом разнообразии животных и растений, заложив тем самым основы анатомии и физиологии человека, зоологии и ботаники. Углубление познаний о живой природе и систематизация ранее накопленных фактов, происходившие в XVI-XVIII веках, увенчались введением бинарной номенклатуры и созданием стройной систематики растений (К. Линней) и животных (Ж.-Б. Ламарк). Описание значительного числа видов со сходными морфологическими признаками, а также палеонтологические находки стали предпосылками к развитию представлений о происхождении видов и путях исторического развития органического мира. Так, опыты Ф. Реди, Л. Спалланцани и Л. Пастера в XVII-XIX веках опровергли гипотезу спонтанного самозарождения, выдвинутую еще Аристотелем и бытовавшую в средние века, а теория биохимической эволюции А. И. Опарина и Дж. Холдейна, блестяще подтвержденная С. Миллером и Г. Юри, позволила дать ответ на вопрос о происхождении всего живого. Если сам процесс возникновения живого из неживых компонентов и его эволюция сами по себе уже не вызывают сомнений, то механизмы, пути и направления исторического развития органического мира все еще до конца не выяснены, поскольку ни одна из двух основных соперничающих между собой теорий эволюции (синтетическая теория эволюции, созданная на основе теории Ч. Дарвина, и теория Ж.-Б. Ламарка) все еще не могут предъявить исчерпывающих доказательств. Применение микроскопии и других методов смежных наук, обусловленное прогрессом в области других естественных наук, а также внедрение практики эксперимента позволило немецким ученым Т. Шванну и М. Шлейдену еще в XIX веке сформулировать клеточную теорию, позднее дополненную Р. Вирховым и К. Бэром. Она стала важнейшим обобщением в биологии, которое краеугольным камнем легло в основу современных представлений о единстве органического мира. Открытие закономерностей передачи наследственной информации чешским монахом Г. Менделем послужило толчком к дальнейшему бурному развитию биологии в XX-XXI веках и привело не только к открытию универсального носителя наследственности — ДНК, но и генетического кода, а также фундаментальных механизмов контроля, считывания и изменчивости наследственной информации. Развитие представлений об окружающей среде привело к возникновению такой науки, как экология, и формулировке учения о биосфере как о сложной многокомпонентной планетарной системе связанных между собой огромных биологических комплексов, а также химических и геологических процессов, происходящих на Земле (В.И. Вернадский), что в конечном итоге позволяет хотя бы в небольшой степени уменьшить негативные последствия хозяйственной деятельности человека. Таким образом, биология сыграла немаловажную роль в становлении современной естественнонаучной картины мира. Методы изучения живых объектов Как и любая другая наука, биология имеет свой арсенал методов. Помимо научного метода познания, применяемого в других отраслях, в биологии широко используются такие методы, как исторический, сравнительно-описательный и др. Научный метод познания включает в себя наблюдение, формулировку гипотез, эксперимент, моделирование, анализ результатов и выведение общих закономерностей. Наблюдение — это целенаправленное восприятие объектов и явлений с помощью органов чувств или приборов, обусловленное задачей деятельности. Основным условием научного наблюдения является его объективность, т.е. возможность проверки полученных данных путем повторного наблюдения или применения иных методов исследования, например эксперимента. Полученные в результате наблюдения факты называются данными. Они могут быть как качественными (описывающими запах, вкус, цвет, форму и т. д.), так и количественными, причем количественные данные являются более точными, чем качественные. На основе данных наблюдений формулируется гипотеза — предположительное суждение о закономерной связи явлений. Гипотеза подвергается проверке в серии экспериментов. Экспериментом называется научно поставленный опыт, наблюдение исследуемого явления в контролируемых условиях, позволяющих выявить характеристики данного объекта или явления. Высшей формой эксперимента является моделирование — исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей. По существу это одна из основных категорий теории познания: на идее моделирования базируется любой метод научного исследования — как теоретический, так и экспериментальный. Результаты эксперимента и моделирования подвергаются тщательному анализу. Анализом называют метод научного исследования путем разложения предмета на составные части или мысленного расчленения объекта путем логической абстракции. Анализ неразрывно связан с синтезом. Синтез — это метод изучения предмета в его целостности, в единстве и взаимной связи его частей. В результате анализа и синтеза наиболее удачная гипотеза исследования становится рабочей гипотезой, и если она способна устоять при попытках ее опровержения и по-прежнему удачно предсказывает ранее необъясненные факты и взаимосвязи, то она может стать теорией. Под теорией понимают такую форму научного знания, которая дает целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности. Общее направление научного исследования состоит в достижении более высоких уровней предсказуемости. Если теорию не способны изменить никакие факты, а встречающиеся отклонения от нее регулярны и предсказуемы, то ее можно возвести в ранг закона — необходимого, существенного, устойчивого, повторяющегося отношения между явлениями в природе. По мере увеличения совокупности знаний и совершенствования методов исследования гипотезы и даже прочно укоренившиеся теории могут оспариваться, видоизменяться и даже отвергаться, поскольку сами научные знания по своей природе динамичны и постоянно подвергаются критическому переосмыслению. Исторический метод выявляет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функции. В ряде случаев с помощью этого метода новую жизнь обретают гипотезы и теории, ранее считавшиеся ложными. Так, например, произошло с предположениями Дарвина о природе передачи сигналов по растению в ответ на воздействия окружающей среды. Сравнительно-описательный метод предусматривает проведение анатомо-морфологического анализа объектов исследования. Он лежит в основе классификации организмов, выявления закономерностей возникновения и развития различных форм жизни. Мониторинг — это система мероприятий по наблюдению, оценке и прогнозу изменения состояния исследуемого объекта, в частности биосферы. Проведение наблюдений и экспериментов требует зачастую применения специального оборудования, такого как микроскопы, центрифуги, спектрофотометры и др. Микроскопия широко применяется в зоологии, ботанике, анатомии человека, гистологии, цитологии, генетике, эмбриологии, палеонтологии, экологии и других разделах биологии. Она позволяет изучить тонкое строение объектов с использованием световых, электронных, рентгеновских и других типов микроскопов. Световой микроскоп состоит из оптических и механических частей. Оптические части участвуют в построении изображения, а механические служат для удобства пользования оптическими частями. Общее увеличение микроскопа определяется по формуле: увеличение объектива х увеличение окуляра = увеличение микроскопа. Например, если объектив увеличивает объект в 8 раз, а окуляр — в 7, то общее увеличение микроскопа равно 56. Дифференциальное центрифугирование, или фракционирование, позволяет разделить частицы по их размерам и плотности под действием центробежной силы, что активно используется при изучении строения биологических молекул и клеток. Основные уровни организации живой природы 1. Молекулярно-генетический. Важнейшими задачами биологии на этом этапе является изучение механизмов передачи генной информации, наследственности и изменчивости. 2. Клеточный уровень.Элементарной единицей клеточного уровня организации является клетка, а элементарным явлением — реакции клеточного метаболизма. 3. Тканевый уровень. Этот уровень представлен тканями, объединяющими клетки определённого строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки клеток. 4. Органный уровень. Органный уровень представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счёт различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счёт разного количества тканей. 5. Организменный уровень.Элементарной единицей данного уровня является особь в ее индивидуальном развитии, или онтогенезе, поэтому организменный уровень также называют онтогенетическим. Элементарным явлением данного уровня являются изменения организма в его индивидуальном развитии. 6. Популяционно-видовой уровень. Популяция — это совокупность особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и проживающих обособленно от других таких же групп особей. В популяциях происходит свободный обмен наследственной информацией и ее передача потомкам. Популяция является элементарной единицей популяционно-видового уровня, а элементарным явлением в данном случае являются эволюционные преобразования, например мутации и естественный отбор. 7. Биогеоценотический уровень. Биогеоценоз представляет собой исторически сложившееся сообщество популяций разных видов, взаимосвязанных между собой и окружающей средой обменом веществ и энергии. Биогеоценозы являются элементарными системами, в которых осуществляется вещественно- энергетический круговорот, обусловленный жизнедеятельностью организмов. Сами биогеоценозы — это элементарные единицы данного уровня, тогда как элементарные явления — это потоки энергии и круговороты веществ в них. Биогеоценозы составляют биосферу и обусловливают все процессы, протекающие в ней. 8. Биосферный уровень. Биосфера — оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразуемая ими. Биосфера является самым высоким уровнем организации жизни на планете. Эта оболочка охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы. Биосфера, как и все другие биологические системы, динамична и активно преобразуется живыми существами. Она сама является элементарной единицей биосферного уровня, а в качестве элементарного явления рассматривают процессы круговорота веществ и энергии, происходящие при участии живых организмов.
|
|
poisk-ru.ru
Вся теория по биологии к ЕГЭ и ГИА
Главная » 2012 » Март » 8 » Вся теория по биологии к ЕГЭ и ГИА15:53 Вся теория по биологии к ЕГЭ и ГИА | |
 Мы добавили теорию по всем темам в наши материалы по биологии. Эти материалы будут полезны для подготовки к ЕГЭ и ГИА. Все темы представлены по следующему плану:Ботаника Ниже представлены скриншоты материалов: Ознакомиться с материалами и скачать их вы можете здесь: Материалы по биологии. | |
| Просмотров: 86426 | | Теги: ЕГЭ, ГИА, теория, биология | |
xn--80aff1fya.xn--p1ai
Детальный разбор заданий ОГЭ по биологии 2018
Структура экзамена ОГЭ по биологии: экзамен включает 32 вопроса. Среди них первые 22 задания — это задания базового уровня сложности с выбором одного правильного ответа, следующие 6 — повышенной сложности на выбор нескольких правильных ответов либо на установление соответствия или правильной последовательности процессов. Последние 4 задания — это задания, предполагающие развернутый ответ: одно задание направлено на работу с текстом и является заданием повышенного уровня, три оставшихся — это вопросы высокой сложности, направленные на анализ табличных данных и применение знаний на практике.
Задания с выбором предложенных вариантов в ОГЭ по биологии относятся к первой части экзамена, развернутый ответ предполагается на задания второй части. На решение экзаменационного варианта дается 180 минут (3 часа).
Разбор заданий ОГЭ по биологии
Экзаменационные задания первой части можно сгруппировать в следующие пять блоков:
«Биология как наука»
В вопросы этого блока входит задание №1 из первой части. Это задание посвящено основным научным методам изучения живого, роли биологических наук в современном мире и в практической деятельности людей. Приведем пример такого задания из демо ОГЭ по биологии:
На этой картине изображен врач, измеряющий пульс пациента. Правильный ответ — 2) измерение.
«Признаки живых организмов»
В тестовой части экзаменационного варианта задания на эту тему могут встретиться в вопросах в №2, №21 и №22, также задания о признаках живых организмах, способах размножения, строении клеток могут быть и в заданиях №23-28 с выбором нескольких вариантов ответа. Пример задания ОГЭ по биологии:
Одним из положений клеточной теории является вариант ответа 3. Вариант ответа 1 не подходит, так как не только растения и животные состоят из клеток, но еще и грибы и бактерии. Вариант 2 не верен, потому что клетки разной природы и относящиеся к разным тканям выполняют разные функции. А ответ 4 является неправильным, так как в клетках прокариот ядра нет.
За хранение продуктов жизнедеятельности клетки у растений отвечает вакуоль. Ответ — 2.
«Система, многообразие и эволюция живой природы»
К заданиям этого блока относятся: №3, в котором можно встретить вопрос о простейших организмах, бактериях и грибах, №4 и №5 о Царстве Растений, вопросы №6 и №7 посвящены царству Животных, в задании №8 необходимо ответить на вопрос о сходствах и различиях человека и, кроме того, задания на тему “Многообразие живой природы” можно встретить в вопросах №23-28.
Варианты заданий ОГЭ по биологии на темы этого блока:
Для решения задания №5 из демоверсии нужно вспомнить особенности покрытосеменных растений, одной из них является наличие двойного оплодотворения. Правильный ответ – 4
Задание №25 в этом варианте проверяет знания зоологии. Для того, чтобы вспомнить признаки насекомых и паукообразных, обратимся к таблице, в которой собраны основные характеристики классов типа Членистоногие:
Таким образом, признаки А, В, Е — признаки Насекомых, Б, Г, Д — Паукообразных
Ответ будет: 121221
«Человек и его здоровье»
Вопросов по анатомии человека среди всех заданий ОГЭ по биологии 2018 достаточно много. Так, например, вопрос №9 касается нейрогуморальной регуляции, №10 связан с опорно-двигательной системой, №11 в ОГЭ по биологии посвящен внутренней среде организма — крови, лимфе и тканевой жидкости, в вопросе №12 спрашивается о транспорте веществ внутри организма, в №13 — о пищеварительной или дыхательной системах.
Задание №14 в ОГЭ по биологии может содержать вопросы об обмене веществ, органах выделения и коже, а задание №15 об органах чувств. Поведение человека, типы темперамента и другие аспекты психологии человека могут встретиться в задании №16, задание №17 касается санитарно-гигиенических норм и правил здорового образа жизни. Задания повышенной сложности №23-28 в ОГЭ по биологии также могут содержать вопросы из тем этого блока.
Приведем решение заданий из ОГЭ по биологии, касающихся анатомии человека:
Вопрос №12 о строении сердца человека. Сердце человека, как и всех млекопитающих, четырехкамерное и состоит из двух предсердий и двух желудочков. Правое предсердие обозначено цифрой 4.
При выполнении задания №15 необходимо вспомнить о том, каким образом человек сохраняет равновесие. За равновесие отвечает вестибулярный аппарат, который состоит из полукружных каналов. Ответ -1.
Задание №23 относится к теме “Основы гигиены и здорового образа жизни”. СПИД — это болезнь, вызванная вирусом иммунодефицита человека, заразиться этим вирусом можно при использовании зубной щетки больного СПИДом, при прокалывании ушей и при нанесении тату.
«Взаимосвязи организмов и окружающей среды»
Вопросы по экологии, в частности об экосистемах, экологических факторах, взаимодействиях видов, экологических проблемах находятся в заданиях №18-19 и иногда №20 и №22 Понятия и термины темы этого блока могут быть в заданиях №23-28.
Разберем некоторые задания из пробного варианта ОГЭ по биологии:
Задание №18: Разрушители, или редуценты, разлагают органические вещества и обеспечивают минеральным питанием производителей. Ответ – 1
Задание №22: Суждение А неверно, так как энергия наоборот теряется при переходе на другой уровень. Суждение Б — верно. Ответ — 2.
Вторая часть ОГЭ по биологии
Вторая часть (задания 29-32) содержит вопросы, на которые необходимо дать развернутый ответ.
Задание №29 в ОГЭ по биологии основывается на том, чтобы найти необходимую информацию из текста и ответить на вопросы после него.
Задание №30 предполагает работу с таблицей и анализ представленных в ней данных.
Задания №31 и №32 также связаны с информацией в таблице и при их решении необходимо применить знания, полученные в курсе биологии на практике, составив под условия задачи оптимальный рацион и рассчитав энергозатраты, а также обосновав рациональное питание.
Задания №29-31 выполняются по контексту и при их выполнении не должно возникнуть проблем.
Приведем разбор задания №32 ОГЭ по биологии:
При ответе на этот вопрос необходимо указать важнейшие функции белков в организме человека. Во-первых, это структурная функция. Белки формируют мышцы. Связки образуют внутренние органы. Во-вторых, белки выполняют энергетическую функцию и для восстановления организма после физических нагрузок необходимо питаться пищей, богатой белками.
Оценивание ОГЭ по биологии
ОГЭ оценивается по пятибалльной шкале, итоговая оценка выставляется в зависимости от того, сколько баллов набрано. Баллы за правильно выполненные задания начисляются таким образом:
- За задания 1-22 из первой части экзаменационной работы дается по одному баллу.
- За задания 23-27 можно получить по 2 балла при условии, что задание выполнено полностью правильно. 1 балл начисляется, если допущена одна ошибка.
- Задания 28-31 могут принести по 3 балла, если на вопросы даны абсолютно верные ответы, 2 балла — если есть одна ошибка, 1 балл — если две ошибки.
- Задание 32 оценивается максимально 2 баллами. За одну допущенную ошибку можно получить 1 балл.
Максимально — 46 баллов.
Шкала перевода баллов в оценку выглядит таким образом:
- 0—12 баллов — отметка «2»
- 13—25 баллов — отметка «3»
- 26—36 баллов — отметка «4»
- 37—46 баллов — отметка «5»
Тренировочные варианты ОГЭ по биологии
Для того, чтобы хорошо подготовиться к экзамену, необходимо выполнить как можно больше тренировочных тестов. Найти их можно как в электронном виде, так и в бумажном — в виде сборников для подготовки к ОГЭ в книжных магазинах:
Онлайн тренировочные варианты можно найти на таких сайтах как:
www.ctege.info/oge-po-biologii-gia/
https://online-ege.ru/test/biology-oge/full
https://bio-oge.sdamgia.ru/
Также вы можете записаться к нам на курсы ОГЭ. Наши специалисты занимаются подготовкой учащихся уже больше 9 лет.
Кроме того, можно пользоваться и вариантами прошлых лет, так как отличие варианта 2018 года от варианта 2017 года только в сквозной нумерации заданий. Сами задания и их формат остались неизменными.
godege.ru
Как подготовится к ОГЭ по биологии 2018 с нуля?
Настоящая Политика конфиденциальности определяет, каким образом Центр подготовки к ЕГЭ и ОГЭ Годограф собирает, использует, хранит и раскрывает информацию, полученную от пользователей на веб-сайте godege.ru («Сайт»). Данная политика конфиденциальности относится и к Сайту, всем поддоменам Сайта и всем продуктам и услугам, предлагаемым Центр подготовки к ЕГЭ и ОГЭ Годограф .
Эта страница содержит сведения о том, какую информацию мы или третьи лица могут получать, когда Вы пользуетесь нашим Сайтом. Мы надеемся, что эти сведения помогут Вам принимать осознанные решения в отношении предоставляемой нам информации о себе.
Настоящая Политика конфиденциальности распространяется непосредственно на этот Сайт и на информацию, получаемую с его помощью. Она не распространяется ни на какие другие сайты и не применима к веб-сайтам третьих лиц, которые могут содержать упоминание о нашем Сайте и с которых могут делаться ссылки на Сайт, а так же ссылки с этого Сайта на другие сайты сети Интернет.
Получаемая информация
Когда Вы посещаете Сайт, мы определяем IP адрес, имя домена с которого Вы к нам пришли (например, «yandex.ru») и страну регистрации данного ip , а так же фиксируем все переходы посетителей с одной страницы Сайта на другую.
Сведения, которые мы получаем на Сайте, могут быть использованы для того, чтобы облегчить пользование Сайтом. Сайт собирает только общую информацию, которую Ваш браузер предоставляет добровольно при посещении Сайта.
Сайт применяет стандартную технологию «cookies» («куки») для настройки стилей отображения Сайта под параметры экрана монитора. «Куки» представляет собой данные с веб-сайта, который сохраняет на жестком диске Вашего же компьютера. В «cookies» содержится информация, которая может быть необходимой для настройки Сайта, — для сохранения Ваших установок вариантов просмотра и сбора статистической информации по Сайту, т.е. какие страницы Вы посетили, что было загружено, имя домена интернет-провайдера и страна посетителя, а также адреса сторонних веб-сайтов, с которых совершен переход на Сайт и далее.
Также данную технологию использует установленные на Сайте счетчики компании Yandex/Rambler/Google и т.п.
Технология «Cookies» не содержит никаких личных сведений относительно Вас. Чтобы просматривать материал без «cookies», Вы можете настроить свой браузер таким образом, чтобы она не принимала «cookies», либо уведомляла Вас об их посылке (настройки браузеров различны, поэтому советуем Вам получить справку в разделе «Помощь» и выяснить как изменить установки браузера по «cookies»).
Кроме того, Сайт использует стандартные возможности (журналы) веб-сервера для подсчета количества посетителей и оценки технических возможностей хост-сервера, рейтинги и счетчики посещаемости от сторонних организаций (yandex.ru, top100.rambler.ru, top.mail.ru и др.). Мы используем эту информацию для того, чтобы определить сколько человек посещает Сайт и расположить страницы наиболее удобным для пользователей способом, обеспечить соответствие Сайта с используемыми Вами браузерам, и сделать содержание Сайта максимально полезным для посетителей. Мы записываем сведения по перемещениям на Сайте, но не об отдельных посетителях Сайта, так что никакая конкретная информация относительно Вас лично не будет сохраняться или использоваться Администрацией Сайта без Вашего согласия.
Также мы можем собирать личную идентификационную информацию от пользователей, когда пользователь посещает наш Сайт, регистрируется на Сайте, оформляет заказ, заполняет формы и в связи с другой активностью на Сайте. Пользователя могут попросить при необходимости указывать имя, электронный адрес, номер телефона, данные кредитной карты. Пользователи могут, однако, посещать наш Сайт анонимно. Мы собираем личную идентификационную информацию пользователей, только если они добровольно предоставляют нам такую информацию. Пользователи всегда могут отказаться в предоставлении личной идентификационной информации, за исключением случаев, когда это может помешать пользоваться отдельными функциями Сайта.
Как мы используем собранную информацию
Центр подготовки к ЕГЭ и ОГЭ Годограф может собирать и использовать личную информацию пользователей для следующих целей:
— Для улучшения обслуживания клиентов. Предоставляемая вами информация помогает нам реагировать на запросы клиентов более эффективно;
— Чтобы персонализировать пользовательский опыт. Мы можем использовать информацию для определения кто из посетителей Сайта наиболее заинтересован в услугах и ресурсах предоставляемых на нашем Сайте;
— Для улучшения нашего Сайта. Мы можем использовать обратную связь, которую Вы предоставляете, чтобы улучшить наши продукты и услуги;
— Для обработки платежей. Мы можем использовать информацию о пользователях при оформлении заказа для оформления платежей и только для этого. Мы не делимся этой информацией с третьими лицами, за исключением тех случаев, когда необходимо для предоставления услуг;
— Чтобы отправлять пользователям информацию, которую они согласились получать на темы, которые, как мы думаем, будут представлять для них интерес;
— Чтобы отправить периодические сообщения электронной почты, которые могут включать новости компании, обновления, информацию о продуктах и услугах и т.д. Если пользователь хотел бы отказаться от получения последующих писем, мы включаем подробное описание инструкции по тому, как отписаться в нижней части каждой электронной почты или пользователь может связаться с нами через наш Сайт.
Как мы защищаем вашу информацию
Мы принимаем соответствующие меры безопасности по сбору, хранению и обработке собранных данных для защиты их от несанкционированного доступа, изменения, раскрытия или уничтожения Вашей личной информации (имя пользователя, пароль, информация транзакции и данные, хранящиеся на нашем Сайте).
Общий доступ к личной информации
Мы не продаем, не обмениваем или не даем в аренду личную информацию пользователей. Мы можем предоставлять общие агрегированные демографические данные, не связанные с личной информацией, нашими партнерами и рекламодателями для целей, описанных выше. Мы можем использовать сторонних поставщиков услуг, чтобы помочь нам управлять нашим бизнесом и Сайтом или управлять деятельностью от нашего имени, например, проведение рассылки или статистические и иные исследования. Мы можем делиться этой информацией с этими третьими лицами для ограниченных целей при условии, что Вы дали нам соответствующие разрешения.
Изменения в политике конфиденциальности
Центр подготовки к ЕГЭ и ОГЭ Годограф имеет право по своему усмотрению обновлять данную политику конфиденциальности в любое время. В этом случае мы опубликуем уведомление на главной странице нашего Сайта и сообщим Вам об этом по электронной почте. Мы рекомендуем пользователям регулярно проверять эту страницу для того, чтобы быть в курсе любых изменений о том, как мы защищаем личную информацию, которую мы собираем. Используя Сайт, Вы соглашаетесь с принятием на себя ответственности за периодическое ознакомление с Политикой конфиденциальности и изменениями в ней.
Ваше согласие с этими условиями
Используя этот Сайт, Вы выражаете свое согласие с этой политикой. Если Вы не согласны с этой политикой, пожалуйста, не используйте наш Сайт. Ваше дальнейшее использование Сайта после внесения изменений в настоящую политику будет рассматриваться как Ваше согласие с этими изменениями.
Отказ от ответственности
Помните, политика конфиденциальности при посещении сторонних Сайтов третьих лиц, не подпадает под действия данного документа. Администрация Сайта не несет ответственности за действия других веб-сайтов.
Как с нами связаться
Если у Вас есть какие-либо вопросы по политике конфиденциальности, использованию Сайта, или иным вопросам, связанным с Сайтом, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу: Центр подготовки к ЕГЭ и ОГЭ Годограф
godege.ru переулок Васнецова 9 строение 2, 5 этаж г. Москва+7 (495) 970-99-66
[email protected]
godege.ru
