1 неделя. Теория .
Биология как наука. Методы научного познания. Уровни организации живого
Теория к заданию 2 из ЕГЭ по биологии
Биология как наука, ее достижения, методы познания живой природы. Роль биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира
— слово, наука)
это комплекс наук о живой природе.
все проявления жизнистроение 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 целостному организму присущи свойства, в корне отличающиеся от его составляющих
встречается в трудах немецких анатомов ) и К. , однако только в независимо друг от друга Ж. Б. Ламар ком и Г. Р. Тревиранусом для обозначения науки, изучающей живые организмы.
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.
— это биологическая наука, комплексно изучающая растения и растительный покров Земли.
— раздел биологии, наука о многообразии, строении, жизнедеятельности, распространении и взаимосвязи животных со средой обитания, их происхождении и развитии.
— биологическая наука, изучающая строение и жизнедеятельность бактерий, а также их роль в природе.
— биологическая наука, изучающая вирусы. Основным объектом микологии являются грибы, их строение и особенности жизнедеятельности.
— биологическая наука, изучающая лишайники. Бактериология, вирусология и некоторые аспекты микологии часто рассматриваются в составе — 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).
— это наука о химическом составе живой материи, химических процессах, происходящих в живых организмах и лежащих в основе их жизнедеятельности.
— 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.
— 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.
— 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.
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.
— 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.
включает все науки, предметом которых являются живые организмы, например,
науку о поведении организмов.
систем подразделяется на биогеографию и экологию.
Распространение живых организмов изучает , тогда как
— 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
К ней относят биохимию, молекулярную биологию, цитологию, эмбриологию, генетику, экологию, эволюционное учение и антропологию.
изучает причины, движущие силы, механизмы и общие закономерности эволюции живых организмов.
Одним из его разделов является — наука, предметом которой являются ископаемые останки живых организмов.
— 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 быстроразвивающихся наук.
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.
— 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.
Наиболее важными событиями в области биологии, повлиявшими на весь ход ее дальнейшего развития, являются:
Значимость открытий последних десятилетий еще предстоит оценить, однако наиболее крупными достижениями биологии были признаны: расшифровка генома человека и других организмов, определение механизмов контроля потока генетической информации в клетке и формирующемся организме, механизмов регуляции деления и гибели клеток, клонирование млекопитающих, а также открытие возбудителей «коровьего бешенства» (прионов).
Работы по программе «Геном человека», которые проводились одновременно в нескольких странах и были завершены в начале нынешнего века, привели нас к пониманию того, что у человека имеется около 25–30 тыс. генов, но информация с большей части нашей ДНК не считывается никогда, так как в ней содержится огромное количество участков и генов, кодирующих признаки, утратившие значение для человека (хвост, оволосение тела и др.). Кроме того, был расшифрован ряд генов, отвечающих за развитие наследственных заболеваний, а также генов-мишеней лекарственных препаратов. Однако практическое применение результатов, полученных в ходе реализации данной программы, откладывается до тех пор, пока не будут расшифрованы геномы значительного количества людей, и тогда станет понятно, в чем же все-таки их различие. Эти цели поставлены перед целым рядом ведущих лабораторий всего мира, работающих над реализацией программы «ENCODE».
Биологические исследования являются фундаментом медицины, фармации, широко используются в сельском и лесном хозяйстве, пищевой промышленности и других отраслях человеческой деятельности.
Хорошо известно, что только «зеленая революция» 1950-х годов позволила хотя бы частично решить проблему обеспечения быстро растущего населения Земли продуктами питания, а животноводство — кормами за счет внедрения новых сортов растений и прогрессивных технологий их выращивания. В связи с тем, что генетически запрограммированные свойства сельскохозяйственных культур уже почти исчерпаны, дальнейшее решение продовольственной проблемы связывают с широким введением в производство генетически модифицированных организмов.
Производство многих продуктов питания, таких как сыры, йогурты, колбасы, хлебобулочные изделия и др., также невозможно без использования бактерий и грибов, что является предметом биотехнологии.
Познание природы возбудителей, процессов течения многих заболеваний, механизмов иммунитета, закономерностей наследственности и изменчивости позволили существенно снизить смертность и даже полностью искоренить ряд болезней, таких, например, как черная оспа. С помощью новейших достижений биологической науки решается и проблема репродукции человека.
Значительная часть современных лекарственных препаратов производится на основе природного сырья, а также благодаря успехам генной инженерии, как, например, инсулин, столь необходимый больным сахарным диабетом, в основном синтезируется бактериями, которым перенесен соответствующий ген.
Не менее значимы биологические исследования для сохранения окружающей среды и разнообразия живых организмов, угроза исчезновения которых ставит под сомнение существование человечества.
Наибольшее значение среди достижений биологии имеет тот факт, что они лежат даже в основе построения нейронных сетей и генетического кода в компьютерных технологиях, а также широко используются в архитектуре и других отраслях. Вне всякого сомнения, наступивший XXI век является веком биологии.
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.
целенаправленное восприятие объектов и явленийорганов 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 Они могут быть как (описывающими запах, вкус, цвет, форму и т. д.), так и , причем количественные данные являются более точными, чем качественные.
На основе данных наблюдений формулируется предположительное суждение о закономерной связи явлений. Гипотеза подвергается проверке в серии экспериментов.
научно поставленный опыт, наблюдение исследуемого явления в контролируемых условиях, позволяющих выявить характеристики данного объекта или явления. Высшей формой эксперимента является 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. метод научного исследования путем разложения предмета на составные части или мысленного расчленения объекта путем логической абстракции. Анализ неразрывно связан с синтезом. это метод изучения предмета в его целостности, в единстве и взаимной связи его частей. В результате анализа и синтеза наиболее удачная гипотеза исследования , и если она способна устоять при попытках ее опровержения и по-прежнему удачно предсказывает ранее необъясненные факты и взаимосвязи, то она может стать 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 необходимого, существенного, устойчивого, повторяющегося отношения между явлениями в природе.
По мере увеличения совокупности знаний и совершенствования методов исследования гипотезы и прочно укоренившиеся теории могут оспариваться, видоизменяться и даже отвергаться, поскольку сами научные знания по своей природе динамичны и постоянно подвергаются критическому переосмыслению.
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 Ч. Дарвина о природе передачи сигналов по растению в ответ на воздействия окружающей среды.
предусматривает проведение анатомо-морфологического анализа объектов исследованиялежит в основе классификации организмов, выявления закономерностей возникновения и развития различных форм жизни.
— 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.
Устройство светового микроскопа
Световой микроскоп состоит из оптических и механических частей. К первым относятся окуляр, объективы и зеркало, а ко вторым — тубус, штатив, основание, предметный столик и винт.
Общее увеличение микроскопа определяется по формуле:
увеличение объектива × увеличение окуляра − увеличение микроскопа.
Например, если объектив увеличивает объект в 8 раз, а окуляр — в 7, то общее увеличение микроскопа равно 56.
позволяет разделить частицы по их размерам и плотности под действием центробежной силы, что активно используется при изучении строения биологических молекул и клеток.
Арсенал методов биологии постоянно обновляется, и в настоящее время охватить его полностью практически невозможно. Поэтому некоторые методы, используемые в отдельных биологических науках, будут рассмотрены далее.
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–ХIХ 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 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 ХХ–ХХI 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.
Уровневая организация и эволюция. Основные уровни организации живой природы: клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Биологические системы. Общие признаки биологических систем: клеточное строение, особенности химического состава, обмен веществ и превращения энергии, гомеостаз, раздражимость, движение, рост и развитие, воспроизведение, эволюция
Живая природа — не однородное образование, подобное кристаллу, она представлена бесконечным разнообразием составляющих ее объектов (одних только видов организмов в настоящее время описано около 2 млн). Вместе с тем это разнообразие не является и свидетельством хаоса, царящего в ней, поскольку организмы имеют клеточное строение, организмы одного вида образуют популяции, все популяции, обитающие на одном участке суши или воды, образуют сообщества, а во взаимодействии с телами неживой природы формируют биогеоценозы, в свою очередь составляющие биосферу.
Таким образом, живая природа является системой, компоненты которой можно расположить в строгом порядке: от низших к высшим. Данный принцип организации позволяет выделить в живой природе отдельные дает комплексное представление о жизни как о природном явлении. На каждом из уровней организации определяют элементарную единицу и элементарное явление. рассматривают структуру или объект, изменения которых составляют специфический для соответствующего уровня вклад в процесс сохранения и развития жизни, тогда как само это изменение является
Формирование такой многоуровневой структуры не могло произойти мгновенно — это результат миллиардов лет исторического развития, в процессе которого происходило прогрессивное усложнение форм жизни: от комплексов органических молекул к клеткам, от клеток — к организмам и т. д. Однажды возникнув, эта структура поддерживает свое существование за счет сложной системы регуляции и продолжает развиваться, причем на каждом из уровней организации живой материи происходят соответствующие эволюционные преобразования.
Уровни организации живых систем отражают соподчиненность, иерархичность структурной организации жизни; отличаются друг от друга сложностью организации системы (клетка устроена проще по сравнению с многоклеточным организмом или популяцией).
Биологический уровень жизни – это форма и способ ее существования (вирус существует в виде молекулы ДНК или РНК, заключенной в белковую оболочку) – это форма существования вируса. Однако свойства живой системы вирус проявляет, только попав в клетку другого организма, где он размножается – это способ его существования.
Основные уровни организации живой природы: молекулярный, , органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный
В настоящее время выделяют несколько уровней организации живой материи: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный.
Молекулярно-генетический (молекулярный) уровень
Биологические макромолекулы (нуклеиновые кислоты, белки, углеводы) и другие вещества (липиды, АТФ и т.п.)
Распад и синтез макромолекул в клетке, самосборка и матричное копирование макромолекул, генные мутации и т.д.
На этом уровне элементарной структурной единицей является ген (участок ДНК), а ДНК — носитель наследственной информации у всех живых организмов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ превращение энергии, передача наследственной информации.
Деление полуавтономных органоидов (митохондрии, пластиды), сборка органоидов и т.д.
На уровне субклеточных (надмолекулярных) структур изучают строение и функции органоидов (хромосом, митохондрий, рибосом и др.), а также включений клетки.
Хотя проявления некоторых свойств живого обусловлены уже взаимодействием биологических макромолекул (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и др.), все же единицей строения, функций и развития живого является клетка, способная осуществлять и сопрягать процессы реализации и передачи наследственной информации с обменом веществ и превращения энергии, обеспечивая тем самым функционирование более высоких уровней организации. Элементарной единицей клеточного уровня организации является клетка, а элементарным явлением — реакции клеточного метаболизма.
Жизненный цикл клетки. Митоз. Мейоз. Амитоз. Метаболизм и т.д.
Клетка — основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система, единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Минимальная единица, которой присущи все свойства живого.
Регенерация ткани, дифференциация, специализация. и т.д.
Ткань – совокупность сходных по строению клеток и межклеточного вещества, объединенных выполнением общей функции. Этот уровень присутствует только у многоклеточных организмов
Процессы, связанные с функциями органов: пищеварение, газообмен и т.д.
Орган – структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей.
— это целостная система, способная к самостоятельному существованию. По количеству клеток, входящих в состав организмов, их делят на одноклеточные и многоклеточные. Клеточный уровень организации у одноклеточных организмов (амебы обыкновенной, эвглены зеленой и др.) совпадает с организменным. В истории Земли был период, когда все организмы были представлены только одноклеточными формами, но они обеспечивали функционирование как биогеоценозов, так и биосферы в целом. Большинство многоклеточных организмов представлено совокупностью тканей и органов, в свою очередь также имеющих клеточное строение. Органы и ткани приспособлены для выполнения определенных функций. Элементарной единицей данного уровня является особь в ее индивидуальном развитии, или онтогенезе, поэтому организменный уровень также называют . Элементарным явлением данного уровня являются изменения организма в его индивидуальном развитии.
Процессы онтогенеза (индивидуальное развитие), включающие процессы эмбрионального и постэмбрионального развития, обмен веществ, размножение и т.д.
Организм — целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных на выполнении различных функций.
— 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.
Популяция и вид
Процессы, приводящие к видообразованию: дрейф генов, популяционные волны, дивергенция и т.д.
Популяция – это совокупность организмов одного и того же вида, достаточно долго проживающих на определенной территории и полностью или частично изолированные от других популяций. – совокупность схожих особей, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.
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.
Биоценотический (экосистемный, биогеоценотический) уровень
Круговорот веществ и энергии, межвидовые взаимодействия, передача энергии по цепям питания, сукцессии и т.д.
Экосистема — биологическая система (биогеоценоз), состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними
— 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.
Глобальный круговорот веществ и превращение энергии и т.д.
Биосфера – оболочка Земли, заселенная живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности совокупность всех биогеоценозов, включает все явления жизни на Земле. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.
Биологические объекты различной степени сложности (клетки, организмы, популяции и виды, биогеоценозы и саму биосферу) рассматривают в настоящее время в
— это единство структурных компонентов, взаимодействие которых порождает новые свойства по сравнению с их механической совокупностью. Так, организмы состоят из органов, органы образованы тканями, а ткани формируют клетки.
Характерными чертами биологических систем являются их целостность, уровневый принцип организации, о чем говорилось выше, и открытостьЦелостность биологических систем в значительной степени достигается за счет саморегуляции, функционирующей по принципу обратной связи.
относят системы, между которыми и окружающей средой происходит обмен веществ, энергии и информации, например, растения в процессе фотосинтеза улавливают солнечный свет и поглощают воду и углекислый газ, выделяя кислород.
Общие признаки биологических систем (свойства живого): клеточное строение, особенности химического состава, обмен веществ и превращения энергии, гомеостаз, раздражимость, движение, рост и развитие, воспроизведение, эволюция
Биологические системы отличаются от тел неживой природы совокупностью признаков и свойств, среди которых основными являются клеточное строение, особенности химического состава, обмен веществ и превращения энергии, гомеостаз, раздражимость, движение, рост и развитие, воспроизведение и эволюция.
Элементарной структурно-функциональной единицей живого является клеткаДаже вирусы, относящиеся к неклеточным формам жизни, неспособны к самовоспроизведению вне клеток.
Различают два типа строения клеток: Прокариотические клетки не имеют сформированного ядра, их генетическая информация сосредоточена в цитоплазме. К прокариотам относят прежде всего бактерии. Генетическая информация в эукариотических клетках хранится в особой структуре — . Эукариотами являются растения, животные и грибы. Если в одноклеточных организмах клетке присущи все проявления живого, то у многоклеточных происходит специализация клеток.
В живых организмах не встречается ни одного химического элемента, которого бы не было в неживой природе, однако их концентрации существенно различаются в первом и во втором случаях. Преобладают в живой природе такие элементы, как углерод, водород и кислород, которые входят в состав органических соединений, тогда как для неживой природы в основном характерны неорганические вещества. Важнейшими органическими соединениями являются нуклеиновые кислоты и белки, которые обеспечивают функции самовоспроизведения и самоподдержания, но ни одно из этих веществ не является носителем жизни, поскольку ни по отдельности, ни в группе они не способны к самовоспроизведению — для этого необходим целостный комплекс молекул и структур, которым и является клетка.
Все живые системы, в том числе клетки и организмы, являются открытыми системами. Однако, в отличие от неживой природы, где в основном происходит перенос веществ с одного места в другое или изменение их агрегатного состояния, живые существа способны к химическому превращению потребляемых веществ и использованию энергии. Обмен веществ и превращения энергии связаны с такими процессами, как питание, дыхание и выделение.
обычно понимают поступление в организм, переваривание и усвоение им веществ, необходимых для пополнения энергетических запасов и построения тела организма. По способу питания все организмы делят на
— это организмы, которые способны сами синтезировать органические вещества из неорганических.
— это организмы, которые потребляют в пищу готовые органические вещества. Автотрофы делятся на фотоавтотрофов и хемоавтотрофов. используют для синтеза органических веществ энергию солнечного света. Процесс преобразования энергии света в энергию химических связей органических соединений называется . К фотоавтотрофам относится подавляющее большинство растений и некоторые бактерии (например, цианобактерии). В целом фотосинтез не слишком продуктивный процесс, вследствие чего большинство растений вынуждено вести прикрепленный образ жизни. извлекают энергию для синтеза органических соединений из неорганических соединений. Этот процесс называется . Типичными хемоавтотрофами являются некоторые бактерии, в том числе серобактерии и железобактерии.
Остальные организмы — животные, грибы и подавляющее большинство бактерий — относятся к гетеротрофам.
называют процесс расщепления органических веществ до более простых, при котором выделяется энергия, необходимая для поддержания жизнедеятельности организмов.
, требующее кислорода, и анаэробное, протекающее без участия кислорода. Большинство организмов является аэробами, хотя среди бактерий, грибов и животных встречаются и анаэробы. При кислородном дыхании сложные органические вещества могут расщепляться до воды и углекислого газа.
обычно понимают выведение из организма конечных продуктов метаболизма и избытка различных веществ (воды, солей и др.), поступивших с пищей или образовавшихся в нем. Особенно интенсивно процессы выделения протекают у животных, тогда как растения чрезвычайно экономны.
обмену веществ и энергии обеспечивается взаимосвязь организма с окружающей средой и поддерживается гомеостаз.
это способность биологических систем противостоять изменениям и поддерживать относительное постоянство химического состава, строения и свойств, а также обеспечивать постоянство функционирования в изменяющихся условиях окружающей среды. Приспособление же к изменяющимся условиям среды называется адаптацией.
это универсальное свойство живого реагировать на внешние и внутренние воздействия, которое лежит в основе приспособления организма к условиям окружающей среды и их выживания. Реакция растений на изменения внешних условий заключается, например, в повороте листовых пластинок к свету, а у большинства животных она имеет более сложные формы, имеющие рефлекторный характер.
— неотъемлемое свойство биологических систем. Оно проявляется не только в виде перемещения тел и их частей в пространстве, например, в ответ на раздражение, но и в процессе роста и развития.
Новые организмы, появляющиеся в результате репродукции, получают от родителей не готовые признаки, а определенные генетические программы, возможность развития тех или иных признаков. Эта наследственная информация реализуется во время индивидуального развития. Индивидуальное развитие выражается, как правило, в количественных и качественных изменениях организма. Количественные изменения организма называются Они проявляются, например, в виде увеличения массы и линейных размеров организма, что основано на воспроизведении молекул, клеток и других биологических структур.
это появление качественных различий в структуре, усложнение функций и т. д., что базируется на дифференцировании клеток.
Рост организмов может продолжаться всю жизнь или заканчиваться на каком-то определенном ее этапе. В первом случае говорят о Он характерен для растений и грибов. Во втором случае мы имеем дело с , или закрытым ростом, присущим животным и бактериям.
Продолжительность существования отдельной клетки, организма, вида и других биологических систем ограничена во времени в основном из-за воздействия факторов окружающей среды, поэтому требуется постоянное воспроизведение этих систем. В основе воспроизведения клеток и организмов лежит процесс самоудвоения молекул ДНК. организмов обеспечивает существование вида, а размножение всех видов, населяющих Землю, обеспечивает существование биосферы.
называют передачу признаков родительских форм в ряду поколений.
Однако, если бы при воспроизведении признаки сохранялись, приспособление к меняющимся условиям окружающей среды было бы невозможным. В связи с этим появилось противоположное наследственности свойство —
— это возможность приобретения в течение жизни новых признаков и свойств, которое обеспечивает эволюцию и выживание наиболее приспособленных видов.
— это необратимый процесс исторического развития живого.
Она базируется на прогрессивном размножении, наследственной изменчивости, борьбе за существование. Действие этих факторов привело к огромному разнообразию форм жизни, приспособленных к различным условиям среды обитания. Прогрессивная эволюция прошла ряд ступеней: доклеточных форм, одноклеточных организмов, все усложняющихся многоклеточных вплоть до человека.
Наряду с общими методами биологии в каждой отрасли этой науки есть специфические частные методы (цитологические, генетические, методы селекции и т.д).
Общие методы биологии
) — наблюдение, эксперимент, описание, измерение.
) — сравнение, обобщение, классификация, абстрагирование и моделирование.
Наблюдение и описание — сбор первичных научных фактов, целенаправленное восприятие объектов и явлений без активного вмешательства наблюдателя (наблюдение за поведением животных, ростом растений и т.п). Описание и анализ данных сопровождают наблюдение.
эксперимент дает возможность изолированно изучать свойства и явления живого, а при необходимости многократно воспроизвести требуемые условия.
— позволяет выявить черты сходства и различия между объектами и биологическими системами.
метод, с помощью которого ученые выявляют из частного общее, формулируют теории, законы.
метод систематики живой природы. В его основе лежат методы сравнения и обобщения, которые и позволяют определить место объекта в системе живой природы.
— метод создания модели процесса, который наблюдать невозможно. Моделирование может быть компьютерным, математическим и позволяет прогнозировать как пойдет процесс в тех или иных условиях.
можно отнести те методы, которые используются в более конкретных разделах биологии.
исследование объектов под микроскопом.
позволяет увидеть саму клетку, ее форму, деление клетки, а также крупные органоиды, такие как ядро, вакуоль, хлоропласты. Можно рассматривать живые и неживые объекты.
, имеет большее разрешение и позволяет увидеть мелкие органоиды, митохондрии, лизосомы, ЭПС и т.п. Используется на неживых объектах.
применяется для того, чтобы рассмотреть органоиды под микроскопом, так как разные по плотности органоиды будут иметь разную интенсивность окрашивания.
Метод меченых атомов, или авторадиография — метод основан на введение в молекулы меченого атома для того, чтобы проследить превращение веществ в клетке.
Метод основан на разной скорости прохождения молекул через адсорбент в зависимости от их молекулярной массы. Чем больше молекулярная масса, тем медленнее молекулы будут проходить через адсорбент (например, разные молекулы хлорофиллов можно разделить способом хроматографии, адсорбентом выступает бумага, на которой видны разного размера окрашенные полоски вещества). Способ позволяет не только выделить вещества из клетки, но и определить их количественно.
Электрофорез в геле близкий к хроматографии метод, позволяющий разделять вещества с помощью электрического тока.
это метод, необходимый для разделения клеточных структур. Клетку разрушают и с помощью центрифуги раскручивают и разделяют на фракции органоидов или молекул. Центробежные силы и разная масса органоидов позволяет разделить содержимое клетки: самым тяжелым будет ядро, выпадет на дно, выше расположатся вакуоли или митохондрии, хлоропласты, далее аппарат Гольджи и ЭПС, лизосомы и рибосомы.
Метод рекомбинантных ДНК — метод генной инженерии, который позволяет изучать функции генов, основан на «вырезании» ДНК и встраивании ее в генетический аппарат клетки бактерии или вируса.
— метод определения последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах или
аминокислот в белках.
метод используется для определения закономерности наследования признаков путем анализа родословных.
метод определения признаков в результате скрещивания у полученных потомков гибридов. Этот метод был использован Г.Менделем при открытии основных законов наследования.
хромосом, их структуры. Он помогает определить целостность хромосом и позволяет увидеть хромосомные и геномные мутации.
— это скрещивание, которое проводят для выведения новых сортов растений, пород животных или штаммов микроорганизмов.
— скрещивание особей с родственным генотипом, необходим чтобы получить чистые линии ( гомозиготы). Основной минус: постепенное вырождение, так как появляется большая вероятность проявления рецессивных признаков.
— скрещивание неродственных генотипов. Преимущество метода и радость селекционеров: явление гетерозиса — повышенная урожайность, жизнестойкость, хотя через время этот эффект угасает.
-скрещивание разных видов. Основной минус: потомки бесплодны.
бывает двух видов и применяется в зависимости от объекта:
производится при большом количестве особей без проверки генотипа (основной метод отбора у растений, микроорганизмов).
проводится по генотипу и фенотипу (у животных). При этом проводят различную оценку: производителя по потомству — изучают родословную особи, ее генотип и размножают ее многократно; по экстерьеру -т.е по фенотипу животных; для растений используют метод прививки- вегетативное размножение, когда к подвою прививают часть другого растения привой;существует также метод по ментору — гибридов первого поколения прививают к одному из родителей, которые имеют необходимые качества.
Тверь: 2017. — 124 с.
Данное пособие адресовано учителям математики
средней школы, может быть использовано при изучении различных методов и приёмов
решения задач по математике, а также при подготовке учащихся к экзамену по
математике в форме ЕГЭ – 2017. Книга может быть рекомендована также
старшеклассникам и абитуриентам для самоподготовки. Книга содержит справочный
материал, примеры решения типовых задач и 40 вариантов учебно-тренировочных
тестов, составленных по спецификации ЕГЭ с учётом опыта экзаменов предыдущих
лет. В конце книги даны ответы ко всем заданиям вариантов и список рекомендуемой
литературы.
Размер:
3,4 Мб
О том, как читать книги в форматах
,
— см. раздел «Программы; архиваторы; форматы
Бесплатная доставка по Москве и Подмосковью при заказе от 1500руб. — до пункта выдачи СДЭК, при заказе от 5000руб. — курьером СДЭК или Сберлогистикой до подъезда. Доставка по Москве и области: бесплатно до ПВЗ от 1500р. бесплатно курьером от 5000р.
Бесплатная доставка по Санкт-Петербургу и городам миллионникам при заказе от 2500руб. — до некоторых пунктов выдачи СДЭК, или по Санк-Петербургу при заказе от 7000руб. — курьером СДЭК до подъезда.Доставка по городам миллионникам бесплатно до ПВЗ от 2500р. бесплатно курьером по Санкт-Петербургу от 7000р.
Получение заказов на пунктах выдачи СДЭК по всей России или курьером СДЭКПримерные сроки доставки: Москва, область 3 рабочих дня, Санкт-Петербург 4 рабочих дня
Получение заказов в пунктах выдачи Boxberry по всей России.Примерные сроки доставки: Москва, область 4 рабочих дня, Волгоград 7 рабочих дней
Платная доставка курьерами СДЭК — 3 рабочих дня. Бесплатная доставка заказов от 5000 рублей по Москве и МО курьерами ПЭК или Shiptor 4-5 рабочих дней. Доставка с 9.00 до 18.00 только в будни. Доставка только до подъезда.Примерные сроки доставки: Москва 4 — 5 рабочих дней. Подмосковье 4 рабочих дня
Доставка по всей стране до отделения Почты России. Возможна оплата при получении — «наложенный платеж». Упаковка и отправка компанией ShiptorПримерные сроки доставки: Подмосковье — до 10 дней, Чукотский АО — до 25 дней
Получение заказа на терминале транспортной компании. Заказ отправляется после оплаты. Стоимость доставки оплачивается при получении.Отправляем большие заказы, работаем со многими транспортными компаниями
ЕГЭ-2018. ЕГЭ 2018. Химия. Комплекс материалов для подготовки учащихся2017 — 2018 учебный год. ФИПИ, ПНШ ФГОС, Перспектива. Школа России. 21 век. Планета знаний. Россия. БеларусьДля подготовки к ЕГЭ 2018 года по предметам ученикам последнего 11 класса необходимо хорошо подготовиться к единому государственному экзамену, сдать его на «отлично» и получить максимальное количество баллов на самом главном экзамене в школе. Потому что от результатов ЕГЭ зависит поступит ученик в ВУЗ или нет. Каждый год институты и унверситеты поднимают проходной бал для поступления абитуриентов в свои заведения. Проходной бал на бюджетные места в ВУЗы России в прошлом годы вы можете посмотреть ЗДЕСЬОсновной рекомендуемый решебник и ГДЗ в этом году для подготовки к экзаменам по русскому языку — это новый сборник ЕГЭ 2018. Химия. Комплекс материалов для подготовки учащихсяВ новом сборнике для подготовки к ЕГЭ-2018 представлены:Данное пособие предназначено для подготовки учащихся 11 классов к государственной итоговой аттестации — единому государственному экзамену (ЕГЭ) по истории. Издание включает типовые задания по всем содержательным линиям экзаменационной работы, а также примерные варианты в формате ЕГЭ 2018 года.Пособие поможет школьникам проверить свои знания и умения по предмету, а учителям — оценить степень достижения требований образовательных стандартов отдельными учащимися и обеспечить их целенаправленную подготовку к экзамену.Выполнение различных заданий типовых экзаменационных вариантов предоставляет обучающимся возможность самостоятельно подготовиться к государственному единому экзамену, а также объективно оценить уровень своей подготовки.Учителяи преподаватели школы могут использовать типовые экзаменационные варианты для организации контроля результатов освоения школьниками образовательных программ среднего общего образования и интенсивной подготовки обучающихся к ЕГЭ.Авторы/составители: Каверина А.А., Молчанова Г.Н.Издательство: Интеллект-ЦентрСерия: Единый государственный экзаменЦена: 231 руб.Наличие: Есть в наличииКупить данный сборник можно в Интернет-магазине Федеральный перечень учебников на 2017-2018 учебный год
М.: 2018. — с.
Данное пособие предназначено для подготовки учащихся
11 классов к Единому государственному экзамену (ЕГЭ) по биологии. Издание
включает типовые задания по всем содержательным линиям экзаменационной работы, а
также примерные варианты в формате ЕГЭ 2018 года.
Пособие поможет школьникам проверить свои знания и умения по предмету, а
учителям -оценить степень достижения требований образовательных стандартов
отдельными учащимися и обеспечить их целенаправленную подготовку к экзамену.
Размер: ,5 Мб
ВВЕДЕНИЕ. ЧТО НУЖНО
ЗНАТЬ О ЕГЭ 2018 Г 3
СОДЕРЖАНИЕ ЭКЗАМЕНА ПО БИОЛОГИИ 5
МОДЕЛЬ ЭКЗАМЕНАЦИОННОЙ РАБОТЫ 13
СИСТЕМА ОЦЕНИВАНИЯ ЗАДАНИЙ ЭКЗАМЕНАЦИОННОЙ РАБОТЫ 15
ТИПЫ ЗАДАНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ЕГЭ В 2018 Г 17
1. Задания, предусматривающие выбор одного или нескольких верных ответов
и суждений 17
2. Задания на установление соответствия объектов, явлений, процессов 19
3. Задания на определение последовательности биологических процессов,
явлений 22
4. Задания на заполнение схем, таблиц, текстов 23
5. Задания в графической форме и с рисунком 28
6. Решение элементарных задач по цитологии, генетике и экологии 30
7. Задания на анализ биологической информации 31
8. Задания высокого уровня сложности 32
КАК ПОЛУЧИТЬ ВЫСОКИЙ БАЛЛ НА ЕГЭ. О ТИПИЧНЫХ ОШИБКАХ ВЫПУСКНИКОВ,
ДОПУСКАЕМЫХ НА ЕГЭ (БЛОКИ 1-7) 36
ПРИМЕРНЫЕ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВАРИАНТЫ ЕГЭ 2018 Г 56
Вариант 1 57
Вариант 2 66
Вариант 3 74
Вариант 4 82
Вариант 5 91
Вариант 6 99
Вариант 7 107
Вариант 8 116
Вариант 9 125
Вариант 10 134
ОТВЕТЫ, РЕШЕНИЯ, КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ 142
Пособие адресовано старшеклассникам, которые намереваются сдавать единый
государственный экзамен (ЕГЭ) по биологии и которые выбрали этот предмет
в качестве профильного для поступления в высшие учебные заведения.
Основная цель данного пособия — помочь выпускникам подготовиться к
экзамену, правильно спланировать свою работу по повторению и обобщению
материала курса биологии. Для этого в пособие включены типовые задания
разного типа и уровня сложности — контрольные измерительные материалы,
которые используются на ЕГЭ в последние годы.
Как и в предыдущие годы, в текущем году главное назначение ЕГЭ —
определение уровня биологической подготовки выпускников средней школы с
целью их отбора для поступления в высшие учебные заведения. При этом
учитываются требования новых образовательных стандартов, в которых
ставится задача изменения подходов к контрольно-оценочной системе. В
связи с этим в пособии предлагаются задания, проверяющие знания и
умения, значимые для решения основных задач образования на данном этапе
и необходимые для последующего обучения. К их числу следует отнести
знания о живой природе, которые служат основой для формирования
познавательных интересов и мотивов, интеллектуальных умений,
эстетического отношения к живым объектам, научного мировоззрения,
экологической, гигиенической, генетической грамотности, основ здорового
образа жизни.
