1. Естествознание предмет и характеристика. Особенности курса
 Скачать 0.69 Mb.
|
14. Основные законы химии.  15. Биология в современном естествознании. Характеристика «образов» биологии. Традиционная биология.Биология - это наука о живом, его строении, формах его активности, его строении, сообществах живых организмов, их распространении развитии, связях между собой и средой обитания. Современная биологическая наука - результат длительного процесса развития. Но только в первых древних цивилизованных обществах люди стали изучать живые организмы более тщательно, составлять перечни, животных и растений, населяющих разные регионы и классифицировать их. Одним из первых биологов древности был Аристотель. В настоящее время биология представляет собой целый комплекс наук о живой природе. Структуру его можно рассматривать с разных точек зрения. По объектам исследования биология подразделяется на вирусологию, бактериологию, ботанику, зоологию и антропологию. По свойствам проявления живого в биологии выделяются: морфология - наука о строении живых организмов; физиология - наука о функционировании организмов; молекулярная биология изучает микроструктуру живых тканей и клеток; экология рассматривает образ жизни растений и животных и их взаимосвязи с окружающей средой; генетика исследует законы наследственности и изменчивости. По уровню организации исследуемых живых объектов выделяются: 1) анатомия изучает макроскопическое строение животных; 2) гистология изучает строение тканей; 3) цитология исследует строение живых клеток. Эта многоплановость комплекса биологических наук обусловлена чрезвычайным многообразием живого мира. К настоящему времени биологами обнаружено и описано более 1 млн. видов животных, около 500 тыс. растений, несколько сот тысяч видов грибов, более 3 тыс. видов бактерий. Причем мир живой природы исследован далеко не полностью Число неописанных видов оценивается по меньшей мере в 1 млн. Исходной и главной категорией в биологии является категория «живого». В развитии биологии выделяют три основных этапа: 1) систематики (К. Линней); 2) эволюционный (Ч. Дарвин); 3) биологии микромира (Г. Мендель). Каждый из них связан с изменением представлений о мире живого и самих основ биологического мышления. Три «образа» биологии 1.Традиционная, или натуралистская биология Объектом изучения традиционной биологии всегда была и остается живая природа в ее естественном состоянии и нерасчлененной целостности. Традиционная биология имеет ранние истоки своего зарождения. Они идут к средним векам, а становление ее в самостоятельную науку, получившую название «натуралистская биология», приходится на XVIII-XIX века. Её методом стало тщательное наблюдение и описание явлений природы, главной задачей - их классифицирование, а реальной перспективой - установление закономерностей их существования, смысла и значения для природы в целом. Первый этап натуралистской биологии ознаменовался первыми классификациями животных и растений. Были предложены принципы их группирования в таксоны различных уровней. С именем К.Линнея связано введение бинарной (обозначение рода и вида) номенклатуры, почти в неизменном виде дошедшей до наших дней, а также принцип иерархического соподчинения таксонов и их наименования - классы, отряды, роды, виды, разновидности. Однако недостатком искусственной системы Линнея было то, что он не дал никаких указаний относительно критериев родства, чем и снизил достоинство этой системы. Более «естественными», т.е. отражающими родственные связи, были системы, созданные ботаниками — А.Л. Жюссье (1748-1836), О.П. Декандолем (1778-1841) и, в особенности, Ж.Б. Ламарком (1744-1829). Труд Ламарка был построен на идее развития от простого к сложному, и главным вопросом был вопрос о происхождении отдельных групп и родственных связях между ними. Следует отметить, что в период становления традиционной биологии закладывался комплексный, как мы сегодня говорим, системный подход к исследованию природы. 16. Характеристика «образов» биологии: физико-химическая.Термин «физико-химическая биология» был введен в 1970-е годы химиком-органиком Ю.А.Овчинниковым – сторонником тесной интеграции естественных наук и внедрения в биологию современных точных физико-химических методов с целью изучения элементарных уровней организации живой материи - молекулярного и надмолекулярного. Понятие «физико-химическая биология» является двупланном. С одной стороны, понятие это означает, что предметом изучения физико-химической биологии являются объекты живой природы, исследуемые на молекулярном и надмолекулярном уровнях. С другой, сохраняется и первоначальное его значение: использование физико-химических методов для расшифровки структур и функций живой природы на всех уровнях ее организации. Хотя различение это и достаточно условно, главным считают следующее: физико-химическая биология в наибольшей степени содействовала сближению биологии с точными физико-химическими науками и становлению естествознания как единой науки о природе. Это не означает, что биология утратила свою индивидуальность. Как раз наоборот. Изучение структуры, функций и само репродукции фундаментальных молекулярных структур живой материи, результаты которого получили отражение в виде постулатов или аксиом не лишило биологию ее особого положения в системе естествознания. Причина этого в том, что эти молекулярные структуры выполняют биологические функции. Следует отметить, что ни в какой другой области естествознания, как в биологии, не обнаруживается столь глубокая связь между методами и техникой эксперимента, с одной стороны, и появлением новых идей, гипотез, концепций, - с другой. При рассмотрении истории методов физико-химической биологии можно выделить пять этапов, которые находятся между собой как в исторической, так и в логической последовательности. Иными словами, нововведения на одном этапе неизменно стимулировали переход к следующему. Какие же это методы? 1) Метод меченых атомов. Мечение атомов, вводимых в организм, позволяет точно прослеживать передвижение и превращение веществ в организме. Это дало возможность установить динамичность процессов обмена веществ, выявить роль отдельных структур организма в протекании этих процессов. Так был открыт, например, механизм ферментативного биосинтеза белка и нуклеиновых кислот, промежуточный обмен углеводов и жиров и т.д. 2) Методы рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии. Второй этап в истории методов физико-химической биологии можно связать с началом использования рентгеноструктурного анализа (рентгеновских лучей) и электронного микроскопирования, позволяющих исследовать крупные молекулярные компоненты и субмикроскопические структуры клетки. С помощью этих методов английскими исследователями во главе с У.Астбюри (1930-1950 –е годы) была установлена двойная спираль строения молекулы ДНК, нитевая структура белков. 3) Методы фракционирования. Третий этап в истории физико-химических методов связан с применением методов фракционирования. Это, прежде всего, методы фракционирования различных биополимеров. В конце 1930-х годов А.Тизелиус разработал метод фракционирования (разделения) белков с помощью электрофореза. Суть этого метода в дальнейшем была использована в различных типах хроматографии – адсорбционной, распределительной, осадочной. Недостатком этих методов было то, что объектом изучения являлся не целостный организм, а фрагменты различных уровней его организации. 4) Методы прижизненного анализа. Четвертый этап в истории методов связан с применением методов прижизненного анализа. К настоящему времени определился комплекс методов прижизненного анализа структурных и функциональных характеристик организма. К их числу можно отнести методы: 1) микроспектрального и микрофлуорометрического анализов (флуоресценция – испускание ранее поглощенной энергии в виде света); 2) приема оптического сканирования (глубокое проникновение света). Это так называемая оптическая биохимия. 3) радиоспектроскопии; 4) скоростного рентгеноструктурного анализа; 5) анализа структур с помощью ультразвука (УЗИ); 6) электронного микроскопирования. Эти метода используются не в физико-химической биологии, но ив медицинской практике. 5) Использование ЭВМ. Пятый этап в истории методов физико-химической биологии можно представить, как широчайшее внедрение электронно-вычислительной техники (ЭВМ) в практику биологического эксперимента. ЭВМ, с одной стороны, позволяет расшифровывать глубинные структуры и их изменения, которые не выявляют описанные выше методы, а, с другой стороны, помогают обрабатывать огромное количество полученной информации. Современная физико-химическая биология объединила в единый комплекс биологические дисциплины, которые ранее по объективному признаку считались самостоятельными. Иначе говоря, традиционное разделение биологии на науки о строении - цитологию, гистологию, анатомию, морфологию – и науки, исследующие физиолого-биохимические процессы – физиологию и биохимию – в значительной мере утратило свой первоначальный смысл. Физико-химическая биология и, в особенности, ее разделы, исследующие живое на молекулярном и надмолекулярном уровнях, внесла огромный вклад в знания об элементарных структурах живой материи, их функциях и процессах, вплоть до процессов саморегуляции и самоорганизации. |