биология. Занятие 1. Биология как наука. Роль
 Скачать 1.44 Mb.
|
Основные биологические науки- их объекты изучения:Анатомия – внутреннее строение организмов (морфология – изучает внешнее строение организмов) Физиология – процессы жизнедеятельности (обмен веществ, дыхание, размножение и др.) Гистология-наука о тканях. Экология – взаимосвязи организмов в природе, охрана природы, состояние окружающей среды Генетика – законы наследственности и изменчивости Цитология- наука о клетках (строении, жизнедеятельности и т.д.) Селекция – создание новых и улучшение существующих сортов, пород, штаммов. Палеонтология – ископаемые останки древних организмов. Эмбриология- закономерности развития зародышей в ходе онтогенеза -индивидуального развития. Биотехнология – получение продукции с использованием живых организмов, клеточная и генная инженерия, клонирование Систематика – распределение организмов по группам по сходству строения и родства. Биогеография- распределение разных видов живых организмов в географических территориях и природных зонах. Эволюционная биология – наука изучающая эволюцию живых организмов Этология – изучает поведение животных Териология- наука о млекопитающих (впервые был в заданиях в 2020г.) Микология – наука о грибах. Биохимия – химический состав клеток, тканей, биохимические процессы в живых организмах Ихтиология-наука о рыбах Орнитология –наука о птицах Герпетология- раздел зоологии, изучающий земноводных и пресмыкающихся Медицина - заболевания человека, их причины и методы их лечения Биофизика – физические явления в живых организмах (силы трения, преломление света, излучения и др.). Значение биологии. Благодаря достижениям биологии стало возможным получать промышленным путём различные медицинские препараты, витамины, биологически активные вещества. Открытия, сделанные в генетике, анатомии, физиологии и биохимии, позволяют поставить больному человеку правильный диагноз и выработать эффективные пути лечения и профилактики различных болезней, в том числе и тех, которые раньше считались неизлечимыми. Знание законов наследственности и изменчивости позволило учёным-селекционерам получить новые высокопродуктивные породы домашних животных и сорта культурных растений. На основе изучения взаимоотношений между организмами были созданы биологические методы борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Данные, полученные при изучении строения и принципов работы различных систем живых организмов, часто помогают найти оригинальные решения в технике и строительстве. Знания в области экологии помогают в природоохранных мероприятиях, способствующих решению глобальных экологических проблем (знания о взаимосвязях организмов в природе, о факторах, отрицательно влияющих на состояние окружающей среды и т д.). Биотехнология позволяет получать безопасные для жизни и здоровья людей виды топлива путём биопереработки отходов промышленного и сельскохозяйственного производств. Некоторые биотехнологические разработки находят всё большее применение в добыче и переработке полезных ископаемых. Однако особенно ярко успехи этой отрасли проявляются в медицине. В настоящее время с помощью биосинтеза получают самые различные антибиотики, ферменты, аминокислоты и гормоны. Современные направления биологии (названия этих наук добавились в кодификатор ЕГЭ 2022). На рубеже XX—XXI вв. в биологии появились новые научные направления. Так, из генетики выделилась геномика — наука,изучающаягеномыразличныхорганизмовивзаимодействиесоставляющих эти геномы генов. Специалисты по геномике заняты расшифровкой геномов различных обитателей Земли и сравнением их между собой. Это помогает понять степень родства разных видов, а также проследить эволюцию отдельных групп организмов. Также большое значение приобретает и медицинская геномика — дисциплина, изучающая связь различных заболеваний с генетическими аномалиями. Разработанные специалистами в этой области методики помогают ставить верный диагноз и назначать правильное лечение больным такими тяжёлыми болезнями, как онкологические. К геномике близка протеомика — раздел молекулярной биологии, изучающая белки, их функции ивзаимодействиевклеткахразныхорганизмов.Основная задача протеомики -идентификация новых белков и их количественный анализ. Протеомика объективно сложнее геномики, так как геном организма в большинстве случаев не меняется в ходе жизни, но совокупность всех его белков изменяется постоянно. Различаются даже протеомы клеток разных типов одного организма. Методы протеомики используют в медицине для постановки точных диагнозов, для выявления причин возникновения разнообразных заболеваний, для поиска антигенов, пригодных для создания новых вакцин, для диагностики, прогнозирования и лечения рака с помощью биомаркеров. Сравнение протеомов (т. е. комплекса всех белков организма) здорового и больного пациентов позволяет выявить белки, способствующие развитию болезни, которые в дальнейшем могут стать мишенями для новых лекарственных препаратов. Таким образом, геномика и протеомика помогают в медицине ставить диагноз. Эпигенетика -разделгенетики,изучающийнаследуемыеизмененияактивностигеноввовремяростаиделенияклеток,изменениясинтеза белков,вызванныхмеханизмами,неизменяющимипоследовательностьнуклеотидоввДНК. То есть изучаются факторы, которые влияют лишь на активность генов, а сама структура ДНК при этом не меняется. Например, метилирование ДНК, при котором метильные группы, прикрепляемые к ДНК подавляют активность определенных генов, путем модификации гистонов (белков, на которые наматывается ДНК), можно изменить плотность упаковки ДНК, что тоже влияет на активность генов. Также изучаются процессы в ходе развития зиготы, когда начинается дифференциация клеток из-за активации разных генов. Нанотехнология – это конструирование, характеристика, производство и применение структур,приборов и систем, свойства которых определяются их формой и размером на нанометровом уровне(1нм=10-9м). Основныенаправления: 1) изготовление электронных схем, элементы которых состоят из нескольких атомов. 2) создание наномашин, механизмов и роботов размером с молекулу. 3) Манипуляция атомами и молекулами, сборка различных объектов. Нанобиология- эторазделнанотехнологии, изучаетсвойстваифункциибиологическиактивныхсоединений клетки и создает различные нанообъекты из живых молекул, которые смогут доставитьлекарство именно в то место, где оно в данный момент необходимо. Она служит базой для исследований в области борьбы со СПИДом и созданию вакцины от ВИЧ-инфекции, новых лекарств в борьбе с раком, генетическими заболеваниями. Бионика - прикладная наука, исследующая возможности применения в технических устройствах исистемахпринциповорганизации,свойств,функцийиструктурживойприроды.Бионика помогает человеку создавать оригинальные технические системы и технологические процессы на основе идей, найденных и заимствованных у природы. Основные направления в области бионики: изучение нервной системы человека и животных и моделирование нервных и нервных сетей для дальнейшего совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов и устройств автоматики и телемеханики (нейробионика). Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти для создания искусственного интеллекта. исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и систем обнаружения; изучение принципов ориентации, локации и навигации у различных животных для использования этих принципов в технике; исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей. Например, элементы нашей одежды, как застёжки-молнии, были разработаны биониками-конструкторами на основе строения пера птицы, застежки- липучки на основе строения плодов репейника, присоски на приборах- на основе присосок осьминогов и лягушек квакшей, летательные аппараты на основе полета насекомых, подводные аппараты на основе строения водных животных и др. Промышленная биоэнергетика- занимаютсявопросамипроизводстваэнергииизразличныхвидовбиотоплива.Сейчас активно разрабатываются технологии переработки биологического сырья, при помощи которых идёт утилизация органических отходов. Это приводит к уменьшению загрязнения окружающей среды, а также получению более дешёвой альтернативной (т. е. не основанной на сжигании полезных ископаемых) энергии. |