Что изучает классическая биология
Что изучает классическая биология
Краткая история развития биологии
1. Что изучает биология?
2. Какие биологические науки вам известны?
3. Каких ученых-биологов вы знаете?
Биология как наука.
Вы хорошо знаете, что биология — это наука о жизни. В настоящее время она представляет совокупность наук о живой природе.
Биология изучает все проявления жизни: строение, функции, развитие и происхождение живых организмов, их взаимоотношения в природных сообществах со средой обитания и с другими живыми организмами.
С тех пор как человек стал осознавать свое отличие от животного мира, он начал изучать окружающий его мир.
Сначала от этого зависела его жизнь. Первобытным людям необходимо было знать, какие живые организмы можно употреблять в пищу, использовать в качестве лекарств, для изготовления одежды и жилищ, а какие из них ядовиты или опасны.
С развитием цивилизации человек смог позволить себе такую роскошь, как занятие наукой в познавательных целях.
Исследования культуры древних народов показали, что они имели обширные знания о растениях, животных и широко их применяли в повседневной жизни.
Современная биология — комплексная наука, для которой характерно взаимопроникновение идей и методов различных биологических дисциплин, а также других наук — прежде всего физики, химии и математики.
Основные направления развития современной биологии. В настоящее время условно можно выделить три направления в биологии.
Во-первых, это классическая биология. Ее представляют ученые-натуралисты, изучающие многообразие живой природы. Они объективно наблюдают и анализируют все, что происходит в живой природе, изучают живые организмы и классифицируют их. Неправильно думать, что в классической биологии все открытия уже сделаны.
Во второй половине XX в. не только описано много новых видов, но и открыты крупные таксоны, вплоть до царств (Погонофоры) и даже надцарств (Архебактерии, или Археи). Эти открытия заставили ученых по-новому взглянуть на всю историю развития живой природы, Для настоящих ученых-натуралистов природа —- это самоценность. Каждый уголок нашей планеты для них уникален. Именно поэтому они всегда среди тех, кто остро чувствует опасность для окружающей нас природы и активно выступает в ее защиту.
Второе направление — это эволюционная биология.
В XIX в. автор теории естественного отбора Чарлз Дарвин начинал как обычный натуралист: он коллекционировал, наблюдал, описывал, путешествовал, раскрывая тайны живой природы. Однако основным результатом его работы, сделавшим его известным ученым, стала теория, объясняющая органическое разнообразие.
В настоящее время изучение эволюции живых организмов активно продолжается. Синтез генетики и эволюционной теории привел к созданию так называемой синтетической теории эволюции. Но и сейчас еще есть много нерешенных вопросов, ответы на которые ищут ученые-эволюционисты.
Созданная в начале XX в. нашим выдающимся биологом Александром Ивановичем Опариным первая научная теория происхождения жизни была чисто теоретической. В настоящее время активно ведутся экспериментальные исследования данной проблемы и благодаря применению передовых физико-химических методов уже сделаны важные открытия и можно ожидать новых интересных результатов.
Новые открытия позволили дополнить теорию антропогенеза. Но переход от животного мира к человеку и сейчас еще остается одной из самых больших загадок биологии.
Третье направление — физико-химическая биология, исследующая строение живых объектов при помощи современных физических и химических методов. Это быстро развивающееся направление биологии, важное как в теоретическом, так и в практическом отношении. Можно с уверенностью говорить, что в физико-химической биологии нас ждут новые открытия, которые позволят решить многие проблемы, стоящие перед человечеством.
Развитие биологии как науки. Современная биология уходит корнями в древность и связана с развитием цивилизации в странах Средиземноморья. Нам известны имена многих выдающихся ученых, внесших вклад в развитие биологии. Назовем лишь некоторых из них.
Гиппократ (460 — ок. 370 до н. э.) дал первое относительно подробное описание строения человека и животных, указал на роль среды и наследственности в возникновении болезней. Его считают основоположником медицины.
Аристотель (384—322 до н. э.) делил окружающий мир на четыре царства: неодушевленный мир земли, воды и воздуха; мир растений; мир животных и мир человека. Он описал многих животных, положил начало систематике. В написанных им четырех биологических трактатах содержались практически все известные к тому времени сведения о животных. Заслуги Аристотеля настолько велики, что его считают основоположником зоологии.
Теофраст (372—287 до н. э.) изучал растения. Им описано более 500 видов растений, даны сведения о строении и размножении многих из них, введены в употребление многие ботанические термины. Его считают основоположником ботаники.
Гай Плиний Старший (23—79) собрал известные к тому времени сведения о живых организмах и написал 37 томов энциклопедии «Естественная история». Почти до средневековья эта энциклопедия была главным источником знаний о природе.
Клавдий Гален в своих научных исследованиях широко использовал вскрытия млекопитающих. Он первым сделал сравнительно-анатомическое описание человека и обезьяны. Изучал центральную и периферическую нервную систему. Историки науки считают его последним великим биологом древности.
В средние века господствующей идеологией была религия. Подобно другим наукам, биология в этот период еще не выделилась в самостоятельную область и существовала в общем русле религиозно-философских взглядов. И хотя накопление знаний о живых организмах продолжалось, о биологии как науке в тот период можно говорить лишь условно.
Эпоха Возрождения является переходной от культуры средних веков к культуре нового времени. Коренные социально-экономические преобразования того времени сопровождались новыми открытиями в науке.
Самый известный ученый этой эпохи Леонардо да Винчи (1452 — 1519) внес определенный вклад и в развитие биологии.
Он изучал полет птиц, описал многие растения, способы соединения костей в суставах, деятельность сердца и зрительную функцию глаза, сходство костей человека и животных.
Во второй половине XV в. естественнонаучные знания начинают быстро развиваться. Этому способствовали географические открытия, позволившие существенно расширить сведения о животных и растениях. Быстрое накопление научных знаний о живых организмах вело к разделению биологии на отдельные науки.
В XVI—XVII вв. стали стремительно развиваться ботаника и зоология.
Изобретение микроскопа (начало XVII в.) позволило изучать микроскопическое строение растений и животных. Были открыты невидимые для невооруженного глаза микроскопически малые живые организмы — бактерии и простейшие.
Большой вклад в развитие биологии внес Карл Линней, предложивший систему классификации животных и растений,
Карл Максимович Бэр (1792—1876) в своих работах сформулировал основные положения теории гомологичных органов и закона зародышевого сходства, заложившие научные основы эмбриологии.
В 1808 г. в работе «Философия зоологии» Жан Батист Ламарк поставил вопрос о причинах и механизмах эволюционных преобразований и изложил первую по времени теорию эволюции.
Огромную роль в развитии биологии сыграла клеточная теория, которая научно подтвердила единство живого мира и послужила одной из предпосылок возникновения теории эволюции Чарлза Дарвина. Авторами клеточной теории считают зоолога Теодора Iванна (1818—1882) и ботаника Маттиаса Якоба Шлейдена (1804—1881).
На основе многочисленных наблюдений Ч. Дарвин опубликовал в 1859 г. свой основной труд «О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», в котором сформулировал основные положения теории эволюции, предложил механизмы эволюции и пути эволюционных преобразований организмов.
В XIX в. благодаря работам Луи Пастера (1822—1895), Роберта Коха (1843—1910), Ильи Ильича Мечникова в качестве самостоятельной науки оформилась микробиология.
К концу XIX в. как отдельные науки выделились паразитология и экология.
XX век начался с переоткрытия законов Грегора Менделя, что ознаменовало собой начало развития генетики как науки.
В 40—50-е годы XX в. в биологии стали широко использоваться идеи и методы физики, химии, математики, кибернетики и других наук, а в качестве объектов исследования — микроорганизмы. В результате возникли и стали бурно развиваться как самостоятельные науки биофизика, биохимия, молекулярная биология, радиационная биология, бионика и др. Исследования в космосе способствовали зарождению и развитию космической биологии.
В XX в. появилось направление прикладных исследований — биотехнология. Это направление, несомненно, будет стремительно развиваться и в XXI в. Более подробно об этом направлении развития биологии вы узнаете при изучении главы «Основы селекции и биотехнологии».
В настоящее время биологические знания используются во всех сферах человеческой деятельности: в промышленности и сельском хозяйстве, медицине и энергетике.
Чрезвычайно важное значение имеют экологические исследования. Мы, наконец, стали осознавать, что хрупкое равновесие, существующее на нашей маленькой планете, легко разрушить. Перед человечеством встала грандиозная задача — сохранение биосферы с целью поддержания условий существования и развития цивилизации. Без биологических знаний и специальных исследований решить ее невозможно. Таким образом, в настоящее время биология стала реальной производительной силой и рациональной научной основой отношений между человеком и природой.
Классическая биология. Эволюционная биология. Физико-химическая биология.
1. Какие направления в развитии биологии вы можете выделить?
2. Какие великие ученые древности внесли заметный вклад в развитие-биологических знаний?
3. Почему в средние века о биологии как науке можно было говорить лишь условно?
4. Почему современную биологию считают комплексной наукой?
5. Какова роль биологии в современном обществе?
6. Подготовьте сообщение на одну из следующих тем:
7. Роль биологии в современном обществе.
8. Роль биологии в космических исследованиях.
9. Роль биологических исследований в современной медицине.
10. Роль выдающихся биологов — наших соотечественников в развитии мировой биологии.
Данная система часто приводится в биологической (особенно переводной) литературе.
Разработаны и продолжают разрабатываться и другие системы, включающие 20 и более царств. Например, предложено выделить три надцарства: Прокариоты, Археи (Архебактерии) и Эукариоты, Каждое надцарство включает несколько царств.
Каменский А. А. Биология 10-11 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта
Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроков с Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Биология. 10 класс
Биология и предмет её изучения
Биология – наука о живой природе
Необходимо запомнить
Биология – наука о жизни во всех её проявлениях и закономерностях, управляющих живой природой.
Современная биология возникла в результате дифференциации и интеграции разных научных дисциплин и является комплексной наукой (биохимия, биофизика, космическая биология).
Общая биология – комплекс биологических дисциплин, изучающих развитие и существование живых организмов, их эволюцию и происхождение.
Выявление и объяснение общих явлений и процессов для всего многообразия организмов – задача общей биологии. Направления биологии: классическая, эволюционная и физико-химическая.
Живые организмы обладают признаками, которые отсутствуют у неживых систем. 7 уровней организации живой материи: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.
Для изучения живой природы применяют различные методы.
Здравоохранение, сельское хозяйство, промышленность базируются на тех знаниях и достижениях, которыми характеризуется современный уровень биологии. Благодаря достижениям биологии, большое значение приобретает биотехнология – новое направление материального производства.
«Царства живой природы»
«Система биологических наук»
История становления и развития науки биологии
Исследование природы происходило на ранних этапах развития человечества. В дальнейшем – передача биологических знаний людьми от поколения к поколению. Период накопления знаний о природе называется «естественная история».
Понятие биология упоминается уже в сочинениях Т. Роозе, 1797 и К. Бурдаха, 1800. Но специально предложено как термин Ж. Б. Ламарком и Г. Р. Тревиранусом в 1802, независимо друг от друга.
Периоды становления и развития науки биологии
1. Период до появления земледелия и скотоводства. Накопление знаний о человеке, растениях, животных.
2. Период земледелия и скотоводства. Дальнейшее накопление знаний о человеке, растениях, животных.
3. Появление древних государств (Греция, Рим). Учёные: Аристотель (описал около 500 видов животных), Теофраст («отец ботаники»), Гален (выдающийся римский врач). Систематизация знаний о человеке, растениях, животных.
4. Период Средневековья (V–XV ст. н. э.). Торможение развития биологии, преобладание религиозных взглядов о создании материи Богом.
5. Период Возрождения (XVI–XVIII ст. н. э.). Учёные: Роберт Гук (открытие клетки), Антони Ван Левенгук (открытие одноклеточных), Карл Линней («вид», классификация живых организмов). Развитие биологической науки, изучение строения и функций различных биологических объектов.
6. Создание клеточной теории и развитие эволюционных идей (XIX ст. н. э.). Резкий всплеск развития биологии, борьба материалистических и идеалистических взглядов. Учёные: Т. Шванн, М. Шлейден, Ж. Б. Ламарк, Ч. Дарвин, Э. Геккель.
7. «Генетический» период (с 1900 года)., Т. Морган, Дж. Уотсон и Ф. Крик. Преобладание материалистических взглядов, открытие закономерностей наследственности и изменчивости.
8. Развитие молекулярной биологии, генетической инженерии, биотехнологии. Севе́ро Очо́а де Альборно́ (1905–1993) и Артур Корнберг (1918–2001) – механизм биосинтеза РНК и ДНК. Маршалл Ниренберг (1927–2010), Роберт Холли (1922–1993), Хар Гобинд Корана (1922–2010) – расшифровка генетического кода и его роль в синтезе белков. Х. Г. Хорана – первый синтез гена в 1969 г.
10 класс. Биология. Краткая история развития биологии
10 класс. Биология. Краткая история развития биологии
Вопросы
Задай свой вопрос по этому материалу!
Поделись с друзьями
Комментарии преподавателя
Биология как комплексная дисциплина
Биология – это наука о жизни.
Современная биология – это комплексная дисциплина, которая может включать в себя ряд других дисциплин, прежде всего, химию, физику и математику, на границе наук рождаются новые научные направления и науки, такие как молекулярная биология, молекулярная биотехнология, биологическая химия.
Одной из новейших дисциплин является нанобиотехнология.
Несмотря на такое разнообразие дисциплин, в биологии можно выделить три основных направления: классическую биологию, эволюционную биологию и физико-химическую биологию.
Классическая биология
Классическая биология изучает многообразие живой природы, анализирует те изменения, которые происходят в живой природе, изучает живые объекты и их классифицирует.
Далеко не все существующие на Земле живые организмы уже открыты. Например, во второй половине двадцатого века было открыто много новых видов, вплоть до крупных таксонов, таких как Тип Погонофоры и Царство Архебактерии (рис. 1). Более десяти тысяч видов живых организмов описано в нынешнем XXI веке, то есть с 2000 г.
Рис. 1. Представители типа Погонофоры (Источник)
Рис. 1. 1. Представители царства Архебактерии, открытые в ХХ веке (Источник)
Эволюционная биология
Эволюционная биология изучает происхождение живых организмов. В девятнадцатом веке автор теории эволюции, Чарльз Дарвин (рис. 2), начинал свою работу как учёный натуралист: он путешествовал и собирал коллекции животных и растений. Результатом его работы стало создание теории эволюции.
В двадцатом веке соединение идей генетики и теории эволюции (дарвинизма) привело к возникновению синтетической теории эволюции. В основе её лежат труды и идеи Чарльза Дарвина.
Физико-химическая биология
Физико-химическая биология исследует строение живых объектов при помощи физических и химических методов. Это быстроразвивающееся направление, которое появилось в конце двадцатого века. К ней относятся два основных направления: биохимия и биофизика, которые изучают соответственно химию и физику жизни.
Таким образом, мы рассмотрели основные направления биологии.
Гиппократ
Поговорим теперь об ученых, которые сыграли существенную роль в развитии биологии.
Гиппократ (рис. 3) дал первое подробное описание строения организма человека и животных, указал на роль среды и наследственности в развитии болезней, его называют основоположником, или «отцом» медицины.
Аристотель
Аристотель (рис. 4) первым систематизировал природные объекты и разделил их на 4 царства:
1. Неодушевлённый мир воды, земли и воздуха.
Теофраст
Теофраст (рис. 5) – изучал растения, им описаны более 500 новых видов растений, даны сведения о строении и размножении многих из них. Написал трактат по психологии. Его называют основоположником, или «отцом» ботаники.
Леонардо да Винчи
Леонардо да Винчи был ярчайшим представителем эпохи возрождения. Он изучал полёт птиц, рост растений, способы соединения костей в суставах, работу сердца и зрительную функцию глаза, а также обратил внимание на сходство костей человека и животных (рис. 6).
Рис. 6. Рисунки Леонардо да Винчи (XV век)
Антони ван Левенгук
Антони ван Левенгук (рис. 7) в семнадцатом веке открыл при помощи микроскопа микроорганизмы.
Рис. 7. А. ван Левенгук
Карл Линней (рис. 8) предложил в XVIII веке наиболее удачную классификацию живых организмов. В шестнадцатом веке, благодаря Великим географическим открытиям, в Европу хлынуло множество чужеземных животных и растений. Возникла потребность в классификации живых организмов. Система Линнея была признана наиболее удачной, и многими её элементами (бинарными названиями), мы пользуемся до сих пор.
С середины девятнадцатого века биология стала стремительно развиваться благодаря новым идеям (эволюционизм) и методам исследования (микроскопия, биохимия), и это развитие продолжается до сих пор.
Карл Максимович Бэр
Карл Максимович Бэр (рис. 9) сформулировал основные положения теории гомологичных органов и законы зародышевого сходства, заложившие научные основы эмбриологии.
Жан Батист Ламарк
В 1808 году, в работе «Философия зоологии» Жан Батист Ламарк (рис. 10) поставил вопрос о причинах и механизмах эволюционных преобразований и изложил первую по времени теорию эволюции органического мира.
Клеточная теория
Зоологом Теодором Шванном и ботаником Маттиасом Шлейденом (рис. 11) была предложенная клеточная теория, которая научно подтвердила единство живого мира и послужила одной из предпосылок к созданию теории эволюции Чарльзом Дарвином.
Рис. 11. Т. Шванн и М. Шлейден
Работа Чарльза Дарвина
Чарльз Дарвин на основе многочисленных наблюдений создал и опубликовал труд о происхождении видов путём естественного отбора, в котором сформулировал основные идеи теории эволюции, предложил возможные механизмы эволюции и описал пути эволюционных преобразований организмов.
В конце девятнадцатого века микробиология сформировалась в качестве самостоятельной науки благодаря работам Луи Пастера, Роберта Коха, Ильи Ильича Мечникова.
Рис. 11. Л. Пастер, И. Мечников, П. Эрлих
Появление микробиологии и иммунологии
Кроме этого, работы Ильи Мечникова, Луи Пастера и Пауля Эриха (рис. 11) послужили началом для образования новой дисциплины – иммунологии.
Законы Менделя; структура ДНК
Двадцатый век начался с повторного открытия законов наследования признаков (законов Менделя), что ознаменовало появление науки генетики. В 40-50-е годы двадцатого века в биологию стали проникать идеи химии и физики, что значительно её обогатило. В середине двадцатого века благодаря открытию структуры молекулы ДНК (рис. 12), биология вышла на новый молекулярный уровень.
Рис. 12. Структура ДНК
В двадцатом веке оформилось новое прикладное направление биологии – биотехнология. Если говорить о перспективах развития этого направления, то оно, по прогнозам ученых, будет стремительно развиваться в XXI веке.
Исследования Антони ван Левенгука, Карла Линнея и Луи Пастера
Антони ван Левенгук
В семнадцатом веке в Голландии жил торговец сукном, которого звали Антони ван Левенгук, у него было увлечение – он шлифовал линзы, его двояковыпуклые линзы давали увеличение в 200–270 раз.
Рис. 13. Микроскоп А. ван Левенгука
С помощью увеличительных стёкол и сконструированного им микроскопа (рис. 13), он рассматривал различные предметы: биологические жидкости, волосы, кожу, насекомых.
Рис. 14. Рисунки А. ван Левенгука – объекты, увиденные под микроскопом
Как гласит легенда, однажды он решил при помощи своих увеличительных стёкол взглянуть на каплю дождевой воды. Там он увидел огромное количество мельчайших организмов. Он стал рассматривать другие жидкости, где наблюдал похожую картину – множество мельчайших организмов, он назвал их «зверюшки» или «анималюсы» (рис. 14).
Первыми микроорганизмами, обнаруженными ван Левенгуком, были инфузории, впоследствии он увидел бактерий, которых обнаружил в зубном налёте.
Бактерии имели различную морфологию: это были извитые формы, кокки, стрептококки. Кроме того, что Левенгук описал эритроциты человека и рыб, движение крови в капиллярах.
Карл Линней
Карл Линней (рис. 15) – шведский учёный-естествоиспытатель, которого в Швеции ценят как краеведа и путешественника, который открыл для шведов их собственную страну, изучил своеобразие её провинций и увидел, как одна провинция может помочь другой.
Ценность для шведов представляет не только его работа по флоре и фауне Швеции, но и описание им собственных путешествий. Эти дневниковые записи, полные конкретики, богатые противопоставлениями, изложенные ясным языком, до сих пор переиздаются и читаются.
Линней – это один из тех деятелей науки и культуры, с именами которых связано становление современного литературного шведского языка. А для биологов Карл Линней интересен как классификатор живых организмов – ученый-систематик. Всю жизнь он посвятил систематизации живой и неживой природы. Основной труд К. Линнея – «Система природы», в нем он описал огромное, количество видов растений и животных (рис. 16, 17).
Рис. 16. Страницы «Системы природы» Карла Линнея
Историческое значение работы Карла Линней состоит в том, что он выдвинул принцип иерархичности систематических категорий (таксонов).
Рис. 17. Перечень таксонов Линнея
Виды объединяются в Роды, Роды в семейства, Семейства в Отряды, Отряды в Классы. Он впервые выделил классы млекопитающих и птиц, объединил человека и обезьян в Отряд приматов, отметив их несомненное сходство.
Луи Пастер
Человек, который своими работами положил начало современной микробиологии, был выдающийся французский исследователь Луи Пастер. Он открыл бескислородную форму жизнедеятельности – процесс брожения. До Пастера брожение считалось чисто химическим процессом, который возникает вследствие того, что химическое вещество – белок или фермент – передаёт своё «активное начало» молекулам субстрата. Так, в результате спиртового брожения, из сахара образуется спирт.
Пастер показал, что при брожении важную роль играют микроорганизмы, то есть продукты брожения являются продуктами жизнедеятельности микроорганизмов.
Луи Пастер обосновал роль микробов как инфекционных агентов в развитии болезней, разработал метод вакцинации, создал вакцины против сибирской язвы и бешенства, методы стерилизации и дезинфекции.