Kriittinen analyysi nykyaikaisista biologian saavutuksista. Biologian tärkeimmät löydöt. Uusia löytöjä XXI-luvun biologiassa

Nopean teknologisen kehityksen ja ihmiskunnan yleisen evolutionaarisen kehityksen ansiosta joka vuosi yhä useammat ihmiset oppivat tutkimaan tätä maailmaa. Kaikki tieteet kehittyvät. Ne kehittyvät tietyllä alueella tehtyjen uusien löytöjen ansiosta. Eikä biologia ole poikkeus. Biologian nykyaikaiset löydöt, erityisesti vuoden 2014 löydöt, muistamme nopean edistymisen maapallon biosfäärin kasviston ja eläimistön tutkimuksessa sekä täysin uusia teknisiä keksintöjä.

Biologian kehittyminen itsenäisenä elämäntieteenä alkoi muinaisina aikoina ja jatkuu nykyään useaan suuntaan. Erityisesti, jos puhumme biologian löytöjen vähäisestä mainitsemisesta (tämä ei tarkoita, että ne olisivat vähemmän merkittäviä), haluaisin muistuttaa seuraavaa:

• teknologiat ja menetelmät proteiiniketjujen määrittämiseksi ovat parantuneet merkittävästi. Ihmiset ovat oppineet määrittämään sekvenssejä DNA:n rakenteesta sekä määrittämään tiettyjä proteiinien aminohapposekvenssejä. Tällaisen löydön ansiosta tutkijat voivat lukea minkä tahansa elävän organismin geneettisen koodin lähes kokonaan ilman vaikeuksia;
• nopeutti ja paransi keinoelinten kehitystä. Tiedemiehet ovat oppineet kasvattamaan lihaksia, maksakudosta, hiuksia ja jopa toimivia sydänläppiä. Monet ihmishenget voivat riippua näiden löytöjen jatkokehityksestä.

Uusien lajien löytö

Lähes joka päivä yleisiin maailman DNA-tietokantoihin lisätään yhä enemmän uutta tietoa ihmiskunnalle vielä tuntemattomista elävistä organismilajeista. Loppuvuoden 2013-2014 aikana onnistuimme keräämään tietoa monista uusista kasviston ja eläimistön edustajista, mutta tässä muistamme niistä vain muutaman.

Olinguito

Tämä saalistuseläinten nisäkäs muistuttaa ulkonäöltään vaaratonta pehmolelua, joten sen löydössä syntyi todellinen sensaatio eläinten ystävien keskuudessa. Eläin löydettiin elokuussa 2013 yhdysvaltalaisen eläintieteilijän Christopher Helgenin vuosien tutkimuksen tuloksena.

Kawesaka lohikäärmepuu

Erillisenä biologisena lajina tämä puu tunnistettiin vasta viime vuonna. Miksi tämä Thaimaan kasviston kirkas edustaja on jäänyt huomaamatta monta vuotta, on edelleen mysteeri. Laji löydettiin kuitenkin äskettäin, joten se viittaa nykyaikaisiin biologian löytöihin.

Puhdas huoneen mikrobi

Tämän lajin virallinen latinankielinen biologinen nimi on Tersicoccus phoenicis. Mikrobi löydettiin vuoden 2014 puolivälissä täysin steriileistä huoneista, joissa avaruusalukset sijaitsevat. Näistä olosuhteista johtuen monet tutkijat pelkäävät, että Tersicoccus phoenicis voisi jopa saastuttaa Marsin ja osua naapuriplaneetalle kulkivien mukana. Tersicoccus phoenicis on selvä todiste siitä, kuinka uskomattoman vaikeissa olosuhteissa elämä voi olla.

Kokeita kehossasi. Hulluutta vai uhrauksia tieteen vuoksi?

Vuoden 2012 puolivälistä lähtien tietoa uuden hormonin löytämisestä alkoi ilmestyä World Wide Webin sivuille. Pian tuli tiedoksi, että tämä hormoni on irisiini, jota ihmisen lihakset erittävät voimakkaan fyysisen rasituksen aikana. Tämän hormonin vaikutus, kuten tutkimus osoitti, määräytyy rasvakudokseen, jossa tavallinen "valkoinen" rasva, joka toimii energialähteenä, muuttuu "ruskeaksi" rasvaksi, joka vapauttaa energiaa lämmön muodossa. Tällaisella lipidien muutoksella kehossa, kuten monet tutkijat ovat väittäneet, on paljon myönteisiä vaikutuksia ihmisten terveyteen.

Vuoden 2014 alussa Harvardin biologi Bruce Spiegelman päätti testata irisiinia itsellään ja todistaa tällä tavalla hormonin positiiviset vaikutukset ihmisen fyysiseen kuntoon. Tiedemies kuitenkin laski annoksen väärin ja ruiskutti liikaa hormonia kehoonsa. Pian kaikki hänen kehonsa rasva muuttui "ruskeaksi". Virheen seurauksena Spiegelmanin ruumis alkoi tuottaa niin paljon lämpöä, että hänet jouduttiin sijoittamaan erityiseen kammioon, jossa oli nestemäistä typpeä kehon lämpötilan alentamiseksi. Hän ohjaa jatkotutkimusta sieltä. Mutta hän kuitenkin osoitti hormonin positiivisen vaikutuksen oikeilla annoksilla. Lääkäreiden mukaan Bruce Spiegelman on maailman tervein ihminen. Hänen tekoaan kuvattiin monissa ulkomaisissa ja venäläisissä artikkeleissa otsikolla "Biologian nykyaikaiset löydöt".

Tutkijat ovat löytäneet uuden nisäkäslajin - Olinguito - video

Biologian saavutukset elämän taksonomian moderneissa versioissa

Modernin biologian viimeisimpien tieteellisten saavutusten pohjalta annetaan seuraava elämän määritelmä: "Elämä on avoimia itsesääteleviä ja itseään lisääntyviä elävien organismien järjestelmiä, jotka on rakennettu monimutkaisista biologisista polymeereistä - proteiineista ja nukleiinihapoista" (I. I. Mechnikov) .

Biologian viimeaikaiset edistysaskeleet ovat johtaneet pohjimmiltaan uusien tieteensuuntien syntymiseen. Perinnöllisyyden rakenneyksiköiden (geenien) molekyylirakenteen löytäminen toimi perustana geenitekniikan luomiselle. Sen menetelmien avulla luodaan organismeja, joilla on uusia, myös luonnossa esiintymättömiä, perinnöllisten ominaisuuksien ja ominaisuuksien yhdistelmiä. Se avaa mahdollisuuksia uusien viljelykasvien ja erittäin tuottavien eläinrotujen jalostukseen, tehokkaiden lääkkeiden luomiseen jne.

Elävä luonto järjesti itsensä loistavasti yksinkertaisesti ja viisaasti. Siinä on ainoa itsestään lisääntyvä DNA-molekyyli, jolle elämänohjelma on kirjoitettu, ja tarkemmin sanottuna koko synteesiprosessi, proteiinien rakenne ja toiminta elämän peruselementteinä. Elämän ohjelman säilyttämisen lisäksi DNA-molekyylillä on toinen tärkeä tehtävä - sen itsensä lisääntyminen, kopiointi luo jatkuvuutta sukupolvien välillä, elämän langan jatkuvuutta. Kun elämä on syntynyt, se toistaa itseään valtavasti, mikä varmistaa sen vakauden, sopeutumiskyvyn erilaisiin ympäristöolosuhteisiin ja kehitykseen.

Nykyaikainen biotekniikka

Moderni biologia on biotekniikan nopeiden ja fantastisten muutosten alue.

Bioteknologiat perustuvat elävien organismien ja biologisten prosessien käyttöön teollisessa tuotannossa. Niiden pohjalta on hallittu keinotekoisten proteiinien, ravinteiden ja monien muiden aineiden massatuotanto, joka on monin ominaisuuksiltaan parempi kuin luonnollisia tuotteita. Entsyymien, vitamiinien, aminohappojen, antibioottien jne. mikrobiologinen synteesi kehittyy menestyksekkäästi. Geeniteknologioiden ja luonnollisten bioorgaanisten materiaalien avulla syntetisoidaan biologisesti aktiivisia aineita - hormonaalisia valmisteita ja yhdisteitä, jotka stimuloivat immuunijärjestelmää.

Nykyaikainen biotekniikka mahdollistaa jätepuun, oljen ja muiden kasvimateriaalien muuttamisen arvokkaiksi ravitsemuiksi proteiineiksi. Se sisältää välituotteen - selluloosan - hydrolyysiprosessin ja tuloksena olevan glukoosin neutraloinnin suolojen lisäämisellä. Tuloksena oleva glukoosiliuos on ravinnesubstraatti mikro-organismeille - hiivasienille. Mikro-organismien elintärkeän toiminnan seurauksena muodostuu vaaleanruskea jauhe - korkealaatuinen elintarviketuote, joka sisältää noin 50% raakaproteiinia ja erilaisia ​​vitamiineja. Sokeria sisältävät liuokset, kuten siirappilastut ja sellun valmistuksessa syntyvä sulfiittiliuos, voivat toimia myös hiivojen ravintoalustana.

Jotkut sienet muuttavat öljyä, polttoöljyä ja maakaasua proteiinipitoiseksi syötäväksi biomassaksi. Näin ollen 100 tonnista polttoöljyä saadaan 10 tonnia hiivabiomassaa, joka sisältää 5 tonnia puhdasta proteiinia ja 90 tonnia dieselpolttoainetta. Sama määrä hiivaa tuotetaan 50 tonnista kuivaa puuta tai 30 tuhannesta kuutiometristä maakaasua. Tämän proteiinimäärän tuottaminen vaatisi 10 000 lehmän lauman, ja niiden ylläpitämiseen tarvitaan valtavia peltoalueita. Proteiinien teollinen tuotanto on täysin automatisoitua, ja hiivaviljelmät kasvavat tuhansia kertoja nopeammin kuin nauta. Yksi tonni ravintohiivaa mahdollistaa noin 800 kg sianlihan, 1,5-2,5 tonnia siipikarjaa tai 15-30 tuhatta munaa ja säästää jopa 5 tonnia viljaa.

Nykybiologian saavutusten käytännön soveltaminen jo tällä hetkellä mahdollistaa teollisesti merkittävien määrien biologisesti aktiivisten aineiden saamisen.

Bioteknologia näyttää ottavan johtavan aseman tulevina vuosikymmeninä ja mahdollisesti määrittää sivilisaation kasvot 2000-luvulla.

Geeniteknologiat

Genetiikka on modernin biologian tärkein osa-alue.

Geenitekniikan pohjalta syntyi moderni biotekniikka. Maailmassa on tällä hetkellä valtava määrä yrityksiä, jotka harjoittavat liiketoimintaa tällä alueella. He tekevät kaikkea lääkkeistä, vasta-aineista, hormoneista, ruokaproteiineista teknisiin asioihin - ultraherkkiin sensoreihin (biosensoreihin), tietokoneiden mikropiireihin, kitiinikartioihin hyvään akustiseen järjestelmään. Geenimanipuloidut tuotteet valloittavat maailman, ne ovat ympäristölle turvallisia.

Geenitekniikoiden kehittämisen alkuvaiheessa saatiin useita biologisesti aktiivisia yhdisteitä - insuliinia, interferonia jne. Nykyaikaiset geenitekniikat yhdistävät nukleiinihappojen ja proteiinien kemian, mikrobiologian, genetiikan, biokemian ja avaavat uusia tapoja ratkaista monia ongelmia biotekniikassa, lääketieteessä ja maataloudessa.

Geeniteknologiat perustuvat molekyylibiologian ja genetiikan menetelmiin, jotka liittyvät sellaisten uusien geeniyhdistelmien tarkoitukselliseen rakentamiseen, joita luonnossa ei ole. Geenitekniikan päätehtävä on erottaa organismin soluista haluttua tuotetta tai geeniryhmää koodaava geeni ja yhdistää ne DNA-molekyyleihin, jotka voivat lisääntyä toisen organismin soluissa.

Solun ytimeen varastoitu ja siinä toimiva DNA tuottaa muutakin kuin itseään. Oikealla hetkellä tietyt DNA:n osat - geenit - tuottavat kopionsa kemiallisesti samanlaisen polymeerin - RNA:n, ribonukleiinihapon - muodossa, jotka puolestaan ​​toimivat mallina monien keholle välttämättömien proteiinien tuotannossa. Proteiinit määrittävät kaikki elävien organismien merkit. Päätapahtumaketju molekyylitasolla:

DNA -> RNA -> proteiini

Tämä rivi sisältää niin sanotun molekyylibiologian keskeisen dogman.

Geeniteknologiat ovat johtaneet nykyaikaisten menetelmien kehittämiseen geenien ja genomien analysointiin, ja ne puolestaan ​​synteesiin, ts. uusien geneettisesti muunnettujen mikro-organismien rakentamiseen. Tähän mennessä on selvitetty erilaisten mikro-organismien, mukaan lukien teollisuuskantojen, nukleotidisekvenssejä ja sellaisia, joita tarvitaan genomin organisoinnin periaatteiden tutkimiseen ja mikrobien evoluution mekanismien ymmärtämiseen. Teollisuusmikrobiologit puolestaan ​​ovat vakuuttuneita siitä, että teollisten kantojen genomien nukleotidisekvenssien tuntemus mahdollistaa niiden "ohjelmoinnin" niin, että ne tuovat paljon tuloja.

Eukaryoottisten (ydin)geenien kloonaus mikrobeissa on perusmenetelmä, joka johti mikrobiologian nopeaan kehitykseen. Eläinten ja kasvien genomien fragmentit kloonataan mikro-organismeihin niiden analysointia varten. Tätä varten keinotekoisesti luotuja plasmideja käytetään molekyylivektoreina, geenin kantajina sekä monina muina molekyylikokonaisuuksina eristämiseen ja kloonaukseen.

Molekyylinäytteiden (DNA-fragmentit, joissa on tietty nukleotidisekvenssi) avulla voidaan esimerkiksi määrittää, onko luovutettu veri AIDS-viruksen tartuttama. Ja joidenkin mikrobien tunnistamiseen tähtäävät geenitekniikat mahdollistavat niiden leviämisen seurannan esimerkiksi sairaalan sisällä tai epidemioiden aikana.

Geeniteknologiat rokotteiden valmistukseen kehittyvät kahteen pääsuuntaan. Ensimmäinen on jo olemassa olevien rokotteiden parantaminen ja yhdistelmärokotteen luominen, ts. koostuu useista rokotteista. Toinen suunta on rokotteiden hankkiminen sairauksia vastaan: AIDS, malaria, mahahaava jne.

Geeniteknologiat ovat viime vuosina parantaneet merkittävästi perinteisten tuottajakantojen tehokkuutta. Esimerkiksi kefalosporiini-antibioottia tuottavassa sienikannassa kefalosporiinin synteesin nopeuden määräävän aktiivisuuden, expandaasia koodaavien geenien lukumäärä on lisääntynyt. Tämän seurauksena antibioottien tuotanto kasvoi 15-40 %.

Tehdään määrätietoista työtä leivän valmistuksessa, juustonvalmistuksessa, meijeriteollisuudessa, panimossa ja viininvalmistuksessa käytettävien mikrobien ominaisuuksien geneettiseksi muuntamiseksi tuotantokantojen vastustuskyvyn lisäämiseksi, kilpailukyvyn lisäämiseksi haitallisiin bakteereihin nähden ja parantamiseksi. lopputuotteen laatu.

Geneettisesti muunnetut mikrobit ovat hyödyllisiä torjuttaessa haitallisia viruksia ja bakteereita sekä hyönteisiä. Esimerkiksi:

Kasvien vastustuskyky rikkakasvien torjunta-aineille, mikä on tärkeää peltoja tukkivien ja viljelykasvien satoa vähentävien rikkakasvien torjunnassa. Puuvillasta, maissista, rapsista, soijapavusta, sokerijuurikkaasta, vehnästä ja muista kasveista on saatu ja käytössä rikkakasvien torjunta-aineita kestäviä lajikkeita.

Kasvien kestävyys tuhohyönteisiä vastaan. Bacillus turingensis -bakteerin eri kantojen tuottaman delta-endotoksiiniproteiinin kehittäminen. Tämä proteiini on myrkyllinen monille hyönteislajeille ja on turvallinen nisäkkäille, myös ihmisille.

Kasvien vastustuskyky virustaudeille. Tätä varten kasvisolujen genomiin viedään geenejä, jotka estävät viruspartikkelien lisääntymisen kasveissa, kuten interferoni, nukleaasit. On saatu tupakan, tomaattien ja sinimailasen siirtogeenisiä kasveja, joissa on beeta-interferonigeeni.

Elävien organismien soluissa olevien geenien lisäksi luonnossa on myös itsenäisiä geenejä. Niitä kutsutaan viruksiksi, jos ne voivat aiheuttaa infektion. Kävi ilmi, että virus ei ole muuta kuin geneettistä materiaalia, joka on pakattu proteiinikuoreen. Kuori on puhtaasti mekaaninen laite, kuten ruisku, jolla pakataan ja sitten ruiskutetaan geenejä, ja vain geenejä, isäntäsoluun ja putoavat. Sitten solun virusgeenit alkavat tuottaa RNA:taan ja proteiinejaan itsestään. Kaikki tämä ylittää solun, se räjähtää, kuolee, ja tuhansia kopioita oleva virus vapautuu ja saastuttaa muita soluja.

Sairaudet ja joskus jopa kuolemat johtuvat vieraista virusproteiineista. Jos virus on "hyvä", ihminen ei kuole, vaan voi olla sairas koko elämänsä. Klassinen esimerkki on herpes, jonka virusta esiintyy 90 prosentilla ihmisistä. Tämä on mukautumiskykyisin virus, joka yleensä tartuttaa ihmisen lapsuudessa ja elää siinä koko ajan.

Virukset ovat siis pohjimmiltaan evoluution keksimiä biologisia aseita: geneettisellä materiaalilla täytetty ruisku.

Nyt esimerkki on jo modernista bioteknologiasta, esimerkki operaatiosta korkeampien eläinten sukusoluilla jalojen päämäärien vuoksi. Ihmiskunnalla on vaikeuksia interferonin, tärkeän proteiinin, jolla on syöpää ja viruksia torjuva vaikutus, kanssa. Interferonia tuottaa eläinorganismi, myös ihminen. Ulkomaalaista, ei ihmistä, interferonia ei voida käyttää ihmisten hoitoon, se hylätään elimistössä tai se on tehoton. Ihminen tuottaa liian vähän interferonia, jotta se voidaan eristää farmakologisiin tarkoituksiin. Siksi tehtiin seuraavaa. Ihmisen interferonigeeni vietiin bakteeriin, joka sitten lisääntyi ja tuotti suuria määriä ihmisen interferonia siinä olevan ihmisen geenin mukaisesti. Nyt tätä jo vakiotekniikkaa käytetään kaikkialla maailmassa. Samalla tavalla ja jo jonkin aikaa on tuotettu geneettisesti muokattua insuliinia. Bakteerien kanssa on kuitenkin monia vaikeuksia puhdistaa haluttu proteiini bakteerien epäpuhtauksista. Siksi he alkavat hylätä ne ja kehittävät menetelmiä tarvittavien geenien viemiseksi korkeampiin organismeihin. Se on vaikeampaa, mutta se tarjoaa valtavia etuja. Nyt erityisesti tarvittavien proteiinien meijerituotanto sioilla ja vuohilla on jo laajalle levinnyt. Periaate tässä, hyvin lyhyesti ja yksinkertaistettuna, on tämä. Munasolut uutetaan eläimestä ja lisätään niiden geneettiseen laitteistoon eläinmaitoproteiinigeenien, vieraiden geenien, jotka määräävät tarvittavien proteiinien tuotannon: interferonin tai ihmiselle välttämättömien vasta-aineiden tai erityisten ruokaproteiinien, ohjauksessa. Sitten munat hedelmöitetään ja palautetaan kehoon. Osa jälkeläisistä alkaa tuottaa tarvittavaa proteiinia sisältävää maitoa, ja sen eristäminen maidosta on jo melko helppoa. Se osoittautuu paljon halvemmaksi, turvallisemmaksi ja puhtaammaksi.

Samalla tavalla lehmiä kasvatettiin antamaan "naisten" maitoa (lehmänmaitoa, jossa on tarvittavat ihmisen proteiinit), joka soveltuu ihmisvauvojen keinotekoiseen ruokintaan. Ja tämä on nyt melko vakava ongelma.

Yleisesti voidaan sanoa, että käytännössä ihmiskunta on saavuttanut melko vaarallisen virstanpylvään. Opimme kuinka vaikuttaa geneettiseen laitteistoon, mukaan lukien korkeampiin organismeihin. Opimme ohjaamaan valikoivaa geenivaikutusta, niin kutsuttujen siirtogeenisten organismien tuotantoa – eliöitä, jotka kantavat vieraita geenejä. DNA on aine, jota voidaan manipuloida. Viimeisten kahden tai kolmen vuosikymmenen aikana on syntynyt menetelmiä, joilla DNA voidaan leikata oikeisiin paikkoihin ja liimata se mihin tahansa muuhun DNA-palaan. Lisäksi he voivat leikata ja liittää paitsi tiettyjä valmiita geenejä, myös rekombinantteja - erilaisten, mukaan lukien keinotekoisesti luotujen geenien, yhdistelmiä. Tätä suuntaa kutsutaan geenitekniikaksi. Ihmisestä on tullut geeniteknikko. Hänen käsissään, ei niin älyllisesti täydellisen olennon käsissä, ilmestyi rajattomat, jättimäiset mahdollisuudet - kuten Herra Jumala.

Nykyaikainen sytologia

Uudet menetelmät, erityisesti elektronimikroskopia, radioaktiivisten isotooppien käyttö ja nopea sentrifugointi, edistyvät voimakkaasti solun rakenteen tutkimuksessa. Kehittäessään yhtenäistä käsitystä elämän fysikaalis-kemiallisista näkökohdista sytologia lähestyy yhä enemmän muita biologisia tieteenaloja. Samaan aikaan sen klassiset menetelmät, jotka perustuvat fiksaatioon, värjäykseen ja solujen tutkimiseen mikroskoopilla, säilyttävät edelleen käytännön arvonsa.

Sytologisia menetelmiä käytetään erityisesti kasvinjalostuksessa kasvisolujen kromosomikoostumuksen määrittämiseen. Tällaiset tutkimukset ovat suureksi avuksi kokeellisten risteysten suunnittelussa ja saatujen tulosten arvioinnissa. Samanlainen sytologinen analyysi suoritetaan ihmissoluilla: sen avulla voit tunnistaa joitain perinnöllisiä sairauksia, jotka liittyvät kromosomien lukumäärän ja muodon muutoksiin. Tällaista analyysiä yhdessä biokemiallisten testien kanssa käytetään esimerkiksi lapsivesitutkimuksessa sikiön perinnöllisten vikojen diagnosoimiseksi.

Sytologisten menetelmien tärkein sovellus lääketieteessä on kuitenkin pahanlaatuisten kasvainten diagnosointi. Syöpäsoluissa, erityisesti niiden ytimissä, tapahtuu erityisiä muutoksia. Pahanlaatuiset muodostelmat eivät ole mitään muuta kuin poikkeamia normaalissa kehitysprosessissa, joka johtuu kehitystä ohjaavien järjestelmien, ensisijaisesti geneettisten järjestelmien poistumisesta. Sytologia on melko yksinkertainen ja erittäin informatiivinen menetelmä papilloomaviruksen eri ilmenemismuotojen seulontaan. Tämä tutkimus tehdään sekä miehillä että naisilla.

Työnkuvaus

Modernin biologian viimeisimpien tieteellisten saavutusten pohjalta annetaan seuraava elämän määritelmä: "Elämä on avoimia itsesääteleviä ja itseään lisääntyviä elävien organismien järjestelmiä, jotka on rakennettu monimutkaisista biologisista polymeereistä - proteiineista ja nukleiinihapoista" (I. I. Mechnikov) .
Biologian viimeaikaiset edistysaskeleet ovat johtaneet pohjimmiltaan uusien tieteensuuntien syntymiseen. Perinnöllisyyden rakenneyksiköiden (geenien) molekyylirakenteen löytäminen toimi perustana geenitekniikan luomiselle. Sen menetelmien avulla luodaan organismeja, joilla on uusia, myös luonnossa esiintymättömiä, perinnöllisten ominaisuuksien ja ominaisuuksien yhdistelmiä. Se avaa mahdollisuuksia uusien viljelykasvien ja erittäin tuottavien eläinrotujen jalostukseen, tehokkaiden lääkkeiden luomiseen jne.

Yksityiskohtainen ratkaisu kappale 1 biologiassa 10-luokan opiskelijoille, kirjoittajat Sivoglazov V.I., Agafonova I.B., Zakharova E.T. 2014

Muistaa!

Mitä modernin biologian saavutuksia tiedät?

radiologia

ultraäänilaitteet, EMRI

DNA:n molekyylirakenteen määrittäminen

ihmisten ja muiden organismien genomin tulkitsemiseen

Geenitekniikka

3D biotulostimet

Pyyhkäisevät elektronimikroskoopit

koeputkihedelmöitys jne.

Mitä biologeja tunnet?

Linnaeus, Lamarck, Darwin, Mendel, Morgan, Pavlov, Pasteur, Hooke, Leeuwenhoek, Brown, Purninier, Baer, ​​​​Mechnikov, Michurin, Vernadsky, Ivanovsky, Fleming, Tensley, Sukachev, Chetverikov, Lyle, Oparin, Schwann, Schleiden Chagraff, Navashin, Timiryazev, Malpighi, Golgi ja muut.

Tarkista kysymyksiä ja tehtäviä

1. Kerro meille antiikin kreikkalaisten ja antiikin roomalaisten filosofien ja lääkäreiden panoksesta biologian kehitykseen.

Ensimmäinen tiedemies, joka loi tieteellisen lääketieteellisen koulun, oli antiikin kreikkalainen lääkäri Hippokrates (n. 460 - n. 370 eKr.). Hän uskoi, että jokaisella sairaudella on luonnolliset syyt ja ne voidaan tunnistaa tutkimalla ihmiskehon rakennetta ja elintoimintoja. Muinaisista ajoista tähän päivään asti lääkärit lausuvat juhlallisesti Hippokrateen valan lupaamalla säilyttää lääketieteelliset salaisuudet eivätkä missään tapauksessa jätä potilasta ilman lääketieteellistä hoitoa. Antiikin suuri tietosanakirja Aristoteles (384-322 eKr.). Hänestä tuli yksi biologian tieteen perustajista, joka yleisti ensimmäistä kertaa ihmiskunnan ennen häntä keräämän biologisen tiedon. Hän kehitti eläinten taksonomian ja määritteli siinä paikan henkilölle, jota hän kutsui "sosiaaliseksi eläimeksi, jolla on järkeä". Monet Aristoteleen teoksista olivat omistettu elämän alkuperälle. Muinainen roomalainen tiedemies ja lääkäri Claudius Galen (n. 130 - n. 200), joka tutki nisäkkäiden rakennetta, loi perustan ihmisen anatomialle. Seuraavan viidentoista vuosisadan ajan hänen kirjoituksensa olivat tärkein anatomian tiedon lähde.

2. Kuvaile luontonäkemysten piirteitä keskiajalla, renessanssilla.

Kiinnostus biologiaa kohtaan kasvoi jyrkästi suurten maantieteellisten löytöjen aikakaudella (XV vuosisata). Uusien maiden löytäminen, kauppasuhteiden solmiminen valtioiden välillä laajensi tietoa eläimistä ja kasveista. Kasvitieteilijät ja eläintieteilijät kuvasivat monia uusia, aiemmin tuntemattomia organismilajeja, jotka kuuluvat erilaisiin villieläinten valtakuntiin. Yksi tämän aikakauden merkittävistä ihmisistä - Leonardo da Vinci (1452-1519) - kuvasi monia kasveja, tutki ihmiskehon rakennetta, sydämen toimintaa ja visuaalista toimintaa. Kirkon ihmiskehon avaamiskiellon kumottua ihmisen anatomia saavutti loistavia menestyksiä, mikä heijastui Andreas Vesaliuksen (1514-1564) klassiseen teokseen "Ihmiskehon rakenne" (kuva 1). Suurin tieteellinen saavutus - verenkierron löytö - tehtiin 1600-luvulla. Englantilainen lääkäri ja biologi William Harvey (1578-1657).

3. Selitä historian tunneilla hankitun tiedon avulla, miksi Euroopassa keskiajalla oli pysähtyneisyyden aikaa kaikilla tiedon osa-alueilla.

Länsi-Rooman valtakunnan kaatumisen jälkeen Euroopassa tieteiden ja käsityön kehitys pysähtyi. Tätä helpotti kaikkiin Euroopan maihin luotu feodaalinen järjestys, jatkuvat feodaaliherrojen väliset sodat, puolivillien kansojen hyökkäykset idästä, massaepidemiat ja mikä tärkeintä, laajan kansanjoukkojen mielen ideologinen orjuuttaminen. roomalaiskatolinen kirkko. Tänä aikana roomalaiskatolinen kirkko levitti vaikutusvaltaansa kaikkialle Länsi-Eurooppaan huolimatta monista epäonnistumisista taistelussa poliittisesta vallasta. Valtava armeija eriarvoisia pappeja, paavikunta itse asiassa saavutti kristillisen roomalaiskatolisen ideologian täydellisen vallan kaikkien Länsi-Euroopan kansojen keskuudessa. Saarnatessaan nöyryyttä ja nöyryyttä, oikeuttaen olemassa olevaa feodaalista järjestystä, roomalaiskatolinen papisto vainosi samalla julmasti kaikkea uutta ja edistyksellistä. Luonnontieteet ja yleensä niin kutsuttu maallinen koulutus tukahdutettiin kokonaan.

4. Mikä keksintö XVII vuosisadalla. mahdollisti solun avaamisen ja kuvaamisen?

Keksintö merkitsi uutta aikakautta biologian kehityksessä 1500-luvun lopulla. mikroskooppi. Jo XVII vuosisadan puolivälissä. solu löydettiin, ja myöhemmin mikroskooppisten olentojen maailma - alkueläimet ja bakteerit löydettiin, hyönteisten kehitystä ja siittiöiden perusrakennetta tutkittiin.

5. Mikä on L. Pasteurin ja I. I. Mechnikovin teosten merkitys biologian tieteelle?

Louis Pasteurin (1822-1895) ja Ilja Iljitš Mechnikovin (1845-1916) teokset määrittelivät immunologian syntymisen. Vuonna 1876 Pasteur omistautui kokonaan immunologialle ja lopulta selvitti pernaruton, koleran, raivotaudin, kanakoleran ja muiden sairauksien patogeenien spesifisyyden, kehitti ideoita keinotekoisesta immuniteetista ja ehdotti suojarokotusmenetelmää, erityisesti pernaruttoa, raivotautia vastaan. . Pasteur teki ensimmäisen rokotteen raivotautia vastaan ​​6. heinäkuuta 1885. Vuonna 1888 Pasteur perusti ja johti mikrobiologian tutkimuslaitosta (Pasteur Institute), jossa työskentelivät monet kuuluisat tiedemiehet.

Mechnikov, löydettyään fagosytoosi-ilmiön vuonna 1882, kehitti sen pohjalta vertailevan tulehduspatologian ja myöhemmin - immuniteetin fagosyyttisen teorian, josta hän sai Nobel-palkinnon vuonna 1908 yhdessä P. Ehrlichin kanssa. Mechnikovin lukuisat bakteriologiaa koskevat teokset on omistettu koleran, lavantautien, tuberkuloosin ja muiden tartuntatautien epidemiologialle. Mechnikov loi ensimmäisen venäläisen mikrobiologien, immunologien ja patologien koulun; osallistui aktiivisesti tartuntatautien torjuntaan erilaisia ​​muotoja kehittävien tutkimuslaitosten perustamiseen.

6. Listaa tärkeimmät 1900-luvulla tehdyt biologian löydöt.

XX vuosisadan puolivälissä. muiden luonnontieteiden menetelmät ja ideat alkoivat tunkeutua aktiivisesti biologiaan. Modernin biologian saavutukset avaavat laajat mahdollisuudet biologisesti aktiivisten aineiden ja uusien lääkkeiden luomiseen, perinnöllisten sairauksien hoitoon ja solutason selektioon. Tällä hetkellä biologiasta on tullut todellinen tuottava voima, jonka kehityksen perusteella voidaan arvioida ihmisyhteiskunnan yleistä kehitystasoa.

– Vitamiinien löytäminen

– Peptidisidosten avautuminen proteiinimolekyyleissä

– Klorofyllin kemiallisen luonteen tutkimus

– Kuvaile kasvien pääkudoksia

– DNA:n rakenteen löytäminen

– Fotosynteesin tutkimus

– Soluhengityksen avainvaiheen – trikarboksyylihapposyklin tai Krebsin syklin – löytäminen

– Ruoansulatuksen fysiologian tutkimus

- Havaittu kudosten solurakennetta

– Havaitut yksisoluiset organismit, eläinsolut (erytrosyytit)

– Ytimen avautuminen solussa

– Golgi-laitteen löytäminen - soluorganoidi, menetelmä hermokudoksen mikroskooppisten valmisteiden valmistamiseksi, hermoston rakenteen tutkimus

- Todettiin, että joillakin alkion osilla on vaikutusta sen muiden osien kehitykseen

- Muotoili mutaatioteorian

– Perinnöllisyyden kromosomiteorian luominen

– Muotoili homologisten sarjojen lain perinnöllisissä vaihteluissa

– Radioaktiivisen säteilyn vaikutuksesta havaittiin mutaatioprosessin lisääntyminen

– Löysi geenin monimutkaisen rakenteen

– Löysi mutaatioprosessin merkityksen populaatioissa tapahtuvissa prosesseissa lajin evoluution kannalta

- Perusti hevosten fylogeneettisen sarjan sukulaislajien asteittaisten evolutionaaristen muutosten tyyppisarjaksi

– Kehittänyt teorian selkärankaisten itukerroksista

- Hän esitti teorian monisoluisten organismien alkuperästä yhteisestä esi-isästä - hypoteettisesta fagosytella-organismista

- Todistaa monisoluisen fagosytellan esi-isän olemassaolon menneisyydessä ja ehdottaa sen pitämistä elävänä mallina monisoluisesta eläimestä - trikoplaxista

– Perusti biologisen lain "Ontogeny on lyhyt toisto filogeneetistä"

– vahvisti, että monet elimet ovat monitoimisia; uusissa ympäristöolosuhteissa yksi toissijaisista toiminnoista voi tulla tärkeämmäksi ja korvata elimen entisen päätehtävän

– Hän esitti hypoteesin elävien organismien kahdenvälisen symmetrian syntymisestä

7. Nimeä tuntemasi luonnontieteet, joista biologia muodostuu. Mikä niistä syntyi 1900-luvun lopulla?

Läheisten tieteenalojen rajoilla syntyi uusia biologisia alueita: virologia, biokemia, biofysiikka, biogeografia, molekyylibiologia, avaruusbiologia ja monet muut. Matematiikan laajamittainen käyttöönotto biologiassa aiheutti biometriikan syntymän. Ekologian edistysaskel sekä yhä kiireellisemmät luonnonsuojeluongelmat ovat osaltaan edistäneet ekologisen lähestymistavan kehittämistä useimmilla biologian aloilla. XX ja XXI vuosisatojen vaihteessa. biotekniikka alkoi kehittyä nopeasti - suunta, johon tulevaisuus epäilemättä kuuluu.

Ajatella! Muistaa!

1. Analysoi tieteessä XVII-XVIII vuosisatojen aikana tapahtuneita muutoksia. Mitä mahdollisuuksia ne avasivat tutkijoille?

Keksintö merkitsi uutta aikakautta biologian kehityksessä 1500-luvun lopulla. mikroskooppi. Jo XVII vuosisadan puolivälissä. solu löydettiin, ja myöhemmin mikroskooppisten olentojen maailma - alkueläimet ja bakteerit löydettiin, hyönteisten kehitystä ja siittiöiden perusrakennetta tutkittiin. XVIII vuosisadalla. Ruotsalainen luonnontieteilijä Carl Linnaeus (1707-1778) ehdotti luokitusjärjestelmää luonnonvaraisille eläimille ja otti käyttöön binaarisen (kaksois) nimikkeistön lajien nimeämiseksi. Carl Ernst Baer (Karl Maksimovich Baer) (1792-1876), Pietarin lääketieteellisen ja kirurgisen akatemian professori, joka tutki kohdunsisäistä kehitystä, havaitsi, että kaikkien eläinten alkiot ovat kehityksen alkuvaiheessa samanlaisia, muotoili alkion lain. samankaltaisuutta ja astui tieteen historiaan embryologian perustajana. Ensimmäinen biologi, joka yritti luoda yhtenäisen ja kokonaisvaltaisen teorian elävän maailman evoluutiosta, oli ranskalainen tiedemies Jean Baptiste Lamarck (1774-1829). Paleontologian, tieteen fossiilisista eläimistä ja kasveista, loi ranskalainen eläintieteilijä Georges Cuvier (1769-1832). Valtava rooli orgaanisen maailman yhtenäisyyden ymmärtämisessä oli eläintieteilijä Theodor Schwannin (1810-1882) ja kasvitieteilijä Matthias Jakob Schleidenin (1804-1881) soluteorialla.

2. Miten ymmärrät ilmaisun "soveltava biologia"?

4. Analysoi kappaleen materiaali. Tee aikajana biologian merkittävistä edistysaskeleista. Mitkä maat millä ajanjaksoilla olivat uusien ideoiden ja löytöjen tärkeimmät "toimittajat"? Tee johtopäätös tieteen kehityksen ja valtion ja yhteiskunnan muiden ominaisuuksien välisestä suhteesta.

Maat, joissa tärkeimmät biologiset löydöt on tehty, kuuluvat kehittyneisiin ja aktiivisesti kehittyviin maihin.

5. Anna esimerkkejä moderneista tieteenaloista, jotka ovat syntyneet biologian ja muiden tieteiden risteyksessä, joita ei ole mainittu kappaleessa. Mikä on heidän tutkimuksensa aihe? Yritä arvata, mitkä biologian haarat voivat ilmaantua tulevaisuudessa.

Esimerkkejä moderneista tieteenaloista, jotka syntyivät biologian ja muiden tieteiden risteyksessä: paleobiologia, biolääketiede, sosiobiologia, psykobiologia, bioniikka, työfysiologia, radiobiologia.

Tulevaisuudessa saattaa ilmaantua biologian aloja: bioohjelmointi, IT-lääketiede, bioetiikka, bioinformatiikka, biotekniikka.

6. Tee yhteenveto biologian tieteiden järjestelmästä ja esitä se monimutkaisen hierarkkisen kaavion muodossa. Vertaa luomaasi kaaviota luokkatovereidesi saamiin tuloksiin. Ovatko mallisi samat? Jos ei, selitä tärkeimmät erot niiden välillä.

1) Ihmiskunta ei voi olla olemassa ilman elävää luontoa. Siksi on tärkeää säilyttää se

2) Biologia syntyi ihmisille erittäin tärkeiden ongelmien ratkaisemisen yhteydessä.

3) Yksi niistä on aina ollut elintarvikkeiden saamiseen liittyvien villieläinten prosessien syvempi ymmärtäminen, ts. tietoa kasvien ja eläinten elämän ominaisuuksista, niiden muutoksista ihmisen vaikutuksen alaisena, tavoista saada luotettava ja yhä rikkaampi sato.

4) Ihminen on elävän luonnon kehityksen tuote. Kaikki elämämme prosessit ovat samanlaisia ​​kuin luonnossa tapahtuvat. Ja niin syvällinen ymmärrys biologisista prosesseista on lääketieteen tieteellinen perusta.

5) Tietoisuuden syntyä, joka merkitsee jättiläismäistä askelta eteenpäin aineen itsetuntemuksessa, ei myöskään voida ymmärtää ilman syvällisiä tutkimuksia elävästä luonnosta, ainakin kahdessa suunnassa - aivojen synty ja kehitys ajatteluelimenä (toistaiseksi ajattelun mysteeri on jäänyt ratkaisematta) ja sosiaalisuuden, sosiaalisen elämäntavan, synty.

6) Villieläimet ovat monien ihmiskunnalle välttämättömien materiaalien ja tuotteiden lähde. Sinun on tiedettävä niiden ominaisuudet voidaksesi käyttää niitä oikein, tietää, mistä niitä etsiä luonnosta, miten niitä saa.

7) Juomamme vesi, tarkemmin sanottuna tämän veden puhtaus, sen laatu määräytyy myös ensisijaisesti elävän luonnon perusteella. Käsittelylaitoksemme vain viimeistelevät sen valtavan prosessin, joka etenee meille näkymättömästi luonnossa: maaperässä tai säiliössä oleva vesi kulkee toistuvasti lukemattomien selkärangattomien ruumiiden läpi, suodattuu niiden kautta ja muuttuu orgaanisista ja epäorgaanisista jäännöksistä vapautettuna sitä mitä tunnemme. se joissa, järvissä ja lähteissä.

8) Ilman ja veden laadun ongelma on yksi ympäristöongelmista, ja ekologia on biologinen tieteenala, vaikka nykyaikainen ekologia on pitkään lakannut olemasta vain yksi ja sisältää monia itsenäisiä osia, jotka usein kuuluvat eri tieteenaloihin.

9) Ihmisten tekemän planeetan koko pinnan tutkimisen, maatalouden, teollisuuden kehityksen, metsäkadon, maanosien ja valtamerten saastumisen seurauksena yhä useampi kasvi-, sieni- ja eläinlaji katoaa maan pinnalta. Maapallo. Kuollutta lajia ei voida palauttaa. Se on miljoonien vuosien evoluution tulos ja sillä on ainutlaatuinen geenivarasto.

10) Tällä hetkellä molekyylibiologia, biotekniikka ja genetiikka kehittyvät erityisen nopeasti.

8. Organisaatioprojekti. Valitse tärkeä tapahtuma biologian historiasta, jonka vuosipäivä on kuluvana tai ensi vuonna. Suunnittele tälle tapahtumalle omistetun illan ohjelma (kilpailu, tietokilpailu).

Tietokilpailu:

– Jakaminen ryhmiin

– Aloituspuheenvuoro – tapahtuman kuvaus, tapahtuman historiallinen tausta, tiedemies

– Keksi joukkueiden nimet (tietovisan aiheesta)

- Kierros 1 - yksinkertainen: esimerkiksi täydennä lause: Kasvien suojaava reaktio päivänvalon pituuden muutokseen (lehtien putoaminen).

- Kierros 2 - tupla: esimerkiksi etsi pari.

- Kierros 3 - vaikea: esimerkiksi piirrä prosessikaavio, piirrä ilmiö.

1900-luvun loppu ja 2000-luvun alku johtivat lukuisiin löytöihin. Uudet biologian löydöt herättävät joukon kysymyksiä, jotka saavat tutkijat ajattelemaan, että kaikki ei ole niin yksinkertaista tässä maailmassa. Totuuden etsiminen on tutkijoiden päätavoite.

Löytöjä 1900-luvun biologiassa

Vuonna 1951 tutkija Erwin Chargaffu tuli yhteen johtopäätökseen, joka muutti radikaalisti näkemystä nukleiinihappojen rakenteesta. Aikaisemmin uskottiin, että kaikki nukleiinihapot syntyvät tetralohkoista, ja siksi niiltä puuttuu spesifisyys. Kolmen vuoden ajan tiedemies osallistui tutkimukseen ja pystyi lopulta todistamaan, että eri lähteistä saadut nukleiinihapot eroavat koostumuksestaan ​​​​toisistaan ​​- ne ovat spesifisiä. Tiedemies rakensi DNA-mallin, joka ulkonäöltään näytti kaksoiskierteeltä, kun se asetettiin tasolle, se näytti tikkailta. Todettiin, että yhden ainoan DNA-haaran rakenne määrittää sen toisen haaran rakenteen - tämä johtuu siitä, että viereisten haarojen kanta määrittää muiden ohjainten sekvenssin. Siten määriteltiin DNA:n uusi ominaisuus - komplementaarisuus.

Molekyylibiologian alalla tarvittiin lisätutkimuksia, jotka selvittäisivät DNA:n replikaation ja transkription mekanismin. Tutkijat ehdottivat, että lanka kiertyy, sen langat eroavat, ja sitten komplementaarisuussäännön mukaisesti jokaisesta langasta muodostuu molekyyli. Hieman myöhemmin kokeet vahvistivat tämän hypoteesin.

Vuonna 1954 Georgi Antonovich Gamov ehdotti Erwin Chargaffin tutkimukseen perustuen, että aminohapot koodataan kolmen nukleotidin yhdistelmästä.

Vuonna 1961 ranskalaiset tiedemiehet Jacques Monod ja François Jacob loivat uudelleen piirin, joka säätelee aktiivisia geenejä. Tutkijat sanoivat, että DNA:ssa ei ole vain informaatiogeenejä, vaan myös operaattorigeenejä ja säätelygeenejä.

Uusia löytöjä XXI-luvun biologiassa

Vuonna 2007 Wisconsis-Madisonin yliopiston ja Kioton yliopiston tutkijaryhmä suoritti kokeen, joka sai aikuisten ihosolut käyttäytymään kuin alkion kantasolut. Solu kykeni muuttumaan melkein minkälaiseksi. Rahoituskehys voidaan hylätä, koska tällä tavalla ihmisen DNA:n soluista voi tulla elinsiirtoelin. Potilaan keho ei hylkää tällä tavalla kasvatettua elintä.

Ihmisgenomitutkimus päättyi vuonna 2006. Tätä projektia on kutsuttu biologian alan tärkeimmäksi tutkimukseksi. Työn päätavoitteena on määrittää nukleotidisekvenssi sekä tutkia noin 20 000 tuhatta ihmisen geeniä. Tiedemies James Watsonin ohjauksessa vuonna 2000. osa genomin rakenteesta esiteltiin, ja vuonna 2003. rakennetutkimukset on saatu päätökseen. Huolimatta siitä, että "ihmisgenomi" valmistui virallisesti vuonna 2006, joidenkin osien analysointi jatkuu tänään. Tämä tutkimus avaa uusia evoluutioteorioita. Työn aikana saatua tietoa hyödynnetään jo aktiivisesti lääketieteessä.

1900-luvulla biologia tieteenä otti suuria harppauksia eteenpäin, ja 2000-luvun alku on jo merkittävä löytöjen suhteen. Voidaan olettaa, että biologian uudet löydöt paljastavat monia salaisuuksia ja mysteereitä, jotka voivat ehkä kääntää kaiken aiemman tiedon ja hyväksytyt teoriat.

Kymmenen merkittävää löytöä XXI-luvun ensimmäisen vuosikymmenen ajalta - video

Luento:

Biologia tieteenä

Biologiasta tuli oma tiede 1800-luvulla, kun useat tiedemiehet alkoivat käyttää termiä "biologia" kerralla - Jean Baptiste Lamarck ja Gottfried Reinhold Treviranus vuonna 1802 ja Friedrich Burdach vuonna 1800. Sitä ennen luonnonhistoria ja lääketiede harjoittivat joidenkin elämisen näkökohtien tutkiminen.

Biologian tutkimuksen kohde on elämä kaikissa ilmenemismuodoissaan - evoluutio, elämän jakautuminen planeetalla, sen rakenne, toimintaprosessit, luokittelu, organismien suhteet toisiinsa ja ympäristöön.

Modernin biologian perusta on 5 perusperiaatetta:

soluteoria;

genetiikka;

evoluutio;

homeostaasi;

biologiset menetelmät

Biologiset menetelmät kutsutaan tekniikoiksi, joita tutkijat käyttävät hankkiakseen uutta tietoa elävistä organismeista.

Jokaisen tiedemiehen perussääntö on periaate "ottaa mitään itsestäänselvyytenä" - jokaista ilmiötä on tutkittava tarkasti ja siitä on hankittava luotettavaa tietoa.

Biologian menetelmät ovat menetelmiä, joilla rakennetaan täsmällisen tieteellisen tiedon järjestelmä. Nämä sisältävät:

havainto. Ensimmäinen tutkijoiden törmäys johonkin, jota ei ole vielä tutkittu.

Kuvaus ilmiöt, uusi organismi, sen ominaisuudet;

Systematisointi. Tämä on prosessi, jossa uutta tietoa korreloidaan olemassa olevien järjestelmien kanssa - määritetään vasta löydetyn organismin paikka evoluutiopuussa, sen kemiallinen rakenne, lisääntymisominaisuudet ja muut ominaisuudet olemassa olevien tietojärjestelmien kanssa;

Vertailu. Etsi samankaltaisia ​​ilmiöitä, tutkii jo havaittuja samanlaisia ​​todisteita muilta tutkijoilta, kuvauksia ja keskeneräisiä tutkimuksia;

Koe. Koesarjan suorittaminen uuden teorian tai hypoteesin vahvistamiseksi tai kumoamiseksi.

Analyyttinen menetelmä. Se tarkoittaa kaiken tiedon keräämistä ja vertailua mistä tahansa asiasta.

historiallinen menetelmä. Voit tutkia organismien historiallisen kehityksen malleja olemassa olevaan tietoon viitaten.

Mallintaminen. Kehon rakenteeseen, sen elinten toimintaan, sen vuorovaikutukseen muiden elävien organismien kanssa liittyvien vaihtoehtojen rakentaminen ja laskeminen. Nämä voivat olla tietokonemalleja, rakenteen kolmiulotteisia malleja, matemaattista menetelmää.

Käytetään universaaleja, kaikille tieteille yhteisiäsäännöt tieteellisten teorioiden rakentamiselle:

havainto mikä tahansa ilmiö, elävän organismin ominaisuudet, sen ominaisuudet;

olettamalla – miten ja miksi havaittu ilmiö on mahdollinen, sen alustava selitys aiemmin tunnetun tiedon perusteella;

koe- onko ilmiö vakio vai satunnainen, ilmeneekö se samalla tavalla kokeen olosuhteiden muuttuessa, mitkä erityisolosuhteet siihen vaikuttavat;

kokeellisen vahvistuksen jälkeen hypoteesista tulee teoria ;

testaamaan teoriaa ja etsivät tarkkoja vastauksia kysymyksiin, tutkijat tekevät lisäkokeita.

Ja myös kullekin tieteelle ominaisia ​​menetelmiä sovelletaan, biologiassa se on:

sukututkimus . Esivanhempien etsintä, vasta löydetyn organismin korrelaatio mahdollisten sukulaisten kanssa evoluutiopuussa;

kudosviljelmä. Organismin fysiologisten ominaisuuksien, erilaisten tekijöiden vaikutuksen tutkimiseksi siihen tehdään tutkimuksia sen kudosnäytteillä;

embryologinen. Tutkimus elävän organismin kehitysprosessista ennen sen syntymää;

sytogeneettinen. Genomin ja solurakenteen tutkimukset;

biokemiallinen. Solusisällön, kudosten, sisäisen ympäristön ja kehon eritteiden kemialliset tutkimukset.

On olemassa monia biologisia menetelmiä, edellä lueteltujen lisäksi, tieteessä käytetään laajasti: hybridisaatio, paleontologinen, sentrifugointi ja monet muut.

Biologian rooli luonnontieteellisen maailmankuvan muodostumisessa

Biosfäärin tuntemus auttaa ihmiskuntaa tekemään ennusteita pitkän ja lyhyen aikavälin prosesseista maapallolla ja yrittämään hallita niitä. Näin ollen, kun ihminen tietää vihreiden kasvien roolin planeetan happiympäristön muokkaamisessa, hän ymmärtää metsien suojelun tärkeyden. Koska ihmiskunnalla on tietoa organismien välisistä suhteista, se ei tällä hetkellä enää salli vaarallisia kokeita uusien eläinten ja kasvien tuomiseksi vakaaseen ekosysteemiin, tämä on jopa määritelty kansainvälisessä oikeudessa. Ihmiset eivät enää tee sellaisia ​​virheitä kuin tuodaan kaneja Australiaan tai supikoiria Neuvostoliiton Kaukoitään. Tällä hetkellä vieraskasvilajeista on tullut ongelma Kaliforniassa, ja ne sortavat paikallisen kasviston arvokkaita reliktilajeja.

Biologiat voivat ratkaista monia elintarviketurvaan liittyviä ongelmia. Uusien kasvi- ja eläinlajikkeiden jalostaminen voi lisätä tuottavuutta, suojella kasveja tuholaisilta ja lisätä maatalouden tuottavuutta.

GenetiikkaJafysiologia tällä hetkellä niillä on erittäin tärkeä rooli lääketieteellisen tiedon hankkimisessa, uusien hoitomenetelmien kehittämisessä, lääkkeiden luomisessa, joiden avulla he voivat voittaa parantumattomina pidetyt sairaudet ja patologiat sekä ehkäistä ja pysäyttää niiden kehittymisen etukäteen.

Käyttämällä mikrobiologia rokotteita ja seerumeita, uusia elintarvikkeiden ja juomien lajikkeita kehitetään.

Dendrologia ja ekologia mahdollistaa uusiutuvan luonnonvaran - puun - tarjoamisen rakennus- sekä massa- ja paperiteollisuudelle.

Entomologia ja kasvitiede – auttaa kehittämään ja parantamaan jo tunnettuja kangastyyppejä.

Kaikilla biologisilla tieteillä, mukaan lukien paleontologia ja muut merkityksettömältä vaikuttavat tieteet, on vahva vaikutus planeetan historiaa koskevan tiedon esittämiseen, ihmisen paikasta elävien organismien joukossa, auttaa parantamaan elämänlaatua ja suojaamaan vaikutuksilta. haitallisista ympäristötekijöistä.