Kollokvium_1

1) Термин биология (от греч. биос — жизнь, логос — наука) введен. независимо Ламарком и Тревиранусом для обозначения науки о жизни как особом явлении природы. В настоящее время его используют и в ином смысле, относя к группам организмов, вплоть до вида, биоценозам , отдельным структурам.

Предметом биологии как учебной дисциплины служит жизнь во всех ее проявлениях.

Современная биология представляет комплекс наук.

Сведения, получаемые каждой из наук, объединяются, взаимодополняя и обогащая друг друга, и проявляются в обобщенном виде, в познанных человеком закономерностях, распространяют свое действие на человека

Задача общей биологии — выявление и объяснение общего, одинаково верного для всего многообразия организмов, общие закономерности развития природы, сущность жизни, её формы и развитие

Биология относится к ведущим отраслям естествознания. Высокий уровень ее развития служит необходимым условием прогресса медицинской науки и здравоохранения

Методы :

Описательный

Для того, чтобы выяснить сущность явлений, необходимо прежде всего собрать фактический материал и описать его.

Сравнительный.

позволяющий путем сопоставления изучать сходство и различие организмов и их частей. На принципах этого метода была основана систематика и сделано одно из крупнейших обобщений — создана клеточная теория.

Исторический

Исторический метод выясняет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций. Утверждением в биологии исторического метода наука обязана Ч. Дарвину.

Экспериментальный

Этот метод позволяет изучать явления изолированно и добиваться повторяемости их при воспроизведении тех же условий. Эксперимент обеспечивает не только более глубокое, чем другие методы, проникновение в сущность явлений, но и непосредственное овладение ими.

2) Исторический метод и системный подход

Исторический метод – позволяет на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познать процессы развития природы.

Системный подход — направление методологии научного познания, в основе которого лежит рассмотрение объекта как системы: целостного комплекса взаимосвязанных элементов; совокупности взаимодействующих объектов; совокупности сущностей и отношений.

Говоря о системном подходе, можно говорить о некотором способе организации наших действий, таком, который охватывает любой род деятельности, выявляя закономерности и взаимосвязи с целью их более эффективного использования. При этом системный подход является не столько методом решения задач, сколько методом постановки задач. «Правильно заданный вопрос — половина ответа».

Основные принципы системного подхода

Целостность, позволяющая рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.

Иерархичность строения, то есть наличие множества (по крайней мере, двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня элементам высшего уровня. Реализация этого принципа хорошо видна на примере любой конкретной организации. Как известно, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.

Структуризация, позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной организационной структуры. Как правило, процесс функционирования системы обусловлен не столько свойствами её отдельных элементов, сколько свойствами самой структуры.

Множественность, позволяющая использовать множество кибернетических, экономических и математических моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.

Системность, свойство объекта обладать всеми признаками системы.

3) Биосоциальная природа человека.

Человек — живой организм, развивается и живет по биологическим законам,

вэтом отношении он является объектом биологических исследований. Но он,

вто же время существо социальное. Вся социально-трудовая сущность человека передается посредством обучения, воспитывается в человеческом коллективе. Поэтому, если у любых видов растений и животных эволюция осуществляется по биологическим законам, то прогресс человечества подчиняется еще и социальным закономерностям.

4) Биологическая подготовка играет принципиальную и все более возрастающую роль в структуре медицинского образования. Будучи фундаментальной естественнонаучной дисциплиной, биология раскрывает закономерности возникновения и развития, а также необходимые условия сохранения жизни как особого явления природы нашей планеты. Человек, отличаясь несомненным своеобразием в сравнении с другими живыми формами, тем не менее представляет собой закономерный результат и этап развития жизни на Земле, поэтому само его существование прямо зависит от общебиологических (молекулярных, клеточных, системных) механизмов жизнедеятельности.

Связь людей с живой природой не ограничивается рамками исторического родства. Человек был и остается неотъемлемой частью этой природы, влияет на нее и в то же время испытывает на себе влияние окружающей среды. Характер таких двусторонних отношений сказывается на состоянии здоровья человека.

5)Слюс

Уровни организации живого:

1)Молекулярно-генетический.

Представлен молекулами органических веществ. На молекулярном уровне исследуется роль важнейших биологических соединений в росте и развитии организмов, хранении и передаче наследственной информации, обмене веществ и превращении энергии в живых клетках и других явлениях.

2)Клеточный.

Представлен клетками. Клетка является основной самостоятельно функционирующей элементарной биологической единицей всех живых организмов. На этом уровне наука изучает вопросы морфологической организации клетки, специализации клеток в ходе развития, функции клеточной мембраны, механизмы деления клеток.

3)Тканевый.

Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань. Совместно функционирующие клетки, относящиеся к разным тканям, составляют органы. В состав организма входят 5 основных тканей, в состав растения – 6. На этом уровне изучают строение и функции тканей организма.

4)Органный.

Представлен органами и системами органов. На этом уровне изучается строение и функционирование систем органов и органов в отдельности.

5)Организменный (онтогенетический).

Представлен как одноклеточными, так и многоклеточными организмами. На этом уровне изучается организм как целое, со свойственными ему механизмами согласованного функционирования его органов в процессе жизнедеятельности.

6)Популяционно-видовой.

Представлен популяциями видов. На этом уровне изучают факторы, влияющие на динамику численности особей и возрастного состава популяций, проблемы сохранения исчезающих видов, действие факторов микроэволюции.

7)Экосистемный.

Представлен системой популяций разных видов в их взаимосвязи между собой и окружающей средой. На этом уровне изучаются взаимоотношения организмов и среды.

8)Биосферный.

Высшая форма организации живой материи, объединяющая все экосистемы планеты. На этом уровне изучается протекание глобальных биохимических циклов, влияние на них деятельности человека.

6) Важнейшим научным доказательством единства всего живого послужила клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена. Открытие клеточного строения растительных и животных организмов, уяснение того, что все клетки построены и функционируют в целом одинаковым образом.

Открытием фундаментальных законов наследственности биология обязана Г. Менделю(1,2,3 закон Менделя), К. Корренсу и Т. Моргану, Дж. Уотсону и Ф. Крику(строение ДНК). Названные законы раскрывают всеобщий механизм передачи наследственной информации от клетки к клетке, от особи к особи. Благодаря законам наследственности становится понятной роль таких важнейших биологических явлений, как половое размножение, онтогенез, смена поколений.

Представления о единстве всего живого получили основательное подтверждение в результатах исследований биохимических и биофизических механизмов жизнедеятельности клеток. На основе доступа к личной биологической информации возможно ее целенаправленное изменение, в том числе путем введения генов от других видов. Такая возможность представляет собой важнейшее доказательство единства и универсальности базисных механизмов жизнедеятельности.

Молекулярно-биологические исследования раскрыли универсальные физикохимические механизмы, от которых зависят такие всеобщие свойства живого, как наследственность, изменчивость, специфичность биологических структур и функций, воспроизведение в ряду поколений клеток и организмов определенного строения.

То, что живое на планете представляет собой единое целое в историческом плане, обосновывается теорией эволюции. Основы названной теории заложены Ч. Дарвином (1858).

Эволюционная теория объясняет единство мира живых существ общностью их происхождения. Она называет пути, способы и механизмы, которые за несколько миллиардов лет привели к наблюдаемому ныне разнообразию живых форм, в одинаковой мере приспособленных к среде обитания, но различающихся по уровню морфофизиологической организации. Общий

вывод, к которому приходит теория эволюции, состоит в утверждении, что живые формы связаны друг с другом генетическим родством, степень которого для представителей разных групп различается. Свое конкретное выражение это родство находит в преемственности в ряду поколений фундаментальных молекулярных, клеточных и системных механизмов развития и жизнеобеспечения.

7) Положения современной клеточной теории:

-клетка является универсальной структурной и функциональной единицей живого;

-все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности;

-клетки образуются только при делении предшествующих им клеток;

-клетки способны к самостоятельной жизнедеятельности, но в многоклеточных организмах их работа скоординирована, и организм представляет собой целостную систему.

Разработка теории способствовала развитию отдельного направления биологии – цитологии – науки о клетке, как основной форме организации живой материи..

8) Субмикроскопическое строение животной и растительной клетки. Клетка

как открытая биологическая система. Строение и функции органоидов клетки.

Строение клетки животного базируется на трех основных составляющих – ядро, цитоплазма и клеточная оболочка. Вместе с ядром цитоплазма образует протоплазму. Клеточная оболочка – это биологическая мембрана (перегородка), которая отделяет клетку от внешней среды, служит оболочкой для клеточных органоидов и ядра, образует цитоплазматические отсеки. Клеточная оболочка содержит три слоя. Внешний и внутренний слои белковые, а промежуточный – липидный. При этом липидный слой делится еще на два слоя – слой гидрофобных молекул и слой гидрофильных молекул, которые располагаются в определенном порядке. На поверхности клеточной мембраны располагается особая структура – гликокаликс, которая обеспечивает избирательную способность мембраны. Оболочка пропускает необходимые вещества и задерживает те, которые приносят вред. Строение животной клетки нацелено на обеспечение защитной функции уже на этом уровне. Проникновение веществ через оболочку происходит при непосредственном участии цитоплазматической мембраны. Поверхность этой мембраны достаточно значительна за счет изгибов, выростов, складок и ворсинок. Цитоплазматическая мембрана пропускает как мельчайшие частицы, так и более крупные. Строение животной клетки характеризуется наличием цитоплазмы, в большинстве своем состоящей из воды. Цитоплазма – это вместилище для органоидов и включений. Кроме этого цитоплазма содержит и цитоскелет –

белковые нити, которые участвуют в процессе деления клетки, отграничивают внутриклеточное пространство и поддерживают клеточную форму, способность сокращаться. Важная составляющая цитоплазмы – гиалоплазма, которая определяет вязкость и эластичность клеточной структуры.

9) Лекция

Обмен веществ является одним из основных свойств живой материи, необходимым условием жизни. В процессе обмена веществ происходит как расходование свободной энергии, так и накопление ее в сложных органических соединениях или в форме электрических зарядов на поверхности клеточных мембран.

Принципиальное отличие обмена веществ в живом организме от обмена в неживых системах заключается в различной направленности термодинамических процессов. В результате обмена в неживой природе происходит разрушение вещества, с уменьшением количества свободной энергии. В живом организме в результате обмена веществ накапливается энергия, за счет которой осуществляются пластические процессы, рост и развитие организма.

Физические и химические процессы в живом организме не теряют своего внутреннего качественного содержания, но существенно изменяются в направлении, определяемом законами развития живой материи. Накопление свободной энергии стало возможно только в живом организме. Эта качественно новая форма обмена энергии появилась с момента выделения живого из неживого.

Новая форма обмена с антиэнтропийной направленностью явилась предпосылкой возникновения жизни, определила способность живого противостоять разрушительному влиянию внешней среды. Удержание этого антиэнтропийного состояния возможно только на основе постоянного самообновления, обмена веществ и энергии.

10) E=mc2

Е-энергия, с-скорость света, m-масса

Масса — это частный случай энергии. Энергию, заключенную в массе чего угодно, можно посчитать по этой формуле.

При некоторых химических реакциях, например, горения, выделяется энергия от потери массы. Но она очень мала по сравнению с реакцией распада ядра, и вместо ядерного взрыва у вас в руках происходит просто горение спички.

Более того, когда вы поели, еда через сложные химические реакции благодаря мизерной потере массы отдает энергию, которую организм использует для синтеза необходимых веществ в процессе анаболизма.

Таким образом, энергию, полученную нами при потреблении пищи с определённой массой, можно рассчитать по формуле Эйнштейна.

11) Второй закон термодинамики Энтропия — это неупорядоченное состояние внутренней энергии, мера

хаотичности или неупорядоченности . Второй закон можно выразить и иначе: «Физические и химические процессы в замкнутой системе происходят таким образом, что энтропия системы стремится к максимуму». Поскольку почти все превращения энергии сопровождаются потерей некоторого количества тепла, обусловленной беспорядочным движением молекул, энтропия окружающей среды при этом повышается. Живые организмы и составляющие их клетки высокоорганизованны и поэтому их энтропия невелика. Они сохраняют это «низкоэнтропийное» состояние за счет повышения энтропии внешней среды. Стремление к состоянию с максимальной энтропией — движущая сила всех процессов. Выделение организмом тепла или поглощение тепла из окружающей среды приводит систему организм — среда к состоянию с максимальной энтропией.

12) диссимиляция, или процесс расщепления, (энергетический обмен) органических веществ на более простые соединения

Например: протеины, представляющие собой длинные цепочки аминокислот, расщепляются на простые аминокислоты;

ассимиляция, или процесс усвоения организмом веществ, из которых строятся его собственные ткани.

Например: построение мышечных тканей из аминокислот.

Основной обмен веществ — это создание суммарной энергии, необходимой для поддержания жизнедеятельности голодного человека, спокойно лежащего в комнате, температура воздуха в которой находится в пределах от 18 до 20°С.Когда человек ест или выполняет какую-нибудь физическую или умственную работу, ему необходимы дополни-гельные калории, количество которых должно быть равно те |н'стическим затратам организма на выполнение данной работы

13)Слюс

14)Дыхание-кислород используется Фотосинтез-кислород создается Дыхание:

1. Выделяется СО2 и погл. О2

2. Происходит во всех живых клетках

3. Протекает на свту и в темноте

4. Орг в-ва распадаются, выделяется энергия Фотосинтез:

1.Выделяется О2 поглащается СО2

2. Происходит в клетках с хлоропластами

3. Протекает только на свету 4. Орг. В-ва образуются, энергия расходуется

15)По другому ассимиляция называтся ПЛАСТИЧЕСКИЙ обмен

(фотосинтез,биосинтез белка), а диссимиляция, это ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ обмен (гликолиз, окисление).

Чтобы провести СРАВНЕНИЕ, необходимо выделить их СХОДСТВА и РАЗЛИЧИЯ

СХОДСТВА: 1.оба процесса - 2 стороны клеточного метаболизма,

2. оба процесса - важнейшие признаки живого,

3.химические реакции у обоих идут с использованием специальных ферментов.

РАЗЛИЧИЯ:4. диссимиляция окисляет (расщепляет) вещества, а ассимиляция ситезирует новые вещества,

5.у диссимиляции 3 этапа(поглощение, транспорт, синтез), у ассимиляции - 2 ( световая и темновая фазы при фотосинтезе, транскрипция и трансляция при биосинтезе),

6.у диссимиляции начальный продукт - крупные молекулы белков,жиров,углеводов, промежуточный продукт - глюкоза, конечный - высвобожденная энергия химических связей, побочные продукты - углекислый газ и вода.

У ассимиляции начальный продукт или неорганические молекулы( для фотосинтеза), или макромолекулы органических веществ, конечный - новые органические вещества (глюкоза, крахмал, белки), побочный продукт (у фотосинтеза) - кислород.

7. При диссимиляции клетка активно расходует кислород.

8.Эти химические реакции катализируются разными ферментами.

9. для этих процессов используются разные органеллы клеток.

16. Гетеротрофная ассимиляция.

А) Фазы ассимиляции:

1)Поглощение и переваривание питательных веществ.

2)Транспорт веществ в клетку.

Поступление веществ происходит через мембрану.

3)Синтез веществ в клетке.

Белки будучи ферментами контролируют синтез углеводов, липидов и самих себя