Как называется наука изучающая живую природу
Биология как наука. Изучение природы. Организация живой природы
Предмет, задачи и методы биологии
Многообразие живой природы настолько велико, что современная биология представляет собой комплекс биологических наук, значительно отличающихся одна от другой. При этом каждая имеет собственный предмет изучения, методы, цели и задачи.
Система биологических наук
Биологические науки можно разделить по направлениям исследований.
НАУКА | ПРЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ |
Науки, изучающие систематические группы живых организмов | |
Вирусология | Наука о вирусах |
Микробиология | Наука о микроорганизмах |
Микология | Наука о грибах |
Ботаника (фитология) | Наука о растениях |
Зоология | Наука о животных |
Антропология | Наука о человеке |
Науки, изучающие структуру, свойства и проявления жизни | |
Анатомия | Наука о внутреннем строении |
Морфология | Наука о внешнем строении |
Физиология | Наука о жизнедеятельности целостного организма и его частей |
Генетика | Наука о наследственности и изменчивости организмов отдельных организмов |
Науки, изучающие разные уровни организации всего живого | |
Молекулярная биология | Наука о свойствах и проявлении жизни на молекулярном уровне |
Цитология | Наука о клетках |
Гистология | Наука о тканях |
Науки, изучающие структуру, свойства и проявления коллективной жизни и сообществ живых организмов | |
Экология | Наука об отношениях живых организмов между собой и с окружающей их средой |
Биогеография | Наука о закономерностях географического распространения живых организмов |
Науки о развитии живой материи | |
Биология индивидуального развития | Наука о развитии живого организма от момента его зарождения до смерти |
Эволюционное учение | Наука об историческом развитии живой природы |
Палеонтология | Наука о развитии жизни в прошлые геологические времена |
Науки, использующие различные методы исследований | |
Биохимия (на стыке биологии и химии) | Наука о химических веществах и процессах в живых организмах |
Биофизика (на стыке биологии и физики) | Наука о физических и физико-химических явлениях в живых организмах |
Прикладные науки | |
Биотехнология | Совокупность методов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью живых организмов |
Бионика | Разработка технических устройств по подобию живых систем |
Растениеводство | Разработка технологий выращивания сельскохозяйственных растений |
Животноводство | Разработка технологий выращивания сельскохозяйственных животных |
Ветеринария | Разработка технологий лечения сельскохозяйственных животных |
Методы биологии
Современная биология располагает широким набором методов исследования. Основными являются следующие методы.
Название метода | Характеристика |
Метод наблюдения и описания | Сбор и описание фактов |
Метод измерений | Измерение характеристик объектов |
Сравнительный метод | Анализ сходства и различий изучаемых объектов |
Исторический метод | Изучение хода развития исследуемого объекта |
Метод эксперимента | Изучение явления природы в заданных условиях |
Метод моделирования | Описание сложных природных явлений относительно простыми моделями |
Метод прогнозирования | Предсказание будущего объекта или процесса |
Связь биологии с другими науками. Биология принадлежит к комплексу естественных наук, то есть наук о природе, и тесно связана с другими науками:
Уровни организации живой природы
Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить её на ряд уровней. Уровень организации живой материи — это функциональное место биологической структуры определённой степени сложности в общей иерархии живого.
Выделяют следующие уровни организации живой материи.
Уровни организации живой материи
Уровень | Характеристика |
Молекулярный (молекулярно-генетический) | На этом уровне живая материя организуется в сложные высокомолекулярные органические соединения, такие как белки, нуклеиновые кислоты и др. |
Субклеточный (надмолекулярный) | На этом уровне живая материя организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные структуры. |
Клеточный | На этом уровне живая материя представлена клетками. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого. |
Органно-тканевой | На этом уровне живая материя организуется в ткани и органы. Ткань — совокупность клеток, сходных по строению и функциям, а также связанных с ними межклеточных веществ. Орган — часть многоклеточного организма, выполняющая определённую функцию или функции. |
Организменный (онтогенетический) | На этом уровне живая материя представлена организмами. Организм (особь, индивид) — неделимая единица жизни, её реальный носитель, характеризующийся всеми её признаками. |
Популяционно-видовой | На этом уровне живая материя организуется в популяции. Популяция — совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему, которая длительно существует в определённой части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Вид — совокупность особей (популяций особей), способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающих в природе определённую область (ареал). |
Биоценотический | На этом уровне живая материя образует биоценозы. Биоценоз — совокупность популяций разных видов, обитающих на определённой территории. |
Биогеоценотический | На этом уровне живая материя формирует биогеоценозы. Биогеоценоз — совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва). |
Биосферный | На этом уровне живая материя формирует биосферу. Биосфера — оболочка Земли, преобразованная деятельностью живых организмов. |
Необходимо отметить, что биогеоценотический и биосферный уровни организации живой материи выделяют не всегда, поскольку они представлены биокосными системами, включающими не только живое вещество, но и неживое. Также часто не выделяют субклеточный и органно-тканевой уровни, включая их в клеточный и организменный соответственно.
Естествознание, или науки о живой и неживой природе
Естествознание представляет собой комплекс наук о природе, включающий в себя сотни дисциплин. Все они направлены на познание мира. Естествознание выступает теоретической основой жизнеобеспечения человека. По объекту исследования различают науки о живой природе и науки о неживой природе. Изучением живой природы занимается биология. Физика изучает явления и процессы, которые происходят в окружающем мире.
Науки, изучающие природу
Все, что существует вокруг человека и произошло без его участия, называется природой. Человек изучает ее на протяжении многих тысячелетий. Со временем знаний становилось все больше, а сами люди старались глубже постичь природу. Так начали развиваться различные естественные науки. Предметы в природе называются телами, а все, что с ними происходит – явлениями. И тех и других огромное количество, поэтому и естественных наук тоже много. Одни из них изучают вещества и явления, а другие — различные тела. Научная деятельность не только удовлетворяет любопытство, но и реализует практические цели, направленные на улучшение качества жизни человека.
Ниже рассмотрены семь базовых естественных наук, изучающих окружающую нас природу:
Астрономия
Наука изучает происхождение небесных тел, их строение, состав и движение в космосе. Астрономия не существует как обособленная наука. Она напрямую связана с геодезией и картографией. Древние навигационные карты составлялись на основе наблюдений за небесными телами. Астрономия имеет огромную связь с химией и биологией в вопросах происхождения химических элементов, и зарождения жизни на нашей планете. Первые научные открытия были сделаны на заре цивилизации, а изобретение телескопа произвело прорыв. Ученые открывали новые галактики, измеряли расстояния до звезд, находили на других планетах воду и лед. Такие достижения являются определяющими моментами в жизни человека. Астрономия показывает, что человек — всего лишь частица природы в огромной Вселенной. Но даже самые примитивные знания о космосе, существенно повышают нашу осведомленность и интеллектуальный уровень.
Физика
В самом широком смысле физика – это наука о природе и ее законах, о материи, ее структуре, и движении. Она изучает вещество, энергию и закономерности, определяющие эволюцию. Каждая теория описывает явления окружающего мира, а совокупность знаний представляет его физическую картину. Именно благодаря физике человек может как можно глубже понять природу и различные явления. Считается, что она выступает основой естествознания. Физика устанавливает универсальные законы, которые действительны не только на Земле, но и во Вселенной, объясняет явления природы с точки зрения фундаментальных принципов и понятий. Физика имеет непосредственную связь с астрономией, математикой, химией. Граница между этими науками достаточно условна. Различают три уровня строения материи: микромир, макромир и мегамир. Все они взаимосвязаны друг с другом и являются объектом взаимного изучения физиков, химиков, биологов и астрономов. Планета Земля и ее природа представляют макромир.
Химия
Химия изучает состав элементов, их превращения и реакции. Каждое вещество обладает уникальными свойствами. Наука тесно связана с биологией, физикой, геологией. Жизнь на Земле является цепочкой химических превращений. Организмы поглощают из окружающего мира одни вещества и выделяют другие. Изучение их жизнедеятельности и природы в целом невозможно без знаний химических процессов, которые в них происходят. Практическая химия возникла на заре цивилизации, когда люди научились использовать огонь. Гончарное производство, металлургия, изготовление лекарств, красок — постепенно химия входила в жизнь человечества. На сегодняшний день химия играет огромную роль в жизни человека. Она интегрирует с остальными науками и является одной из основ естествознания.
География
Наука изучает биосферу Земли, гидросферу, атмосферу и почвенный покров. Ее объектом является географическая оболочка, природные комплексы и их компоненты. Социально-экономическая география состоит из экономической, социальной, политической, культурной и исторической географии. Немаловажным аспектом дисциплины является взаимодействие природы и человека в естественной среде. Очень трудно на сегодняшний момент разграничить географию и геологию. Наука напрямую связана также с физикой и астрономией. Сегодня большая часть земной поверхности видоизменена под влиянием хозяйственной деятельности человека. География включает в себя научные и практические мероприятия по сохранению природы в целом.
Геология
Объектом изучения геологии являются недра Земли. Наука начала самостоятельно развиваться во второй половине XVIII в. Геологией называют совокупность знаний о составе, строении и эволюции природных тел, а также размещении минеральных ресурсов. Она рассказывает, как сформировалась планета и каким изменениям подвергалась за время своего существования. Современная геология не может существовать без связей с географическими и физическими дисциплинами.
Биология
Предметом исследования науки являются вымершие и ныне существующие организмы, их строение, развитие, взаимодействие, распространение и т. д. Она включает в себя ботанику, зоологию, цитологию, генетику, биохимию, анатомию и другие области знаний. Достижения биологии позволяют искоренять болезни, создавать продукты питания, существенно повышать результаты сельскохозяйственной деятельности. Благодаря изучению биологических законов человек может вести правильную природоохранную деятельность и рационально использовать ресурсы.
Экология
Экология сформировалась в начале XX столетия как часть биологии, но сегодня, как правило, рассматривается в качестве отдельной науки. Она изучает взаимодействие живых организмов и их связь с природой. Научно-технический прогресс оказал негативное влияние на окружающий мир. В результате деятельности человека были преобразованы огромные территории. Это вылилось в загрязнения внешней среды, истощения природных ресурсов и уничтожение крупных природных комплексов. Конфликт с природой грозит катастрофой. Экология призвана решить эти проблемы, не допустить гибель живых организмов и создать систему рационального природопользования.
Биология как наука и ее методы
теория по биологии 🌿 введение в биологию
Биология — комплекс знаний о жизни и совокупность научных дисциплин, изучающих живую природу.
‘>Биология (от греч. биос — жизнь, логос — слово, наука) — это комплекс наук о живой природе.
Предметом биологии являются все проявления жизни: строение и функции живых существ, их разнообразие, происхождение и развитие, а также взаимодействие с
Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле, классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой.
В основе современной биологии лежат 5 фундаментальных принципов:
Генетика — дисциплина, изучающая механизмы и закономерности наследственности и изменчивости организмов, методы управления этими процессами.
Биологические науки
В настоящее время в состав биологии включают целый ряд наук, которые можно систематизировать по таким критериям: по предмету и преобладающим методам исследования и по изучаемому уровню организации живой природы.
По предмету исследования биологические науки делят на бактериологию, ботанику, вирусологию, зоологию,
Ботаника — комплекс научных дисциплин, исследующих царство Растения.
Зоология — научная дисциплина, исследующая животный мир.
Бактериология — раздел микробиологии, исследующий бактерии
Вирусология — научная дисциплина, исследующая вирусы.
Лихенология — раздел ботаники, изучающий лишайники.
Вирусология — научная дисциплина, исследующая вирусы.
Систематика — раздел биологии, посвящённый описанию, обозначению и классификации по группам всех существующих и вымерших организмов, установлению родственных связей между отдельными видами и группами видов.
Систематика — раздел биологии, посвящённый описанию, обозначению и классификации по группам всех существующих и вымерших организмов, установлению родственных связей между отдельными видами и группами видов.
В свою очередь, каждая из перечисленных биологических наук подразделяется на биохимию, морфологию, анатомию, физиологию, эмбриологию, генетику и систематику (растений, животных или микроорганизмов).
Биохимия — научная дисциплина, исследующая химический состав живых существ, химические реакции в них и закономерный порядок этих реакций, обеспечивающий обмен веществ.
Морфология — комплекс научных отраслей и их разделов, исследующий форму и строение животных и растений.
Анатомия — группа научных отраслей, исследующих форму и строение отдельных органов, их систем и всего организма в целом.
Анатомия — группа научных отраслей, исследующих форму и строение отдельных органов, их систем и всего организма в целом.
Физиология — биологическая дисциплина, исследующая функции живого организма, протекающие в нём процессы, обмен веществ, приспособление к среде обитания и др.
Физиология — биологическая дисциплина, исследующая функции живого организма, протекающие в нём процессы, обмен веществ, приспособление к среде обитания и др.
Эмбриология — научная дисциплина, изучающая зародышевое развитие организма.
Эмбриология — научная дисциплина, изучающая зародышевое развитие организма.
Объектом генетики являются закономерности наследственности и изменчивости. В настоящее время это одна из наиболее динамично развивающихся биологических наук.
По изучаемому уровню организации живой природы выделяют
Источник: Курс лекций для студентов IV курса факультета биологии РГПУ им. А.И. Герцена
Источник: Курс лекций для студентов IV курса факультета биологии РГПУ им. А.И. Герцена
Цитология — наука о клетке.
Цитология — наука о клетке.
Гистология — раздел морфологии, изучающий ткани многоклеточных организмов.
К сфере органологии относят морфологию, анатомию и физиологию различных органов и их систем. Биология организмов включает все науки, предметом которых являются живые организмы, например, этологию — науку о поведении организмов.
Биология надорганизменных систем подразделяется на биогеографию и экологию. Распространение живых организмов изучает
Биогеография — научная отрасль, изучающая общие географические закономерности органического мира Земли: распределение растительного покрова и животного населения различных частей земного шара, их сочетания, флористического и фаунистического подразделения суши и океана, а также распространение биоценозов и входящих в них видов растений, животных, грибов и микроорганизмов.
Экология — область знания, изучающая взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей средой.
По преобладающим методам исследования можно выделить описательную (например, морфологию), экспериментальную (например, физиологию) и теоретическую биологию. Выявление и объяснение закономерностей строения, функционирования и развития живой природы на различных уровнях ее организации является задачей общей биологии. К ней относят биохимию, молекулярную биологию, цитологию, эмбриологию, генетику, экологию,
Палеонтология — научная дисциплина, исследующая ископаемые организмы, условия их жизни и захоронения.
Антропология — межотраслевая дисциплина, исследующая происхождение и эволюцию человека как особого социобиологического вида.
Вид — группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.
Селекция — выведение новых и улучшение существующих сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов путём искусственного мутагенеза и отбора, гибридизации, генной и клеточной инженерии.
Порода — совокупность домашних животных одного вида, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определёнными наследственными особенностями, продуктивностью и экстерьером.
Прогресс биологии тесно связан с успехами других естественных и точных наук, таких как физика, химия, математика, информатика и др. Например, микроскопирование, ультразвуковые исследования (УЗИ), томография и другие методы биологии основываются на физических закономерностях, а изучение структуры биологических молекул и процессов, происходящих в живых системах, было бы невозможным без применения химических и физических методов. Применение математических методов позволяет, с одной стороны, выявить наличие закономерной связи между объектами или явлениями, подтвердить достоверность полученных результатов, а с другой — смоделировать явление или процесс. В последнее время все большее значение
Биология — комплекс знаний о жизни и совокупность научных дисциплин, изучающих живую природу.
Биофизика — научная дисциплина, исследующая физические и физико-химические процессы в живых организмах, а также физическую структуру биологических систем на всех уровнях их организации — от молекулярного и субклеточного до клетки, органа и организма в целом.
Биохимия — научная дисциплина, исследующая химический состав живых существ, химические реакции в них и закономерный порядок этих реакций, обеспечивающий обмен веществ.
Бионика — одно из направлений кибернетики, изучающее структуру и жизнедеятельность организмов с целью использования выявленных закономерностей в решении инженерных задач и построения технических систем, сходных по характеристикам с живыми организмами и их частями.
Роль биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира
На этапе становления
Биология — комплекс знаний о жизни и совокупность научных дисциплин, изучающих живую природу.
Методы изучения живых объектов
Как и любая другая наука, биология имеет свой арсенал методов. Помимо научного метода познания, применяемого в других отраслях, в биологии широко используются такие методы, как исторический, сравнительно-описательный и др.
Научный метод познания включает в себя
Мониторинг — слежение за какими-либо объектами или явлениями, в том числе биологического характера; многоцелевая информационная система, основные задачи которой — наблюдение, оценка и прогноз состояния природной среды под влиянием антропогенного воздействия с целью предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья людей, благополучия других живых существ, их сообществ, природных и созданных человеком объектов и т. д.
Мониторинг — слежение за какими-либо объектами или явлениями, в том числе биологического характера; многоцелевая информационная система, основные задачи которой — наблюдение, оценка и прогноз состояния природной среды под влиянием антропогенного воздействия с целью предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья людей, благополучия других живых существ, их сообществ, природных и созданных человеком объектов и т. д.
На основе данных наблюдений формулируется гипотеза — предположительное суждение о закономерной связи явлений. Гипотеза подвергается проверке в серии экспериментов.
Экспериментом называется научно поставленный опыт, наблюдение исследуемого явления в контролируемых условиях, позволяющих выявить характеристики данного объекта или явления. Высшей формой эксперимента является моделирование — исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей. По существу это одна из основных категорий теории познания: на идее моделирования базируется любой метод научного исследования — как теоретический, так и экспериментальный. Результаты эксперимента и моделирования подвергаются тщательному анализу.
Анализом называют метод научного исследования путем разложения предмета на составные части или мысленного расчленения объекта путем логической абстракции. Анализ неразрывно связан с синтезом.
Синтез — это метод изучения предмета в его целостности, в единстве и взаимной связи его частей. В результате анализа и синтеза наиболее удачная гипотеза исследования становится рабочей гипотезой, и если она способна устоять при попытках ее опровержения и по-прежнему удачно предсказывает ранее необъясненные факты и взаимосвязи, то она может стать теорией.
Под теорией понимают такую форму научного знания, которая дает целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности. Общее направление научного исследования состоит в достижении более высоких уровней предсказуемости. Если теорию не способны изменить никакие факты, а встречающиеся отклонения от нее регулярны и предсказуемы, то ее можно возвести в ранг закона — необходимого, существенного, устойчивого, повторяющегося отношения между явлениями в природе. По мере увеличения совокупности знаний и совершенствования методов исследования гипотезы и даже прочно укоренившиеся теории могут оспариваться, видоизменяться и даже отвергаться, поскольку сами научные знания по своей природе динамичны и постоянно подвергаются критическому переосмыслению.
Исторический метод выявляет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функции. В ряде случаев с помощью этого метода новую жизнь обретают гипотезы и теории, ранее считавшиеся ложными. Так, например, произошло с предположениями Дарвина о природе передачи сигналов по растению в ответ на воздействия
Мониторинг — слежение за какими-либо объектами или явлениями, в том числе биологического характера; многоцелевая информационная система, основные задачи которой — наблюдение, оценка и прогноз состояния природной среды под влиянием антропогенного воздействия с целью предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья людей, благополучия других живых существ, их сообществ, природных и созданных человеком объектов и т. д.
Например, если объектив увеличивает объект в 8 раз, а окуляр — в 7, то общее увеличение микроскопа равно 56.
Основные уровни организации живой природы
Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами.
Как уже было сказано выше, каждый из уровней организации живой материи вносит свою лепту в единый эволюционный процесс: в клетке не только воспроизводится заложенная наследственная информация, но и происходит ее изменение, что приводит к возникновению новых сочетаний признаков и свойств организма, в свою очередь подвергающихся действию
Задание EB0221 Рассмотрите таблицу «Биология как наука». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком
Области исследования | ||||||||||||||||||
Этология | Закономерности поведения животных в естественных условиях | |||||||||||||||||
? |
ПРИРОДНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ | ВЕЩЕСТВО БИОСФЕРЫ | ||||||||||||||
Биогенное вещество по Вернадскому – те вещества, которые создают живые организмы. В происхождении косного вещества живые организмы не участвуют. В происхождении биокосного вещества принимают участие и живые организмы, и процессы к ним не относящиеся. Базальт – магматическая вулканическая Порода — совокупность домашних животных одного вида, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определёнными наследственными особенностями, продуктивностью и экстерьером. Каменный уголь – биогенное вещество, т.к эта порода образуется в результате разложения остатков растений. Глина образуется в результате выветривания горных пород, живое не принимает участия, косное вещество. В образовании воды живое тоже участия не принимает, косное вещество. Почва – результате работы и живого, и неживого, ведь сам по себе плодородный слой образуется только в результате жизнедеятельности различных организмов, например, червей. pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить Задание EB0219D Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.
Фазы митоза на фиксированном препарате исследуются при помощи микроскопа. Следовательно, одним из подходящих цитологических методов является микроскопия. pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить Последним будет вариант 4), т.к это и есть цель селекционера. Теперь посмотрим на другие варианты. Есть получение гомозигот, самоопыление родительских растений, подбор растений и скрещивание организмов чистых линий. Логично, что вначале следует подобрать подходящие растения. Затем обратим внимание на «чистые линии», это гомозиготы, образующиеся при близкородственном скрещивании, самоопыление вполне подойдет. Значит, вначале берем самоопыление, получаем гомозиготы = чистые линии. Так как одна особь – доминантная гомозигота, а вторая – рецессивная, то при скрещивании получаются гетерозиготы. Все сходится. pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить Задание EB0220D Рассмотрите таблицу «Биология как наука». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком.
Биотехнология — пограничная между биологией и техникой научная дисциплина и сфера практики, изучающая пути и методы изменения окружающей человека природной среды в соответствии с его потребностями. pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить Биохимический метод — анализ состава веществ, содержащихся в организме, и биохимических реакций, протекающих в его клетках. Этим методом можно устанавливать функцию гена, изучать нарушения обмена веществ. Этот метод подойдет и для определения концентрации фенилаланина, который является аминокислотой. pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами. pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить Задание EB12588 Установите соответствие между природным образованием и веществом биосферы согласно классификации В. И. Вернадского.
|