Двадцать первый век — это век биологии, пришедшей на смену веку физики. Биология стала не только фундаментальной наукой о жизни во всех ее проявлениях, но и частью человеческой культуры и духовности общества, которая существенно влияет на все области деятельности человека. Значение современной биологии, являющейся целой системой наук о жизни, о биосистемах, трудно переоценить. Биологические открытия генетического кода, механизмов искусственного синтеза, рекомбинации и переноса генов, биосинтеза белков, стволовых клеток способны изменить медицину, сельское хозяйство, промышленность и охрану природы и обеспечить решение глобальных проблем человечества.
Проблема — это сложная задача, которая требует решения, но его способы и возможный результат неизвестны. Решение научных проблем приводит к научным открытиям. Какие проблемы человека из перечисленных могут быть решены с помощью биологических знаний?
Основные глобальные проблемы человечества:
- Геополитические (проблемы войны и мира, терроризма)
- Экологические (уменьшение запасов биоресурсов и т.д.)
- Демографические (например, изменение численности населения )
- Социальные (проблемы здравоохранения, образования)
- Экономические (энергетические, сырьевые непродовольственные)
Основными направлениями современных биологических исследований являются:
- изучение механизмов регуляции процессов на всех уровнях организации живого с целью познания закономерностей жизни;
- изучение законов существования и развития биосферы с целью установления гармоничных отношений между природой и обществом;
- исследование биологических процессов с целью конструирования на их основе новых биологических и технических систем;
- изучение влияния условий космоса на организм для выяснения механизмов адаптации живых существ к действиям космических факторов;
- исследования биологических процессов и объектов с целью использования знаний для биотехнологического производства лекарств, пищевых продуктов, сырья, использования солнечной энергии, добыча экологически чистого топлива, электроэнергии, охраны природы, определения возможностей использования пищевых продуктов из генетически модифицированных организмов;
- исследования механизмов деятельности мозга с целью познания закономерностей регуляции процессов мышления, памяти, эмоций и т.д.;
- изучение механизмов наследственности и изменчивости с целью разработки методов раннего диагностирования и излечения наследственных болезней человека, лечение новых инфекционных болезней, исследования заболеваний растений и механизмов фитоиммунитета;
- изучение молекулярных и клеточных реакций организмов на глобальные катастрофические изменения климата на планете;
- изучение закономерностей старения живых существ для увеличения продолжительности жизни и решения проблем долголетия человека.
Итак, XXI век является веком биологии, так как основные глобальные проблемы могут быть решены с помощью биологических знаний.
Связь биологии и экологии
Экология (от греч. οἶκος — дом, λόγος — наука) — это наука о взаимосвязи живого между собой и с окружающей средой. Экология возникла как сугубо биологическая наука, но в наше время она превратилась в науку о фундаментальных свойства экосистем и их компонентов. Одним из первых, кто начал рассматривать экологию как узкую биологическую научную дисциплину, а как междисциплинарную науку, был выдающийся зоолог и эколог Одум (1913-2002). В научном труде «Основы экологии» (1953) ученый предложил новую структурную организацию , центральное место в которой отведено экосистемам. Новая концепция Одума стала настоящей революцией в экологии.
Современная экология является междисциплинарной самостоятельной наукой, связанной со многими другими науками и прежде всего с биологией. Экологические знания необходимы для исследований по ботанике, зоологии, физиологии, морфологии, систематики, биогеографии, эволюционной биологии, генетики, биотехнологии, поскольку биологические системы — это открытые системы, которые взаимосвязаны с окружающей средой триединым потоком веществ, энергии и . При этом экология является биологической наукой из-за того, что исследует биологические системы и их свойства.
На современном этапе развития общества биологические и экологические исследования объединяет общая и чрезвычайно актуальная цель: предоставить общую картину функционирования природы и определить место и роль человека в природных процессах. Само существование живой природы на нашей планете и процветания человеческого общества зависят от того, насколько быстро будут раскрыты закономерности существования экосистем и биосферы в целом.
Итак, характер междисциплинарных связей биологии и экологии на современном этапе развития общества определяется необходимостью решения глобальных проблем человечества.
Каково значение биологических знаний для человека?
Биологическое познания является организованной деятельностью в соответствии с целями и задачами, результатом которой являются новые знания о живой природе. Для накопления и обработки знаний биология использует такие понятия, как научный факт, гипотеза, теория, закон. Сложность проявлений жизни предопределяет использование самых разнообразных методов биологии, физики, химии, географии, математики. Среди основных методов выделяют сравнительно-описательный, экспериментальный, мониторинг, моделирование и статистический метод.
Для проведения исследований природы советовал: «Изучая движения , не забудь из каждого найденного факта сделать вывод для практики, чтобы твоя наука не осталась невостребованной». Сейчас из всех естественных наук именно биологические исследования имеют огромное практическое и научное значение в жизни человека и общества. Прежде всего биологические исследования важны для таких отраслей деятельности человека, как:
Итак, XXI век является веком биологии еще и потому, что нет такой области практической деятельности человека, для которой исследования и достижения современной биологии не имели бы никакого значения.
Роль биологии в современной действительности переоценить трудно, ведь она подробно изучает во всех ее про-явлениях. В настоящее время эта наука объединяет такие важные понятия, как эволюция, генетика, гомеостаз и энергия. В ее функции входит исследование развития всего живого, а именно: строение организмов, их поведение, а также -отношения между собой и взаимосвязь с окружающей средой.
Значение биологии в жизни человека становится понятным, если провести параллель между основными проблемами жизнедеятельности индивида, например, здоровьем, питанием, а также выбором оптимальных условий существования. На сегодняшний день известны многочисленные науки, которые отделились от биологии, став не менее важными и самостоятельными. К таким можно отнести зоологию, ботанику, микробиологию, а также вирусологию. Из них трудно выделить наиболее значимые, все они представляют собой комплекс ценнейших фундаментальных знаний, накопленных цивилизацией.
В этой области знаний работали выдающиеся ученые, такие, как Клавдий Гален, Гиппократ, Карл Линней, Чарльз Дарвин, Александр Опарин, Илья Мечников и многие другие. Благодаря их открытиям, особенно изучению живых организмов, появилась наука морфология, а также физиология, которая собрала в себе знания о системах организмов живых существ. Неоценимую роль в развитии наследственных заболеваний сыграла генетика.
Биология стала прочным фундаментом в медицине, социологии и экологии. Важно, что эта наука, как и любая другая, не статична, а постоянно пополняется новыми знаниями, которые трансформируются в виде новых биологических теорий и законов.
Роль биологии в современном обществе, а особенно в медицине, бесценна. Именно с ее помощью были найдены способы лечения бактериологических и быстро распространяющихся вирусных заболеваний. Каждый раз, когда мы задумываемся над вопросом о том, какова роль биологии в современном обществе, вспоминаем, что именно благодаря героизму медиков-биологов исчезли с планеты Земля очаги страшных эпидемий: чумы, холеры, сибирской язвы, оспы и других не менее опасных для жизни человека заболеваний.
Можно смело утверждать, опираясь на факты, что роль биологии в современном обществе растет непрерывно. Невозможно себе представить современную жизнь без селекции, генетических исследований, производства новых продуктов питания, а также экологичных источ-ников энергии.
Основное значение биологии состоит в том, что она представляет собой фундамент и теоретическую базу для многих перспективных наук, например, таких, как, генетическая инженерия и бионика. Ей принадлежит великое открытие - расшифровка Такое направление, как биотехнология, было также создано на основе знаний, объединенных в биологии. В настоящее время именно такого характера технологии позволяют создавать безопасные лекарства для профилактики и лечения, которое не наносит вреда организму. В результате удается увеличить не только продолжительность жизни, но и ее качество.
Роль биологии в современном обществе заключается и в том, что есть такие сферы, где ее знания просто необходимы, например, фармацевтическая промышленность, геронтология, криминалистика, сельское хозяйство, строительство, а также освоение космоса.
Нестабильная экологическая обстановка на Земле требует переосмысления производственной деятельности, а значение биологии в жизни человека переходит на новую ступень. С каждым годом мы становимся свидетелями широкомасштабных катастроф, которые поражают как беднейшие государства, так и высокоразвитые. Во многом они вызваны ростом неразумным использованием источников энергии, а также существующими экономическими и социальными противоречиями в современном обществе.
Настоящее нам четко указывает, что само дальнейшее существование цивилизации возможно только при наличии гармонии в Только соблюдение биологических закономерностей, а также повсеместное использование прогрессивных биотехнологий на основе экологического мышления позволит обеспечить естественное безопасное сосуществование всем без исключения жителям планеты.
Роль биологии в современном обществе выражается в том, что она в настоящее время трансформировалась в реальную силу. Благодаря ее знаниям возможно процветание нашей планеты. Именно поэтому на вопрос о том, какова роль биологии в современном обществе, ответ может быть таким - это заветный ключ к гармонии между природой и человеком.
Уровни организации живой материи.
Во всём многообразии живой природы можно выделить несколько уровней организации живого.
1. Молекулярный. Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.
2. Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне сопрягаются передача информации и превращение веществ и энергии.
3. Организменный. Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается в развитии - от момента зарождения до прекращения существования - как живая система. На этом уровне возникают системы органов, специализированных для выполнения различных функций.
4. Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, в которой создается популяция - надорганизменная система. В этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования - процесс микроэволюции.
5. Биогеоценотический. Биогеоценоз - совокупность организмов разных видов "и различной сложности организации с факторами среды их обитания. В процессе совместного исторического развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества.
6. Биосферный. Биосфера - совокупность всех биогеоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.
В БИОТЕХНОЛОГИИ – биосинтез белков, синтез антибиотиков, витаминов, гормонов.
В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ – селекция высокопродуктивных пород животных и сортов растений.
В СЕЛЕКЦИИ МИКРОООРГАНИЗМОВ.
В ОХРАНЕ ПРИРОДЫ – разработка и внедрение методов рационального природоиспользования.
Контрольные вопросы для закрепления:
1. Что же изучает общая биология?
2. Что может объединять все биологические науки?
3. Какова цель общей биологии?
4. Основные методы биологии?
5. Что такое жизнь?
6. Что называется биосистемами?
7. Перечислите свойства живого?
8. Перечислите уровни организации живого?
9. Какое практическое значение общей биологии?
Основная:
1. Захаров В.Б., С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин. Общая биология. Базовый уровень: учеб. для 10 кл. общеобразовательных учреждений.- М.: Дрофа, 2009. -368с.
Дополнительная:
1. Каменская А. А. Биология. Общая биология. 10-11 классы: учеб. Для общеобразоват. Учреждений – 4-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2008. – 367, с. : ил.
2. Биология в таблицах и схемах. Сост. Онищенко А.В. – Санкт-Петербург, ООО «Виктория-плюс», 2004
Интернет-ресурсы:
1. http://www.gnpbu.ru/web_resurs/Estestv_nauki_2.htm. Подборка интернет-материалов для учителей биологии по разным биологическим дисциплинам.
2. http://school-collection.edu.ru Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов.
Научные изыскания отражают вектор развития современного общества. Естественные науки теперь служат не эфемерным богам, а направлены на решение прикладных задач. Они связаны с покорением , изобретением новых источников энергии. Роль биологии в современном обществе очень велика. Сегодня мы узнаем, что изучает биология, рассмотрим ее путь становления, выдающихся ученых разных эпох.
Вконтакте
Основополагающее понятие
Биология – наука, изучающая разнообразие жизни на планете. Речь идет не только о высшей нервной деятельности человека, но видовых особенностях животных и растений. Смежные дисциплины изучают вирусы/микробы, озабочены озеленением космических объектов. Дальнейшее повествование переубедит вас, почему биологические знания нужны каждому.
Важно ! Пара греческих слов: «bios» и «logos» создают название целой дисциплине. Их перевод звучит как «наука о жизни». Думаю, вопрос «что изучает биология» больше не стоит перед читателем.
Актуальность знаний для человека
Почему так необходимо применение биологических знаний? Понимание законов природы, принципов жизнедеятельности организма открывает новые возможности для:
- борьбы с эпидемиями, сезонными заболеваниями;
- в пределах области, планеты;
- представления разнообразия живых организмов, их строения, поведения;
- применения биологических знаний на практике (так человек обзавелся крупным рогатым скотом, зерновыми культурами).
- следования здоровому образу жизни.
Исторические этапы развития науки
XXI век диктует свое условия для естественных наук, поэтому роль биологии в современном обществе также претерпела изменения. Поэтапное развития сквозь призму веков к вашим услугам.
Античность
Первые достижения в биологии принадлежат Гиппократу, Аристотелю и Теофрасту. Выдающиеся деятели обнаружили первые закономерности, исследовали человеческое тело, уделили внимание животному миру. Остановимся подробнее на каждом из великих ученых.
Врачу Гиппократу принадлежат первые труды по строению человека, его историческому развитию. Он доказал, что на болезни влияет наследственность, условия окружающей среды. Современники величают его родоначальником медицины.
Философ Аристотель интересовался проблемами окружающего мира. Была сформулирована концепция «четырех царств»: растения, земной, мир воздуха и воды. Основоположник систематики, не каждому человеку под силу описать более 500 животных. Помимо простой систематизации, Аристотель размышлял над происхождением и биологическими исследованиями описываемых видов (живорождение акул, жевательный аппарат морских ежей).
Теофраст сфокусировался на изучении растительного мира. Его труды впервые обзавелись терминами: «плод», «сердцевина». Описал более 500 видов флоры, считается основателем ботаники. Возвысил значение биологии, в жизни человека наступили коренные перемены.
Средневековье
Временной промежуток характеризуется расцветом ислама, потому труды греческих мыслителей сохранились на арабском языке. Медицина пришла в упадок из-за царившего религиозного «помутнения», во многом из-за стремления человека познать жизнь. снова претерпела кардинальные изменения.
Ученый Аль-Джахиз высказал предположение о существовании пищевых цепей у животных, эволюционных процессах. Основоположник географической детерминации – направление, изучающее влияние природных условий на характер человека, народа, нации.
Авиценна написал книгу «Канон врачебных наук», ставшая путеводной звездой для европейских врачевателей до XVII века.
Развитие биологии в Средние века связано с расширением описаний флоры/фауны, культивированием новых теорий.
Эпоха Возрождения
XVI век ознаменовался повышенным интересом
элиты к физической оболочке человека, развитию науки. Практиковалось вскрытие тел после смерти.
Художники стремились постичь прелесть человеческого тела (Леонардо да Винчи, Альбрехт Дюрер).
Медицина опиралась на целебные свойства трав, что усилило интерес к изучению флоры.
Значение биологии в жизни человека усилилось благодаря научным изысканиям.
В частности генной инженерии, молекулярной биологии.
XVII век
Каждому человеку стало известно о существовании второго круга . Это способствовало появлению учения об микроорганизмах, а в 1590 году изобретен первый микроскоп. Впервые человек увидел клетки растений.
Роль науки в современном обществе претерпела изменения после открытия кровяных телец, сперматозоидов, мельчайших живых организмов. Уильям Гарвей, препарируя трупы животных, доказал существование венозных клапанов, изоляцию сердечных желудочков.
Новое Время
Модернизация технической базы упростила изучение тайн человеческого тела. Развитие биологии в XIX веке окончательно утвердило палеонтологию как науку. Значительные открытия принадлежат Чарльзу Дарвину и его труду «Происхождение видов».
Новое Время стало основополагающим периодом, когда значение науки в жизни человека вышло на новый уровень.
XX век
Глобальные открытия
припадают на первую половину столетия, сформулирована ная теория наследственности. Генетика – бурно развивающиеся направление.
Исследование витаминов, белков, жиров привело к формированию смежной дисциплины в науке. С ростом заинтересованности совершенствовалось техническое оснащение исследовательских лабораторий (появление электрофореза).
Генная инженерия приобрела сторонников в лице каждого просвещенного человека. Глобальное ее изучение создало новые лекарства, устойчивые сорта фуражных культур. Человечество забыло о таком понятии как «голод».
Применение знаний на практике
Благодаря открытиям удалось сделать жизнь человека комфортной:
- Появление устойчивых гибридов.
- Многие заболевания исчезли благодаря медицине (чума).
- Продолжительность жизни выросла.
- Ведение сельского хозяйства стало более технологичным.
- Высокие урожаи насытили растущее население Земли, роль биологии в современном обществе расширилась.
- Покорение космоса сблизилось с селекцией гибридных растений (высокоустойчивых).
Внимание! Микроорганизмы используют селекционеры, обогатительные фабрики, ученые. Роль биологии в практической деятельности людей с каждым годом становиться выше.
Наука и медицина
Изучение функционирования организма усилило роль биологии в медицине:
- операционное вмешательство стало более последовательным и выверенным;
- хирургия использует трансплантацию тканей и органов для спасения человеческой жизни;
- расшифровка генома сделает медицину будущего персональной (на основе геномного паспорта);
- постоянная мутация микроорганизмов и бактерий требует изобретения новых методов борьбы;
- использование стволовых клеток уже сейчас делает возможным «выращивание» тканей и целых органов.
Приведенный список дает понять, что роль биологии в медицине неоспорима.
Комплексная биология
Рассматриваемая наука состоит из двух процессов: интеграции (постепенное сближение и «слияние» разных направлений), дифференциация (образование новых дисциплин из первоначальной науки). Вот почему современную биологию считают комплексной наукой.
Роль биологии в современном мире
Значение науки в обществе, биология
Вывод
Большинство научных достижений стало возможным благодаря симбиозу нескольких направлений. Дальнейшее изучение загадок человеческого организма откроет новые возможности для улучшения современной науки.
Мы стремимся покорить космос, колонизировать планету, но нам нужно выжить в тяжелых условиях. Селекция новых видов позволит в кратчайшие сроки озеленить любую звезду или планету. Вот почему биологию считают наукой будущего.
Биология - наука о живых организмах. Неудивительно, что в начале XXI века она вышла на первые строчки среди остальных наук, ведь достижения в области медицины, селекции, генетики связаны с открытиями учёных-биологов.
Практическое значение биологии
Большинство из нас не задумывались, насколько вклад науки может повлиять на будущее. Уже сегодня учёные раскрыли могут выводить новые сорта растений и породы животных. Идёт работа по синтезу противоопухолевых веществ. Медицина будущего полностью будет основана на биологии.
В чём заключается практическое значение общей биологии? Важно понять, каким образом функционирует любая клетка организма и какие процессы там происходят. А ещё можно узнать, как делятся клетки и что собой представляет геном человека. Развитие общей биологии может дать представление о том, как функционирует наш организм.
Практическое значение биологии в жизни огромное, ведь не раз вам, наверное, помогали знания, полученные ещё в школе, когда вы доставали аптечку или пытались вывести для себя какие-либо закономерности природы. Сейчас стоит перед миром глобальная проблема экологии. Здесь практическое значение биологии нельзя переоценить, т. к. знание особенностей развития организмов в природе может сильно помочь в сохранении окружающей среды, в том числе флоры и фауны.
Селекция и генная инженерия
Проблема голода затрагивает огромное количество стран. Чтобы увеличить объёмы получаемого урожая с посевов, было необходимо провести работу по улучшению генома растений. Учёные достигли успехов в области селекции, и теперь количество продукции, получаемой с посевов, выросло в несколько раз. То же касается и выведения новых пород животных. Теперь человек может разводить животных, которые приносят больше шерсти, дают больше молока, имеют большую массу. В этом также заключается практическое значение биологии.
И селекция неотделимы друг от друга. Благодаря этим двум отраслям биологии и были достигнуты подобные результаты. Выведение новые сортов, пород и штаммов напрямую связано с генетикой, т. к. в лаборатории идёт работа с геномами организмов на уровне ДНК. Гены, которые необходимы человеку, встраиваются в геномы и бактерий. В итоге организмы получают устойчивость к какому-либо неблагоприятному фактору, повышают свой урожай и т. д.
Молекулярная биология и медицина
На чём будет основана медицина будущего? Определение нуклеотидной последовательности генома человека уже не миф. Большое количество болезней связано с мутациями в генах. По причине каких-либо нарушений в молекуле ДНК, люди страдают аллергией или могут испытывать побочные воздействия препаратов при лечении. Всё это в недалёком будущем может быть обнаружено, если секвенировать геном каждого отдельного человека и сделать индивидуальные генетические паспорта.
Сегодня существуют целые предприятия по производству лекарств или веществ, необходимых человеку. Технология продукции основана на использовании бактерий. Каким образом это происходит?
Человек научился встраивать необходимые ему гены в генетическую информацию бактерий. Так как прокариоты делятся очень быстро, они тем самым увеличивают копии этих генов. Такие бактерии-производители используются, например, в производстве инсулина, а значит, это весьма эффективно.
Эволюция
Проблема эволюции волнует человека и сегодня. Откуда мы произошли? Как на самом деле происходила эволюция организмов на Земле? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимы новые открытия в области биологии.
Практическое значение биологии настолько велико, что уже сегодня учёные смогли прояснить некоторые детали эволюции. Однако они ещё не дали ответа на главные вопросы происхождения человека. Раскрыть все тайны эволюции - это одна из главных целей современной биологии.
