Учим биология. Биологични науки и аспекти, които изучават

Анатомияизучава вътрешната структура на организмите.
Морфологияпроучвания външна структураорганизми.
Физиологияизучава функционирането на тялото.

Биохимияизучава химичния състав на живите организми и химичните метаболитни реакции.

• Хроматографията е метод за разделяне на смеси от вещества на отделни вещества.

Генетикаизучава закономерностите на наследствеността и изменчивостта.

• метод: изследване на еднояйчни близнаци.
• Методът изучава родословия.
• метод: кръстосване на организми и анализ на потомството.
• метод: изследване на броя и структурата на хромозомите.

Изборсе занимава с разработването на нови сортове растения, породи животни и щамове микроорганизми.

Микробиологияизучава микроорганизми (бактерии и гъби).

Биотехнологияизползва биологични системи и процеси в селското стопанство и индустрията.

• Генното инженерство:прехвърляне на ген в организъм от друг вид, например прехвърляне на човешки ген в бактерия.
• Клетъчно инженерство:
  • трансплантация на клетъчни ядра;
  • отглеждане на нов организъм от яйцеклетка със сменено ядро ​​(клониране на животни);
  • отглеждане на цял организъм от една или повече соматични клетки;
  • отглеждане на тъкани и органи “ин витро” (клетъчна и тъканна култура);
  • комбиниране на клетки от организми от различни видове (получаване на хибридни клетки).

Цитология(молекулярна биология) изучава структурата и функцията на клетъчните органели.

• Микроскопиране:гледане на клетка през микроскоп.
• Центрофугиране: разделяне на клетките на фракции въз основа на плътността.

Хистологияизучава тъкани.

Систематиката (класификация, таксономия) изучава разнообразието от живи организми и ги разпределя в групи въз основа на еволюционна връзка.

Еволюционната теория изучава моделите на адаптация на организмите към тяхната среда.

Палеонтологияизучава фосилни останки от организми.

Екологияизучава взаимодействието на живите организми помежду си и с околната среда (включително замърсената).

Ембриологияизучава развитието на тялото на животното от образуването на зиготата до раждането ( начални етапионтогенеза).

Етологияизучава поведението на животните.

Общонаучни методи

• емпиричен (практически)
• наблюдение
• мониторинг (непрекъснато наблюдение и записване на резултатите)
• описание, измерване
• експеримент
• теоретичен
• сравнение, класификация
• анализ, синтез
• абстракция, обобщение
• моделиране

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Емпиричните методи за изследване на живата природа включват:
1) наблюдение
2) сравнение
3) абстракция
4) моделиране
5) експеримент

Отговор

Изберете този, който ви подхожда най-добре правилен вариант. Отглеждане на тъкан извън тялото - пример за метод
1) клетъчни култури
2) микроскопия
3) центрофугиране
4) генно инженерство

Отговор

Прочети текста. Изберете три изречения, които описват анатомичните особености на древните неандерталци. Запишете номерата, под които са посочени избраните твърдения.
(1) Неандерталците са живели преди 150 хиляди години. преди години останките са намерени в Германия през 1856г. (2) Те живеели на групи от 50-100 души в пещери, които завладявали от мечки, лъвове и хиени. (3) Ръст 155-160 cm, обем на мозъка 1200 - 1400 cm3, няколко навивки. (4) Лицето е широко, с високи скули. (5) Те ловуваха колективно, като организираха обиколки на елени, коне, слонове, мечки, бизони и вълнисти носорози. (6) Ходеха приведени, гръбнакът беше без извивки, мускулите бяха добре развити.

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Науката изучава влиянието на условията на околната среда върху формирането на характеристиките на организма.
1) таксономия
2) генетика
3) селекция
4) анатомия

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Използва се хибридологичният метод на изследване.
1) ембриолози
2) животновъди
3) генетика
4) еколози
5) биохимици

Отговор

1. Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Какви методи на изследване се използват в цитологията?
1) центрофугиране
2) тъканна култура
3) хроматография
4) генеалогичен
5) хибридологичен

Отговор

2. Изберете два верни отговора от пет. Какви методи се използват за изследване на структурата и функциите на клетките?
1) генно инженерство
2) микроскопия
3) цитогенетичен анализ
4) хибридизация
5) центрофугиране

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Изследването на биологични обекти и процеси в различни специално създадени условия се извършва по следните методи:
1) абстракция
2) клониране
3) моделиране
4) обобщения
5) експеримент

Отговор

1. Установете съответствие между постиженията и посоката на биологията: 1) клетъчно инженерство, 2) генно инженерство. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) Клониране
Б) Приготвяне на ваксини в клетъчна култура
Б) Дистанционна хибридизация на растенията
Г) Трансгенни организми
Г) Създаване на генни банки
Д) Получаване на безвирусен посадъчен материал

Отговор

2. Установете съответствие между характеристиките и методите на биотехнологията: 1) генно инженерство, 2) клетъчно инженерство. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) използване на рекомбинантни плазмиди
Б) хибридизация на протопласти
Б) ядрена трансплантация
Г) отглеждане на клетъчна култура
Г) соматична хибридизация

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Процесите на клетъчно делене се изучават с помощта на методи
1) диференциално центрофугиране
2) клетъчни култури
3) микроскопия
4) микрохирургия
5) фотография и филмиране

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. В клетъчното инженерство се използват следните методи:
1) клониране
2) клетъчна и тъканна култура
3) микробиологичен синтез
4) трансплантация на естествени гени в ДНК на бактерии или гъбички
5) центрофугиране

Отговор

Изберете два верни отговора. Микробиологичното производство като област на биотехнологиите се занимава с
1) създаване на генетично модифицирани растения
2) изследване на бактериални клетки
3) получаване на антибиотици и витамини
4) таксономия на вирусите
5) синтез на фуражен протеин

Отговор

1. Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Генното инженерство, за разлика от клетъчното инженерство, включва изследвания, свързани с
1) култивиране на клетки от висши организми
2) хибридизация на соматични клетки
3) генна трансплантация
4) трансплантация на ядрото от една клетка в друга
5) получаване на рекомбинантни (модифицирани) РНК и ДНК молекули

Отговор

2. Изберете два верни отговора. Какви техники се използват в клетъчното инженерство?
1) сливане на соматични клетки
2) кръстосване на организми
3) трансплантация на хлоропласти от клетка в клетка
4) синтез на инсулиновия ген in vitro
5) получаване на рекомбинантна ДНК

Отговор

1. Изберете два верни отговора. Биотехнологичните методи позволяват
1) изучават трансформацията на веществата по време на жизнените процеси на организмите
2) получаване на растения с генетично модифицирани характеристики
3) открива промени, възникнали в тялото в резултат на онтогенезата
4) изследване на микроскопичните структури на клетките
5) промяна на наследствеността на микроорганизмите чрез клетъчно инженерство

Отговор

2. По-долу е даден списък с изследователски методи. Всички с изключение на два се използват в биотехнологиите. Намерете два метода, които „изпадат“ от общата серия и запишете номерата, под които са посочени.
1) рекомбинантен плазмиден метод
2) соматична хибридизация

4) междувидова хибридизация на растенията
5) тест на бащата чрез потомство

Отговор

3. Всички характеристики по-долу, с изключение на две, се използват за описание на биотехнологични методи. Идентифицирайте две характеристики, които „изпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) експерименти с изолирани клетки
2) генен трансфер от един организъм в друг
3) отглеждане на клетки и тъкани върху хранителни среди
4) получаване на хетеротични растения
5) тест на бащата чрез потомство

Отговор

4. Изберете два верни резултата от пет и запишете числата, под които са посочени. Приносът на биотехнологиите в медицината е
1) използването на химичен синтез за получаване на лекарства
2) създаване на терапевтични серуми на базата на кръвна плазма на имунизирани животни
3) синтез на човешки хормони в бактериални клетки
4) изучаване на човешки родословия за идентифициране на наследствени заболявания
5) култивиране на щамове бактерии и гъбички за производство на антибиотици в индустриален мащаб

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. С откриването на мейозата се потвърждава „хипотезата за чистотата на гаметите“.
1) цитологичен
2) ембриологични
3) хистологичен
4) генетични

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Какъв метод направи възможно получаването на хибрид от тютюн и картофи?
1) изкуствена мутагенеза
2) хетерозис при хибридите
3) хибридизация на соматични клетки
4) масов подбор на потомство

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Изучава се организмовото ниво на организация на живите същества
1) биохимия
2) хистология
3) морфология
4) физиология
5) цитология

Отговор

Кои науки изучават живите системи на ниво организми? Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени.
1) анатомия
2) биоценология
3) физиология
4) молекулярна биология
5) еволюционна доктрина

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Кои биологични науки работят с обекти, свързани с организмовото ниво на организация на живота?
1) генетика
2) биохимия
3) биология
4) цитология
5) анатомия

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Кои биологични науки изучават надорганизмовите нива на организация на живота?
1) молекулярна биология
2) екология
3) биоценология
4) цитология
5) хистология

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Кои биологични науки работят с обекти, свързани с клетъчното ниво на организация на живота?
1) цитология
2) палеонтология
3) ембриология
4) генетика
5) микробиология

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Кои биологични науки работят с обекти, свързани с популационно-видовото ниво на организация на живота?
1) генетика
2) екология
3) ембриология
4) еволюционна доктрина
5) анатомия

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете номерата, под които са посочени в таблицата. Обектите на изследване на коя от горните науки са на надорганизмовото ниво на организация на живите същества.
1) молекулярна биология
2) екология
3) ембриология
4) таксономия
5) анатомия

Отговор

1. Какви примери се отнасят за биологичен експеримент? Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени.
1) изследване на кръвни клетки на жаба под микроскоп
2) наблюдение на миграцията на ято треска
3) изследване на характера на пулса след различни физически натоварвания
4) лабораторно изследваневъздействието на липсата на физическа активност върху здравето
5) описание външни признацибобови растения

Отговор

2. Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Кое от следните може да се определи експериментално?
1) времето на пролетното линеене при катериците
2) ефектът на торовете върху растежа стайно растение
3) време на пристигане или заминаване на мигриращите птици
4) височина на стайно растение
5) условия за покълване на семената

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете номерата, под които са посочени в таблицата. Кое от следните научни изследвания използва експерименталния метод?
1) изследване флоратундра
2) опровергаване на теорията за спонтанното генериране на Л. Пастьор
3) създаване на клетъчна теория
4) създаване на модел на ДНК молекула
5) изследване на процесите на фотосинтеза

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете номерата, под които са посочени в таблицата. Какви методи на изследване позволиха да се установи структурата на ДНК молекулата?
1) микроскопия
2) наблюдение
3) Рентгенова снимка
4) цитогенетичен
5) моделиране

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете номерата, под които са посочени в таблицата. За да се определи броят на червените кръвни клетки в човешката кръв, се използват методи
1) хибридизация
2) измервания
3) експеримент
4) клониране
5) микроскопия

Отговор

Установете последователността на етапите на размножаване на растенията с помощта на тъканна култура. Запишете съответната последователност от числа.
1) разделяне на изолирани клетки и получаване на клетъчна маса
2) отделяне на клетките образователна тъканрастения и поставянето им в хранителна среда
3) трансплантация младо растениев земята
4) диференциация на тъкани и органи
5) третиране на клетъчната маса с фитохормони за клетъчна диференциация

Отговор

Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. Примери за какви научни методи са илюстрирани от сюжета на картината на холандския художник J. Steen „Пулс“?

Биология(гръцки βίοσ (bios) - живот, λόγος (logos) - дума; наука) - съвкупност от науки за живата природа, за животните, които обитават Земята или вече са изчезнали, техните функции, развитието на индивидите и родовете, наследствеността. , изменчивост, взаимни връзки, таксономия, разпространение на Земята, връзка между живи същества и живи същества от неживата природа. Биологията установява общи модели, присъщи на живота във всичките му проявления.

История на формирането и развитието

Терминът „биология” е въведен в науката от френския биолог Ж.-Б. Ламарк.

Човекът е живял отдавна, от праисторически времена, до живи същества. Тя се запознава още повече с тях, когато започва да култивира растения и опитомява животни. С изследването на флората и фауната човешкото познание се развива и задълбочава. От легендарни и често неточни представи за природата постепенно се формират по-определени и точни знания. Паметници на древни култури - китайска, индийска, асир-вавилонска, египетска, гръцка - показват, че много преди началото на нашата ера е натрупан значителен емпиричен материал в областта на биологията. Наред с практическите въпроси, важни за селското стопанство и медицината, древните натурфилософи (Хераклит, Демокрит, Хипократ и др.) се опитват да решат редица общобиологични въпроси, по-специално въпроси, свързани с произхода и еволюцията на живите същества. Трудовете на Аристотел (384-322 г. пр. н. е.) са важни за развитието на биологията.

Първите систематични опити за разбиране на живата природа са направени от древни лекари и философи (Хипократ, Аристотел, Теофраст, Гален). Тяхната работа, продължена през Ренесанса, полага основите на ботаниката и зоологията, както и на човешката анатомия и физиология (Везалий и други). През 17-ти и 18-ти век експерименталните методи навлизат в биологията. Въз основа на количествени измервания и прилагане на законите на хидравликата е открит механизмът на кръвообращението (Уилям Харви, 1628 г.). Изобретяването на микроскопа разшири границите познат святживи същества, задълбочиха разбирането за тяхната структура. Едно от основните постижения на тази епоха е създаването на система за класификация на растенията и животните (Карл Линей, 1735 г.). В същото време преобладават спекулативните теории за развитието и свойствата на живите същества (спонтанно зараждане, предформиране и др.).

През 19 в. в резултат на рязко нарастване на броя биологични изследвания(нови методи, експедиции в тропически и труднодостъпни райони на Земята и др.), натрупване и диференциация на знания, формират се много специални биологични науки. Така в ботаниката и зоологията се появяват раздели, които изучават отделни систематични групи, развиват се ембриология, хистология, микробиология, палеонтология, биогеография и др. Сред постиженията на биологията са клетъчната теория (Т. Шван, 1839), откриването на законите на наследствеността (Грегор Мендел, 1865). Еволюционните учения на Чарлз Дарвин (1859) доведоха до фундаментални промени в биологията.

Биологията на 20 век се характеризира с две взаимосвързани тенденции. От една страна се формира представа за качествено различни нива на организация на живата природа: молекулярно (молекулярна биология, биохимия и други науки, които се обединяват от понятието физикохимична биология), клетъчно (клетъчна биология), ниво на организмите ( анатомия, физиология, ембриология), популации - видове (екология, биогеография). От друга страна, стремежът към цялостно, синтетично познание на живата природа доведе до развитието на науките, които изучават определени свойства на живата природа на всички структурни нива на нейната организация (генетика, систематика, еволюционно учение и др.). Молекулярната биология постигна невероятен успех от 50-те години на миналия век, който разкри химическата основа на наследствеността (структура на ДНК, генетичен код, матричен принцип на биополимерния синтез). Учението за биосферата (V.I. Vernadsky) разкрива мащаба на геохимичната активност на живите организми и тяхната неразривна връзка с неживата природа. Практическо значениебиологичните изследвания и методи (включително генно инженерство, биотехнологии) за медицината, селското стопанство, промишлеността, разумното използване на природните ресурси и опазването на природата, както и проникването на идеи и методи на точните науки в тези изследвания изтласкаха биологията в челните редици на природните наука в средата на 20 век.

Задачата по биология и преглед на основните проблеми

Задачата на биологията е цялостно изследване на целия набор от организми, както съвременни, така и изкопаеми. Номер съвременни видовеорганизми достига около 2 милиона, включително повече от 1,5 милиона животни. Известен е приблизително същия брой изкопаеми видове. Биолозите изучават устройството на растенията и животните, жизнените им функции, начина на живот и разпространение на Земята, историческото им развитие и значение, начините на използване и др. Тези изследвания позволяват все повече и рационално да се използват полезните форми в интерес на хората и все по-успешно да се унищожават вредните.

Въпросът за историческото развитие на органичния свят и произхода на човека е един от най-важните в съвременната биология, те винаги са стояли в центъра на борбата между материализма и идеализма. Това е клонът на биологията, който обхваща тези въпроси, който е преживял и продължава да изпитва силни атаки от страна на реакционните сили в биологията.

Сега биологията е сложна система от научни дисциплини, всяка от които има свои задачи, методи и обекти на изследване.

Целият свят на организмите, в зависимост от степента на тяхната връзка, се разделя на определени групи: типове, класове, серии, семейства, родове, видове. Разпределението на организмите в групи или тяхната класификация се извършва от таксономията. Основателят на научната систематика е К. Линей.

Устройството на организмите и неговите изменения в индивидуалното и историческото развитие се изучават от морфологията, която е в основата на развитието на други биологични науки. За учене вътрешна структураМорфологията на организмите използва метода на секциите и срезовете, така че този раздел е известен също като анатомия. Приложение сравнителен анализвътрешните структури ни позволиха да направим редица важни обобщения. Без сравнителна анатомия е невъзможно да се реши такъв проблем. важен проблемкато еволюцията на органичния свят.

Микроскопско изследване на най-фините телесни структури на организми, недостъпни за невъоръжено око човешко око, осъществява науката за тъканите – хистология. Паралелно със сравнителната анатомия се развива сравнителната хистология. Микроскопското изследване на структурата на клетките доведе до развитието на клетъчната биология - науката за структурата, химичния състав, физиологични свойстваи развитието на тази основна структурна единица на живите същества.

Морфологичните науки са тясно преплетени с физиологията, която изучава жизнените функции на организмите, т.е. техните жизнени процеси (движение, хранене, дишане, кръвообращение, отделяне, предаване на нервна възбуда и др.). Тясно свързана с физиологията е биохимията или физиологичната химия, която изучава химичните процеси, лежащи в основата на метаболизма, и провежда химичен анализ на тъкани и различни телесни секрети.

Екологията изучава взаимоотношенията и взаимодействията между организма и външната среда. Важен раздел от него е ценологията, която изучава биоценозите. От данните на екологията и ценологията биогеографията основава своите заключения на биогеографията, която се разделя на фитогеография (география на растенията) и зоогеография (география на животните).

Индивидуалното развитие на организмите (онтогенезата) се разделя на два етапа - ембрионален (ембрионален) и постембрионален (постембрионален). Шарки ембрионално развитиеизучава ембриология, която естествено се дели на растителна ембриология и ембриология на животни и хора. Въпросът за наследствеността и изменчивостта на организмите се изучава от генетиката.

Учението за еволюцията или дарвинизма обхваща както общите модели на еволюцията на организмите, така и факторите от историческото (филогенетичното) и индивидуално развитиеживотни и растения. Специфичните пътища на историческото развитие, връзката на различни систематични групи организми - тяхната филогенеза се изучава от филогенетиката. Палеонтологията, която изучава изкопаеми растения (палеоботаника) и изкопаеми животни (палеозоология) и тяхното развитие през всички геоложки епохи, е много важна за идентифициране на връзката между организмите. Именно тя направи възможно въз основа на документални данни - фосилизирани останки от изкопаеми организми - да се пресъздаде реална картина на еволюцията на органичния свят, последователните етапи от развитието на живота на Земята.

Когато се анализират сложни биологични явления, е необходимо да се разглеждат в тясна връзка с процесите, протичащи в неживата природа. Поради това Б. широко използва услугите на физиката, химията, геологията и други природни науки. Изучаването на физичните закони в биологичните явления, по-специално влиянието на радиоактивните вещества върху организмите, доведе до появата на нови клонове на биофизиката и радиобиологията.

Биологични дисциплини

Анатомията е група от клонове на биологията, които изучават структурата на организмите или техните части на ниво над клетъчното ниво.
Алгологията е наука за водораслите, клон на ботаниката.
Антропологията е биологична наука, която изучава телесната природа на човека, неговия произход и по-нататъшно развитие.
Бактериологията е дял от микробиологията, който изучава структурата, живота и свойствата на бактериите.
Биогеографията е наука, която изучава закономерностите на географското разпространение на животните и растенията и техните групи, както и природата на фауната и флората на отделните територии.
Биогеоценологията е научна дисциплина, която изучава структурата и функционирането на комплекси от жива и нежива природа в биогеоценози.
Биоинженерството е клон на биологията и медицината, който се занимава със съзнателно въвеждане на промени в живите организми, за да се контролират техните свойства.
Биоинформатиката е област на изчислителната биология, която прилага машинни алгоритми и статистически методи за анализиране на големи набори от биологични данни
Океанската биология е наука, клон на биологията и океанологията, който изучава живота на морските организми (биота) и техните екологични взаимодействия.
Биологията на развитието е клон на биологията, който изучава причинно-следствените механизми и движещи силииндивидуално развитие (онтогенеза) на животински и растителни организми.
Биометрията е набор от методи за математическа обработка на данни, получени чрез измерване на тялото или отделни органи на организми.
Бионика - използване биологични методии структури за разработване на инженерни решения и технологични методи.
Биосемиотиката е наука, която изучава свойствата на знаците и знаковите системи (знаковите процеси) в живите системи.
Биоспелеологията е клон на биологията, който се занимава с изучаването на организми, живеещи в пещери.
Биофизиката е научна област, която изучава физичните и физикохимичните явления на произхода, образуването, живота, възпроизвеждането на живота на всички нива, като се започне от молекулите, клетките, органите и тъканите, завършвайки с организмите и биосферата като цяло.
Биохимията е наука за химичния състав на организмите и техните компонентии за химичните процеси, протичащи в организмите.
Биомеханиката е наука, която изучава, въз основа на идеите и методите на механиката, свойствата на биологичните обекти.
Биоценологията е дял от екологията, който изучава биоценозите, тяхното възникване, произход и развитие, структура и разпределение в пространството и времето, взаимоотношенията с околната среда и помежду си, както самите биоценози, така и отделните им компоненти.
Ботаниката е дял от биологията, който изучава растенията, гъбите и водораслите.
Ботаническата география е наука за моделите на географско разпределение на растителната покривка във връзка с релефа, климата, почвите и други компоненти на ландшафта.
Бриологията е наука, която изучава бриофити (мъхове и чернодробни червеи)
Вирусологията е научна област, която изучава свойствата на вирусите при хора, животни, растения, бактерии и гъбички
Генетиката е наука за гените, наследствеността и изменчивостта на организмите.
Хидробиологията е комплексна биологична наука, която изучава населението на хидросферата.
Хистологията е клон на биологията, който изучава структурата на тъканите на живите организми.
Дендрологията е дял от ботаниката, който изучава дървесни растения(дървета, храсти и храсти).
Еволюционната биология е клон на биологията, който изучава произхода на видовете, техните промени, разделения и появата на биоразнообразие.
Екологията е един от клоновете на биологията, който изучава връзката между биотичната и социалната цялост и тяхната среда.
Ембриологията е клон на биологията на развитието (онтогенезата), който изучава ембрионалния период на онтогенезата, т.е. ембриони на различни животински видове, тяхната анатомия и физиология, закономерности на техния растеж, развитие и съзряване, патологии и аномалии на ембрионите.
Ендокринологията е наука за устройството и функцията на жлезите с вътрешна секреция (ендокринни жлези); върху веществата, които произвеждат (хормони) и тяхното въздействие върху човешкото (или животинското) тяло
Ентомологията е научна дисциплина, която изучава насекомите. Понякога това определение придобива по-широко значение и включва също изучаването на други сухоземни членестоноги като паяци, скорпиони и акари.
Етоологията е полева дисциплина от зоологията, която изучава поведението на животните.
Зоологията е биологична дисциплина, която изучава животните и техните взаимоотношения с околната среда.
Имунологията е област на биомедицинските науки, обхващаща изучаването на всички аспекти на имунната система на всички организми
Ихтиологията е наука за рибите.
Клетъчната биология е клон на биологията, който изучава структурната и функционална организация на прокариотните и еукариотните клетки.
Космическата биология е биологична наука или клон на биологията, който изучава възможността за съществуване на живи организми в космоса и на други планети освен Земята.
Ксенобиологията е наука за форми на живот с извънземен произход.
Микологията е наука, която изучава гъбите като специална група организми, които съставляват самостоятелно царство на живата природа.
Микробиологията е клон на биологията, който се занимава с изучаването на микроорганизми, главно вируси, бактерии, гъбички, едноклетъчни водораслии протозои.
Молекулярната биология е научна област, която изучава биологичните процеси на ниво биополимери - нуклеинова киселинаи протеини и техните надмолекулни структури.
Морфологията е формата и структурата на организма.
Невробиологията е наука, която изучава структурата, функционирането, развитието, генетиката, биохимията, физиологията и патологията на нервната система.
Орнитологията е наука за птиците, един от клоновете на зоологията.
Палеонтологията е наука, която изучава изчезнали организми и се опитва да възстанови външния им вид по намерени останки.
Систематиката е наука за разнообразието от живи организми, чиято задача е да опише и изброи различните съществуващи и изчезнали видове и тяхното разпространение.
Системна биология - е интердисциплинарна наука за живота.
Синтетичната биология е наука, чиято цел е да създава и изучава биологични системи, които не са съществували преди.
Териологията е наука за бозайниците, един от клоновете на зоологията
Математическата и теоретична биология е наука, която изучава моделите на функциониране на живите същества и се опитва да ги опише формално.
Токсикологията е наука, която изучава отровни, токсични и вредни вещества и потенциалната опасност от тяхното въздействие върху организми и екосистеми.
Физиологията на растенията е наука, която изучава всички процеси на дейност и функции на растителния организъм, техните взаимовръзки и връзки с околната среда.
Физиологията на животните и човека е област на науката, която изучава механизмите и закономерностите на всички прояви на жизнената дейност на организма, неговите органи, тъкани, клетки и възвишени образувания, като използва методи и концепции на физиката, химията, математиката и кибернетиката, за да проучете и обяснете тези прояви.
Физиологията на гъбите е наука, която изучава жизнените процеси на гъбите.
Биологични изследвания

Цитология

Разрез на животинска клетка
Цитологията (на гръцки κύτος - „съдържание“, тук: „клетка“ и λόγος – „учение“, „наука“) е дял от биологията, който изучава живите клетки, техните органели, тяхната структура, функциониране, процеси на клетъчно възпроизвеждане, стареене и смърт.

Генетика

Генетиката (на гръцки Γενητως - това, което идва от кого) е наука за законите и механизмите на наследствеността и изменчивостта. В зависимост от обекта на изследване се класифицира генетиката на растенията, животните, микроорганизмите, човека и други, в зависимост от използваните методи - наука генетика, генетика на околната среда и др. Идеите и методите на генетиката играят важна роля в медицината, селското стопанство, микробиологичната индустрия, а също и в генното инженерство.

Генетиката като наука се появи не толкова отдавна! През 1865 г. Грегор Мендел публикува доклад „Експерименти върху растителни хибриди“, който се смята за началото на науката генетика, а Грегор Мендел е наречен „Бащата на генетиката“ за това.

Екология

Екологията (на гръцки Οικος - къща, дом, стопанство, подслон, местоживеене, родина и λόγος - понятие, учение, наука) е наука за взаимоотношенията на живите организми и техните съобщества помежду си и с околната среда. Терминът е предложен за първи път от немския биолог Ернст Хекел през 1866 г. в книгата му „Обща морфология на организмите“.

Взаимна симбиоза на риби от род Amphiprion, живеещи сред пипалата на тропически морски анемонии. Териториалните риби са защитени от анемониите, които се хранят с морските анемонии, а на свой ред жилещите пипала на анемониите защитават рибата клоун от хищници.
Екологията като наука стана много популярна в наше време, поради влошаването заобикаляща среда.

Обект на изследване на екологията са предимно системи над нивото на отделните организми: популации, биоценози, екосистеми, както и цялата биосфера. Предмет на изследване е организацията и функционирането на такива системи.

Основната задача на приложната екология е да разработи принципи рационално използванеприродни ресурси въз основа на формулираните общи модели на организация на живота.

Изследователските методи в екологията се делят на теренни, исторически, експериментални, сравнителни и моделни методи.

Полевите методи са наблюдения върху функционирането на организмите в техните естествена средаместообитание.

Експерименталните методи включват вариране на различни фактори, въздействащи на организмите, по разработена програма в стационарни лабораторни условия.

Методите за моделиране ни позволяват да прогнозираме развитието различни процесивзаимодействията на живите системи една с друга и с околната среда.

Методът на сравнение ни позволява да идентифицираме общи модели в структурата и функционирането на различни организми.

Историческият метод се основава на данни за съвременния органичен свят и неговото минало, за да разбере процесите на развитие на живата природа.

Биологична класификация

Биологичната класификация е научна дисциплина, чиито задачи включват разработването на принципи за класификация на живите организми и практическото приложение на тези принципи за изграждането на система. Класификацията тук се отнася до описанието и поставянето в системата на всички съществуващи и изчезнали организми.

Биологична безопасност

Биологичната безопасност е запазването на функционирането на живите системи, тяхната цялост, биологични функции, връзки с други системи, предотвратяване на мащабна загуба на биологична цялост, която може да възникне в резултат на въвеждането на видове в екосистемите, замърсяване на околната среда (вода, почва, въздух) и др. d. ;

Науки, изучаващи биологията

Акарологията е наука, която изучава акарите.

Анатомията е дял от биологията и по-специално морфологията, който изучава структурата на тялото на организмите и техните части на ниво над клетъчното ниво.

Алгологията е клон на биологията, който изучава водораслите. Преди това всички водорасли бяха класифицирани като растения и следователно алгологията се считаше за клон на ботаниката.

Антропологията е биологична наука за произхода и еволюцията на физическата организация на човека и човешките раси.

Арахналогията е наука за изучаване на паяци.

Бактериология (от гръцки bakteria - пръчка и logos - дума), наука за най-малките, невидими с просто око.

Биогеографията е наука за географското разпространение и разпространение на организмите и техните съобщества на Земята.

Биоинформатиката е набор от методи и подходи, включително: математически методи за компютърен анализ в сравнителната геномика (геномна биоинформатика).

Биометричните данни включват система за разпознаване на хора въз основа на една или повече физически или поведенчески черти. В областта на информационните технологии биометричните данни се използват като форма на управление на идентификаторите за достъп и контрол на достъпа.

Бионика (от старогръцки βίον - жив) - приложна наука за приложение в технически средстваи системи от принципи на организация, свойства, функции и структури на живата природа, т.е. форми на живи същества в природата и техните индустриални аналози.

Биоспелеологията, спелеобиологията е клон на биологията, който се занимава с изучаването на организми, живеещи в пещери.

Биофизиката е наука за физическите процеси, протичащи в биологични системи на различни нива на организация, и за влиянието на различни физически фактори върху биологичните обекти. Биофизиката е предназначена да идентифицира връзките между физическите механизми, които са в основата на организацията на живите обекти и биологични особеноститехните жизнени дейности.

Биохимията (биологична или физиологична химия) е наука за химичния състав на живите клетки и организми и химичните процеси, които са в основата на тяхната жизнена дейност.

Ботаниката е наука за растенията.

Биомеханиката е дял от природните науки, който изучава, въз основа на модели и методи на механиката, механичните свойства на живите тъкани, отделни органи и системи или на организма като цяло, както и механичните явления, протичащи в тях.

Биоценология (от биоценоза и ... логия), централният раздел на екологията, изучаващ моделите на живот на организмите в биоценозите, тяхната популационна структура, енергийните потоци и циркулацията на веществата.

Бриологията (на гръцки от bryon - мъх и logos - дума) е наука за изследване на мъховете.

Вирусологията е дял от микробиологията, който изучава вирусите (от латинската дума virus - отрова).

Хелмитологията е наука, която изучава червеите.

Генетиката е наука за законите на наследствеността и изменчивостта.

Геоботаниката е клон на биологията в пресечната точка на ботаниката, географията и екологията. Това е науката за растителността на Земята, съвкупността от растителни съобщества (фитоценози), техния състав и структура.

Херпетология. (от гръцки herpeton - влечуго и...логия), раздел от зоологията, който изучава влечугите и земноводните.

Хидробиологията е наука за живота и биологичните процеси във водата, една от биологичните дисциплини.

Хистологията е дял от биологията, който изучава структурата, жизнената дейност и развитието на тъканите на живите организми.

Дендрология" е клон на ботаниката, чийто предмет на изучаване са дървесни растения: освен дървета, това са също храсти, полухрасти, джуджета, лози, както и увивни дървесни растения.

Зоологията (от старогръцки ζῷον - животно + λόγος - изучавам) е биологична наука, която изучава представители на животинското царство. Зоологията изучава физиологията, анатомията, ембриологията, екологията и филогенията на животните.

Ихтиологията (от гръцки ichthýs - риба и ... Logia) е дял от зоологията на гръбначните животни, който изучава рибите, тяхното устройство, функциите на техните органи, начина на живот във всички етапи на развитие, разпределението на рибите във времето и пространството, тяхното систематика, еволюция.

Колеоптерологията (от Coleoptera, Beetles и гръцки -λογία, ...логия) е дял от ентомологията, който изучава бръмбарите (насекоми от разред Coleoptera, лат. Coleoptera).

Ксенобиологията е подполе на синтетичната биология, което изучава създаването и контрола на биологични устройства и системи.

Лепидоптерологията е клон на ентомологията, който изучава представителите на разред Lepidoptera (пеперуди).

Лихенология (от гръцки λειχήν - лишей, лишей) - наука за лишеите, клон на ботаниката.

Микологията (от старогръцки μύκης – гъба) е дял от биологията, науката за гъбите.

Мирмекологията (от старогръцки μύρμηξ „мравка“ и λόγος „изучавам“) е наука, която изучава мравките.

Палеонтология (от старогръцки παλαιοντολογία) - наука за организмите, съществували в миналото геоложки периодии запазени под формата на фосилни останки, както и следи от тяхната жизнена дейност.

Палинологията е комплекс от клонове на науката (предимно ботаника), свързани с изучаването на поленови зърна и спори.

Радиационната биология или радиобиологията е наука, която изучава ефекта на йонизиращите и нейонизиращите лъчения върху биологични обекти.

Таксономията в биологията е наука, която класифицира организмите въз основа на тяхното външно сходство и родство.

Спонгиологията е наука за гъбите.

Таксономията е изучаване на принципите и практиката на класификация и систематизация.

Териологията е дял от зоологията, който изучава бозайниците.

Токсикологията е наука, която изучава отровни (токсични) вещества, потенциалната опасност от тяхното въздействие върху организми и екосистеми, механизми на токсично действие, както и диагностични методи.

Фенологията (от гръцки φαινόμενα - явление) е система от знания и набор от информация за сезонните природни явления, времето на тяхното възникване и причините, които определят тези времена.

Физиологията (от гръцки φύσις - природа и λόγος - знание) е наука за същността на живите същества, живота в нормални условия и при патологии, т.е. за моделите на функциониране и регулиране на биологичните системи на различни нива на организация.

Фитопатологията (фито-растения и патология) е наука за болестите по растенията, причинени от патогени (инфекциозни заболявания) и фактори на околната среда (физиологични фактори).

Цитологията (на гръцки κύτος „клетка” и λόγος – „учение”, „наука”) е дял от биологията, който изучава живите клетки, техните органели, тяхната структура, функциониране, процесите на клетъчно размножаване, стареене и смърт.

Биологичната еволюция (от латински evolutio - „разгръщане“) е естествен процес на развитие на живата природа, придружен от промени в генетичния състав на популациите и формиране на адаптации.

Ембриологията е наука, която изучава развитието на ембриона: ембриогенезата.

Ендокринологията е наука за устройството и функцията на жлезите с вътрешна секреция (ендокринни жлези), продуктите, които произвеждат (хормони), начините на тяхното образуване и въздействие върху организма на животните и човека; както и за болестите.

Ентомологията е дял от зоологията, който изучава насекомите.

Етоологията е полева дисциплина от зоологията, която изучава генетично обусловеното поведение (инстинктите) на животните, включително хората.

Биология– набор или система от науки за живите системи. Понятието „живи системи“ е важно да се подчертае тук, тъй като животът не съществува сам по себе си, а е свойство на определени системи.

Класификация на науките- многоетапно, разклонено разделение на науките, използване различни етапидивизиите имат различни бази.

Предмет на изучаване на биологията са всички прояви на живота, а именно:

· устройство и функции на живите същества и техните природни съобщества;

· разпространение, произход и развитие на нови същества и техните общности;

· връзки на живите същества и техните общности помежду си и с неживата природа.

Биологията е система от науки, които могат да бъдат класифицирани по различни начини.

1. Предмет на изучаване: ботаника, зоология, микробиология и др.

2. Чрез общи свойстваживи организми:

Генетика (модели на наследствеността)

· биохимия (преобразуване на материя и енергия)

· екология (отношенията на живите същества и техните естествени общности с околната среда) и др.

3. Според нивото на организация на живата материя, на което се разглеждат живите системи:

· молекулярна биология;

· цитология;

· хистология и др.

Горните класификации, разбира се, не са абсолютни. Например изследването на клетките (цитология) в момента е немислимо без изучаване на биохимията на клетката.

Можем да говорим и за три основни направления на биологията или, образно казано, три образа на биологията:

1. Традиционна или натуралистична биология. Неговият обект на изследване е Жива природав естественото си състояние и неразделна цялост - "Храмът на природата", както го нарича Еразъм Дарвин. Произходът на традиционната биология се връща към Средновековието, въпреки че тук е съвсем естествено да си припомним произведенията на Аристотел, които разглеждат въпросите на биологията, биологичния прогрес и се опитват да систематизират живите организми („стълбата на природата“). Формирането на биологията в самостоятелна наука - натуралистична биология - датира от 18-ти и 19-ти век. Първият етап на натуралистичната биология е белязан от създаването на класификации на животни и растения. Те включват добре известната класификация на C. Linnaeus (1707 – 1778), която е традиционна систематизация на растителния свят, както и класификацията на J.-B. Ламарк, който прилага еволюционен подход към класификацията на растенията и животните. Традиционната биология не е загубила значението си дори и днес. Като доказателство те цитират позицията на екологията сред биологичните науки, а също и във всички естествени науки. Неговата позиция и авторитет в момента са изключително високи и се основава предимно на принципите на традиционната биология, тъй като изучава взаимоотношенията на организмите помежду си (биотични фактори) и с околната среда (абиотични фактори).

2. Функционално-химична биология, отразяваща конвергенцията на биологията с точните физични и химични науки. Характеристика на физикохимичната биология е широкото използване на експериментални методи, които позволяват да се изследва живата материя на субмикроскопично, супрамолекулно и молекулярно ниво. Един от най-важните разделифизическата и химичната биология е молекулярна биология - науката, която изучава структурата на макромолекулите, които са в основата на живата материя. Биологията често е наричана една от водещите науки на 21 век.

Най-важните експериментални методи, използвани във физикохимичната биология, включват метода на белязаните (радиоактивни) атоми, методите на рентгенов дифракционен анализ и електронна микроскопия, методите на фракциониране (например разделяне на различни аминокиселини), използването на компютри и др.

3. Еволюционна биология. Този клон на биологията изучава закономерностите на историческото развитие на организмите. Понастоящем концепцията за еволюционизма всъщност се превърна в платформа, върху която се осъществява синтез на разнородни и специализирани знания. Основата на съвременната еволюционна биология е теорията на Дарвин. Интересно е също, че Дарвин в своето време успява да идентифицира такива факти и закономерности, които имат универсално значение, т.е. създадената от него теория е приложима за обяснение на явления, срещащи се не само в живата, но и в неживата природа. Понастоящем еволюционният подход е възприет от всички естествени науки. В същото време еволюционната биология е самостоятелна област на знанието, със собствени проблеми, методи на изследване и перспективи за развитие.

В момента се правят опити да се синтезират тези три направления („образи“) на биологията и да се формира самостоятелна дисциплина - теоретична биология.

4. Теоретична биология. Целта на теоретичната биология е да разбере най-фундаменталните и общи принципи, закони и свойства, които са в основата на живата материя. Тук различни изследвания излагат различни мнения по въпроса какво трябва да стане основата на теоретичната биология.

Системата на биологичните науки е изключително многостранна, което се дължи както на разнообразието от прояви на живота, така и на разнообразието от форми, методи и цели за изучаване на живи обекти, изучаване на живи същества на различни нива на неговата организация. Всичко това определя конвенциите на всяка система от биологични науки. Едни от първите науки, които се развиват в Биологията са науките за животните - зоология и растенията - ботаника, както и анатомията и физиологията на човека - основата на медицината. Други основни раздели на биологията, разделени по обекти на изследване, са микробиологията - наука за микроорганизмите, хидробиология - наука за организмите, които обитават водна средаи т.н. В биологията са се оформили по-тесни дисциплини; в рамките на зоологията - изучаване на бозайници - териология, птици - орнитология, влечуги и земноводни - херпетология, риби и рибоподобни животни - ихтиология, насекоми - акарология, мекотели - малакология, протозои - протозоология; в рамките на ботаника - изучаване на водорасли - алгология , гъби - микология, лишеи - лихенология, мъхове - бриология, дървета и храсти - дендрология и др. Разделението на дисциплините понякога отива дори по-дълбоко. Разнообразието на организмите и тяхното разпределение в групи се изучава от таксономията на животните и таксономията на растенията. Биологията може да бъде разделена на неонтология, която изучава съвременния органичен свят, и палеонтология, наука за изчезналите животни (палеозоология) и растения (палеоботаника).

Друг аспект на класификацията на биологичните дисциплини се основава на изучаваните свойства и прояви на живите същества. Формата и структурата на организмите се изучават от морфологичните дисциплини; начин на живот на животните и растенията и връзките им с условията на средата – екология; изучаването на различни функции на живите същества - полето на изследване във физиологията на животните и физиологията на растенията; обект на изследване на генетиката са закономерностите на наследствеността и изменчивостта; етология - модели на поведение на животните; законите на индивидуалното развитие се изучават от ембриологията или, в по-широк съвременен смисъл, биологията на развитието, законите на историческото развитие се изучават от еволюционното учение. Всяка от тези дисциплини е разделена на редица по-специфични (например морфологията - на функционална, сравнителна и др.). В същото време взаимното проникване и сливането на различни клонове на биологията се случва с образуването на сложни комбинации, например хисто-, цито- или ембриофизиология, цитогенетика, еволюционна и екологична генетика и др. Анатомията изучава структурата на органите и техните системи макроскопски; микроструктурата на тъканите се изучава от хистологията, клетките от цитологията и структурата на клетъчното ядро ​​от кариологията. В същото време хистологията, цитологията и кариологията изследват не само структурата на съответните структури, но и техните функции и биохимични свойства.

Възможно е да се разграничат дисциплини в биологията, свързани с използването на определени. изследователски методи, например биохимия, която изучава основните жизнени процеси чрез химични методи и е разделена на няколко раздела (биохимия на животни, растения и др.), биофизика, която разкрива значението на физическите закони в жизнените процеси и е също разделен на няколко клона. Биохимичните и биофизичните области на изследване често са тясно преплетени както помежду си (например в радиационната биохимия), така и с други биологични дисциплини (например в радиобиологията). Биометричните данни са важни, въз основа на математическа обработкабиологични данни с цел разкриване на зависимости, които убягват от описанието на отделните явления и процеси, експерименталното планиране и др.; Теоретичната и математическата биология позволяват с помощта на логически конструкции и математически методи да се установят по-общи биологични модели.

Биология - наука за живота

Биологията е наука за живота, включваща всички знания за природата, структурата, функциите и поведението на живите същества. Биологията се занимава не само с голямото разнообразие от форми на различни организми, но и с тяхната еволюция, развитие и взаимоотношенията, които се развиват между тях и околната среда.

Основните структурни елементи, които изграждат телата на живите същества, са клетките. Тяхната структура, състав и функции се изучават от цитологията. Друга биологична наука, хистологията, се занимава със свойствата и структурата на тъканите, т.е. групи от клетки от един и същи тип, които изпълняват подобни функции в тялото. Механизмите, чрез които чертите, характерни за индивидите от едно поколение, се предават на следващите поколения, се изучават от генетиката. Таксономията се занимава с класификацията на животните и растенията и установяването на техните взаимоотношения, а палеонтологията се занимава с изучаването на фосилни останки от живи същества. Връзката на организмите с околната среда е предмет на екологията. Най-новите физически и химични методиизследванията позволяват количествено изследване на молекулярните структури и явления, лежащи в основата на всички биологични процеси. Тази посока, която засяга няколко биологични дисциплини наведнъж, се нарича молекулярна биология.

Биологични концепции

До началото на 20 век. биолозите са били убедени, че всички живи същества са фундаментално различни от неживите същества и че има някаква мистерия в тази разлика. В днешно време, благодарение на силно разрастващите се познания в областта на химията и физиката на живата материя, стана ясно, че животът може да се обясни с обикновените термини на химията и физиката. По-долу е кратко резюме на основните концепции на съвременната биология относно феномена на самия живот.

Биогенеза. Всички живи организми произлизат само от други живи организми и няма изключения от това правило. Не е напълно ясно дали субмикроскопичните филтрируеми вируси могат да се считат за живи, но няма съмнение, че появата им в големи количества в околната среда е възможна само поради размножаването на онези вируси, които вече са влезли там преди. Вирусите не възникват от невирусни вещества.

Клетъчна теория. Едно от най-фундаменталните обобщения на съвременната биология е клетъчната теория, която твърди, че всички живи същества, включително растения и животни, са съставени от клетки и клетъчни секрети, а новите клетки се образуват чрез делене на съществуващите. Всички клетки също показват прилики в основните си компоненти химичен състави в основните метаболитни реакции, а дейността на целия организъм е сумата от индивидуалните дейности на клетките, които изграждат този организъм, и резултатите от тяхното взаимодействие.

Генетични механизми и еволюция.

Генетичната теория твърди, че характеристиките на индивидите във всяко поколение се предават на следващото поколение чрез единици на наследствеността, наречени гени. Големите, сложни ДНК молекули са изградени от четири типа субединици, наречени нуклеотиди, и имат двойна спирална структура. Информацията, съдържаща се във всеки ген, е кодирана от специфичния ред, в който са подредени тези субединици. Тъй като всеки ген се състои от приблизително 10 000 нуклеотида, подредени в специфична последователност, има много комбинации от нуклеотиди и следователно много различни последователности, които са единици генетична информация.

Определяне на последователността на образуване на нуклеотиди специфичен ген, вече стана не само възможно, но дори съвсем обичайно. Освен това генът може да бъде синтезиран и след това клониран, като по този начин се произвеждат милиони копия. Ако човешко заболяване е причинено от мутация в ген, който в резултат на това не функционира правилно, в клетката може да бъде въведен нормален синтезиран ген и той ще изпълнява необходимата функция. Тази процедура се нарича генна терапия.

Грандиозният проект за човешкия геном е предназначен да определи нуклеотидните последователности, които формират всички гени на човешкия геном. Едно от най-важните обобщения на съвременната биология, понякога формулирано като правилото „един ген - един ензим - една метаболитна реакция“, беше представено през 1941 г. от американските генетици J. Beadle и E. Tatem. Според тази хипотеза всяка биохимична реакция - както в развиващия се, така и в зрелия организъм - се контролира от специфичен ензим, а този ензим от своя страна се контролира от един ген. Информацията, съдържаща се във всеки ген, се предава от едно поколение на друго чрез специален генетичен код, който се определя от линейна последователност от нуклеотиди. Когато се образуват нови клетки, всеки ген се репликира и по време на процеса на делене всяка от дъщерните клетки получава точно копие на целия код. Във всяко поколение клетки генетичният код се транскрибира, което прави възможно използването на наследствена информация за регулиране на синтеза на специфични ензими и други протеини, съществуващи в клетките.

През 1953 г. американският биолог Дж. Уотсън и британският биохимик Ф. Крик формулират теория, обясняваща как структурата на ДНК молекулата осигурява основните свойства на гените - способността за репликация, предаване на информация и мутация. Въз основа на тази теория беше възможно да се направят определени прогнози за генетичната регулация на протеиновия синтез и да се потвърдят експериментално.

Развитието от средата на 70-те години на миналия век на генното инженерство, т.е. технологията за производство на рекомбинантна ДНК значително промени характера на изследванията, провеждани в областта на генетиката, биологията на развитието и еволюцията. Разработването на методи за клониране на ДНК и полимеразна верижна реакция дава възможност да се получат достатъчни количества от необходимия генетичен материал, включително рекомбинантна (хибридна) ДНК. Тези методи се използват за изясняване на фината структура на генетичния апарат и връзките между гените и техните специфични продукти – полипептиди. Чрез въвеждане на рекомбинантна ДНК в клетките беше възможно да се получат бактериални щамове, способни да синтезират протеини, важни за медицината, като човешки инсулин, човешки растежен хормон и много други съединения.

Значителен напредък е постигнат в областта на човешката генетика. По-специално са проведени проучвания върху такива наследствени заболявания като сърповидно-клетъчна анемия и кистозна фиброза. Изследването на раковите клетки доведе до откриването на онкогени, които превръщат нормалните клетки в злокачествени. Изследвания, проведени върху вируси, бактерии, дрожди, плодови мушиции мишки, предоставиха обширна информация относно молекулярни механизминаследственост. Сега гените на някои организми могат да бъдат прехвърлени в клетките на други високоразвити организми, например мишки, които след тази процедура се наричат ​​трансгенни. За извършване на операцията по въвеждане на чужди гени в генетичния апарат на бозайниците са разработени редица специални методи. Едно от най-удивителните открития в генетиката е откриването на два вида полинуклеотиди, които изграждат гените: интрони и екзони. Генетичната информация се кодира и предава само от екзони, докато функциите на интроните не са напълно разбрани.

Витамини и коензими.

Откриването на тези вещества, които не са соли, протеини, мазнини или въглехидрати, но в същото време са необходими за правилното хранене, принадлежи на американския биохимик от полски произход К. Функ. От 1912 г., когато Функ открива витамините, започва интензивно изследване на ролята им в метаболизма и за да се разбере защо определени витамини трябва да присъстват в диетата на някои организми, докато те може да не присъстват в диетата на други. Вече е твърдо установено, че съединенията, които класифицираме като витамини, са необходими за нормалния метаболизъм на всички живи същества, включително бактерии, зелени растения и животни, обаче, докато някои организми са в състояние сами да синтезират тези съединения, други трябва да ги набавят наготово -направена форма чрез храна. За много витамини тяхната специфична роля в метаболизма вече е изяснена. Във всички случаи те функционират като част от голяма молекула на вещество, наречено коензим. Коензимът служи като своеобразен ензимен партньор и субстрат за провеждане на определени реакции. Дефицитът на витамини, който възниква при недостиг на един или друг витамин, е следствие от метаболитни нарушения, причинени от липса на коензим.

Хормони. Терминът „хормон“ е предложен през 1905 г. от английския физиолог Е. Старлинг, който го дефинира като „всяко вещество, което обикновено се секретира от клетките в една част на тялото и се пренася от кръвта до други части на тялото, където упражнява своята действие в полза на целия организъм.” Можем да кажем, че ендокринологията (изследването на хормоните) започва през 1849 г., когато немският физиолог А. Бертолд трансплантира тестиси от една птица на друга и предполага, че тези мъжки полови жлези отделят някакво вещество в кръвта, което определя развитието на вторичните полови белези . Самото вещество - тестостерон - е изолирано в чиста форма и описано едва през 1935 г. Животните (както гръбначни, така и безгръбначни) и растенията произвеждат голямо числоразлични хормони. Всички хормони се образуват в някаква малка част от тялото и след това се пренасят в други части на тялото, където, присъстващи в много ниски концентрации, имат изключително важен регулаторен и координиращ ефект върху клетъчната активност. По този начин основната роля на хормоните е химическата координация, допълваща координацията, осъществявана от нервната система.

Екология.

Според една от най-важните обобщаващи концепции на съвременната биология, всички живи организми, живеещи на определено място, взаимодействат тясно помежду си и с околната среда. Определени видоверастенията и животните не са произволно разпределени в пространството, а образуват взаимозависими общности, състоящи се от производители, потребители и разлагащи се и свързани с определени неживи компоненти на околната среда. Такива общности могат да бъдат идентифицирани и характеризирани чрез доминиращи видове; най-често това са растителни видове, които осигуряват храна и подслон на други организми. Екологията е предназначена да отговори на въпроси: защо някои видове растения и животни образуват определена общност, как взаимодействат помежду си и как човешката дейност им влияе.

Характеристики на живите организми. Живите организми не съдържат специален химичен елемент, който да не съществува в неживата природа. Напротив, основните им съставни елементи - въглерод, водород, кислород и азот - са доста разпространени на Земята. Освен това много други химични елементи присъстват в много малки количества в живите организми. Всички живи същества, в по-голяма или по-малка степен, могат да се характеризират с такива характеристики като размер, форма на тялото, раздразнителност, подвижност, както и характеристики на метаболизма, растежа, възпроизводството и адаптацията. Способността на растенията и животните да се адаптират към околната среда им позволява да оцелеят при промените, които настъпват във външния свят. Адаптацията може да включва както много бързи промени в състоянието на тялото, определени от клетъчната раздразнителност, така и много дълги процеси, а именно появата на мутации и техния естествен подбор.

Биологични ритми.

Много прояви на жизнената активност на организмите са циклични. Има например сезонни цикли в динамиката на популацията на някои видове; известни са и цикличните явления в живота на популациите, повтарящи се всяка година, всяка лунен месец, всеки ден или всеки морски прилив (или отлив). Много биологични функции на отделен организъм също имат периодичен характер, например редуването на сън и будност. Поне някои от тези цикли изглежда се регулират от вътрешен биологичен часовник.

Произход на живота.

Съвременните теории за мутацията, естествения подбор и динамиката на популацията обясняват как съвременните животни и растения са еволюирали от предишни форми. Въпросът за първоначалния произход на живота на Земята е разглеждан от много биолози. Някои от тях вярваха, че формите на живот са донесени от космоса, от други планети. Поддръжниците на тази гледна точка се позовават на структури, открити в метеорити през 1961 и 1966 г., които приличат на вкаменелости на микроскопични организми.

Теорията за произхода на първите живи същества от нежива материя е разработена от немския физиолог Е. Пфлугер, английския генетик Дж. Халдейн и руския биохимик А. И. Опарин. Съществуват редица известни реакции, чрез които е възможно да се получи органична материяот неорганични. Американският химик М. Калвин експериментално показа, че високоенергийното лъчение, като космически лъчи или електрически разряди, може да насърчи образуването на органични съединения от прости неорганични компоненти. През 1953 г. американските химици Г. Юри и С. Милър откриват, че някои аминокиселини, като глицин и аланин, и дори повече сложни веществаможе да се получи от смес от водна пара, метан, амоняк и водород, през която се пропускат електрически разряди само за седмица.

Спонтанното генериране на живи организми в околната среда, която в момента съществува на Земята, е много малко вероятно, но е възможно да се е случило в миналото. Всичко е заради разликата в условията, които са съществували тогава и сега. Преди да възникне животът на Земята, органичните съединения са можели да се натрупват, защото, първо, не е имало плесени, бактерии и други живи същества, способни да ги консумират, и второ, те не са претърпели спонтанно окисление, тъй като тогава в атмосферата не е имало кислород (или много малко от него).

Сега са разработени доста правдоподобни теории, за да се обясни как органичните вещества могат да възникнат в резултат на прости химични реакции, предизвикани от електрически разряди, ултравиолетова радиацияи други физични фактори, как тези молекули могат след това да образуват разредена супа в морето и как в резултат на тяхното дългосрочно взаимодействие са се образували течни кристали, а след това и по-сложни молекули, доближаващи размера на протеини и нуклеинови киселини.

Процес, подобен на естествения подбор, може да действа сред тези все още неживи, но вече много сложни молекули. По-нататъшното комбиниране на молекули на протеини и нуклеинова киселина може да доведе до появата на организми, наподобяващи днешните вируси, от които може да са еволюирали бактерии, които в крайна сметка са довели до растения и животни. Друга важна стъпка в ранната еволюция беше развитието на протеиново-липидна мембрана, която заобикаляше натрупването на молекули и позволяваше на някои молекули да се натрупват, докато други, напротив, бяха изхвърлени. Всички тези аргументи са довели учените до заключението, че появата на живот на нашата планета е не само напълно естествено и възможно събитие, но и почти неизбежно. Освен това броят на вече известните галактики и съответно планетите във Вселената е толкова голям, че съществуването на условия, подходящи за живот в много от тях, изглежда много вероятно. Възможно е наистина да съществува живот на тези планети. Но ако животът е възможен някъде, то след достатъчно време той трябва да се появи и да даде голямо разнообразие от форми. Някои от тези форми може да са много различни от тези, открити на Земята, но други може да са много сходни.

Теорията за произхода на живота може да се сведе до следните тези:

• органичните вещества се образуват от неорганични вещества в резултат на излагане на физически фактори на околната среда;
• органичните вещества взаимодействат помежду си, образувайки все по-сложни комплекси, от които постепенно се образуват ензими и самовъзпроизвеждащи се системи, наподобяващи гени;
• сложните молекули стават по-разнообразни и се комбинират в примитивни, вирусоподобни организми;
• вирусоподобните организми постепенно се развиват и пораждат растения и животни.