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 |
Задачи биологии:
- изучение закономерностей проявления жизни (строения и функций живых организмов и их сообществ, распространение, происхождение и развитие, связи друг с другом и неживой природой);
- раскрытие сущности жизни;
- систематизация многообразия живых организмов.
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:
- фундаментальными (математикой, физикой, химией);
- естественными (геологией, географией, почвоведением);
- общественными (психологией, социологией);
- прикладными (биотехнологией, бионикой, растениеводством, охраной природы).
Значение биологии.
- Биология является теоретической основой таких наук, как медицина, психология, социология.
- Биологические знания используются в пищевой промышленности, фармакологии, сельском, лесном и промысловом хозяйствах.
- Достижения биологии используются при решении глобальных проблем современности: взаимоотношения общества с окружающей средой, рационального природопользования и охраны природы, продовольственного обеспечения.
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.