какие существуют науки в биологии

Разделы биологии

Биология — обширная наука. Возможно, не найдется другой науки с таким длинным перечнем разделов и подразделов. Ученые-биологи могут изучать химические процессы в клетке, потоки питательных веществ в целом океане или в джунглях, голосовые сигналы сусликов или потенциальных обитателей спутника Сатурна. Рассмотрим лишь несколько крупных разделов.

Микробиология

Большинство живых существ слишком малы для наблюдения невооруженным глазом, и микробиологи исследуют их под микроскопом. Одноклеточные организмы имеют внутри все необходимое для жизни и могут выживать в удивительной среде, например, внутри глубинных пород или в кипящих вулканических бассейнах. Считается, что именно в таких негостеприимных местах зародилась жизнь.

Этология

Этолог — это специалист по поведению животных. Этология предполагает наблюдение за животными в их природной среде на протяжении длительного времени, изучение их привычек и занятий. Здесь требуется также точный статистический анализ разновидностей поведения в контролируемых условиях. Это единственный способ доказать, что естественное поведение выполняет ту или иную функцию.

Таксономия

Этот раздел биологии изучает взаимосвязи всего живого на Земле. Это огромная работа, ведь около 80 % видов еще только предстоит описать и поименовать. Таксономия начиналась как изучение организмов, которые выглядели и жили похожим образом. Современные таксономисты также учитывают сходства в развитии от эмбрионов до взрослых особей и сравнивают гены для установления связи.

Экология

Изучение окружающей среды и организмов, которые в ней обитают, называется экологией. Экологи выясняют, какие отношения характерны для сообществ в дикой природе, зачастую чтобы защитить их от внешнего воздействия, в том числе человеческой деятельности. Экология предполагает получение образцов в естественной среде, что необходимо для создания карты распространенности видов на местности и плотности популяций.

Физиология

Слово «физиология» часто связывают с человеческим телом, но эта наука изучает также механизмы работы «тел» растений и животных, их естественные функции. Сюда входит исследование свойств живых тканей, таких как кости и мышцы, а также их поведения. Кроме того, физиологи изучают периодические изменения в организме, вызванные сменой времен года, температуры и другими внешними воздействиями.

Генетика

Изучение процессов наследования сконцентрировано вокруг понятия «ген»: это наука о том, как они формируются, передаются потомству, как превращаются в организмы с заданным набором признаков. Генетики разработали множество инструментов для «считывания» генов на нитях ДНК. Генные инженеры умеют изменять ДНК, чтобы создавать формы жизни, которые обошла вниманием эволюция.

Цитология

Клетка — это единица жизни. Все организмы состоят, по меньшей мере, из одной клетки, а все новые клетки появляются из старых. Цитология, или биология клетки, изучает процессы внутри клетки, функционирование клеток разного типа и механизмы образования различных тканей и органов. Специалисты в этой области работают на стыке генетики, физиологии и биохимии.

Эволюционная биология

Этот раздел биологии ищет причины огромного многообразия видов на Земле, как существующего ныне, так и имевшегося в прошлом — и даже строит предположения о возможных изменениях в будущем. Большинство биологов согласны с дарвиновской теорией эволюции путем естественного отбора, но и она не дает ответов на все вопросы об изменениях организмов на протяжении многих миллионов лет.

Биохимия

Биологией управляет химия. Внутри одной клетки происходит нескольких тысяч уникальных химических реакций. Все вместе эти реакции называются метаболизмом, а биохимики пытаются раскрыть его принципы. Они исследуют огромный спектр соединений — жиры, углеводы и белки. Они моделируют их структуры, чтобы понять, как те функционируют.

Биоразнообразие и биомасса

Многогранность природы сложно выразить количественно. Однако под биоразнообразием принято понимать совокупность разных видов, хотя их число значительно превосходит наши вычислительные способности. Предполагается, что на Земле их около 8 млн, но не исключено, что эта цифра занижена. Некоторые авторитетные ученые полагают, что только прокариотических видов может оказаться более 100 млн. Другой способ количественной оценки природы — это подсчет биомассы, то есть массы всех живых организмов. Биомасса многоклеточных приближается к отметке в 500 млрд тонн. Массу прокариотов оценивают в 4-300 млрд тонн.

Виды под угрозой исчезновения

В результате человеческой деятельности тысячи животных попали под угрозу исчезновения, некоторые даже стали вымирающими. Все внимание обычно концентрируют на крупных млекопитающих, и лучший способ защитить их — защитить среду обитания, которую населяют и менее знакомые нам виды.

Пропорции видов

На диаграмме показаны пропорции различных многоклеточных организмов. Бросается в глаза, что более половины составляют насекомые, а позвоночные — это всего один вид на сотню прочих.

Первичная продукция

Один из индикаторов биологической активности — объем первичной продукции. Это показатели; того, сколько углерода забирается из атмосферы, преобразуется в сахара и в конечном итоге в живой материал — с помощью фотосинтеза. На диаграммах показан объем первичной продукции в наземно-воздушной и водной средах обитания. Что интересно, объем биомассы не всегда прямо пропорционален активности среды.

Источник

Биологические науки и их методы

Анатомия изучает внутреннее строение организмов.
Морфология изучает внешнее строение организмов.
Физиология изучает работу организма.

Биохимия изучает химический состав живых организмов и химические реакции обмена веществ.

Генетика изучает закономерности наследственности и изменчивости.

Селекция занимается выведением новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.

Микробиология изучает микроорганизмы (бактерии и грибы).

Биотехнология использует биологические системы и процессы в сельском хозяйстве и промышленности.

Цитология (клеточная биология) изучает строение и работу органоидов клетки.

Гистология изучает ткани.

Систематика (классификация, таксономия) изучает многообразие живых организмов и распределяет их по группам на основании эволюционного родства.

Эволюционная теория изучает закономерности возникновения приспособлений организмов к среде обитания.

Палеонтология изучает ископаемые остатки организмов.

Экология изучает взаимодействия живых организмов между собой и с окружающей их средой (в том числе загрязнённой).

Эмбриология изучает развитие организма животного от момента образования зиготы до рождения (начальные стадии онтогенеза).

Этология изучает поведение животных.

Еще можно почитать

Задания части 1

Выберите один, наиболее правильный вариант. Влияние условий среды обитания на формирование признаков организма изучает наука
1) систематика
2) генетика
3) селекция
4) анатомия

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой метод позволил получить гибрид табака и картофеля?
1) искусственный мутагенез
2) гетерозис у гибридов
3) гибридизация соматических клеток
4) массовый отбор потомства

АНАТОМИЯ
Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания особенностей анатомии древних людей неандертальцев. Запишите цифры, под которыми указаны выбранные утверждения.
(1) Неандертальцы жили 150тыс. лет назад, останки найдены в Германии в 1856 году. (2) Жили группами по 50-100 человек в пещерах, которые отвоевывали у медведей, львов, гиен. (3) Рост 155-160 см, объем мозга 1200 – 1400 см3, извилин мало. (4) Лицо широкое, скуластое. (5) Охотились коллективно, устраивая облавы на северных оленей, лошадей, слонов, медведей, зубров, шерстистых носорогов. (6) Ходили согнувшись, позвоночник без изгибов, мускулатура развита хорошо.

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Гибридологический метод исследования используют.
1) эмбриологи
2) селекционеры
3) генетики
4) экологи
5) биохимики

ЦИТОЛОГИЯ
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие методы исследования используют в цитологии?
1) центрифугирование
2) культура ткани
3) хроматография
4) генеалогический
5) гибридологический

2. Выберите два верных ответа из пяти. Какие методы используют для изучения строения и функций клетки?
1) генная инженерия
2) микроскопирование
3) цитогенетический анализ
4) гибридизация
5) центрифугирование

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Процессы деления клеток изучают с помощью методов
1) дифференциального центрифугирования
2) культуры клеток
3) микроскопии
4) микрохирургии
5) фото- и киносъемки

ОБЩЕНАУЧНЫЕ
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. К эмпирическим методам изучения живой природы относят:
1) наблюдение
2) сравнение
3) абстрагирование
4) моделирование
5) эксперимент

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Изучение биологических объектов, процессов в различных специально созданных условиях осуществляют с помощью методов:
1) абстрагирования
2) клонирования
3) моделирования
4) обобщения
5) эксперимента

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. К теоретическим методам биологических исследований относят
1) сравнение
2) экспериментальный метод
3) обобщение
4) измерение
5) наблюдение

ЭКСПЕРИМЕНТ
Какие примеры относят к биологическому эксперименту? Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) рассматривание под микроскопом клетки крови лягушки
2) слежение за миграцией косяка трески
3) изучение характера пульса после разных физических нагрузок
4) лабораторное исследование влияния гиподинамии на состояние здоровья
5) описание внешних признаков бобовых растений

Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. В каких из указанных научных исследований применялся экспериментальный метод?
1) исследование растительного мира тундры
2) опровержение теории самозарождения Л. Пастером
3) создание клеточной теории
4) создание модели молекулы ДНК
5) исследование процессов фотосинтеза

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Примеры каких научных методов иллюстрирует сюжет картины голландского художника Я. Стена «Пульс»?
1) абстрагирование
2) моделирование
3) эксперимент
4) измерение
5) наблюдение

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖП
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Организменный уровень организации живого изучают
1) биохимия
2) гистология
3) морфология
4) физиология
5) цитология

2. Какие науки изучают живые системы на организменном уровне? Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) анатомия
2) биоценология
3) физиология
4) молекулярная биология
5) эволюционное учение

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие биологические науки работают с объектами, относящимися к организменному уровню организации жизни?
1) генетика
2) биохимия
3) биология
4) цитология
5) анатомия

4. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие биологические науки изучают надорганизменные уровни организации жизни?
1) молекулярная биология
2) экология
3) биоценология
4) цитология
5) гистология

5. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие биологические науки работают с объектами, oтносящимися к клеточному уровню организации жизни?
1) цитология
2) палеонтология
3) эмбриология
4) генетика
5) микробиология

6. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие биологические науки работают с объектами, относящимися к популяционно-видовому уровню организации жизни?
1) генетика
2) экология
3) эмбриология
4) эволюционное учение
5) анатомия

7. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Объекты изучения каких из приведённых наук находятся на надорганизменном уровне организации живого.
1) молекулярная биология
2) экология
3) эмбриология
4) систематика
5) анатомия

============
Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Какие методы исследования позволили установить структуру молекулы ДНК?
1) микроскопия
2) наблюдение
3) рентгенологический
4) цитогенетический
5) моделирование

Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Для определения количества эритроцитов в крови человека используют методы
1) гибридизации
2) измерения
3) эксперимента
4) клонирования
5) микроскопирования

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие методы исследования помогают изучить процесс фотосинтеза в клетке?
1) экспериментальный метод
2) метод микроскопирования
3) метод меченных атомов
4) метод клеточных культур
5) метод центрифугирования

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Метод меченых атомов используют для определения
1) наличия исследуемого белка в клетке
2) наследования сцепленных с полом признаков
3) концентрации ядовитых веществ в воде
4) положения генов на хромосомах
5) возможности проявления признаков у потомков

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Методами, с помощью которых можно разделить смеси веществ, являются
1) хроматография
2) цитологический
3) центрифугирование
4) меченых атомов
5) замораживание

Установите соответствие между описанием и научным методом: 1) центрифугирования, 2) меченых атомов, 3) хроматография. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) разделение смесей на основе разной скорости движения молекул в абсорбенте
Б) разделение пигментов в зависимости от их цвета и состава
В) осаждение клеточных структур в зависимости от их плотности и массы
Г) обнаружение вещества в месте его накопления
Д) выяснение времени продвижения вещества через клеточные мембраны к больному органу

Источник

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.

Методы биологии

Современная биология располагает широким набором методов исследования. Основными являются следующие методы.

Связь биологии с другими науками. Биология принадлежит к комплексу естественных наук, то есть наук о природе, и тесно связана с другими науками:

Уровни организации живой природы

Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить её на ряд уровней. Уровень организации живой материи — это функциональное место биологической структуры определённой степени сложности в общей иерархии живого.
Выделяют следующие уровни организации живой материи.

Уровни организации живой материи

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.

Источник

Биологические науки и их определения

Среди естественных наук особое место занимает биология, которая может похвастаться огромным количеством междисциплинарных связей. Изучением всего живого на планете занимается биология. Учитывая тот факт, что эта наука изучает не только видовой состав, но и функции, особенности развития организмов и многое другое, она представляет собой обширную область. С точки зрения биологии, клетка является структурной единицей всего живого. Как известно, информация передается от поколения к поколению с помощью генов. А двигателем развития живого является эволюция. Такие постулаты биологии можно выделить в настоящее время.

Субдисциплины биологии

В зависимости от предмета изучения в биологии и необходимых для этого методов, принято выделять отдельные субдисциплины биологии. Изучением биологических взаимодействий молекул внутри различных клеток занимается молекулярная биология. Отдельного внимания заслуживает цитология, более известна как клеточная биология. Она изучает как живые клетки, так и органеллы, которые входят в их состав, закономерности развития и особенности размножения.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Генетика занимается тем, что изучает механизмы и способы передачи генетической информации. Не обошлось без анатомии, которая более известна, как наука об макроскопических формах, структуре органов и систем. Существуют и другие разделы биологии, например: биология развития (рассматривает тот или иной живой объект с точки зрения филогенеза и онтогенеза), ботаника (наука о растениях), физиология (занимается изучением метаболизма, внутренних процессов живого), вирусология, гистология (изучает ткани и все, что с ними связано), микробиология, экология и т. д. Если сразу биология существовала как единая объемная наука, то со временем произошла дифференциация дисциплин, выделились различные направления.

Молекулярная биология

Исследование процессов в живом организме на молекулярном уровне – занимается молекулярная биология. Эта наука имеет тесные связи с генетикой и биохимией, ведь любые молекулярные процессы взаимозависимы с биохимическими явлениями и особенностями передачи генетической информации. Львиная доля исследуемых параметров имеет количественный характер, поэтому не обойтись без знаний биоинформатики и вычислительной биологии.

Обращаясь к истории биологических наук, стоит отметить, что генетику долгое время считали лженаукой. Но вскоре ситуация изменилась, около двадцати лет назад начала активно развиваться молекулярная генетика, учение о функции генов и многое другое. Совершенно иной подход в исследовании биологических молекул с точки зрения биофизики. В последнее время толчок в развитии получила клеточная биология и биология развития.

Цитология

Как уже говорилось ранее, цитология занимается не только изучением структуры и физиологических свойств клетки, но и закономерности ее взаимодействия с другими клетками, окружающей средой и т. д.

Опираясь на знания цитологии можно ответить на такие вопросы: какой жизненный цикл клетки? Как она реагирует на раздражители? Почему выбраны именно такие механизмы жизнедеятельности? Объяснение подобных явлений происходит на основании данных исследований, проведенных на микроскопическом и молекулярном уровне. Особенности прокариотической и эукариотической клетки изучаются при помощи различных методов клеточной биологии. Все биологические науки в качестве фундамента используют знания про структуру и функции клеток. Молекулярная биология уделяет огромное внимание сходству и различиям между разными типами клеток.

Генетика

Что собой представляет ген? Какие закономерности наследственности? Чем объясняется вариация генов? Ответы на эти и другие вопросы может дать генетика. Фенотип организма и особенности синтеза белка определены информацией, которая закодирована в генах. Изучая функции генов или характер взаимодействия, генетика использует различные инструменты исследования. Как физически представлена генетическая информация внутри живого организма? Ее величество хромосома, а точнее хромосомы. Последовательность аминокислот, а именно молекулы ДНК играют ключевую роль.

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Генетика имеет огромное количество междисциплинарных связей. Колоссальное значение имеют знания об информационных системах. Основателем генетики считается Грегор Мендель, который был не только августинским монахом, но и талантливым ученым конца XIX века. Поле его интересов не ограничивалось изучением наследственных признаков, но большая часть открытий находится именно в этой области. Ученый пришел к выводу, что организмы (растения гороха) наследуют черты посредством дискретных «единиц наследования». Так были сформированы знаменитые законы Менделя в генетике.

Также ему принадлежит триада принципов генетики:

Генетика дала толчок для развития иных областей, среди которых особый интерес вызывает эпигенетика, как наука, исследующая изменение активности генов, не затрагивающих структуру ДНК. Не заставила себя долго ждать и популяционная генетика, которая занимается генетическими различиями внутри и между популяциями. Объяснить природу генетических процессов невозможно без изучения влияния внешней среды, которая влияет на них, в той или иной степени.

Как это объяснить на примере? Моделируем ситуацию: есть два экземпляра кукурузы, которые генетически являются идентичными. Если поместить одни экземпляр в условия с жарким климатом, где есть недостаток влаги, то растение вырастет в половину своей высоты, несмотря на генетически запрограммированные параметры, ввиду отсутствия питательных веществ и влаги.

Источник