Σύνδεση της βιολογίας με άλλες φυσικές επιστήμες. Zhanna Anatolyevna Rzhevskaya Ιατρική βιολογία: σημειώσεις διαλέξεων για πανεπιστήμια. Κληρονομικότητα ομάδων αίματος

Όλες οι θεωρητικές και πρακτικές ιατρικές επιστήμες χρησιμοποιούν γενικά βιολογικά πρότυπα.

Ερώτηση 2. Μέθοδοι βιολογικών επιστημών

Βασικές μέθοδοι βιολογίας

Κύριος ιδιωτικές μεθόδουςστη βιολογία είναι:

Περιγραφικός,

Συγκριτικός,

Ιστορικός,

Πειραματικός.

Προκειμένου να διαπιστωθεί η ουσία των φαινομένων, είναι απαραίτητο πρώτα από όλα να συλλέξουμε τεκμηριωμένο υλικό και να το περιγράψουμε. Η συλλογή και η περιγραφή γεγονότων ήταν η κύρια μέθοδος έρευνας πρώιμη περίοδος ανάπτυξης της βιολογίας, το οποίο όμως δεν έχει χάσει τη σημασία του μέχρι σήμερα.

Πίσω στον 18ο αιώνα. έγινε ευρέως διαδεδομένο συγκριτική μέθοδος,επιτρέποντας, μέσω σύγκρισης, να μελετηθούν οι ομοιότητες και οι διαφορές των οργανισμών και των μερών τους. Η συστηματική βασίστηκε στις αρχές αυτής της μεθόδου και έγινε μια από τις μεγαλύτερες γενικεύσεις - δημιουργήθηκε η κυτταρική θεωρία. Συγκριτική μέθοδοςεξελίχθηκε σε ιστορικός, αλλά δεν έχει χάσει τη σημασία του ακόμη και τώρα.

Ιστορική μέθοδος

Ιστορική μέθοδοςδιευκρινίζει τα πρότυπα εμφάνισης και ανάπτυξης των οργανισμών, το σχηματισμό της δομής και των λειτουργιών τους. Η επιστήμη είναι υποχρεωμένη να καθιερώσει την ιστορική μέθοδο στη βιολογία Γ. Δαρβίνος.

Πειραματική μέθοδος

Η πειραματική μέθοδος μελέτης των φυσικών φαινομένων συνδέεται με ενεργή επιρροή σε αυτά με τη δημιουργία πειραμάτων (πειραμάτων) κάτω από συνθήκες που λαμβάνονται επακριβώς υπόψη και αλλάζοντας τη ροή των διαδικασιών προς την κατεύθυνση που επιθυμεί ο ερευνητής. Αυτή η μέθοδος σας επιτρέπει να μελετάτε τα φαινόμενα μεμονωμένα και να επιτυγχάνετε την επαναληψιμότητά τους κατά την αναπαραγωγή των ίδιων συνθηκών. Το πείραμα παρέχει όχι μόνο βαθύτερη εικόνα της ουσίας των φαινομένων από άλλες μεθόδους, αλλά και άμεση γνώση τους.

Η υψηλότερη μορφή πειράματος είναι η μοντελοποίηση των διαδικασιών που μελετώνται. Ένας λαμπρός πειραματιστής I.P. Παβλόφείπε: «Η παρατήρηση συλλέγει ό,τι της προσφέρει η φύση, αλλά η εμπειρία παίρνει από τη φύση ό,τι θέλει».

Η ολοκληρωμένη χρήση διαφόρων μεθόδων μας επιτρέπει να κατανοήσουμε πληρέστερα τα φαινόμενα και τα αντικείμενα της φύσης. Η τρέχουσα προσέγγιση μεταξύ της βιολογίας και της χημείας, της φυσικής, των μαθηματικών και της κυβερνητικής, και η χρήση των μεθόδων τους για την επίλυση βιολογικών προβλημάτων έχουν αποδειχθεί πολύ γόνιμη.

Ερώτηση 3. Στάδια ανάπτυξης της βιολογίας

Εξέλιξη της βιολογίας

Η ανάπτυξη κάθε επιστήμης είναι σε μια γνωστή ανάλογα με τη μέθοδο παραγωγής, κοινωνική τάξη, τις ανάγκες της πρακτικής, το γενικό επίπεδο της επιστήμης και της τεχνολογίας. Ο πρωτόγονος άνθρωπος άρχισε να συγκεντρώνει τις πρώτες πληροφορίες για τους ζωντανούς οργανισμούς. Οι ζωντανοί οργανισμοί του παρείχαν τροφή, υλικό για ρούχα και στέγαση. Ήδη εκείνη την εποχή, υπήρχε ανάγκη να γνωρίζουμε τις ιδιότητες των φυτών και των ζώων, τα ενδιαιτήματα και την ανάπτυξή τους, τον χρόνο ωρίμανσης των φρούτων και των σπόρων και τη συμπεριφορά των ζώων. Έτσι, σταδιακά, όχι από άσκοπη περιέργεια, αλλά ως αποτέλεσμα πιεστικών καθημερινών αναγκών, συσσωρεύτηκαν πληροφορίες για ζωντανούς οργανισμούς. Η εξημέρωση των ζώων και η έναρξη της καλλιέργειας των φυτών απαιτούσαν περισσότερη σε βάθος γνώση των ζωντανών οργανισμών.

Αρχικά, η συσσωρευμένη εμπειρία μεταβιβάστηκε προφορικά από τη μια γενιά στην άλλη. Η έλευση της γραφής συνέβαλε στην καλύτερη διατήρηση και μετάδοση της γνώσης.

Οι πληροφορίες έγιναν πιο ολοκληρωμένες και πλουσιότερες. Ωστόσο, για μεγάλο χρονικό διάστημα, λόγω του χαμηλού επιπέδου ανάπτυξης της κοινωνικής παραγωγής, η βιολογική επιστήμη δεν υπήρχε ακόμη.

Ορισμός της βιολογίας ως επιστήμης. Σύνδεση της βιολογίας με άλλες επιστήμες. Η σημασία της βιολογίας για την ιατρική.

Βιολογία -επιστήμη της ζωής. Μελετά τη ζωή ως μια ειδική μορφή κίνησης της ύλης, τους νόμους της ύπαρξης και της ανάπτυξής της. Ο όρος βιολογία προτάθηκε από τον Lamarck το 1802. Τα θέματα της βιολογίας είναι οι ζωντανοί οργανισμοί, η δομή, οι λειτουργίες, φυσικές κοινότητες.

Η βιολογία βασίζεται σε επιστήμες όπως η ιατρική, η οικολογία, η γενετική, η επιλογή, η βοτανική, η ζωολογία, η ανατομία, η φυσιολογία, η μικροβιολογία, η εμβρυολογία, κ.λπ.

«Η ιατρική, λαμβανόμενη από άποψη θεωρίας, είναι πρώτα από όλα γενική βιολογία"- έγραψε ο Davydovsky. Τα θεωρητικά επιτεύγματα της βιολογίας χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική. Είναι οι επιτυχίες και οι ανακαλύψεις στη βιολογία που καθορίζουν το σύγχρονο επίπεδο της ιατρικής επιστήμης. Έτσι, τα γενετικά δεδομένα κατέστησαν δυνατή την ανάπτυξη μεθόδων έγκαιρης διάγνωσης, θεραπείας και πρόληψης κληρονομικών ασθενειών του ανθρώπου. Η επιλογή μικροοργανισμών καθιστά δυνατή τη λήψη ενζύμων, βιταμινών και ορμονών απαραίτητων για τη θεραπεία ορισμένων ασθενειών. Ανάπτυξη γενετική μηχανικήανοίγει ευρείες προοπτικέςγια την παραγωγή βιολογικά δραστικών ενώσεων και φαρμακευτικών ουσιών.

Ορισμός της «ζωής» σε σύγχρονη σκηνήΕπιστήμες. Θεμελιώδεις ιδιότητες των ζωντανών όντων. Χημική σύνθεσηκύτταρα.

ΖΩΗ- ένα μακρομοριακό ανοιχτό σύστημα, το οποίο χαρακτηρίζεται από μια ιεραρχική οργάνωση, την ικανότητα αναπαραγωγής του εαυτού του, το μεταβολισμό και μια καλά ρυθμισμένη ροή ενέργειας. Η ζωή, με αυτόν τον ορισμό, είναι ένας πυρήνας τάξης που εξαπλώνεται σε ένα λιγότερο τακτοποιημένο σύμπαν.

Σελίδα 9 Slyusarev

 αυτοανανέωση . Συνδέεται με τη ροή της ύλης και της ενέργειας. Ο μεταβολισμός βασίζεται σε ισορροπημένες και σαφώς αλληλένδετες διαδικασίες αφομοίωσης (αναβολισμός, σύνθεση, σχηματισμός νέων ουσιών) και αφομοίωσης (καταβολισμός, αποσύνθεση). Ως αποτέλεσμα της αφομοίωσης, οι δομές του σώματος ανανεώνονται και σχηματίζονται νέα μέρη (κύτταρα, ιστοί, μέρη οργάνων). Η αφομοίωση καθορίζει τη διάσπαση των οργανικών ενώσεων και παρέχει στο κύτταρο πλαστική ύλη και ενέργεια. Για το σχηματισμό ενός νέου, απαιτείται συνεχής εισροή απαραίτητων ουσιών από το εξωτερικό και στη διαδικασία της δραστηριότητας της ζωής (και ειδικότερα της αφομοίωσης) σχηματίζονται προϊόντα που πρέπει να απελευθερωθούν στο εξωτερικό περιβάλλον.

 Με αυτοαναπαραγωγή. Εξασφαλίζει τη συνέχεια μεταξύ των μεταβαλλόμενων γενεών βιολογικά συστήματα. Αυτή η ιδιότητα σχετίζεται με τη ροή των πληροφοριών που είναι ενσωματωμένες στη δομή των νουκλεϊκών οξέων. Από αυτή την άποψη, οι ζωντανές δομές αναπαράγονται και ενημερώνονται συνεχώς, χωρίς να χάνουν την ομοιότητά τους προηγούμενες γενιές(παρά τη συνεχή ανανέωση της ουσίας). Τα νουκλεϊκά οξέα είναι ικανά να αποθηκεύουν, να μεταδίδουν και να αναπαράγουν κληρονομικές πληροφορίες, καθώς και να τις εφαρμόζουν μέσω της πρωτεϊνικής σύνθεσης. Οι πληροφορίες που αποθηκεύονται στο DNA μεταφέρονται στο μόριο πρωτεΐνης χρησιμοποιώντας μόρια RNA.

 αυτορρύθμιση . Με βάση το σύνολο των ροών ύλης, ενέργειας και πληροφοριών μέσω ενός ζωντανού οργανισμού.

Η αυτορρύθμιση στη βιολογία- την ιδιότητα των βιολογικών συστημάτων να καθορίζουν και να διατηρούν αυτόματα σε ένα ορισμένο, σχετικά σταθερό επίπεδο ορισμένους φυσιολογικούς και άλλους βιολογικούς δείκτες.

 ευερέθιστο . Συνδέεται με τη μεταφορά πληροφοριών από το εξωτερικό σε οποιοδήποτε βιολογικό σύστημα και αντανακλά την αντίδραση αυτού του συστήματος σε ένα εξωτερικό ερέθισμα. Χάρη στην ευερεθιστότητα, οι ζωντανοί οργανισμοί είναι σε θέση να ανταποκρίνονται επιλεκτικά στις συνθήκες εξωτερικό περιβάλλονκαι εξάγετε από αυτό μόνο ό,τι είναι απαραίτητο για την ύπαρξή σας. Η ευερεθιστότητα συνδέεται με την αυτορρύθμιση των ζωντανών συστημάτων με βάση την αρχή της ανάδρασης: τα απόβλητα μπορούν να έχουν ανασταλτική ή διεγερτική επίδραση σε εκείνα τα ένζυμα που βρίσκονταν στην αρχή μιας μακράς αλυσίδας χημικών αντιδράσεων.

 διατήρηση της ομοιόστασης (από το γρ. ομοίου - «όμοιος, ταυτόσημος» και στάση - «ακινησία, κατάσταση») - σχετική δυναμική σταθερότητα. εσωτερικό περιβάλλονοργανισμός, φυσικές και χημικές παραμέτρους της ύπαρξης του συστήματος·

 δομική οργάνωση - μια ορισμένη τάξη, αρμονία ενός ζωντανού συστήματος. Ανακαλύφθηκε κατά τη διάρκεια της μελέτης όχι μόνο μεμονωμένων ζωντανών οργανισμών, αλλά και των συσσωματωμάτων τους σε σχέση με το περιβάλλον - βιογεωκαινώσεις.

 προσαρμογή - την ικανότητα ενός ζωντανού οργανισμού να προσαρμόζεται συνεχώς στις μεταβαλλόμενες συνθήκες ύπαρξης στο περιβάλλον. Βασίζεται στην ευερεθιστότητα και στις χαρακτηριστικές επαρκείς αποκρίσεις της.

 αναπαραγωγή (αναπαραγωγή) . Δεδομένου ότι η ζωή υπάρχει με τη μορφή μεμονωμένων (διακριτών) ζωντανών συστημάτων (για παράδειγμα, κυττάρων) και η ύπαρξη κάθε τέτοιου συστήματος είναι αυστηρά περιορισμένη χρονικά, η διατήρηση της ζωής στη Γη συνδέεται με την αναπαραγωγή ζωντανών συστημάτων. Επί μοριακό επίπεδοΗ αναπαραγωγή πραγματοποιείται χάρη στη σύνθεση μήτρας, σχηματίζονται νέα μόρια σύμφωνα με το πρόγραμμα που είναι ενσωματωμένο στη δομή (μήτρα) των προϋπαρχόντων μορίων.

 κληρονομικότητα. Εξασφαλίζει τη συνέχεια μεταξύ γενεών οργανισμών (με βάση τις ροές πληροφοριών). Συνδέεται στενά με την αυτοαναπαραγωγή της ζωής σε μοριακό, υποκυτταρικό και κυτταρικό επίπεδο. Χάρη στην κληρονομικότητα, τα χαρακτηριστικά που διασφαλίζουν την προσαρμογή στο περιβάλλον μεταβιβάζονται από γενιά σε γενιά.

 μεταβλητότητα - ιδιότητα αντίθετη από την κληρονομικότητα. Λόγω της μεταβλητότητας, ένα ζωντανό σύστημα αποκτά χαρακτηριστικά που προηγουμένως ήταν ασυνήθιστα για αυτό. Πρώτα απ 'όλα, η μεταβλητότητα συνδέεται με σφάλματα κατά την αναπαραγωγή: οι αλλαγές στη δομή των νουκλεϊκών οξέων οδηγούν στην εμφάνιση νέων κληρονομικών πληροφοριών. Εμφανίζονται νέα σημάδια και ιδιότητες. Εάν είναι χρήσιμα για τον οργανισμό σε ένα δεδομένο βιότοπο, τότε συλλέγονται και διορθώνονται ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ. Δημιουργούνται νέες μορφές και τύποι. Έτσι, η μεταβλητότητα δημιουργεί τις προϋποθέσεις για την ειδογένεση και την εξέλιξη.

 ατομική ανάπτυξη (διαδικασία οντογένεσης) - η ενσάρκωση του πρωτοτύπου γενετικές πληροφορίες, ενσωματωμένα στη δομή των μορίων DNA (δηλαδή στον γονότυπο), στις δομές εργασίας του σώματος. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας εκδηλώνεται μια ιδιότητα όπως η ικανότητα ανάπτυξης, η οποία εκφράζεται σε αύξηση του σωματικού βάρους και του μεγέθους του. Αυτή η διαδικασία βασίζεται στην αναπαραγωγή μορίων, την αναπαραγωγή, την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση των κυττάρων και άλλων δομών, κ.λπ.

 φυλογενετική ανάπτυξη (οι νόμοι του θεσπίστηκαν από τον C.R. Darwin). Βασισμένο στην προοδευτική αναπαραγωγή, την κληρονομικότητα, τον αγώνα για ύπαρξη και την επιλογή.

Ως αποτέλεσμα της εξέλιξης, εμφανίστηκε ένας τεράστιος αριθμός ειδών. Η προοδευτική εξέλιξη έχει περάσει από διάφορα στάδια. Πρόκειται για προκυτταρικούς, μονοκύτταρους και πολυκύτταρους οργανισμούς

κάτω στο άτομο. Ταυτόχρονα, η ανθρώπινη οντογένεση επαναλαμβάνει τη φυλογένεση (δηλαδή, η ατομική ανάπτυξη περνά από τα ίδια στάδια με την εξελικτική διαδικασία).

 διακριτικότητα (ασυνέχεια) και ταυτόχρονα ακεραιότητα . Η ζωή αντιπροσωπεύεται από μια συλλογή μεμονωμένων οργανισμών, ή ατόμων. Κάθε οργανισμός, με τη σειρά του, επίσης

διακριτό γιατί αποτελείται από μια συλλογή οργάνων, ιστών και κυττάρων. Κάθε κύτταρο αποτελείται από οργανίδια, αλλά ταυτόχρονα είναι αυτόνομο. Οι κληρονομικές πληροφορίες πραγματοποιούνται από τα γονίδια, αλλά κανένα μεμονωμένο γονίδιο δεν μπορεί να προσδιορίσει

ανάπτυξη ενός ή άλλου χαρακτηριστικού.

Στοιχεία όπως C, O, H, N, S, P αποτελούν μέρος οργανικών ενώσεων.

Τα μακροστοιχεία περιλαμβάνουν οξυγόνο (65-75%), άνθρακα (15-18%), υδρογόνο (8-10%), άζωτο (2,0-3,0%), κάλιο (0,15-0,4%), θείο (0,15-0,2%), φώσφορος (0,2-1,0%), χλώριο (0,05-0,1%), μαγνήσιο (0,02-0,03%), νάτριο (0,02-0,03%), ασβέστιο (0,04-2,00%).

μικροστοιχεία, που αποτελούν από 0,001% έως 0,000001% του σωματικού βάρους των ζωντανών όντων, περιλαμβάνουν βανάδιο, γερμάνιο, ιώδιο (μέρος της θυροξίνης, μια ορμόνη του θυρεοειδούς), κοβάλτιο (βιταμίνη Β12), μαγγάνιο, νικέλιο, ρουθήνιο, σελήνιο, φθόριο (οδοντικό σμάλτο), χαλκός, χρώμιο, ψευδάργυρος.

Προκυτταρικό επίπεδο οργάνωσης της ζωντανής ύλης. Ιούς. Ο ρόλος των ιών στη μεταβλητότητα και η χρήση τους στη γενετική μηχανική και τη θεραπεία. Πειράματα των H. Frankel-Conrad και A. Hershey και M. Chase χρησιμοποιώντας δύο τύπους ιών.

Προκυτταρικό (ή μοριακό, ή μοριακό-γενετικό) επίπεδο οργάνωσης της ζωντανής ύλης: Το αρχικό επίπεδο οργάνωσης των ζωντανών όντων. Αντικείμενο έρευνας είναι μόρια νουκλεϊκών οξέων, πρωτεϊνών, υδατανθράκων, λιπιδίων και άλλων βιολογικών μορίων, δηλ. μόρια που βρίσκονται στο κύτταρο.

Από αυτό το επίπεδο ξεκινούν διάφορες ζωτικές διεργασίες του σώματος: μεταβολισμός και μετατροπή ενέργειας, μετάδοση κληρονομικών πληροφοριών κ.λπ.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Ο Ivanovsky και ο Polovtsev ήταν οι πρώτοι στον κόσμο που πρότειναν ότι η ασθένεια του καπνού, που περιγράφηκε το 1886 από τον A.D. Mayer στην Ολλανδία με το όνομα μωσαϊκό, αντιπροσωπεύει όχι μία, αλλά δύο εντελώς διαφορετικές ασθένειες του ίδιου φυτού. Το ένα από αυτά είναι η φουντουκιά, ο αιτιολογικός παράγοντας της οποίας είναι ένας μύκητας και η άλλη είναι άγνωστης προέλευσης.
Τέλη XIXαιώνα σημαδεύτηκε από σημαντικά επιτεύγματα στη μικροβιολογία και, φυσικά, ο Ιβανόφσκι αποφάσισε να ανακαλύψει εάν κάποιο βακτήριο προκαλεί το μωσαϊκό του καπνού. Εξέτασε πολλά άρρωστα φύλλα κάτω από ένα οπτικό μικροσκόπιο (δεν υπήρχαν ακόμη ηλεκτρονικά) αλλά μάταια - δεν βρέθηκαν σημάδια βακτηρίων. «Ή μήπως είναι τόσο μικρά που δεν φαίνονται;» σκέφτηκε ο επιστήμονας. Αν συμβαίνει αυτό, τότε πρέπει να περάσουν από φίλτρα που παγιδεύουν κοινά βακτήρια στην επιφάνειά τους. Παρόμοια φίλτρα υπήρχαν ήδη εκείνη την εποχή.

Ο Ιβανόφσκι τοποθέτησε ένα λεπτόκοκκο φύλλο άρρωστου καπνού στο υγρό, το οποίο στη συνέχεια διήθησε. Τα βακτήρια συγκρατήθηκαν από το φίλτρο και το φιλτραρισμένο υγρό έπρεπε να είναι αποστειρωμένο και να μην μπορεί να μολύνει ένα υγιές φυτό εάν ερχόταν σε επαφή με αυτό. Αλλά ήταν μολυσματική! Αυτή είναι η ουσία της ανακάλυψης του Ιβανόφσκι (πόσο απλά είναι όλα υπέροχα!).

Εδώ παίζει ρόλο η διαφορά στο μέγεθος. Οι ιοί είναι περίπου 100 φορές μικρότεροι από τα βακτήρια, επομένως περνούσαν ελεύθερα από όλα τα φίλτρα και μόλυναν υγιή φυτά, πέφτοντας πάνω τους μαζί με το φιλτραρισμένο υγρό. Τα βακτήρια διακρίνονται επίσης από την ικανότητά τους να πολλαπλασιάζονται σε τεχνητά δημιουργημένα θρεπτικά μέσα, αλλά οι ιοί που ανακάλυψε ο Ιβανόφσκι δεν το έκαναν αυτό. «Λοιπόν αυτό είναι κάτι νέο», αποφάσισε ο επιστήμονας. Το έτος ήταν 1892.

Τα ώριμα σωματίδια ιού - ιοσώματα ή ιοσπόρια - αποτελούνται από ένα πρωτεϊνικό κέλυφος και ένα νουκλεοκαψίδιο, που αντιπροσωπεύεται από νουκλεϊκό οξύ. Κύκλος ζωής: ιοσπόρια — προσκόλληση στο κύτταρο — εισαγωγή σε αυτό — λανθάνον στάδιο — σχηματισμός νέας γενιάς — έξοδος ιοσπορίων.

Τύποι αλληλεπίδρασης ιού-κυττάρου

Υπάρχουν τρεις τύποι αλληλεπίδρασης μεταξύ του ιού και του κυττάρου: παραγωγική, αποτυχημένη και ολοκληρωτική.

Παραγωγικός τύπος - τελειώνει με το σχηματισμό νέας γενιάς ιοσωμάτων και θάνατο (λύση) μολυσμένων κυττάρων (κυτταρολυτική μορφή). Ορισμένοι ιοί αφήνουν τα κύτταρα χωρίς να τα καταστρέφουν (μη κυτταρολυτική μορφή).

Αποτυχημένος τύπος - δεν τελειώνει με το σχηματισμό νέων βιριόντων, καθώς η μολυσματική διαδικασία στο κύτταρο διακόπτεται σε ένα από τα στάδια.

Ολοκληρωτικός τύπος, ή ιογενής - χαρακτηρίζεται από την ενσωμάτωση (ενσωμάτωση) ιικού DNA με τη μορφή προϊού στο κυτταρικό χρωμόσωμα και τη συνύπαρξή τους (συν-αντιγραφή)

http://biofile.ru/bio/5222.html

Οι ιοί ανακαλύφθηκαν από τον D.I. Ivanovsky (1892, ιός του μωσαϊκού του καπνού).

Εάν οι ιοί απομονωθούν στην καθαρή τους μορφή, τότε υπάρχουν με τη μορφή κρυστάλλων (δεν έχουν δικό τους μεταβολισμό, αναπαραγωγή και άλλες ιδιότητες των ζωντανών όντων). Εξαιτίας αυτού, πολλοί επιστήμονες θεωρούν ότι οι ιοί είναι ένα ενδιάμεσο στάδιο μεταξύ ζωντανών και μη ζωντανών αντικειμένων.

Οι ιοί είναι μη κυτταρικές μορφές ζωής.Τα ιικά σωματίδια (virions) δεν είναι κύτταρα:

· Οι ιοί είναι πολύ μικρότεροι από τα κύτταρα.

· Οι ιοί είναι πολύ πιο απλοί στη δομή από τα κύτταρα - αποτελούνται μόνο από νουκλεϊκό οξύ και ένα πρωτεϊνικό κέλυφος, που αποτελείται από πολλά ίδια μόρια πρωτεΐνης.

Σύνθεση συστατικών του ιού:

· Το νουκλεϊκό οξύ του ιού περιέχει πληροφορίες για τις ιικές πρωτεΐνες. Το κύτταρο παράγει μόνο του αυτές τις πρωτεΐνες, στα ριβοσώματα του.

· Το κύτταρο αναπαράγει το ίδιο το νουκλεϊκό οξύ του ιού, με τη βοήθεια των ενζύμων του.

· Στη συνέχεια λαμβάνει χώρα η αυτοσυναρμολόγηση των ιικών σωματιδίων.

Σημασία ιού:

· προκαλούν μολυσματικές ασθένειες (γρίπη, έρπης, AIDS κ.λπ.)

· Μερικοί ιοί μπορούν να εισάγουν το DNA τους στα χρωμοσώματα του κυττάρου ξενιστή, προκαλώντας μεταλλάξεις.

Στάδιο 1 Προπαρασκευαστικό στάδιο. Σχηματισμός μονομερών από πολυμερή.

Διάσπαση πολυμερών σε μονομερή. Η διαδικασία λαμβάνει χώρα στην τροφική οδό ή στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων. Όλη η ενέργεια καταναλώνεται με τη μορφή θερμότητας.

Τα λιπίδια περιλαμβάνουν γλυκερίνη και λιπαρά οξέα. από πρωτεΐνες αμινοξέα και από υδατάνθρακες γλυκόζη.

Slyusarev σελ.178

Αναγέννηση -την ικανότητα των οργανισμών να επιδιορθώνουν κατεστραμμένους ιστούς/όργανα.

Υπάρχουν φυσιολογική, επανορθωτική και παθολογική αναγέννηση.

Φυσιολογικός – φυσική αποκατάσταση κυττάρων και ιστών στην οντογένεση. Για παράδειγμα, αλλαγή ερυθρών αιμοσφαιρίων, επιθήλιο δέρματος.

Επανορθωτικός – ανάκτηση από βλάβη ή θάνατο κυττάρων και ιστών.

Παθολογικός – πολλαπλασιασμός ιστών που δεν είναι πανομοιότυποι με τους υγιείς ιστούς. Για παράδειγμα, η ανάπτυξη ουλώδους ιστού στη θέση του εγκαύματος, του χόνδρου στη θέση ενός κατάγματος, ο πολλαπλασιασμός των κυττάρων του συνδετικού ιστού στη θέση του μυϊκού ιστού της καρδιάς και ενός καρκινικού όγκου.

Προβλήματα:

Η ηλικία, τα μεταβολικά χαρακτηριστικά, η κατάσταση του νευρικού και ενδοκρινικού συστήματος, η διατροφή, η ένταση της κυκλοφορίας του αίματος σε κατεστραμμένο ιστό, οι συνακόλουθες ασθένειες μπορούν να αποδυναμώσουν, να ενισχύσουν ή να αλλάξουν ποιοτικά τη διαδικασία αναγέννησης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό οδηγεί στην εμφάνιση ενός άλλου τύπου αναγέννησης - παθολογικής αναγέννησης. Οι εκδηλώσεις του: μακροχρόνια μη επουλωτικά έλκη, εξασθενημένη επούλωση καταγμάτων των οστών, υπερβολική ανάπτυξη ιστού ή μετάβαση από τον έναν τύπο ιστού στον άλλο.

Ετερο- και ευχρωματίνη.

Οπερόν

ένα τμήμα DNA, η μεταγραφή του οποίου πραγματοποιείται ανά μόριο αγγελιαφόρου RNA υπό τον έλεγχο ενός ειδικού ρυθμιστή πρωτεΐνης. Η έννοια του οπερονίου προτάθηκε το 1961 από τους F. Jacob και J. Mano για να εξηγήσουν τον μηχανισμό «ενεργοποίησης» και «απενεργοποίησης» γονιδίων ανάλογα με την ανάγκη του κυττάρου ενός προκαρυωτικού οργανισμού για ουσίες, η σύνθεση των οποίων ελέγχεται από αυτά τα γονίδια. Περαιτέρω πειράματα κατέστησαν δυνατή τη συμπλήρωση αυτής της έννοιας και επίσης επιβεβαίωσαν ότι η ρύθμιση του οπερονίου (δηλαδή η ρύθμιση σε μεταγραφικό επίπεδο) είναι ο κύριος μηχανισμός για τη ρύθμιση της γονιδιακής δραστηριότητας σε προκαρυώτες και σε έναν αριθμό ιών.

Το οπερόνιο περιέχει δομικά γονίδιακαι ρυθμιστικά στοιχεία (δεν πρέπει να συγχέεται με το γονίδιο ρυθμιστή). Τα δομικά γονίδια κωδικοποιούν πρωτεΐνες που πραγματοποιούν διαδοχικά στάδια βιοσύνθεσης μιας ουσίας.

Τα ρυθμιστικά στοιχεία είναι τα ακόλουθα:

Προαγωγέας - Το Promoter είναι ένα σημείο προσγείωσης για RNA πολυμεράση

Ο χειριστής είναι ένα ειδικό τμήμα του DNA από το οποίο ξεκινά η λειτουργία - σύνθεση mRNA.

Ο τερματιστής είναι μια περιοχή στο τέλος ενός οπερονίου που σηματοδοτεί τη διακοπή της μεταγραφής.

Κατασκευαστικός γονίδια - γονίδια, τα οποία περιέχουν κληρονομικές πληροφορίες για τη δομή των πρωτεϊνών.

Ένας προαγωγέας είναι μια θέση προσγείωσης για RNA πολυμεράση.

Ο χειριστής είναι ένα ειδικό τμήμα του DNA από το οποίο ξεκινά η λειτουργία - σύνθεση mRNA.

Παράγοντες μεταγραφής(παράγοντες μεταγραφής) - πρωτεΐνες που ελέγχουν τη διαδικασία σύνθεσης mRNA σε ένα πρότυπο DNA (μεταγραφή) δεσμεύοντας σε συγκεκριμένα τμήματα του DNA

24. Πολυμερής πρωτεϊνική οργάνωση χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της ανθρώπινης αιμοσφαιρίνης. Δρεπανοκυτταρική αναιμία.

αιμοσφαιρίνη -μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη ερυθρών αιμοσφαιρίων που απομονώνεται εύκολα από το σώμα χωρίς τη χρήση βιοχημικών τεχνικών έντασης εργασίας. Το μόριο της αιμοσφαιρίνης αποτελείται από τέσσερις πολυπεπτιδικές αλυσίδες (δύο α- και δύο β-αλυσίδες), καθεμία από τις οποίες συνδέεται με ένα μη πρωτεϊνικό συστατικό - την αίμη, η οποία περιέχει σίδηρο.

Δρεπανοκυτταρική αναιμίαείναι μια κληρονομική αιμοσφαιρινοπάθεια που σχετίζεται με μια διαταραχή στη δομή της πρωτεΐνης της αιμοσφαιρίνης στην οποία αποκτά μια ειδική κρυσταλλική δομή- η λεγόμενη αιμοσφαιρίνη S. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια που φέρουν αιμοσφαιρίνη S αντί της φυσιολογικής αιμοσφαιρίνης Α, στο μικροσκόπιο έχουν χαρακτηριστικό σχήμα ημισελήνου (δρεπανοειδές σχήμα), για το οποίο αυτή η μορφή αιμοσφαιρινοπάθειας ονομάζεται δρεπανοκυτταρική αναιμία.

25. Βασικές αρχές της γενετικής μοναδικότητας ενός ατόμου (ανοσογενετική). Σύμπλεγμα γενετικής ανθρώπινης ιστοσυμβατότητας (HLA). Η σημασία του στη μεταμοσχευση.

Η ανοσογενετική είναι ένας κλάδος της ανοσολογίας που μελετά τέσσερα κύρια προβλήματα:

1) γενετική ιστοσυμβατότητας.

2) γενετικός έλεγχος της δομής των ανοσοσφαιρινών και άλλων ανοσολογικά σημαντικών μορίων.

3) γενετικός έλεγχος της ισχύος της ανοσολογικής απόκρισης και

4) γενετική αντιγόνων.

Η ανοσογενετική είναι ένας κλάδος της ανοσολογίας που μελετά τη γενετική. συνθήκη παραγόντων ανοσίας, ενδοειδική ποικιλομορφία και κληρονομικότητα αντιγόνων ιστών, γενετική. και πληθυσμού πτυχές της σχέσης μεταξύ μακρο- και μικροοργανισμών και ασυμβατότητας ιστών.

Ο I. ξεκίνησε με το έργο των E. Dungern και L. Hirschfeld, οι οποίοι ανακάλυψαν την κληρονομικότητα των αντιγόνων του αίματος της ομάδας (1910). Ο όρος «εγώ». που προτείνουν οι M. Irwin και L. Kole (1936).

Ανθρώπινα αντιγόνα λευκοκυττάρων, Σύστημα γονιδίων ανθρώπινης ιστοσυμβατότητας (HLA, Ανθρώπινα Λευκοκυτταρικά Αντιγόνα) - μια ομάδα αντιγόνων ιστοσυμβατότητας, το κύριο σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας (στο εξής θα αναφέρεται ως MHC) στους ανθρώπους. Αντιπροσωπεύεται από περισσότερα από 150 αντιγόνα. Ο τόπος που βρίσκεται στο χρωμόσωμα 6 περιέχει ένας μεγάλος αριθμός απόγονίδια που σχετίζονται με το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα. Αυτά τα γονίδια κωδικοποιούν, μεταξύ άλλων, πρωτεΐνες που παρουσιάζουν αντιγόνο που βρίσκονται στην κυτταρική επιφάνεια. Τα γονίδια HLA είναι η ανθρώπινη εκδοχή των γονιδίων MHC πολλών σπονδυλωτών (πολλές μελέτες γονιδίων MHC έχουν γίνει σε αυτά).

Οι ρόλοι του HLA είναι σημαντικοί στην προστασία από ασθένειες, μπορεί να είναι αιτία απόρριψης οργάνου μετά τη μεταμόσχευση, μπορεί να προστατεύουν από τον καρκίνο ή να αυξάνουν την πιθανότητα καρκίνου (εάν δεν ρυθμίζονται λόγω συχνών λοιμώξεων. Μπορεί να επηρεάζουν την ανάπτυξη αυτοάνοσων νοσημάτων (π.χ. τύπου 1 διαβήτης, κοιλιοκάκη).

Δομικά και λειτουργικά επίπεδα οργάνωσης κληρονομικού υλικού σε προκαρυώτες και ευκαρυώτες: γονίδιο, χρωμοσωμικό, γονιδιωματικό. Γονίδιο και οι ιδιότητές του. Κωδικός τριπλής. Ενδοκυτταρική ρύθμιση (υπόθεση Jacob και Monod).

Επίπεδο γονιδίου:

Η μελέτη αυτού του επιπέδου σχετίζεται με τις λειτουργίες και τη δομή των νουκλεϊκών οξέων.

Υπάρχουν δύο γνωστές ομάδες νουκλεϊκών οξέων: το RNA και το DNA.

Το DNA βρίσκεται στον πυρήνα και είναι μέρος της χρωματίνης, καθώς και τα μιτοχόνδρια, τα κεντροσώματα, τα πλαστίδια και το RNA βρίσκεται στους πυρήνες, στην κυτταροπλασματική μήτρα και στα ριβοσώματα.

Ο φορέας των κληρονομικών πληροφοριών στο κύτταρο είναι το DNA και το RNA χρησιμεύει για τη μετάδοση και την εφαρμογή γενετικών πληροφοριών σε προ- και ευκαρυώτες. Με τη βοήθεια του mRNA, λαμβάνει χώρα η διαδικασία μετάφρασης της αλληλουχίας των νουκλεοτιδίων DNA σε ένα πολυπεπτίδιο.

Σε ορισμένους οργανισμούς, εκτός από το DNA, το RNA μπορεί να είναι ο φορέας κληρονομικών πληροφοριών, για παράδειγμα, σε ιούς μωσαϊκού καπνού, πολιομυελίτιδα και AIDS.

Χρωμοσωμικό επίπεδοΗ οργάνωση του κληρονομικού υλικού χαρακτηρίζεται από τις ιδιαιτερότητες της μορφολογίας και των λειτουργιών των χρωμοσωμάτων.

Γονιδιωματικό επίπεδοΗ οργάνωση του κληρονομικού υλικού, που ενώνει ολόκληρο το σύνολο των χρωμοσωμικών γονιδίων, είναι μια εξελικτικά καθιερωμένη δομή, που χαρακτηρίζεται από σχετικά μεγαλύτερη σταθερότητα από το γονίδιο και τα χρωμοσωμικά επίπεδα.

Γονίδιο– ένα τμήμα ενός μορίου DNA που καθορίζει τη σειρά των αμινοξέων σε ένα μόριο πρωτεΐνης.

Ιδιότητες γονιδίων:

1 διακριτικότητα δράσης - η ανάπτυξη διαφόρων χαρακτηριστικών ελέγχεται από διαφορετικά γονίδια.

2 σταθερότητα - μεταδίδεται μέσω πολλών γενεών αμετάβλητο.

3 ειδικότητα - καθένα από τα γονίδια καθορίζει την ανάπτυξη ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού.

4 πλειοτροπία - η ικανότητα των γονιδίων να διασφαλίζουν την ανάπτυξη πολλών χαρακτηριστικών ταυτόχρονα

Γονίδιο(από τα ελληνικά γένος -προέλευση) είναι η μικρότερη μονάδα κληρονομικότητας που εξασφαλίζει τη συνέχεια στους απογόνους του ενός ή του άλλου στοιχειώδους χαρακτηριστικού ενός οργανισμού. Σε ανώτερους οργανισμούς, το γονίδιο είναι μέρος ειδικών σχηματισμών που μοιάζουν με νήματα - χρωμοσώματαβρίσκεται μέσα στον πυρήνα του κυττάρου. Το σύνολο όλων των γονιδίων ενός οργανισμού το συνιστά γονιδίωμα.Υπάρχουν περίπου εκατό χιλιάδες γονίδια στο ανθρώπινο γονιδίωμα. Σύμφωνα με τους δικούς τους χημικά χαρακτηριστικάένα γονίδιο είναι ένα τμήμα ενός μορίου DNA (σε ορισμένους ιούς - RNA), σε μια συγκεκριμένη δομή του οποίου κωδικοποιείται μία ή άλλη κληρονομική πληροφορία. Κάθε γονίδιο περιέχει μια συγκεκριμένη συνταγή που εξασφαλίζει την κατάλληλη σύνθεση μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης και έτσι το σύνολο των γονιδίων ελέγχει όλες τις χημικές αντιδράσεις του σώματος και καθορίζει όλα τα χαρακτηριστικά του. Η πιο σημαντική ιδιότητα ενός γονιδίου είναι ο συνδυασμός υψηλής σταθερότητας, αμετάβλητης διάρκειας γενεών με την ικανότητα για κληρονομικές αλλαγές - μεταλλάξειςπου αποτελούν την πηγή της μεταβλητότητας στους οργανισμούς και τη βάση για τη δράση της φυσικής επιλογής.

Κωδικός τριπλής. - γενετική κώδικας, στην οποία κάθε αμινοξύ μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας ορίζεται από μια ομάδα τριών νουκλεοτιδίων DNA.

Ένα γενικό διάγραμμα της δομής της γενετικής συσκευής των προκαρυωτών προτάθηκε από τον French. Jacob και Monod. Για πολύ καιρό δεν μπορούσαν να εξηγήσουν το γεγονός: τα βακτήρια αρχίζουν να συνθέτουν ένα συγκεκριμένο ένζυμο όταν υπάρχει μια ουσία στο περιβάλλον που διασπάται από αυτό το ένζυμο (υπόστρωμα αντίδρασης). Εάν η λακτόζη και η γλυκόζη υπάρχουν στο μέσο, τότε η γλυκόζη αποσυντίθεται πρώτα, επειδή Τα βακτήρια έχουν συνεχώς αυτό το ένζυμο. Μόνο τότε αρχίζει να συντίθεται το ένζυμο που αποσυνθέτει τη λακτόζη.

Το σχήμα για τον γενετικό έλεγχο της πρωτεϊνικής σύνθεσης ονομάζεται υπόθεση οπερονίου. Σύμφωνα με αυτό το σχήμα, τα γονίδια είναι λειτουργικά διαφορετικά: μερικά από αυτά (δομικά γονίδια) περιέχουν πληροφορίες σχετικά με τη θέση των αμινοξέων στο μόριο πρωτεΐνης-ενζύμου, άλλα (γονίδια ρυθμιστών) εκτελούν ρυθμιστικές λειτουργίες που επηρεάζουν τη δραστηριότητα των δομικών γονιδίων.

Μορφολογία όρχεων

Οι όρχεις είναι ζευγαρωμένες ανδρικές γονάδες που παράγουν αναπαραγωγικά προϊόντα και ορμόνες φύλου. Η δομή των όρχεων ποικίλλει μεταξύ των διαφόρων ζώων. Στα κατώτερα σπονδυλωτά (ψάρια), οι όρχεις βρίσκονται στην κοιλότητα του σώματος. Στα θηλαστικά του πλακούντα, λαμβάνονται έξω από την κοιλότητα του σώματος και βρίσκονται σε ένα ειδικό όργανο - το όσχεο λόγω της υψηλής θερμοκρασίας του σώματος.

Μορφολογία των ωοθηκών

Η ωοθήκη στα περισσότερα ζώα είναι μια ζευγαρωμένη γονάδα στην οποία αναπτύσσονται τα ωάρια. Στα πτηνά, η ωοθήκη δεν είναι ζευγαρωμένη, γεγονός που σχετίζεται με την προσαρμογή στην πτήση. Σε ορισμένα ζώα εντοπίζεται στην κοιλότητα του σώματος (ψάρια), στα θηλαστικά και στον άνθρωπο στην πυελική κοιλότητα. Η δομή της ωοθήκης αποτελείται από μια βάση συνδετικού ιστού - στρώμα. Χωρίζεται σε ένα εσωτερικό τμήμα, το μυελό και ένα εξωτερικό τμήμα, το φλοιώδες στρώμα. Το εξωτερικό του αδένα καλύπτεται με μονοστρωματικό υποτυπώδες επιθήλιο.

Η μεταγεννητική οντογένεση και οι περίοδοι της. Ο ρόλος των ενδοκρινών αδένων: θυρεοειδής, υπόφυση, αναπαραγωγικοί αδένες στη ρύθμιση της ζωτικής δραστηριότητας του σώματος στη μεταγεννητική οντογένεση. Η επίδραση της μελατονίνης στις φυσιολογικές διεργασίες.

Οντογένεση, ή η ατομική ανάπτυξη του σώματος, χωρίζεται σε δύο περιόδους: προγεννητική (ενδομήτρια) και μεταγεννητική (μετά τη γέννηση).

Η προγεννητική περίοδος διαρκεί από τη στιγμή της σύλληψης και του σχηματισμού του ζυγώτη μέχρι τη γέννηση. μεταγεννητικός – από τη στιγμή της γέννησης έως τον θάνατο.

Η μεταγεννητική περίοδος της οντογένεσης χωρίζεται σε έντεκα περιόδους:

1η-10η ημέρα - νεογέννητα;

10η ημέρα – 1 έτος – βρεφική ηλικία.

1-3 ετών - πρώιμη παιδική ηλικία.

4-7 ετών - πρώτη παιδική ηλικία.

8-12 ετών - δεύτερη παιδική ηλικία.

13-16 ετών - εφηβεία.

17-21 ετών - εφηβεία.

22-35 ετών - η πρώτη ώριμη ηλικία.

36-60 ετών – δεύτερη ώριμη ηλικία.

61-74 ετών – γηρατειά.

από 75 ετών - μεγάλη ηλικία,

μετά από 90 χρόνια - μακρόβια.

Η οντογένεση τελειώνει με φυσικό θάνατο.

Οι ενδοκρινείς αδένες παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του σώματος. Σε περίπτωση ανεπαρκούς λειτουργίας θυρεοειδής αδένας, εάν εκδηλωθεί στην παιδική ηλικία, αναπτύσσεται η νόσος κρετινισμός, που χαρακτηρίζεται από νοητική υστέρηση, καθυστερημένη ανάπτυξη και σεξουαλική ανάπτυξη και μειωμένες σωματικές αναλογίες.

Βλεννογόνος. Περιέχει μια ορμόνη που διεγείρει την ανάπτυξη, την σωματοτροπική ορμόνη. Με τη μειωμένη λειτουργία στην παιδική ηλικία, αναπτύσσεται νανισμός (νανισμός) και με αυξημένη λειτουργία, αναπτύσσεται γιγαντισμός. Όταν η ορμόνη απελευθερώνεται στην ενήλικη ζωή, εμφανίζεται παθολογική ανάπτυξη μεμονωμένων οργάνων. Παρατηρείται υπερανάπτυξη των οστών του χεριού, του ποδιού και του προσώπου (ακρομεγαλία).

Σεξουαλικοί αδένεςπαράγουν γεννητικά κύτταρα και ορμόνες του φύλου υπό την επίδραση των οποίων εμφανίζεται ο σχηματισμός δευτερογενών σεξουαλικών χαρακτηριστικών.

Μελατονίνη :

Ενημερώνει όλα τα κύτταρα του σώματος για την ώρα της ημέρας και την ελαφριά φάση μιας ηλιόλουστης ημέρας. Καταστράφηκε στο φως. Παράγεται στο σκοτάδι.

Με έλλειψη μελατονίνης: πρόωρη γήρανση, πρόωρη εμμηνόπαυση, ανάπτυξη παχυσαρκίας και καρκίνος.

Η έννοια της ομοιόστασης-ομοιοκίνησης. Γενικά πρότυπα ομοιόστασης σε ζωντανά συστήματα. Γενετική, κυτταρική και συστημική βάση ομοιοστατικών αντιδράσεων του οργανισμού. Ο ρόλος του ενδοκρινικού και ανοσοποιητικού συστήματος στη διασφάλιση της ομοιόστασης και των προσαρμοστικών αλλαγών. Τύποι ομοιόστασης.

Βλέπε σελίδα 190 Slyusarev!

Ομοιόσταση είναι η σχετική δυναμική σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος (αίμα, λέμφος, υγρό ιστών) και η σταθερότητα των βασικών φυσιολογικών λειτουργιών (κυκλοφορία αίματος, αναπνοή, θερμορύθμιση, μεταβολισμός κ.λπ.) του σώματος του ανθρώπου και του ζώου.

Ομοιοκίνηση – Αυτόη διαδικασία αλλαγής της λειτουργίας του σώματος, με στόχο την εγκαθίδρυση ομοιόστασης (τη λεγόμενη κινητή ισορροπία).

Η κανονικοποίηση των φυσιολογικών παραμέτρων πραγματοποιείται με βάση την ιδιότητα της ευερεθιστότητας. Η ικανότητα διατήρησης της ομοιόστασης ποικίλλει μεταξύ των διαφορετικών ειδών. Καθώς οι οργανισμοί γίνονται πιο περίπλοκοι, αυτή η ικανότητα εξελίσσεται, καθιστώντας τους πιο ανεξάρτητους από τις διακυμάνσεις των εξωτερικών συνθηκών. Αυτό είναι ιδιαίτερα εμφανές στα ανώτερα ζώα και στους ανθρώπους, που έχουν πολύπλοκους νευρικούς, ενδοκρινικούς και ανοσορυθμιστικούς μηχανισμούς. Η επίδραση του περιβάλλοντος στο ανθρώπινο σώμα δεν είναι κυρίως άμεση, αλλά έμμεση λόγω της δημιουργίας ενός τεχνητού περιβάλλοντος, της επιτυχίας της τεχνολογίας και του πολιτισμού.

Στους συστημικούς μηχανισμούς της ομοιόστασης, λειτουργεί η κυβερνητική αρχή της αρνητικής ανάδρασης: με οποιαδήποτε ενοχλητική επίδραση, ενεργοποιούνται νευρικοί και ενδοκρινικοί μηχανισμοί, οι οποίοι είναι στενά συνδεδεμένοι.

Τύποι ομοιόστασης:

Γενετική ομοιόστασησε μοριακό γενετικό, κυτταρικό και οργανικό επίπεδο, στοχεύει στη διατήρηση ενός ισορροπημένου γονιδιακού συστήματος που περιέχει όλες τις βιολογικές πληροφορίες του σώματος. Σε επίπεδο πληθυσμού-ειδών, η γενετική ομοιόσταση είναι η ικανότητα ενός πληθυσμού να διατηρεί τη σχετική σταθερότητα και ακεραιότητα του κληρονομικού υλικού, η οποία διασφαλίζεται από τις διαδικασίες μείωσης της διαίρεσης και ελεύθερης διασταύρωσης ατόμων, η οποία βοηθά στη διατήρηση της γενετικής ισορροπίας των συχνοτήτων των αλληλόμορφων .

Φυσιολογική ομοιόστασησχετίζεται με το σχηματισμό και τη συνεχή διατήρηση συγκεκριμένων φυσικοχημικών συνθηκών στο κύτταρο. Σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος πολυκύτταροι οργανισμοίυποστηρίζεται από το αναπνευστικό, κυκλοφορικό, πεπτικό, απεκκριτικό σύστημα και ρυθμίζεται από το νευρικό και το ενδοκρινικό σύστημα.

Δομική ομοιόστασηβασίζεται σε μηχανισμούς αναγέννησης που εξασφαλίζουν μορφολογική σταθερότητα και ακεραιότητα του βιολογικού συστήματος σε διαφορετικά επίπεδα οργάνωσης. Αυτό εκφράζεται στην αποκατάσταση των ενδοκυτταρικών και οργάνων δομών μέσω διαίρεσης και υπερτροφίας.

Η παραβίαση των μηχανισμών που διέπουν τις ομοιοστατικές διεργασίες θεωρείται «ασθένεια» της ομοιόστασης.

36. Το πρόβλημα της μεταμόσχευσης οργάνων και ιστών. Αυτο-, αλλο- και ετερομεταμόσχευση. Μεταμόσχευση ζωτικών οργάνων. Ασυμβατότητα ιστών και τρόποι αντιμετώπισής της. Τεχνητά όργανα.

ΜΕΤΑΜΟΣΧΕΥΣΗ - μεταμόσχευση ή εμφύτευση οργάνων και ιστών. Η μεταμοσχευμένη περιοχή ονομάζεται ΜΕΤΑΜΟΣΧΕΥΣΗ, ο οργανισμός από τον οποίο λαμβάνεται ο ιστός για μεταμόσχευση είναι ΔΟΤΗΣ και το σώμα που μεταμοσχεύεται είναι ΛΗΠΤΗΣ. Η επιτυχία της μεταμόσχευσης εξαρτάται από τις ανοσολογικές αντιδράσεις του οργανισμού.

Κατά την ΑΥΤΟΜΕΤΟΣΧΕΥΣΗ (μεταμόσχευση σε άλλο μέρος του σώματος του ίδιου οργανισμού), οι πρωτεΐνες (αντιγόνα) του μοσχεύματος δεν διαφέρουν από εκείνες του λήπτη και η επέμβαση είναι πιο επιτυχημένη, δεν γίνεται ανοσολογική επέμβαση.

Στην ΑΛΛΟΜΟΣΧΕΥΣΗ (από το ένα άτομο στο άλλο του ίδιου είδους), ο δότης και ο λήπτης διαφέρουν ως προς τα αντιγόνα· στα ανώτερα ζώα παρατηρείται μακροχρόνια εμφύτευση.

ΞΕΝΟΜΟΣΧΕΥΣΗ (ετερομεταμόσχευση) (ο δότης και ο λήπτης ανήκουν σε ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ) είναι επιτυχής σε ορισμένα ασπόνδυλα, αλλά σε ανώτερα ζώα τέτοιες μεταμοσχεύσεις απορροφώνται.

Ασυμβατότητα ιστού- ένα σύμπλεγμα ανοσολογικών αντιδράσεων του σώματος σε μεταμοσχευμένα ξένα κύτταρα, ιστούς ή όργανα.

Κατά τη μεταμόσχευση μεγάλης σημασίαςέχει το φαινόμενο της ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΝΟΧΗΣ (ανοχής) σε ξένα κύτταρα λόγω αντίδρασης απόρριψης. Η καταστολή της ανοσίας στην περίπτωση μεταμόσχευσης ιστού (ανοσοκαταστολή) επιτυγχάνεται με: καταστολή της δραστηριότητας ανοσοποιητικό σύστημα, ακτινοβολία, χορήγηση αντιλεμφικού ορού, ορμονών επινεφριδίων, χημικών - αντικαταθλιπτικών (imuran). Το κύριο καθήκον είναι να καταστείλει όχι μόνο την ανοσία, αλλά και την ανοσία της μεταμόσχευσης.

Τεχνητά όργανα- αυτά είναι τεχνητά όργανα-εμφυτεύματα που μπορούν να αντικαταστήσουν τα πραγματικά όργανασώματα.

Γενικά πρότυπα οντογένεσης πολυκύτταρων οργανισμών. Διαφοροποίηση και ένταξη στην ανάπτυξη. Επιλεκτική γονιδιακή δραστηριότητα στην ανάπτυξη: ο ρόλος των κυτταροπλασματικών παραγόντων του ωαρίου, οι αλληλεπιδράσεις επαφής των κυττάρων, οι ενδοιστικές και ορμονικές επιδράσεις.

Οντογένεση- αυτή είναι η ατομική ανάπτυξη ενός οργανισμού (ατόμου) από τη στιγμή της γέννησής του μέχρι το τέλος της ύπαρξής του.

Κατά τη διάρκεια της οντογένεσης των πολυκύτταρων οργανισμών, εμφανίζεται ανάπτυξη, διαφοροποίηση και ενοποίηση τμημάτων του σώματος.

ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΤΗΤΑ-διάκριση– εξειδίκευση κυττάρων· αλλαγή της αναπτυσσόμενης δομής.

Ενσωμάτωση- η διαδικασία συνδυασμού δομών και λειτουργιών σε έναν ολόκληρο οργανισμό, χαρακτηριστικό των ζωντανών συστημάτων σε κάθε επίπεδο της οργάνωσής τους.

Έχει αποδειχθεί ότι στο αυγό και αργότερα στο ζυγώτη, κυτταροπλασματικοί παράγοντες πρωτεϊνικής φύσης διεισδύουν στον πυρήνα του βλαστομερούς και καθορίζουν τη φύση της πληροφορίας που διαβάζεται. Κατά συνέπεια, προσδιορίζεται (καθορίζεται) η ανάπτυξη εμβρυϊκών ανλαγών.

Οι κυτοκίνες είναι η πιο καθολική κατηγορία ενδο- και διαιστικών ρυθμιστικών ουσιών. Είναι γλυκοπρωτεΐνες που, σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, επηρεάζουν τις αντιδράσεις ανάπτυξης των κυττάρων, τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση. Συχνά θεωρούνται ως ορμόνες ιστών, δηλαδή ορμόνες τοπικής δράσης που εξαπλώνονται μέσω της μεσοκυτταρικής ουσίας σε έναν ή σε κοντινούς ιστούς.

Οι αλληλεπιδράσεις επαφής μεταξύ των κυττάρων είναι σημαντικές για τη διαφοροποίηση σε όλα τα στάδια ανάπτυξης - από τα πρώτα στάδια μέχρι την ενηλικίωση.

Ανακαλύφθηκε ότι κατά τον σχηματισμό πολύπλοκων σύνθετων οφθαλμών στη Drosophila, οι μεσοκυτταρικές αλληλεπιδράσεις εξαπλώθηκαν σε όλο τον εμβρυϊκό ιστό με τη μορφή κύματος. Οι περιοχές των σχηματισμένων μεσοκυττάριων επαφών έχουν διαφορετικά σχήματα. Έχει διαπιστωθεί ότι η διαφοροποίηση των κυττάρων εξαρτάται από τη γεωμετρία των ζωνών επαφής τους με τα γειτονικά κύτταρα. Τα κύτταρα με το ίδιο σχήμα επαφής διαφοροποιούνται προς την ίδια κατεύθυνση. Μεταξύ όλων των άλλων, αναγνωρίζεται ένα κύτταρο φωτοϋποδοχέα, το οποίο διαφέρει από τα άλλα σε αυτόν τον δείκτη. Είναι αυτή που μπορεί να αντιληφθεί την υπεριώδη περιοχή του φάσματος.

Έτσι, οι μεσοκυτταρικές αλληλεπιδράσεις είναι σημαντικές για την ανάπτυξη του οργανισμού και την ακεραιότητά του, ιδιαίτερα κατά την περίοδο του κατακερματισμού. Ξεκινώντας από το στάδιο της βλαστούλας, η εμβρυϊκή επαγωγή γίνεται ο κορυφαίος μηχανισμός ολοκλήρωσης της οντογένεσης.

Κορυφαία ιδέα

Υπάρχει μια αύξηση στο πλάτος των κιρκάδιων βιορυθμών κατά πρώιμα στάδιαη οντογένεση των θηλαστικών, η ανάπτυξή τους στο μέγιστο σε νεαρές και ώριμες ηλικίες και η επακόλουθη μείωση του πλάτους στην τρίτη ηλικία.

Ετεροχρονία- διαφορές στον χρόνο έναρξης της γήρανσης μεμονωμένων ιστών, οργάνων και συστημάτων. Έτσι, οι υποτροφικές αλλαγές στον θύμο αρχίζουν μετά από 13-15 χρόνια, στις γονάδες - στην εμμηνόπαυση, και στην υπόφυση - λίγο πριν από το θάνατο.

(όταν η γήρανση συμβαίνει σε διαφορετικούς ιστούς σε διαφορετικά στάδια ηλικίας)

Ετεροτροπία- άνιση σοβαρότητα γήρανσης σε διαφορετικές δομές του ίδιου οργάνου ή σε διαφορετικά όργανα.

(Όταν η γήρανση εκφράζεται άνισα σε διαφορετικά κύτταρα)

Ετεροκατηγορία- πολυκατευθυντικότητα των αλλαγών που σχετίζονται με την ηλικία. Για παράδειγμα, καθώς μεγαλώνουμε, παρατηρείται μείωση της λειτουργίας των ορμονών του φύλου από τους περιφερικούς αδένες και αύξηση της παραγωγής γοναδοτροπικών ορμονών από την αδενοϋπόφυση.

(Όταν η γήρανση όχι μόνο προκαλεί μείωση ορισμένων λειτουργιών, αλλά προκαλεί και αύξηση σε ορισμένες λειτουργίες)

Η επίδραση των φωτοπεριοδικών παραγόντων στην εποχική προσαρμογή σε πρωτόζωα και μεταζώα, στους ρυθμούς γονιμότητας. Ο ρόλος της μελατονίνης. Κλιματογεωγραφικά χαρακτηριστικά της επίδρασης του φωτοπεριοδισμού στη δραστηριότητα της ζωής. Πολική νύχτα και πολική μέρα. Το πρόβλημα της φωτορύπανσης.

φωτοπεριοδισμός -την αντίδραση των οργανισμών σε εποχιακές αλλαγές στη διάρκεια της ημέρας. Ανακαλύφθηκε από τους W. Garner και N. Allard το 1920 κατά τη διάρκεια εργασιών εκτροφής με καπνό.

Μελατονίνη- η κύρια ορμόνη της επίφυσης, ρυθμιστής των κιρκάδιων ρυθμών :

Ενημερώνει όλα τα κύτταρα του σώματος για την ώρα της ημέρας και την ελαφριά φάση μιας ηλιόλουστης ημέρας. Καταστράφηκε στο φως. Παράγεται στο σκοτάδι. Με έλλειψη μελατονίνης: πρόωρη γήρανση, πρόωρη εμμηνόπαυση, ανάπτυξη παχυσαρκίας και καρκίνος. Αντώνυμα: σερατονίνη.

Κανόνας Aschoff

«Τα νυκτόβια ζώα έχουν μεγαλύτερη ενεργή περίοδο (εγρήγορση) με σταθερό φως, ενώ τα ημερόβια ζώα έχουν μεγαλύτερη περίοδο εγρήγορσης με σταθερό σκοτάδι». Και πράγματι, όπως διαπίστωσε στη συνέχεια ο Aschoff, με παρατεταμένη απομόνωση ανθρώπων ή ζώων στο σκοτάδι, ο κύκλος εγρήγορσης-ύπνου επιμηκύνεται λόγω της αύξησης της διάρκειας της φάσης εγρήγορσης. Από τον κανόνα του Aschoff προκύπτει ότι το φως είναι αυτό που καθορίζει τις κιρκαδικές διακυμάνσεις του σώματος.

Πολική νύχτα- μια περίοδος που ο Ήλιος δεν εμφανίζεται πάνω από τον ορίζοντα για περισσότερες από 24 ώρες (δηλαδή περισσότερο από μια μέρα).

Πολική μέρα- η περίοδος που ο Ήλιος δεν δύει κάτω από τον ορίζοντα για περισσότερο από 1 ημέρα.

Σχέδιο εργασίας:

1. Η έννοια της βιολογίας, η σύνδεσή της με άλλες επιστήμες…………………..2

14. Χαρακτηριστικά της δομής ενός φυτικού κυττάρου………………………7

30. Διείσδυση ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιεςσε ένα κλουβί. Η έννοια του στροβιλισμού, της πλασμόλυσης, της πλασμόλυσης των μικροοργανισμών……………………13

45. Αντιβιοτικά και ανασταλτικές ουσίες. Οδοί εισόδου και η επίδρασή τους στην ποιότητα του γάλακτος. Μέτρα για την πρόληψη της είσοδός τους στο γάλα……………………………………………………………………………………………………

50. Μικροχλωρίδα φυτών και ζωοτροφών……………………………………...18

66. Χαρακτηρίστε τους αιτιολογικούς παράγοντες της φυματίωσης και της βρουκέλλωσης…..22

1. Η έννοια της βιολογίας, η σύνδεσή της με άλλες επιστήμες.

Η επιστήμη είναι μια σφαίρα ερευνητικές δραστηριότητες, με στόχο την απόκτηση νέων γνώσεων για αντικείμενα και φαινόμενα. Η επιστήμη περιλαμβάνει γνώση σχετικά με το αντικείμενο μελέτης, το κύριο καθήκον της είναι να το κατανοήσει πληρέστερα και σε βάθος. Η κύρια λειτουργία της επιστήμης είναι η έρευνα. Αντικείμενο έρευνας για τις μεθόδους διδασκαλίας της βιολογίας είναι η θεωρία και η πρακτική της διδασκαλίας, της εκπαίδευσης και της ανάπτυξης των μαθητών σε αυτό το αντικείμενο.

Η μεθοδολογία διδασκαλίας της βιολογίας, όπως κάθε επιστήμη, μαθαίνει τους αντικειμενικούς νόμους των διαδικασιών και των φαινομένων που μελετά. Ο εντοπισμός των γενικών τους προτύπων της επιτρέπει να εξηγεί και να προβλέπει την πορεία των γεγονότων και να ενεργεί σκόπιμα.

Τα κύρια χαρακτηριστικά της επιστήμης, κατά κανόνα, είναι οι στόχοι, το αντικείμενο της μελέτης της, οι μέθοδοι γνώσης και οι μορφές έκφρασης της γνώσης (με τη μορφή θεμελιωδών επιστημονικών διατάξεων, αρχών, νόμων, προτύπων, θεωριών και γεγονότων, όρων) . Σημαντική είναι επίσης η ιστορία της συγκρότησης και της ανάπτυξης της επιστήμης και τα ονόματα των επιστημόνων που την εμπλούτισαν με τις ανακαλύψεις τους.

Οι στόχοι που αντιμετωπίζει η μεθοδολογία της διδασκαλίας της βιολογίας συνάδουν με τους γενικούς παιδαγωγικούς στόχους και στόχους. Να γιατί αυτή η τεχνική- ειδικός τομέας παιδαγωγικής, που καθορίζεται από τις ιδιαιτερότητες του αντικειμένου της έρευνας.

Η μεθοδολογία διδασκαλίας της βιολογίας βασίζεται σε γενικές παιδαγωγικές αρχές σε σχέση με τη μελέτη βιολογικού υλικού. Παράλληλα, ενσωματώνει ειδικές (φυσικές επιστήμες και βιολογικές), ψυχολογικές, παιδαγωγικές, ιδεολογικές, πολιτιστικές και άλλες επαγγελματικές και παιδαγωγικές γνώσεις, δεξιότητες και συμπεριφορές.

Η μεθοδολογία διδασκαλίας της βιολογίας καθορίζει τους στόχους της εκπαίδευσης, το περιεχόμενο του μαθήματος «Βιολογία» και τις αρχές της επιλογής του.

Οι στόχοι της εκπαίδευσης, μαζί με το περιεχόμενο, τη διαδικασία και το αποτέλεσμα της εκπαίδευσης, είναι σημαντικό στοιχείοόποιος παιδαγωγικό σύστημα. Η εκπαίδευση λαμβάνει υπόψη τόσο τους κοινωνικούς στόχους όσο και τους ατομικούς στόχους. Οι κοινωνικοί στόχοι καθορίζονται από τις ανάγκες μιας αναπτυσσόμενης κοινωνίας. Οι προσωπικοί στόχοι λαμβάνουν υπόψη τις ατομικές ικανότητες, τα ενδιαφέροντα, τις εκπαιδευτικές ανάγκες και την αυτοεκπαίδευση.

Επίπεδο εκπαίδευσης, δηλαδή κατοχή βιολογικών γνώσεων, δεξιοτήτων και ικανοτήτων που συμβάλλουν στην ενεργό και πλήρη ένταξη σε εκπαιδευτικές, εργασιακές και κοινωνικές δραστηριότητες·

Επίπεδο εκπαίδευσης, που χαρακτηρίζει το σύστημα κοσμοθεωριών, πεποιθήσεων, στάσης απέναντι στον περιβάλλοντα κόσμο, φύση, κοινωνία, προσωπικότητα.

Το επίπεδο ανάπτυξης που καθορίζει τις ικανότητες, την ανάγκη για αυτο-ανάπτυξη και βελτίωση των σωματικών και ψυχικών ιδιοτήτων. Γενικός μέσος στόχος βιολογική εκπαίδευσηκαθορίζεται λαμβάνοντας υπόψη αυτές τις τιμές και παράγοντες όπως:

Ακεραιότητα της ανθρώπινης προσωπικότητας.

Η προγνωστικότητα, δηλαδή ο προσανατολισμός των στόχων της βιολογικής εκπαίδευσης προς σύγχρονες και μελλοντικές βιολογικές και εκπαιδευτικές αξίες. Έτσι, η γενική δευτεροβάθμια βιολογική εκπαίδευση γίνεται πιο ανοιχτή στην ενημέρωση και προσαρμογή.

Συνέχεια στο σύστημα της δια βίου εκπαίδευσης.

Η μεθοδολογία διδασκαλίας της βιολογίας σημειώνει επίσης ότι ένας από τους σημαντικότερους στόχους της βιολογικής εκπαίδευσης είναι η διαμόρφωση μιας επιστημονικής κοσμοθεωρίας βασισμένης στην ακεραιότητα και ενότητα της φύσης, τη συστημική και επίπεδη κατασκευή της, την ποικιλομορφία και την ενότητα ανθρώπου και φύσης. Επιπλέον, η βιολογία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη γνώσεων σχετικά με τη δομή και τη λειτουργία των βιολογικών συστημάτων, σχετικά βιώσιμη ανάπτυξηφύση και κοινωνία στην αλληλεπίδρασή τους.

Το αντικείμενο και το αντικείμενο της έρευνας είναι οι σημαντικότερες έννοιες κάθε επιστήμης. Αντιπροσωπεύουν φιλοσοφικές κατηγορίες. Το αντικείμενο εκφράζει το περιεχόμενο της πραγματικότητας, ανεξάρτητα από τον παρατηρητή.

Τα αντικείμενα της επιστημονικής γνώσης είναι διάφορες πτυχές, ιδιότητες και σχέσεις ενός αντικειμένου που καταγράφονται στην εμπειρία και περιλαμβάνονται στη διαδικασία της πρακτικής δραστηριότητας. Αντικείμενο μελέτης των μεθόδων διδασκαλίας της βιολογίας είναι η διδακτική και εκπαιδευτική (εκπαιδευτική) διαδικασία που σχετίζεται με αυτό το αντικείμενο. Αντικείμενο της μεθοδολογίας της έρευνας είναι οι στόχοι και το περιεχόμενο της εκπαιδευτικής διαδικασίας, οι μέθοδοι, τα μέσα και οι μορφές διδασκαλίας, εκπαίδευσης και ανάπτυξης των μαθητών.

Στην ανάπτυξη της επιστήμης, την πρακτική εφαρμογή της και την αξιολόγηση των επιτευγμάτων, ένας αρκετά σημαντικός ρόλος ανήκει στις μεθόδους επιστημονική έρευνα. Αποτελούν μέσο κατανόησης του υπό μελέτη θέματος και τρόπο επίτευξης του στόχου. Οι κορυφαίες μέθοδοι διδασκαλίας της βιολογίας είναι οι εξής: παρατήρηση, παιδαγωγικό πείραμα, μοντελοποίηση, πρόβλεψη, δοκιμή, ποιοτική και ποσοτική ανάλυση παιδαγωγικά επιτεύγματα. Αυτές οι μέθοδοι βασίζονται στην εμπειρία και την αισθητηριακή γνώση. Ωστόσο, η εμπειρική γνώση δεν είναι η μόνη πηγή αξιόπιστης γνώσης. Αποκαλύψτε την ουσία ενός αντικειμένου και φαινομένου, τους εσωτερικές επικοινωνίεςτέτοιες μέθοδοι θεωρητικής γνώσης όπως συστηματοποίηση, ολοκλήρωση, διαφοροποίηση, αφαίρεση, βοήθεια εξιδανίκευσης, ανάλυση συστήματος, σύγκριση, γενίκευση.

Η δομή περιεχομένου της μεθοδολογίας διδασκαλίας της βιολογίας είναι επιστημονικά τεκμηριωμένη. Χωρίζεται σε γενικές και ιδιωτικές, ή ειδικές μεθόδους διδασκαλίας: φυσική ιστορία, τα μαθήματα «Φυτά. Βακτήρια. Μύκητες και λειχήνες», το μάθημα «Ζώα», τα μαθήματα «Άνθρωπος», «Γενική Βιολογία».

Η γενική μεθοδολογία διδασκαλίας της βιολογίας εξετάζει τα κύρια ζητήματα όλων των βιολογικών μαθημάτων: έννοιες της βιολογικής εκπαίδευσης, στόχους, στόχους, αρχές, μεθόδους, μέσα, μορφές, μοντέλα υλοποίησης, περιεχόμενο και δομές, φάση, συνέχεια, ιστορία σχηματισμού και ανάπτυξης της βιολογικής εκπαίδευσης στη χώρα και τον κόσμο· κοσμοθεωρία, ηθική και οικολογική εκπαίδευση στη μαθησιακή διαδικασία. ενότητα περιεχομένου και μεθόδων διδασκαλίας· σχέση μεταξύ των μορφών ακαδημαϊκή εργασία; την ακεραιότητα και την ανάπτυξη όλων των στοιχείων του βιολογικού εκπαιδευτικού συστήματος, που διασφαλίζει τη δύναμη και την επίγνωση των γνώσεων, των δεξιοτήτων και των ικανοτήτων.

Οι ιδιωτικές μέθοδοι διερευνούν εκπαιδευτικά θέματα ειδικά για κάθε μάθημα ανάλογα με το περιεχόμενο εκπαιδευτικό υλικόκαι την ηλικία των μαθητών.

Η γενική μεθοδολογία της διδασκαλίας της βιολογίας συνδέεται στενά με όλες τις συγκεκριμένες βιολογικές μεθόδους. Τα θεωρητικά συμπεράσματά του βασίζονται σε ιδιωτική μεθοδολογική έρευνα. Και αυτοί, με τη σειρά τους, καθοδηγούνται από γενικές μεθοδολογικές διατάξεις για κάθε εκπαιδευτικό πρόγραμμα. Έτσι, η μεθοδολογία ως επιστήμη είναι ενιαία· συνδυάζει άρρηκτα γενικά και ειδικά μέρη.

ΣΧΕΣΗ ΤΩΝ ΔΙΔΑΚΤΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΜΕ ΑΛΛΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ.

Μεθοδολογία διδασκαλίας βιολογίας, ον παιδαγωγική επιστήμη, είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με τη διδακτική. Αυτό είναι ένα τμήμα της παιδαγωγικής που μελετά τα πρότυπα απόκτησης γνώσεων, δεξιοτήτων και ικανοτήτων και τη διαμόρφωση των πεποιθήσεων των μαθητών. Η Διδακτική αναπτύσσει την εκπαιδευτική θεωρία και τις αρχές διδασκαλίας κοινές σε όλα τα μαθήματα. Η μεθοδολογία διδασκαλίας της βιολογίας, η οποία έχει καθιερωθεί από καιρό ως ανεξάρτητο παιδαγωγικό πεδίο, αναπτύσσει θεωρητικά και πρακτικά προβλήματα περιεχομένου, μορφών, μεθόδων και μέσων διδασκαλίας και εκπαίδευσης, που καθορίζονται από τις ιδιαιτερότητες της βιολογίας.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η διδακτική, αφενός, βασίζεται στην ανάπτυξή της στη θεωρία και την πράξη της μεθοδολογίας (όχι μόνο της βιολογίας, αλλά και άλλων εκπαιδευτικά θέματα), και αφετέρου δίνει γενικές επιστημονικές προσεγγίσεις στην έρευνα στον τομέα της μεθοδολογίας, διασφαλίζοντας την ενότητα των μεθοδολογικών αρχών στη μελέτη της μαθησιακής διαδικασίας.

Η μεθοδολογία διδασκαλίας της βιολογίας βρίσκεται σε στενή σχέση με την ψυχολογία, αφού βασίζεται στα ηλικιακά χαρακτηριστικά των παιδιών. Η μεθοδολογία τονίζει ότι η εκπαιδευτική διδασκαλία μπορεί να είναι αποτελεσματική μόνο εάν αντιστοιχεί στην ηλικιακή ανάπτυξη των μαθητών.

Οι μέθοδοι διδασκαλίας της βιολογίας συνδέονται στενά με τη βιολογική επιστήμη. Το μάθημα «Βιολογία» έχει συνθετικό χαρακτήρα. Αντανακλά σχεδόν όλους τους κύριους τομείς της βιολογίας: βοτανική, ζωολογία, φυσιολογία φυτών, ζώων και ανθρώπων, κυτταρολογία, γενετική, οικολογία, εξελικτική θεωρία, προέλευση της ζωής, ανθρωπογένεση κ.λπ. Για μια σωστή επιστημονική εξήγηση φυσικά φαινόμενα, η αναγνώριση φυτών, μυκήτων, ζώων στη φύση, η ταυτοποίηση, η προετοιμασία και ο πειραματισμός τους απαιτεί καλή θεωρητική και πρακτική προετοιμασία.

Στόχος της βιολογικής επιστήμης είναι η απόκτηση νέων γνώσεων για τη φύση μέσω της έρευνας. Σκοπός του μαθήματος «Βιολογία» είναι να παρέχει στους μαθητές γνώσεις (γεγονότα, πρότυπα) που αποκτήθηκαν από τη βιολογική επιστήμη.

Η μεθοδολογία της διδασκαλίας της βιολογίας συνδέεται στενά με τη φιλοσοφία. Συμβάλλει στην ανάπτυξη της ανθρώπινης αυτογνωσίας, στην κατανόηση του τόπου και του ρόλου επιστημονικές ανακαλύψειςστο σύστημα γενική ανάπτυξηο ανθρώπινος πολιτισμός, μας επιτρέπει να συνδέσουμε ανόμοια κομμάτια γνώσης σε μια ενιαία επιστημονική εικόνα του κόσμου. Η φιλοσοφία είναι η θεωρητική βάση της μεθοδολογίας, που την εξοπλίζει με μια επιστημονική προσέγγιση στις διάφορες πτυχές της κατάρτισης, της εκπαίδευσης και της ανάπτυξης.

Η σύνδεση μεταξύ της μεθοδολογίας και της φιλοσοφίας είναι ακόμη πιο σημαντική αφού η μελέτη των θεμελιωδών αρχών της επιστήμης της βιολογίας σχετικά με όλες τις πιθανές εκδηλώσεις της ζωντανής ύλης στα διάφορα επίπεδα της οργάνωσής της στοχεύει στη διαμόρφωση και ανάπτυξη μιας υλιστικής κοσμοθεωρίας. Η μεθοδολογία διδασκαλίας της βιολογίας λύνει αυτό το σημαντικό πρόβλημα σταδιακά, από μάθημα σε μάθημα, με τη διεύρυνση και εμβάθυνση της βιολογικής γνώσης, οδηγώντας τους μαθητές στην κατανόηση των φυσικών φαινομένων, της κίνησης και ανάπτυξης της ύλης και του γύρω κόσμου.

14. Χαρακτηριστικά της δομής ενός φυτικού κυττάρου.

1. Η βιολογία ως επιστήμη. Σύνδεση της βιολογίας με άλλες επιστήμες. Τόπος και καθήκοντα βιολογίας και εκπαίδευσης ιατρών. Νέα βιολογία.

Ο όρος «βιολογία» εισήχθη από τους J.B. Lamarck και Treviranus το 1802.

Η βιολογία είναι ένα σύστημα επιστημών του οποίου τα αντικείμενα μελέτης είναι τα έμβια όντα και η αλληλεπίδρασή τους με το περιβάλλον. Η βιολογία είναι η μελέτη όλων των πτυχών της ζωής, ιδιαίτερα της δομής, της λειτουργίας, της ανάπτυξης, της προέλευσης, της εξέλιξης και της κατανομής των ζωντανών οργανισμών στη Γη. Ταξινομεί και περιγράφει τα έμβια όντα, την προέλευση του είδους τους και τις αλληλεπιδράσεις τους μεταξύ τους και με το περιβάλλον.

Στον πυρήνα σύγχρονη βιολογίαΥπάρχουν πέντε θεμελιώδεις αρχές: η κυτταρική θεωρία, η εξέλιξη, η γενετική, η ομοιόσταση και η ενέργεια.

Στη βιολογία διακρίνονται τα ακόλουθα επίπεδα οργάνωσης:

Κυτταρικός, υποκυτταρικήΚαι μοριακό επίπεδο: κύτταραπεριέχουν ενδοκυτταρικές δομές που είναι κατασκευασμένες από μόρια.
ΟργανικόΚαι επίπεδο οργάνου-ιστού: y πολυκύτταροι οργανισμοίτα κύτταρα αποτελούν υφάσματαΚαι όργανα. Τα όργανα, με τη σειρά τους, αλληλεπιδρούν στο πλαίσιο του συνόλου σώμα.
Επίπεδο πληθυσμού: άτομα του ίδιου είδους που ζουν σε μέρος της εμβέλειας πληθυσμός.
Επίπεδο είδους: άτομα που διασταυρώνονται ελεύθερα μεταξύ τους, έχουν μορφολογικές, φυσιολογικές, βιοχημικές ομοιότητες και καταλαμβάνουν ένα ορισμένο εύροςφόρμα (περιοχή διανομής). βιολογικών ειδών.
Βιογεωκαινοτικό και βιόσφαιρο επίπεδο: σε μια ομοιογενή περιοχή της επιφάνειας της γης διπλώνονται βιογεωκενώσεις, που με τη σειρά τους σχηματίζουν βιόσφαιρα.

Οι περισσότερες βιολογικές επιστήμες είναι πιο εξειδικευμένοι κλάδοι. Παραδοσιακά, ομαδοποιούνται κατά τους τύπους των οργανισμών που μελετώνται: η βοτανική μελετά τα φυτά, η ζωολογία μελετά τα ζώα, η μικροβιολογία μελετά τους μονοκύτταρους μικροοργανισμούς. Τα πεδία της βιολογίας διαχωρίζονται περαιτέρω είτε με βάση το πεδίο της μελέτης είτε με τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται: η βιοχημεία μελετά τη χημική βάση της ζωής, ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ- πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ βιολογικών μορίων, κυτταρική βιολογία και κυτταρολογία - τα βασικά δομικά στοιχεία των πολυκύτταρων οργανισμών, των κυττάρων, της ιστολογίας και της ανατομίας - η δομή των ιστών και του οργανισμού από μεμονωμένα όργανα και ιστούς, φυσιολογία - οι φυσικές και χημικές λειτουργίες οργάνων και ιστών , ηθολογία - συμπεριφορά των ζωντανών όντων, οικολογία - αλληλεξάρτηση διαφόρων οργανισμών και του περιβάλλοντος τους.

Η γενετική μελετά τη μετάδοση κληρονομικών πληροφοριών. Η ανάπτυξη ενός οργανισμού στην οντογένεση μελετάται από την αναπτυξιακή βιολογία. Η προέλευση και η ιστορική εξέλιξη της ζωντανής φύσης - Παλαιοβιολογία και εξελικτική βιολογία.

Στα σύνορα με τις σχετικές επιστήμες προκύπτουν τα εξής: βιοϊατρική, βιοφυσική (η μελέτη των ζωντανών αντικειμένων με φυσικές μεθόδους), βιομετρία κ.λπ. Σε σχέση με τις πρακτικές ανάγκες του ανθρώπου, τομείς όπως η διαστημική βιολογία, η κοινωνιοβιολογία, η φυσιολογία της εργασίας και προκύπτουν βιονικά.

Η βιολογία είναι στενά συνδεδεμένη με άλλες επιστήμες και μερικές φορές είναι πολύ δύσκολο να χαράξουμε τη διαχωριστική γραμμή μεταξύ τους. Η μελέτη της κυτταρικής ζωής περιλαμβάνει τη μελέτη μοριακές διεργασίεςπου εμφανίζεται μέσα στο κύτταρο, αυτός ο κλάδος ονομάζεται μοριακή βιολογία και μερικές φορές αναφέρεται στη χημεία και όχι στη βιολογία. Οι χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στο σώμα μελετώνται από τη βιοχημεία, μια επιστήμη που είναι πολύ πιο κοντά στη χημεία παρά στη βιολογία. Πολλές πτυχές της φυσικής λειτουργίας των ζωντανών οργανισμών μελετώνται από τη βιοφυσική, η οποία σχετίζεται πολύ στενά με τη φυσική. Μερικές φορές η οικολογία διακρίνεται ως ανεξάρτητη επιστήμη - η επιστήμη της αλληλεπίδρασης των ζωντανών οργανισμών με το περιβάλλον (ζωντανή και άψυχη φύση). Η επιστήμη που μελετά την υγεία των ζωντανών οργανισμών έχει αναδειχθεί εδώ και καιρό ως ξεχωριστό πεδίο γνώσης. Ο τομέας αυτός περιλαμβάνει την κτηνιατρική και μια πολύ σημαντική εφαρμοσμένη επιστήμη – ιατρική, που είναι υπεύθυνη για την ανθρώπινη υγεία.

Η βιολογία θα βοηθήσει τους μαθητές κατανοούν την ουσία των διαδικασιών της ζωής και αξιολογούν σωστά τις δυνατότητες της θεραπευτικής επίδρασης των φαρμακευτικών ουσιών στον ανθρώπινο οργανισμό.

2. Ο άνθρωπος ως αντικείμενο βιολογίας. Η σημασία της βιολογικής και κοινωνικής κληρονομιάς για την ιατρική.

Ο άνθρωπος, που διακρίνεται για την αδιαμφισβήτητη πρωτοτυπία του σε σύγκριση με άλλες ζωντανές μορφές, αντιπροσωπεύει ωστόσο ένα φυσικό αποτέλεσμα και στάδιο στην ανάπτυξη της ζωής στη Γη, επομένως η ίδια του η ύπαρξη εξαρτάται άμεσα από τους γενικούς βιολογικούς (μοριακούς, κυτταρικούς, συστημικούς) μηχανισμούς της ζωής.

Η σύνδεση ανθρώπων και άγριας ζωής δεν περιορίζεται στην ιστορική συγγένεια. Ο άνθρωπος ήταν και παραμένει αναπόσπαστο κομμάτι αυτής της φύσης, την επηρεάζει και ταυτόχρονα βιώνει την επίδραση του περιβάλλοντος. Η φύση τέτοιων διμερών σχέσεων επηρεάζει την ανθρώπινη υγεία.

Βιομηχανική ανάπτυξη, Γεωργία, οι μεταφορές, η πληθυσμιακή αύξηση, η εντατικοποίηση της παραγωγής, η υπερφόρτωση πληροφοριών, η επιπλοκή των σχέσεων στις οικογένειες και στην εργασία προκαλούν σοβαρές κοινωνικές και οικολογικά προβλήματα: χρόνιο ψυχοσυναισθηματικό στρες, επικίνδυνη ρύπανση του περιβάλλοντος διαβίωσης, καταστροφή δασών, καταστροφή φυσικών κοινοτήτων φυτικών και ζωικών οργανισμών, μείωση της ποιότητας των χώρων αναψυχής. Η εύρεση αποτελεσματικών τρόπων για να ξεπεραστούν αυτά τα προβλήματα είναι αδύνατη χωρίς την κατανόηση των βιολογικών προτύπων των ενδοειδικών και διαειδικών σχέσεων των οργανισμών, τη φύση της αλληλεπίδρασης των έμβιων όντων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, και του οικοτόπου τους. Αυτά που έχουν ήδη σημειωθεί είναι αρκετά για να κατανοήσουμε ότι πολλοί κλάδοι της βιοεπιστήμης, ακόμη και στην κλασική της μορφή, έχουν προφανή εφαρμοσμένη ιατρική σημασία.

Στην πραγματικότητα, στην εποχή μας, στην επίλυση προβλημάτων προστασίας της υγείας και καταπολέμησης ασθενειών, η βιολογική γνώση και οι «υψηλές βιοτεχνολογίες» (γενετική, κυτταρική μηχανική) αρχίζουν να καταλαμβάνουν όχι απλώς μια σημαντική, αλλά μια πραγματικά αποφασιστική θέση. Πράγματι, ο περασμένος 20ός αιώνας, μαζί με το γεγονός ότι, σύμφωνα με τις κύριες κατευθύνσεις της επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου, χαρακτηρίστηκε από χημικοποίηση, τεχνολογία και μηχανογράφηση της ιατρικής, έγινε και ο αιώνας της μετατροπής της τελευταίας σε βιοϊατρική. .

Το κύριο αντικείμενο προσοχής και επαγγελματική δραστηριότηταΟ γιατρός είναι ένα πρόσωπο που αντιπροσωπεύει ένα αναπόσπαστο μέρος της φύσης. Είναι γνωστό ότι διακριτικό χαρακτηριστικόΗ φύση των ανθρώπων είναι η παρουσία μιας κοινωνικής συνιστώσας, η οποία εκδηλώνεται σε ορισμένες ιδιαιτερότητες ορισμένων σημαντικών πτυχών της ανάπτυξης και της ζωής τους. Τα χαρακτηριστικά που προκύπτουν από την καθορισμένη ιδιαιτερότητα, πιο αισθητά εκδηλώνονται στη δομή της οντογένεσης, ειδικά μετά τη γέννηση (παρουσία μόνο σε άτομα της περιόδου της εφηβείας και της νεότητας, μια σαφώς αντιπροσωπευόμενη περίοδος γήρατος), στο επίπεδο των διαδικασιών γενετικού πληθυσμού (ο κυρίαρχος ρόλος των κοινωνικών παραγόντων στον καθορισμό της σύνθεσης των πληθυσμών σε σύγκριση με τις κλιματικές και γεωγραφικές), στις βιογεωκαινώσεις και τη βιόσφαιρα (σκόπιμη μεταμόρφωση της φύσης, εξανθρωπισμός του περιβάλλοντος διαβίωσης).

Στον πλανήτη, μεταξύ άλλων πλασμάτων, οι άνθρωποι έχουν μια μοναδική θέση, η οποία οφείλεται στην απόκτηση μιας ιδιαίτερης ποιότητας στη διαδικασία της ανθρωπογένεσης - κοινωνική ουσία.Αυτό σημαίνει ότι δεν είναι πλέον βιολογικοί μηχανισμοί, αλλά πρωτίστως η κοινωνική δομή, η ευφυΐα, η παραγωγή και η εργασία που διασφαλίζουν την επιβίωση, την παγκόσμια, ακόμη και την κοσμική εγκατάσταση, και την ευημερία της ανθρωπότητας. Η κοινωνικότητα, ωστόσο, δεν αντιπαραβάλλει τους ανθρώπους με την υπόλοιπη ζωντανή φύση. Η απόκτηση αυτής της ποιότητας δείχνει μόνο ότι από εδώ και πέρα η ιστορική εξέλιξη των εκπροσώπων του είδους Ομοφυλόφιλοςσάπιενς, εκείνοι. η ανθρωπότητα, υπόκειται στους νόμους της κοινωνικής και όχι της βιολογικής ανάπτυξης.

Το άτομο παραμένει ενταγμένο στο σύστημα οργανικός κόσμος. Αυτός ο κόσμος διαμορφώθηκε και αναπτύχθηκε στο μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας του πλανήτη, ανεξάρτητα από τον ανθρώπινο παράγοντα· επιπλέον, σε ένα ορισμένο στάδιο της ανάπτυξής του γέννησε αυτόν τον παράγοντα. Η ανθρωπότητα αποτελεί ένα μοναδικό αλλά αναπόσπαστο συστατικό της βιόσφαιρας. Λόγω της ζωικής του προέλευσης, η ζωτική δραστηριότητα του ανθρώπινου σώματος βασίζεται στους θεμελιώδεις βιολογικούς μηχανισμούς που το απαρτίζουν βιολογική κληρονομικότητα.Η βιολογική κληρονομιά, που σχηματίζεται στη διαδικασία της εξέλιξης της ζωής, παίζει εξέχοντα ρόλο στην ανθρώπινη παθολογία. Ο εξέχων Ρώσος παθολόγος I.V. Davydovsky έγραψε ότι η φυσικότητα και η νομιμότητα των ασθενειών πηγάζουν από τις βασικές ιδιότητες της ζωής, δηλαδή από την καθολική και πιο σημαντική ιδιότητα των οργανισμών - προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες.Κατά τη γνώμη του, η πληρότητα μιας τέτοιας προσαρμογής είναι η πληρότητα της υγείας.

Η ανάπτυξη της ζωής σε έναν από τους κλάδους της οδήγησε στην εμφάνιση ΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΑΝΘΡΩΠΟΣ, συνδυάζοντας το βιολογικό και το κοινωνικό. Η φύση της σχέσης μεταξύ κοινωνικού και βιολογικού σε ένα άτομο δεν μπορεί να αναπαρασταθεί ως ένας απλός συνδυασμός σε κάποια αναλογία ή άμεση υποταγή του ενός στο άλλο. Η ιδιαιτερότητα του ανθρώπινου βιολογικού είναι ότι εκδηλώνεται υπό τις συνθήκες της καθοριστικής δράσης των νόμων κοινωνική ανάπτυξη. Βιολογικές διεργασίεςεμφανίζονται απαραίτητα στο ανθρώπινο σώμα και παίζουν θεμελιώδη ρόλο στον καθορισμό των πιο σημαντικών πτυχών της υποστήριξης της ζωής και της ανάπτυξης. Ταυτόχρονα, αυτές οι διαδικασίες στους ανθρώπινους πληθυσμούς δεν παράγουν αποτελέσματα φυσικά και υποχρεωτικά για τους πληθυσμούς άλλων εκπροσώπων του κόσμου των έμβιων όντων.

Για παράδειγμα, ας στραφούμε στη διαδικασία της εξέλιξης, η οποία τελικά καθορίζει τους βιολογικούς μηχανισμούς των κύριων επιπέδων της οργάνωσης της ζωής - μοριακό γενετικό, κυτταρικό, οντογενετικό, πληθυσμό-είδη, βιογεωκενωτικό. Οι δεξαμενές γονιδίων των ανθρώπινων πληθυσμών εξακολουθούν να αλλάζουν ως αποτέλεσμα μεταλλάξεων, συνδυαστικής μεταβλητότητας, μη τυχαίας επιλογής ζευγαρωμάτων, γενετικής μετατόπισης, απομόνωσης και ορισμένων μορφών φυσικής επιλογής. Ωστόσο, χάρη στη δράση της στην κοινωνική σφαίρα, η φυσική επιλογή έχει χάσει το πιο σημαντικό της βιολογική λειτουργία- ειδογένεια. Σε αυτή την περίπτωση, μεταξύ των ανθρώπων, η πιθανότητα ενός ολοκληρωμένου εξελικτικού κύκλου αποκλείεται με την επίτευξη ενός φυσικού βιολογικού αποτελέσματος - την εμφάνιση νέων ειδών του ανθρώπινου γένους. Η συνεχής επίδραση των στοιχειωδών εξελικτικών παραγόντων που αναφέρονται παραπάνω έχει ως αποτέλεσμα ασυνήθιστες συνέπειες από εξελικτική-βιολογική άποψη σε σχέση με τους ανθρώπινους πληθυσμούς (για παράδειγμα, γενετική και, επομένως, φαινοτυπική ποικιλότητα που δεν είναι ίδιας κλίμακας σε άλλα είδη οργανισμών).

Η γνωριμία με τα ήδη εκτεταμένα, αλλά ακόμα ελάχιστα συστηματοποιημένα υλικά που αφορούν τη φυσική επιστημονική πλευρά του ανθρώπινου προβλήματος δείχνει μια σταθερή αύξηση του ενδιαφέροντος για τα βιολογικά θεμέλια της ανθρώπινης ζωής. Αυτό οφείλεται εν μέρει στις επιτυχίες της βιολογικής επιστήμης, οι οποίες ανοίγουν προοπτικές για ενεργό επηρεασμό της πορείας πολλών φυσιολογικών διεργασιών στο σώμα. ΣΕ σε ένα μεγάλο βαθμόαυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στις συνθήκες του σύγχρονου ενεργειακού και τεχνικού εξοπλισμού, ο αντίκτυπος της ανθρωπότητας στη βιόσφαιρα αποδεικνύεται ότι είναι τέτοιος στα αποτελέσματά του που δεν είναι πλέον δυνατό, ακόμη και από ιατρικής άποψης, οι άνθρωποι να συνεχίζουν να αγνοούν τη δική τους βιολογία, τη βιολογική τους κληρονομιά.

3. Ανάπτυξη της έννοιας της ζωής στο παρόν στάδιο. Ορισμοί της έννοιας «Ζωή». Θεμελιώδεις ιδιότητες των ζωντανών όντων.

Είναι αρκετά δύσκολο να δοθεί ένας πλήρης και ξεκάθαρος ορισμός της έννοιας της ζωής, δεδομένης της τεράστιας ποικιλίας των εκδηλώσεών της. Οι περισσότεροι ορισμοί της έννοιας της ζωής, που δόθηκαν από πολλούς επιστήμονες και στοχαστές ανά τους αιώνες, έλαβαν υπόψη τις κορυφαίες ιδιότητες που διακρίνουν τη ζωή από τη μη ζωντανή. Για παράδειγμα, ο Αριστοτέλης είπε ότι η ζωή είναι η «θρέψη, η ανάπτυξη και η εξαθλίωση» του σώματος. Ο A. L. Lavoisier όρισε τη ζωή ως « χημική λειτουργία"; Ο G. R. Treviranus πίστευε ότι η ζωή είναι «μια σταθερή ομοιομορφία διαδικασιών με διαφορές στις εξωτερικές επιρροές». Είναι σαφές ότι τέτοιοι ορισμοί δεν θα μπορούσαν να ικανοποιήσουν τους επιστήμονες, αφού δεν αντανακλούσαν (και δεν μπορούσαν να αντανακλούν) όλες τις ιδιότητες της ζωντανής ύλης. Επιπλέον, οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι οι ιδιότητες των ζωντανών δεν είναι εξαιρετικές και μοναδικές, όπως φαινόταν προηγουμένως· βρίσκονται χωριστά ανάμεσα σε άψυχα αντικείμενα. Ο A.I. Oparin όρισε τη ζωή ως «μια ειδική, πολύ περίπλοκη μορφή κίνησης της ύλης». Αυτός ο ορισμός αντανακλά την ποιοτική μοναδικότητα της ζωής, η οποία δεν μπορεί να περιοριστεί σε απλούς χημικούς ή φυσικούς νόμους. Ωστόσο, ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση, ο ορισμός είναι γενικής φύσεως και δεν αποκαλύπτει τη συγκεκριμένη μοναδικότητα αυτής της κίνησης.

Ο Φ. Ένγκελς έγραψε στη «Διαλεκτική της Φύσης»: «Η ζωή είναι ένας τρόπος ύπαρξης πρωτεϊνικών σωμάτων, το ουσιαστικό σημείο του οποίου είναι η ανταλλαγή ύλης και ενέργειας με το περιβάλλον».

Για πρακτική εφαρμογή, είναι χρήσιμοι εκείνοι οι ορισμοί που περιέχουν τις βασικές ιδιότητες που είναι αναγκαστικά εγγενείς σε όλες τις ζωντανές μορφές. Εδώ είναι ένα από αυτά: η ζωή είναι ένα μακρομοριακό ανοιχτό σύστημα, το οποίο χαρακτηρίζεται από μια ιεραρχική οργάνωση, την ικανότητα αναπαραγωγής του εαυτού του, αυτοσυντήρηση και αυτορρύθμιση, μεταβολισμό και καλά ρυθμισμένη ροή ενέργειας. Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμόΗ ζωή είναι ένας πυρήνας τάξης που εξαπλώνεται σε ένα λιγότερο τακτοποιημένο σύμπαν.

Η ζωή υπάρχει με τη μορφή ανοιχτών συστημάτων. Αυτό σημαίνει ότι κάθε ζωντανή μορφή δεν κλείνεται μόνο στον εαυτό της, αλλά ανταλλάσσει συνεχώς ύλη, ενέργεια και πληροφορίες με το περιβάλλον.

Υπάρχουν πολλοί ορισμοί της ζωής , καθώς οι ιδέες για αυτό άλλαξαν, βελτιώθηκε επιστημονική εικόνακόσμο και η φιλοσοφική του κατανόηση.

Σύμφωνα με τον Ozanger καιΜόροβιτς «Η ζωή είναι μια ιδιότητα της ύλης, που οδηγεί στη συζευγμένη κυκλοφορία βιοστοιχείων στο υδάτινο περιβάλλον, οδηγούμενη, τελικά, από την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας κατά μήκος της διαδρομής της αυξανόμενης πολυπλοκότητας»

1878Φρίντριχ Ένγκελς "Διαλεκτική της φύσης" : «Η ζωή είναι ένας τρόπος ύπαρξης πρωτεϊνικών σωμάτων, το ουσιαστικό σημείο των οποίων είναι η σταθεράμεταβολισμού με την εξωτερική φύση που τα περιβάλλει , και με τη διακοπή αυτού του μεταβολισμού σταματά και η ζωή, που οδηγεί στην αποσύνθεση της πρωτεΐνης»

Ιδιότητες των έμβιων όντων:

Αυτοενημέρωση , η οποία συνδέεται με έναν σταθερό μεταβολισμό και ενέργεια, και η οποία βασίζεται στην ικανότητα αποθήκευσης και χρήσης βιολογικών πληροφοριών με τη μορφή μοναδικών μορίων πληροφοριών: πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων.
Μεαυτοαναπαραγωγή . Εξασφαλίζει τη συνέχεια μεταξύ των μεταβαλλόμενων γενεών βιολογικών συστημάτων.
αυτορρύθμιση . Με βάση το σύνολο των ροών ύλης, ενέργειας και πληροφοριών μέσω ενός ζωντανού οργανισμού.
ευερέθιστο . Συνδέεται με τη μεταφορά πληροφοριών από το εξωτερικό σε οποιοδήποτε βιολογικό σύστημα και αντανακλά την αντίδραση αυτού του συστήματος σε ένα εξωτερικό ερέθισμα.
διατήρηση της ομοιόστασης - σχετική δυναμική σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος, φυσικές και χημικές παραμέτρους της ύπαρξης του συστήματος.
δομική οργάνωση - μια ορισμένη τάξη, αρμονία ενός ζωντανού συστήματος. Ανακαλύφθηκε κατά τη διάρκεια της μελέτης όχι μόνο μεμονωμένων ζωντανών οργανισμών, αλλά και των συσσωματωμάτων τους σε σχέση με το περιβάλλον - βιογεωκαινώσεις.
προσαρμογή - την ικανότητα ενός ζωντανού οργανισμού να προσαρμόζεται συνεχώς στις μεταβαλλόμενες συνθήκες ύπαρξης στο περιβάλλον. Βασίζεται στην ευερεθιστότητα και στις χαρακτηριστικές επαρκείς αποκρίσεις της.
αναπαραγωγή (αναπαραγωγή) . Δεδομένου ότι η ζωή υπάρχει με τη μορφή μεμονωμένων (διακριτών) ζωντανών συστημάτων (για παράδειγμα, κυττάρων) και η ύπαρξη κάθε τέτοιου συστήματος είναι αυστηρά περιορισμένη χρονικά, η διατήρηση της ζωής στη Γη συνδέεται με την αναπαραγωγή ζωντανών συστημάτων. Σε μοριακό επίπεδο, η αναπαραγωγή πραγματοποιείται χάρη στη σύνθεση μήτρας· νέα μόρια σχηματίζονται σύμφωνα με ένα πρόγραμμα που είναι ενσωματωμένο στη δομή (μήτρα) προϋπαρχόντων μορίων.
κληρονομικότητα . Εξασφαλίζει τη συνέχεια μεταξύ γενεών οργανισμών (με βάση τις ροές πληροφοριών). Συνδέεται στενά με την αυτοαναπαραγωγή της ζωής σε μοριακό, υποκυτταρικό και κυτταρικό επίπεδο. Χάρη στην κληρονομικότητα, τα χαρακτηριστικά που διασφαλίζουν την προσαρμογή στο περιβάλλον μεταβιβάζονται από γενιά σε γενιά.
μεταβλητότητα - ιδιότητα αντίθετη από την κληρονομικότητα. Λόγω της μεταβλητότητας, ένα ζωντανό σύστημα αποκτά χαρακτηριστικά που προηγουμένως ήταν ασυνήθιστα για αυτό. Πρώτα απ 'όλα, η μεταβλητότητα συνδέεται με σφάλματα κατά την αναπαραγωγή: οι αλλαγές στη δομή των νουκλεϊκών οξέων οδηγούν στην εμφάνιση νέων κληρονομικών πληροφοριών. Εμφανίζονται νέα σημάδια και ιδιότητες. Εάν είναι χρήσιμα για τον οργανισμό σε ένα δεδομένο περιβάλλον, τότε συλλέγονται και καθορίζονται από τη φυσική επιλογή. Δημιουργούνται νέες μορφές και τύποι. Έτσι, η μεταβλητότητα δημιουργεί τις προϋποθέσεις για την ειδογένεση και την εξέλιξη.
ατομική ανάπτυξη (διαδικασία οντογένεσης) - η ενσάρκωση της αρχικής γενετικής πληροφορίας που είναι ενσωματωμένη στη δομή των μορίων DNA (δηλαδή στον γονότυπο) στις δομές εργασίας του σώματος. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας εκδηλώνεται μια ιδιότητα όπως η ικανότητα ανάπτυξης, η οποία εκφράζεται σε αύξηση του σωματικού βάρους και του μεγέθους του. Αυτή η διαδικασία βασίζεται στην αναπαραγωγή μορίων, την αναπαραγωγή, την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση των κυττάρων και άλλων δομών, κ.λπ.
φυλογενετική ανάπτυξη (οι νόμοι του θεσπίστηκαν από τον C.R. Darwin). Βασισμένο στην προοδευτική αναπαραγωγή, την κληρονομικότητα, τον αγώνα για ύπαρξη και την επιλογή.
διακριτικότητα (ασυνέχεια) και ταυτόχρονα ακεραιότητα . Η ζωή αντιπροσωπεύεται από μια συλλογή μεμονωμένων οργανισμών, ή ατόμων. Κάθε οργανισμός, με τη σειρά του, είναι επίσης διακριτός, αφού αποτελείται από μια συλλογή οργάνων, ιστών και κυττάρων. Κάθε κύτταρο αποτελείται από οργανίδια, αλλά ταυτόχρονα είναι αυτόνομο. Οι κληρονομικές πληροφορίες πραγματοποιούνται από τα γονίδια, αλλά κανένα μεμονωμένο γονίδιο δεν μπορεί να καθορίσει την ανάπτυξη ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού.

4. Προέλευση της ζωής: υπόθεση πανσπερμίας και αβιογενής προέλευση της ζωής. Τα κύρια στάδια της εμφάνισης και της ανάπτυξης της ζωής.

Σύμφωνα με την υπόθεση πανσπερμία , η ζωή προήλθε από το διάστημα είτε με τη μορφή μικροβιακών σπορίων, είτε μέσω του σκόπιμου «πληθυσμού» του πλανήτη από ευφυείς εξωγήινους από άλλους κόσμους.

Δεν υπάρχουν άμεσες αποδείξεις υπέρ της κοσμικής προέλευσης της ζωής. Το διάστημα, ωστόσο, μαζί με τα ηφαίστεια, θα μπορούσε να αποτελέσει πηγή οργανικών ενώσεων χαμηλού μοριακού βάρους, το διάλυμα των οποίων χρησίμευε ως μέσο για την ανάπτυξη της ζωής.

Η σύγχρονη επιστήμη υπολογίζει την ηλικία της Γης στα 4,5-4,6 δισεκατομμύρια χρόνια. Η εμφάνιση στον πλανήτη των πρώτων υδάτινων σωμάτων, με τα οποία συνδέεται η προέλευση της ζωής, απέχει 3,8-4 δισεκατομμύρια χρόνια από το παρόν. Πιστεύεται ότι πριν από περίπου 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια, η ζωή θα μπορούσε να έχει γίνει καθοριστικός παράγοντας στον πλανητικό κύκλο του άνθρακα. Στα βράχια κοντά στην πόλη Fig Tree (Νότια Αφρική), που έχουν ηλικία άνω των 3,5 δισεκατομμυρίων ετών, ανακαλύφθηκαν αδιαμφισβήτητα ίχνη της ζωτικής δραστηριότητας των μικροοργανισμών.

Έτσι, η διαδικασία σχηματισμού πρωτόγονων έμβιων όντων προχώρησε σχετικά γρήγορα. Η επιτάχυνση της διαδικασίας θα μπορούσε να διευκολυνθεί από το γεγονός ότι οι απλούστερες οργανικές ουσίες προέρχονταν από διάφορες πηγές: σχηματίστηκαν βιογονικά στην πρωτογενή ατμόσφαιρα και ταυτόχρονα προέρχονταν από κοσμική και ηφαιστειακή σκόνη που επικάθεται στην επιφάνεια του πλανήτη. Υπολογίζεται ότι η Γη, περνώντας από ένα σύννεφο σκόνης για 1 δισεκατομμύριο χρόνια, θα μπορούσε να δεχθεί 10 δισεκατομμύρια τόνους οργανικού υλικού με κοσμική σκόνη. Αυτό είναι μόνο 300 φορές μικρότερο από τη συνολική βιομάζα των σύγχρονων χερσαίων οργανισμών (3 10 12 τόνοι). Το ηφαίστειο ρίχνει έως και 1000 τόνους σε μία έκρηξη οργανική ύλη.
Σύμφωνα με την υπόθεση αβιογενής προέλευση της ζωής , η ζωή προέκυψε στη Γη όταν αναπτύχθηκε ένα ευνοϊκό σύνολο φυσικών και χημικών συνθηκών που κατέστησαν αβιογόνο σχηματισμός οργανικών ουσιών από ανόργανες.

Στα μέσα του περασμένου αιώνα ο Λ. Παστέρ απέδειξε τελικά αδύνατοαυθόρμητη δημιουργία ζωής υπό τις παρούσες συνθήκες. Στη δεκαετία του '20 του τρέχοντος αιώνα, οι βιοχημικοί A.I. Oparin και J. Haldane πρότειναν ότι υπό τις συνθήκες που υπήρχαν στον πλανήτη πριν από αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια, ο σχηματισμός της ζωντανής ύλης ήταν Μπορεί.Αυτές οι συνθήκες περιελάμβαναν την παρουσία μιας μειωμένης ατμόσφαιρας, νερού, πηγών ενέργειας (με τη μορφή υπεριώδους (UV) και κοσμικής ακτινοβολίας, θερμότητας από τον ψυχρό φλοιό της γης, ηφαιστειακή δραστηριότητα, ατμοσφαιρική ηλεκτρικά φαινόμενα, ραδιενεργή αποσύνθεση), αποδεκτή θερμοκρασία και απουσία άλλων ζωντανών όντων.

Τα κύρια στάδια στην πορεία προς την εμφάνιση και την ανάπτυξη της ζωής :

1) ο σχηματισμός ατμόσφαιρας από αέρια που θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως «πρώτες ύλες» για τη σύνθεση οργανικών ουσιών (μεθάνιο, μονοξείδιο του άνθρακα και διοξείδιο, αμμωνία, υδρόθειο, ενώσεις κυανίου) και υδρατμούς.

2) αβιογενής (δηλαδή που συμβαίνει χωρίς τη συμμετοχή οργανισμών) σχηματισμός απλών οργανικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων μονομερών βιολογικών πολυμερών - αμινοξέων, σακχάρων, αζωτούχων βάσεων, ATP και άλλων μονονουκλεοτιδίων.

3) πολυμερισμός μονομερών σε βιολογικά πολυμερή, κυρίως πρωτεΐνες (πολυπεπτίδια) και νουκλεϊκά οξέα(πολυνουκλεοτίδια);

4) ο σχηματισμός προβιολογικών μορφών σύνθετης χημικής σύνθεσης - πρωτοβίων, που έχουν ορισμένες ιδιότητες των ζωντανών όντων.

5) η εμφάνιση των απλούστερων ζωντανών μορφών, που έχουν ολόκληρο το σύνολο των κύριων ιδιοτήτων της ζωής - πρωτόγονα κύτταρα.

6) βιολογική εξέλιξη των αναδυόμενων ζωντανών όντων.

5. Χημική σύνθεση ζωντανών οργανισμών

Η βάση των ζωντανών όντων αποτελείται από δύο τάξεις χημικές ενώσεις - σκίουροιΚαι νουκλεϊκά οξέα. Επιπλέον, στους ζωντανούς οργανισμούς, σε αντίθεση με την άψυχη ύλη, αυτές οι ενώσεις χαρακτηρίζονται από τη λεγόμενη χειρόμορφη καθαρότητα. Συγκεκριμένα, σκίουροικατασκευασμένο μόνο με βάση το αριστερόχειρα (πολωτικό φως προς τα αριστερά) αμινοξέα, ΕΝΑ νουκλεϊκά οξέααποτελούνται αποκλειστικά από δεξιοστροφικές σάκχαρα. Αυτή η χειρόμορφη καθαρότητα αναπτύχθηκε στο πολύ αρχικά στάδιαεξέλιξη της ζωντανής ύλης. Πιστεύεται ότι ο ελάχιστος χρόνος για την παγκόσμια μετάβαση από το πλήρες χάος στη χειρόμορφη καθαρότητα είναι από 1 έως 10 εκατομμύρια χρόνια. Κατά συνέπεια, με αυτή την έννοια, η προέλευση της ζωής θα μπορούσε να έχει συμβεί στη Γη σχετικά ακαριαία σε μια χρονική περίοδο 5 χιλιάδες φορές μικρότερη από την εκτιμώμενη ηλικία του πλανήτη.

σκίουροιυπεύθυνος πρωτίστως για το μεταβολισμό και την ενέργεια σε ένα ζωντανό σύστημα, δηλ. για όλες τις αντιδράσεις σύνθεσης και αποσύνθεσης που συμβαίνουν σε οποιονδήποτε οργανισμό από τη γέννηση έως το θάνατο. Νουκλεϊκά οξέαπαρέχουν την ικανότητα των ζωντανών συστημάτων να αναπαράγονται. Αποτελούν τη βάση του matrix, μιας καταπληκτικής «εφεύρεσης» της φύσης. Η μήτρα αντιπροσωπεύει ένα είδος σχεδιαγράμματος, δηλαδή ένα πλήρες σύνολο πληροφοριών βάσει των οποίων συντίθενται μόρια πρωτεΐνης ειδικά για το είδος.

Εκτός από τις πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα, οι ζωντανοί οργανισμοί περιλαμβάνουν λιπίδια (λίπη) , υδατάνθρακεςκαι πολύ συχνά ασκορβικό οξύ .

Πολλά χημικά στοιχεία που υπάρχουν στο περιβάλλον βρίσκονται σε ζωντανά συστήματα, αλλά μόνο περίπου 20 από αυτά είναι απαραίτητα για τη ζωή. Αυτά τα στοιχεία ονομάζονται βιογενή. Κατά μέσο όρο, περίπου το 70% της μάζας των οργανισμών είναι οξυγόνο , 18% - άνθρακας , 10% - υδρογόνο(οργανογόνες ουσίες). Επόμενο έρχονται άζωτο , φώσφορος , κάλιο , ασβέστιο , θείο , μαγνήσιο , νάτριο , χλώριο ,σίδερο. Αυτά τα λεγόμενα καθολικά βιογονικά στοιχεία, που υπάρχουν στα κύτταρα όλων των οργανισμών, ονομάζονται συχνά μακροθρεπτικά συστατικά .

Ορισμένα στοιχεία περιέχονται στους οργανισμούς σε εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις (όχι μεγαλύτερες από το ένα χιλιοστό του τοις εκατό), αλλά είναι επίσης απαραίτητα για την κανονική ζωή. Αυτά είναι βιογενή μικροστοιχεία. Οι λειτουργίες και οι ρόλοι τους είναι πολύ διαφορετικοί. Πολλά μικροστοιχεία αποτελούν μέρος της σειράς ένζυμα , βιταμίνες , αναπνευστικές χρωστικές, ορισμένα επηρεάζουν την ανάπτυξη, το ρυθμό ανάπτυξης, την αναπαραγωγή κ.λπ.

Η παρουσία ενός αριθμού στοιχείων στα κύτταρα εξαρτάται όχι μόνο από τα χαρακτηριστικά του οργανισμού, αλλά και από τη σύνθεση του περιβάλλοντος, των τροφίμων, των περιβαλλοντικών συνθηκών, ιδιαίτερα από τη διαλυτότητα και τη συγκέντρωση των αλάτων στο εδαφικό διάλυμα. Μια απότομη ανεπάρκεια ή περίσσεια θρεπτικών ουσιών οδηγεί σε ανώμαλη ανάπτυξη του οργανισμού ή ακόμα και στον θάνατό του. Οι προσθήκες θρεπτικών ουσιών στο έδαφος για τη δημιουργία βέλτιστων συγκεντρώσεων χρησιμοποιούνται ευρέως στη γεωργία.

Τα μεταλλικά στοιχεία, που ονομάζονται επίσης βιοστοιχεία, παίζουν σημαντικό ρόλο στο ανθρώπινο σώμα:
είναι οικοδομικά υλικά(ασβέστιο, φώσφορος, σίδηρος);
ρυθμίζει πολλές βιοχημικές διεργασίες κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού (κάλιο, νάτριο, ιώδιο, χλώριο, χαλκός, μαγγάνιο, σελήνιο και άλλα).
συμμετέχουν στη διαδικασία της πήξης του αίματος (ασβέστιο).
διατήρηση της ισορροπίας νερού του σώματος (νάτριο, κάλιο).
επηρεάζουν τη διατήρηση ισορροπία οξέος-βάσης;
αποτελούν μέρος των ενζύμων.

Τα βιοστοιχεία χωρίζονται σε δύο ομάδες:
Μακροστοιχεία υπάρχουν σε μεγάλες ποσότητες στα τρόφιμα (έως και αρκετά τοις εκατό του ξηρού βάρους) και απαιτούνται από τον οργανισμό σε συγκεκριμένες ποσότητες βάρους για τη σωστή λειτουργία του.
Μικροστοιχεία που χρειάζεται ο οργανισμός σε ιχνοστοιχεία (περίπου 10-2 έως 10-11% του ζωντανού βάρους του σώματος). Είναι πολύ σημαντικά για τις μεταβολικές διεργασίες και την παραγωγή ορμονών και ενζύμων.
(επιπλέον υλικό) Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί είναι επιλεκτικοί ως προς το περιβάλλον τους. Χημική ένωση χημικά στοιχείαΤα ζωντανά συστήματα διαφέρουν από τα χημικά στοιχεία του φλοιού της γης. ΣΕ φλοιός της γης O,Si,Al,Na,Fe,K,ζωντανός οργανισμοί H,O,C,N. Όλα τα άλλα στοιχεία είναι μικρότερα από 1%. Σε κάθε ζωντανό οργανισμό μπορείτε να βρείτε όλα τα στοιχεία του περιβάλλοντος, αν και σε διαφορετικές ποσότητες. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι είναι απαραίτητα. Χρειάζονται 20 χημικά στοιχεία - αυτά που ένα ζωντανό σύστημα δεν μπορεί να τα κάνει χωρίς. Ανάλογα με το περιβάλλον και τον μεταβολισμό, το σύνολο αυτών των ουσιών είναι διαφορετικό. Ορισμένα χημικά στοιχεία αποτελούν μέρος όλων των ζωντανών οργανισμών (καθολικά χημικά στοιχεία) H, C, N, O. Na, Mg, P, S, Ca, K, Cl, Fe, Cu, Mn, Zn, σι, V, Σι, Co, Μο. Το πυρίτιο είναι μέρος των βλεννοπολυσακχαριτών του συνδετικού ιστού.

Οι ζωντανοί οργανισμοί περιλαμβάνουν 4 στοιχεία που είναι εκπληκτικά κατάλληλα για την εκτέλεση των λειτουργιών των ζωντανών όντων: O, C, H, N. Εχουν κοινή περιουσία: σχηματίζονται εύκολα ομοιοπολικούς δεσμούςμέσω της σύζευξης ηλεκτρονίων. Τα άτομα C έχουν την ιδιότητα ότι μπορούν να σχηματίσουν μακριές αλυσίδες και δακτυλίους με τους οποίους μπορούν να συνδεθούν άλλα χημικά στοιχεία. Υπάρχουν πολλές ενώσεις C. Το πιο κοντινό πράγμα στον άνθρακα είναι το πυρίτιο, αλλά ο C σχηματίζει CO2, το οποίο είναι ευρέως διαδεδομένο στη φύση και είναι διαθέσιμο σε όλους, και το οξείδιο του πυριτίου είναι στοιχείο άμμου (αδιάλυτο).

Μακρομόρια - νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες, πολυπεπτίδια, λιπίδια, πολυσακχαρίτες - πολυμερή που σχηματίζονται από μονομερή που συνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς. Κάθε ζωντανός οργανισμός αποτελείται κατά 90% από 6 χημικά στοιχεία - C, O, H, P, N, S - βιοστοιχεία(βιογενή στοιχεία).

Κύτταρο

Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν κοινά υλικά για τη ζωή. Χρησιμοποιούνται περίπου 120 (20 αμινοξέα, 5 αζωτούχες βάσεις, 4 κατηγορίες λιπιδίων, μικρά μόρια - απλά οξέα, νερό, φωσφορικά άλατα - 70). Αυτά είναι προϊόντα χημικής εξέλιξης ( ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣζωντανά συστήματα και συστατικά μη ζωντανής ύλης).

6. Βιολογικός ρόλος του νερού

Χωρίς νερόζωή στον πλανήτη μας δεν θα μπορούσε να υπάρξει. Νερόσημαντικό για τους ζωντανούς οργανισμούς για δύο λόγους. Πρώτον, είναι απαραίτητο συστατικό των ζωντανών κυττάρων και, δεύτερον, για πολλούς οργανισμούς χρησιμεύει και ως βιότοπος. Γι' αυτό πρέπει να πούμε λίγα λόγια για τις χημικές και φυσικές του ιδιότητες.

Αυτές οι ιδιότητες είναι αρκετά ασυνήθιστες και οφείλονται κυρίως στο μικρό μέγεθος των μορίων. νερό, την πολικότητα και την ικανότητά τους να συνδέονται μεταξύ τους μέσω δεσμών υδρογόνου. Η πολικότητα αναφέρεται στην άνιση κατανομή των φορτίων σε ένα μόριο. Στο νερό, το ένα άκρο του μορίου (ο «πόλος») φέρει ένα μικρό θετικό φορτίο και το άλλο ένα αρνητικό φορτίο. Ένα τέτοιο μόριο ονομάζεται δίπολο. Το άτομο οξυγόνου έχει ισχυρότερη ικανότητα να προσελκύει ηλεκτρόνια από τα άτομα υδρογόνου, επομένως το άτομο οξυγόνου σε ένα μόριο νερού τείνει να προσελκύει ηλεκτρόνια από δύο άτομα υδρογόνου. Τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα, με αποτέλεσμα το άτομο οξυγόνου να έχει ένα ελαφρύ αρνητικό φορτίο και τα άτομα υδρογόνου να έχουν ένα ελαφρύ θετικό φορτίο.

Ως αποτέλεσμα, μεταξύ μόρια νερούΕμφανίζεται μια ασθενής ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση και, καθώς έλκονται αντίθετα φορτία, τα μόρια φαίνεται να «κολλάνε μεταξύ τους». Αυτές οι αλληλεπιδράσεις, πιο αδύναμες από τους συνηθισμένους ιοντικούς ή ομοιοπολικούς δεσμούς, ονομάζονται δεσμοί υδρογόνου. Οι δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται συνεχώς, σπάνε και ξανασχηματίζονται στη στήλη του νερού. Και παρόλο που πρόκειται για αδύναμες συνδέσεις, το συνδυασμένο τους αποτέλεσμα προκαλεί πολλά ασυνήθιστα φυσικές ιδιότητεςνερό. Δεδομένου αυτού του χαρακτηριστικού του νερού, μπορούμε τώρα να προχωρήσουμε στην εξέταση εκείνων των ιδιοτήτων του που είναι σημαντικές από βιολογική άποψη.

Δεσμοί υδρογόνου μεταξύ μορίων νερού. Α. Δύο μόρια νερού που συνδέονται με δεσμό υδρογόνου -6+ - ένα πολύ μικρό θετικό φορτίο. 6 - πολύ μικρό αρνητικό φορτίο. Β. Ένα δίκτυο μορίων νερού που συγκρατούνται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου. Τέτοιες δομές σχηματίζονται συνεχώς, αποσυντίθενται και επανεμφανίζονται σε υγρό νερό.

Ερώτηση 1. Εισαγωγή στη βιολογία

1. Ορισμός της βιολογίας

Βιολογία - επιστήμη της ζωής. Μελετά τη ζωή ως μια ειδική μορφή κίνησης της ύλης, τους νόμους της ύπαρξης και της ανάπτυξής της. Το αντικείμενο της μελέτης της βιολογίας είναι οι ζωντανοί οργανισμοί, η δομή, οι λειτουργίες και οι φυσικές τους κοινότητες. Ο όρος «βιολογία», που προτάθηκε για πρώτη φορά το 1802 από τον J.B. Ο Λαμάρκ, προέρχεται από δύο Ελληνικές λέξεις: bios -ζωή και λογότυπα -η επιστήμη. Μαζί με την αστρονομία, τη φυσική, τη χημεία, τη γεωλογία και άλλες επιστήμες που μελετούν τη φύση, η βιολογία είναι μια από τις φυσικές επιστήμες. Στο γενικό σύστημα γνώσης για τον περιβάλλοντα κόσμο, μια άλλη ομάδα επιστημών αποτελείται από κοινωνικές ή ανθρωπιστικές (lat. humanitas– ανθρώπινη φύση), επιστήμες που μελετούν τα πρότυπα ανάπτυξης της ανθρώπινης κοινωνίας.

2. Σύγχρονη βιολογία

Η συστηματική ασχολείται με την ταξινόμηση των έμβιων όντων.

ΣειράΟι βιολογικές επιστήμες μελετούν τη μορφολογία, δηλαδή τη δομή των οργανισμών, άλλες μελετούν τη φυσιολογία, δηλαδή τις διεργασίες που συμβαίνουν σε ζωντανούς οργανισμούς και τον μεταβολισμό μεταξύ των οργανισμών και του περιβάλλοντος. Οι μορφολογικές επιστήμες περιλαμβάνουν την ανατομία, η οποία μελετά τη μακροσκοπική οργάνωση των ζώων και των φυτών, και την ιστολογία, τη μελέτη των ιστών και τη μικροσκοπική δομή του σώματος.

Πολλά γενικά βιολογικά πρότυπα αποτελούν αντικείμενο μελέτης της κυτταρολογίας, της εμβρυολογίας, της γεροντολογίας, της γενετικής, της οικολογίας, του δαρβινισμού και άλλων επιστημών.

3. Cell Science

Η κυτταρολογία είναι η επιστήμη των κυττάρων. Χάρη στην εφαρμογή ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, τις πιο πρόσφατες μεθόδους χημικής και φυσικής έρευνας, η σύγχρονη κυτταρολογία μελετά τη δομή και τη ζωτική δραστηριότητα των κυττάρων όχι μόνο σε μικροσκοπικό, αλλά και σε υπομικροσκοπικό, μοριακό επίπεδο.

4. Εμβρυολογία και γενετική

Η εμβρυολογία μελετά τα πρότυπα ατομικής ανάπτυξης των οργανισμών, την ανάπτυξη του εμβρύου . Γεροντολογία– το δόγμα της γήρανσης των οργανισμών και του αγώνα για μακροζωία.

Γενεσιολογία– η επιστήμη των προτύπων μεταβλητότητας και κληρονομικότητας. Αποτελεί τη θεωρητική βάση για την επιλογή μικροοργανισμών, καλλιεργούμενων φυτών και οικόσιτων ζώων.

5. Περιβαλλοντικές επιστήμες

6. Παλαιοντολογία. Ανθρωπολογία

Η παλαιοντολογία μελετά εξαφανισμένους οργανισμούς, απολιθώματα της προηγούμενης ζωής.

δαρβινισμός, ή εξελικτικό δόγμα, εξετάζει τα γενικά πρότυπα της ιστορικής εξέλιξης του οργανικού κόσμου.

Ανθρωπολογία- η επιστήμη της καταγωγής του ανθρώπου και των φυλών του. Η σωστή κατανόηση της ανθρώπινης βιολογικής εξέλιξης είναι αδύνατη χωρίς να ληφθούν υπόψη τα πρότυπα ανάπτυξης της ανθρώπινης κοινωνίας, επομένως η ανθρωπολογία δεν είναι μόνο βιολογική, αλλά και κοινωνική επιστήμη.

7. Σχέση βιολογίας και άλλων επιστημών

Όλες οι θεωρητικές και πρακτικές ιατρικές επιστήμες χρησιμοποιούν γενικά βιολογικά πρότυπα.

Ερώτηση 2. Μέθοδοι βιολογικών επιστημών

1. Βασικές μέθοδοι βιολογίας

Κύριος ιδιωτικές μεθόδουςστη βιολογία είναι:

Περιγραφικός,

Συγκριτικός,

Ιστορικός,

Πειραματικός.

Πίσω στον 18ο αιώνα. έγινε ευρέως διαδεδομένο συγκριτική μέθοδος,επιτρέποντας, μέσω σύγκρισης, να μελετηθούν οι ομοιότητες και οι διαφορές των οργανισμών και των μερών τους. Η συστηματική βασίστηκε στις αρχές αυτής της μεθόδου και έγινε μια από τις μεγαλύτερες γενικεύσεις - δημιουργήθηκε η κυτταρική θεωρία. Η συγκριτική μέθοδος έχει εξελιχθεί σε ιστορικός, αλλά δεν έχει χάσει τη σημασία του ακόμη και τώρα.

2. Ιστορική μέθοδος

3. Πειραματική μέθοδος

Ερώτηση 3. Στάδια ανάπτυξης της βιολογίας

1. Εξέλιξη της βιολογίας

Η ανάπτυξη κάθε επιστήμης είναι σε μια γνωστή ανάλογα με τη μέθοδο παραγωγής, κοινωνικό σύστημα, πρακτικές ανάγκες, γενικό επίπεδο επιστήμης και τεχνολογίας. Ο πρωτόγονος άνθρωπος άρχισε να συγκεντρώνει τις πρώτες πληροφορίες για τους ζωντανούς οργανισμούς. Οι ζωντανοί οργανισμοί του παρείχαν τροφή, υλικό για ρούχα και στέγαση. Ήδη εκείνη την εποχή, υπήρχε ανάγκη να γνωρίζουμε τις ιδιότητες των φυτών και των ζώων, τα ενδιαιτήματα και την ανάπτυξή τους, τον χρόνο ωρίμανσης των φρούτων και των σπόρων και τη συμπεριφορά των ζώων. Έτσι, σταδιακά, όχι από άσκοπη περιέργεια, αλλά ως αποτέλεσμα πιεστικών καθημερινών αναγκών, συσσωρεύτηκαν πληροφορίες για ζωντανούς οργανισμούς. Η εξημέρωση των ζώων και η έναρξη της καλλιέργειας των φυτών απαιτούσαν περισσότερη σε βάθος γνώση των ζωντανών οργανισμών.

2. Μελέτη της βιολογίας στην αρχαιότητα

Σημαντικό τεκμηριωμένο υλικό για τους ζωντανούς οργανισμούς συνέλεξε ο μεγάλος ιατρός της Ελλάδας Ιπποκράτης(460–377 π.Χ.). Κατέχει τις πρώτες πληροφορίες για τη δομή των ζώων και των ανθρώπων, μια περιγραφή των οστών, των μυών, των τενόντων, του κεφαλιού και νωτιαίος μυελός. Ο Ιπποκράτης δίδασκε: «Είναι απαραίτητο κάθε γιατρός να κατανοεί τη φύση».

Οι φυσικές επιστήμες και η φιλοσοφία του αρχαίου κόσμου παρουσιάζονται με την πιο συμπυκνωμένη μορφή στα έργα Αριστοτέλης(384–322 π.Χ.). Περιέγραψε περισσότερα από 500 είδη ζώων και έκανε την πρώτη προσπάθεια να τα ταξινομήσει. Αριστοτέληςενδιαφερόταν για τη δομή και τον τρόπο ζωής των ζώων. Έβαλαν τα θεμέλια της ζωολογίας. Ο Αριστοτέλης είχε τεράστια επιρροή στην περαιτέρω ανάπτυξη της φυσικής επιστήμης και της φιλοσοφίας. Εργα Αριστοτέληςσυνέχισε στον τομέα της μελέτης και συστηματοποίησης της γνώσης για τα φυτά Θεόφραστος ( 372–287 προ ΧΡΙΣΤΟΥ μι.). Τον αποκαλούν «πατέρα της βοτανικής». Η αρχαία επιστήμη οφείλει τη διεύρυνση της γνώσης για τη δομή του ανθρώπινου σώματος στον Ρωμαίο γιατρό Γαληνός(139–200 μ.Χ.) που ανατέμνουν πιθήκους και χοίρους. Τα έργα του επηρέασαν τη φυσική επιστήμη και την ιατρική για αρκετούς αιώνες. Ρωμαίος ποιητής και φιλόσοφος Τίτος Λουκρήτιος Κάρος, που έζησε τον 1ο αι. προ ΧΡΙΣΤΟΥ ε., στο ποίημα «Περί της φύσης των πραγμάτων» μίλησε κατά της θρησκείας και εξέφρασε την ιδέα της φυσικής ανάδυσης και ανάπτυξης της ζωής.

3. Παρακμή της Επιστήμης στο Μεσαίωνα

Η κοινωνία των σκλάβων αντικαταστάθηκε από τη φεουδαρχία ως αποτέλεσμα της ανάπτυξης των παραγωγικών δυνάμεων και των σχέσεων παραγωγής, που κάλυπταν την περίοδο Μεσαίωνας.Σε αυτή τη σκοτεινή εποχή εδραιώθηκε η κυριαρχία της εκκλησίας με τον μυστικισμό και την αντιδραστική ιδεολογία της. Η επιστήμη ήταν σε παρακμή και έγινε, όπως λένε, Κ. Μαρξ, «η δούλη της θεολογίας». Η Εκκλησία αγιοποίησε και διακήρυξε την ακλόνητη αλήθεια της σύνθεσης Αριστοτέλης, Γαλένα, παραμορφώνοντάς τα σε μεγάλο βαθμό. Υποστηρίχθηκε ότι όλα τα προβλήματα στη φυσική επιστήμη είχαν ήδη λυθεί από αρχαίους επιστήμονες, επομένως δεν υπήρχε ανάγκη να μελετηθεί η ζωντανή φύση. «Η σοφία του κόσμου είναι τρέλα ενώπιον του Θεού», δίδαξε η εκκλησία. Η Αγία Γραφή ανακηρύχθηκε βιβλίο «θεϊκής αποκάλυψης». Όλες οι εξηγήσεις των φυσικών φαινομένων δεν πρέπει να έρχονται σε αντίθεση ούτε με τη Βίβλο ούτε με τα γραπτά των αρχαίων. Η Εκκλησία τιμώρησε σκληρά όλους τους προοδευτικούς στοχαστές και ερευνητές, έτσι η συσσώρευση γνώσης στον Μεσαίωνα ήταν πολύ αργή.

4. Η Αναγέννηση και η ανάπτυξη της επιστήμης

Σημαντικό ορόσημο στην ανάπτυξη της επιστήμης ήταν Αναγέννηση(XIV–XVI αιώνες). Αυτή η περίοδος συνδέεται με την εμφάνιση μιας νέας κοινωνικής τάξης - της αστικής τάξης. Η ανάπτυξη παραγωγικών δυνάμεων απαιτούσε συγκεκριμένες γνώσεις. Αυτό οδήγησε στην απομόνωση ορισμένων φυσικών επιστημών. Στους XV–XVIII αιώνες. Η βοτανική, η ζωολογία, η ανατομία και η φυσιολογία εμφανίστηκαν και αναπτύχθηκαν εντατικά. Ωστόσο, αναπτύσσοντας Φυσικές Επιστήμεςήταν ακόμα απαραίτητο να υπερασπιστούν τα δικαιώματά τους να υπάρχουν, να διεξάγουν έναν σκληρό αγώνα με την εκκλησία. Οι φωτιές της Ιεράς Εξέτασης εξακολουθούσαν να καίνε. Μιγκέλ Σερβέτ(1511–1553), που ανακάλυψε την πνευμονική κυκλοφορία, κηρύχθηκε αιρετικός και κάηκε στην πυρά.

5. Οι διδασκαλίες του Φ. Ένγκελς

Χαρακτηριστικό γνώρισμα της φυσικής επιστήμης εκείνης της εποχής ήταν μεμονωμένη μελέτη φυσικών αντικειμένων.«Ήταν απαραίτητο να εξεταστούν αντικείμενα πριν μπορέσει κανείς να αρχίσει να μελετά τις διαδικασίες», έγραψε Φ. Ένγκελς. Η απομονωμένη μελέτη των φυσικών αντικειμένων έδωσε αφορμή για ιδέες σχετικά με την αναλλοίωσή τους, συμπεριλαμβανομένης της αμετάβλητης φύσης των ειδών. «Υπάρχουν τόσα είδη όσα τα δημιούργησε ο δημιουργός», πίστευαν Κ. Λινναίος. «Αλλά αυτό που χαρακτηρίζει ιδιαίτερα την υπό εξέταση περίοδο είναι η ανάπτυξη μιας μοναδικής γενικής κοσμοθεωρίας, το κέντρο της οποίας είναι η ιδέα του απόλυτου αμετάβλητου της φύσης», έγραψε. Φ. Ένγκελς. Ονόμασε αυτή την περίοδο στην ανάπτυξη της φυσικής επιστήμης μεταφυσικός.

Ωστόσο, όπως επισημαίνεται Φ. Ένγκελς, ακόμη και τότε αρχίζουν να εμφανίζονται τα πρώτα κενά στις μεταφυσικές ιδέες. Το 1755 εμφανίστηκε «Γενική Φυσική Ιστορία και Θεωρία του Ουρανού» του I. Kant(1724–1804), στην οποία ανέπτυξε μια υπόθεση για τη φυσική προέλευση της Γης. 50 χρόνια αργότερα, αυτή η υπόθεση έλαβε μαθηματική τεκμηρίωση στο έργο ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Laplace(1749–1827).

Οι Γάλλοι υλιστές του 18ου αιώνα έπαιξαν σημαντικό θετικό ρόλο στην καταπολέμηση των ιδεαλιστικών ιδεών. – J. Lamettrie(1709–1751), D. Diderot(1713–1784) κ.λπ.

6. Η ανάγκη για μια νέα προσέγγιση στη μελέτη της φύσης

Κατά την περίοδο της ραγδαίας βιομηχανικής ανάπτυξης και της αστικής ανάπτυξης, που απαιτούσε απότομη αύξηση των αγροτικών προϊόντων, προέκυψε η ανάγκη για επιστημονική γεωργία. Ήταν απαραίτητο να αποκαλυφθούν τα πρότυπα ζωής των οργανισμών και η ιστορία της ανάπτυξής τους. Για να λυθούν αυτά τα προβλήματα, χρειαζόταν μια νέα προσέγγιση στη μελέτη της φύσης. Οι ιδέες για την καθολική σύνδεση των φαινομένων, τη μεταβλητότητα της φύσης και την εξέλιξη του οργανικού κόσμου αρχίζουν να διεισδύουν στην επιστήμη.

Ακαδημαϊκός Ρωσική Ακαδημίαεπιστήμες Ο Κ.Φ. Λύκος(1733-1794), ενώ μελετούσε την εμβρυϊκή ανάπτυξη των ζώων, ανακάλυψε ότι η ατομική ανάπτυξη σχετίζεται με το νέο σχηματισμό και μετασχηματισμό τμημάτων του εμβρύου. Σύμφωνα με F. Engels, Wolfέκανε την πρώτη επίθεση στη θεωρία της σταθερότητας των ειδών το 1759. Το 1809 J.B. Λαμάρκ(1744–1829) διατύπωσε την πρώτη θεωρία της εξέλιξης. Ωστόσο, δεν υπήρχε ακόμη αρκετό τεκμηριωμένο υλικό για να τεκμηριώσει τη θεωρία της εξέλιξης. Ο Λαμάρκ δεν κατάφερε να ανακαλύψει τους βασικούς νόμους ανάπτυξης του οργανικού κόσμου και η θεωρία του δεν αναγνωρίστηκε από τους συγχρόνους του.

7. Η εμφάνιση νέων επιστημών

Στο πρώτο μισό του 19ου αι. Προέκυψαν νέες επιστήμες - παλαιοντολογία, συγκριτική ανατομία ζώων και φυτών, ιστολογία και εμβρυολογία. Η γνώση που συσσώρευσε η φυσική επιστήμη στο πρώτο μισό του 19ου αιώνα παρείχε μια σταθερή βάση για την εξελικτική θεωρία του Καρόλου Δαρβίνου. Η δουλειά του " Προέλευση των ειδών"(1859) σηματοδότησε ένα σημείο καμπής στην ανάπτυξη της βιολογίας: ξεκίνησε μια νέα εποχή στην ιστορία της φυσικής επιστήμης. Ένας σκληρός ιδεολογικός αγώνας αναδύεται γύρω από τις διδασκαλίες του Δαρβίνου, αλλά η ιδέα της εξελικτικής ανάπτυξης κερδίζει γρήγορα παγκόσμια αποδοχή. Δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. που χαρακτηρίζεται από τη γόνιμη διείσδυση των δαρβινικών ιδεών σε όλους τους τομείς της βιολογίας.

8. Η διάσπαση της επιστήμης σε ξεχωριστούς κλάδους

Για τη βιολογία του εικοστού αιώνα. χαρακτηριστικό δύοεπεξεργάζομαι, διαδικασία. Πρώτον, λόγω της συσσώρευσης τεράστιου πραγματικού υλικού, οι πρώην ενοποιημένες επιστήμες αρχίζουν να αποσυντίθενται σε ξεχωριστούς κλάδους. Έτσι, από τη ζωολογία προέκυψαν η εντομολογία, η ελμινθολογία, η πρωτοζωολογία και πολλοί άλλοι κλάδοι, από τη φυσιολογία - ενδοκρινολογία, την ανώτερη φυσιολογία. νευρική δραστηριότητακλπ. Δεύτερον, σχεδιάζεται τάση για σύγκλιση της βιολογίας με άλλες επιστήμες: προέκυψε η βιοχημεία, η βιοφυσική, η βιογεωχημεία κ.λπ.. Η εμφάνιση των επιστημών των συνόρων υποδηλώνει τη διαλεκτική ενότητα των διαφορετικών μορφών ύπαρξης και ανάπτυξης της ύλης, βοηθά να ξεπεραστεί η μεταφυσική διχόνοια στη μελέτη των μορφών ύπαρξής της. Τις τελευταίες δεκαετίες, λόγω της ραγδαίας ανάπτυξης της τεχνολογίας και των τελευταίων επιτευγμάτων σε διάφορους τομείς της φυσικής επιστήμης, έχουν εμφανιστεί η μοριακή βιολογία, η βιονική, η ραδιοβιολογία και η διαστημική βιολογία.

ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ- περιοχή σύγχρονη φυσική επιστήμη. Χρησιμοποιώντας θεωρητικές βάσεις και πειραματικές μεθόδους χημείας και μοριακή φυσική, καθιστά δυνατή τη μελέτη βιολογικών συστημάτων σε μοριακό επίπεδο.

Βιονικήμελετά τις λειτουργίες και τη δομή των οργανισμών προκειμένου να χρησιμοποιήσει τις ίδιες αρχές κατά τη δημιουργία νέας τεχνολογίας. Αν μέχρι τώρα η βιολογία ήταν ένα από τα θεωρητικά θεμέλια της ιατρικής και της γεωργίας, τώρα γίνεται και ένα από τα θεμέλια της τεχνολογίας του μέλλοντος.

Εμφάνιση ραδιοβιολογία– η μελέτη της επίδρασης της ιοντίζουσας ακτινοβολίας στους ζωντανούς οργανισμούς – συνδέεται με την ανακάλυψη της βιολογικής επίδρασης των ακτίνων Χ και των ακτίνων γάμμα, ιδιαίτερα μετά την ανακάλυψη φυσικών πηγών ραδιενέργειας και τη δημιουργία τεχνητών πηγών ιοντίζουσας ακτινοβολίας.

Μέχρι το πρόσφατο παρελθόν, η βιολογία παρέμενε καθαρά γήινομια επιστήμη που μελετά τις μορφές ζωής μόνο στον πλανήτη μας. Ωστόσο, οι επιτυχίες της σύγχρονης τεχνολογίας, οι οποίες κατέστησαν δυνατή τη δημιουργία αεροσκαφών ικανών να ξεπεράσουν τη βαρύτητα και να εισέλθουν σε χώρος, έθεσε μια σειρά από νέα καθήκοντα για τη βιολογία, τα οποία αποτελούν αντικείμενο διαστημική βιολογία. Στην επίλυση θεμάτων σήμεραΜαζί με βιολόγους, μαθηματικούς, κυβερνητικής, φυσικούς, χημικούς και ειδικούς σε άλλους τομείς της φυσικής επιστήμης συμμετέχουν.

Ερώτηση 4. Ο ρόλος της βιολογίας στο σύστημα ιατρικής εκπαίδευσης

1. Η σύνδεση βιολογίας και ιατρικής

Η σημασία της μελέτης βιολογίας για έναν γιατρό καθορίζεται από το γεγονός ότι η βιολογία είναι θεωρητική βάσηφάρμακο. «Η ιατρική, λαμβανόμενη από άποψη θεωρίας, είναι πρώτα απ' όλα γενική βιολογία», έγραψε ένας από τους κορυφαίους θεωρητικούς της ιατρικής I.V. Νταβιντόφσκι. Η πρόοδος της ιατρικής συνδέεται με τη βιολογική έρευνα, γι' αυτό ο γιατρός πρέπει να γνωρίζει συνεχώς τα τελευταία επιτεύγματαβιολογία. Αρκεί να δώσουμε μερικά παραδείγματα από την ιστορία της επιστήμης για να πειστούμε για τη στενή σχέση μεταξύ των επιτυχιών της ιατρικής και των ανακαλύψεων που έγιναν, όπως φαίνεται, σε καθαρά θεωρητικούς τομείς της βιολογίας.

2. Διδασκαλίες του Λ. Παστέρ

Έρευνα του L. Pasteur (1822–1895), που απέδειξε την αδυναμία της αυθόρμητης προέλευσης της ζωής σε σύγχρονες συνθήκες, η ανακάλυψη ότι η σήψη και η ζύμωση προκαλούνται από μικροοργανισμούς έφερε επανάσταση στην ιατρική και παρείχε την ανάπτυξη της χειρουργικής. Εισήχθησαν για πρώτη φορά στην πράξη αντισηπτικό(πρόληψη μόλυνσης του τραύματος με ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ), και μετά ασηψία(πρόληψη μόλυνσης με αποστείρωση αντικειμένων που έρχονται σε επαφή με το τραύμα). Αυτή η ίδια ανακάλυψη χρησίμευσε ως κίνητρο για την αναζήτηση αιτιολογικών παραγόντων μολυσματικών ασθενειών και η ανακάλυψή τους σχετίζεται με την ανάπτυξη πρόληψης και ορθολογικής θεραπείας μολυσματικόςασθένειες. Η ανακάλυψη κυττάρων και η μελέτη της μικροσκοπικής δομής των οργανισμών μας επέτρεψαν να κατανοήσουμε καλύτερα τα αίτια της διαδικασίας της νόσου και συνέβαλαν στην ανάπτυξη διαγνωστικών και θεραπευτικών μεθόδων. Το ίδιο πρέπει να ειπωθεί για τη μελέτη των φυσιολογικών και βιοχημικών προτύπων. Μελετώντας Ι.Ι. Mechnikovοι πεπτικές διεργασίες σε κατώτερους πολυκύτταρους οργανισμούς βοήθησαν στην εξήγηση των φαινομένων της ανοσίας. Η έρευνά του για τον έλεγχο μεταξύ των ειδών στους μικροοργανισμούς οδήγησε στην ανακάλυψη αντιβιοτικά,χρησιμοποιείται για τη θεραπεία πολλών ασθενειών.

3. Φυλογενετική αρχή

Πρέπει να θυμόμαστε ότι ο άνθρωπος χωρίστηκε από τον κόσμο των ζώων. Η δομή και οι λειτουργίες του ανθρώπινου σώματος, συμπεριλαμβανομένων των μηχανισμών άμυνας, είναι αποτέλεσμα μακροπρόθεσμων εξελικτικών μετασχηματισμών προηγούμενων μορφών. Οι παθολογικές διεργασίες βασίζονται επίσης σε γενικά βιολογικά πρότυπα. Απαραίτητη προϋπόθεση για την κατανόηση της ουσίας της παθολογικής διαδικασίας είναι η γνώση της βιολογίας.

Φυλογενετική αρχή, λαμβάνοντας υπόψη την εξέλιξη του οργανικού κόσμου, μπορεί να προτείνει τη σωστή προσέγγιση για τη δημιουργία ζωντανών μοντέλων για τη μελέτη των μη μεταδοτικών ασθενειών και για τη δοκιμή νέων φαρμάκων. Η ίδια μέθοδος βοηθά στην εύρεση της σωστής λύσης κατά την επιλογή ιστών για μεταμόσχευση αντικατάστασης, στην κατανόηση της προέλευσης ανωμαλιών και παραμορφώσεων, στην εύρεση των πιο ορθολογικών τρόπων ανακατασκευής οργάνων κ.λπ.

4. Ο ρόλος της γενετικής στην ιατρική

Ένας μεγάλος αριθμός ασθενειών έχει κληρονομική φύση.Η πρόληψη και η θεραπεία απαιτούν γνώση γενεσιολογία.Οι μη κληρονομικές ασθένειες εξελίσσονται διαφορετικά και η θεραπεία τους πραγματοποιείται ανάλογα με τη γενετική σύσταση του ατόμου, την οποία ο γιατρός δεν μπορεί να μην λάβει υπόψη του. Πολλές συγγενείς ανωμαλίες προκύπτουν λόγω της έκθεσης σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες. Η πρόληψή τους είναι καθήκον ενός γιατρού οπλισμένου με γνώση της βιολογίας της ανάπτυξης των οργανισμών. Η υγεία των ανθρώπων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το περιβάλλον, ιδίως από αυτό που δημιουργεί η ανθρωπότητα. Η γνώση βιολογικόςΤα πρότυπα είναι απαραίτητα για μια επιστημονικά τεκμηριωμένη στάση απέναντι στη φύση, την προστασία και τη χρήση των πόρων της, μεταξύ άλλων για τους σκοπούς της θεραπείας και της πρόληψης ασθενειών. Όπως αναφέρθηκε ήδη, η αιτία πολλών ανθρώπινων ασθενειών είναι ζωντανοί οργανισμοί, επομένως, για να κατανοήσουμε την παθογένεση (ο μηχανισμός εμφάνισης και ανάπτυξης της νόσου) και τα πρότυπα της επιδημικής διαδικασίας (δηλαδή η εξάπλωση μολυσματικών ασθενειών), είναι απαραίτητο για τη μελέτη παθογόνων οργανισμών.

Ερώτηση 5. Μεταβολισμός και ενέργεια

1. Σύνολο μοτίβων

Τα μοτίβα, το σύνολο των οποίων χαρακτηρίζει τη ζωή, περιλαμβάνουν:

Αυτοανανέωση που σχετίζεται με τη ροή της ύλης και της ενέργειας.

Αυτοαναπαραγωγή, διασφαλίζοντας τη συνέχεια μεταξύ διαδοχικών γενεών βιολογικών συστημάτων, που σχετίζονται με τη ροή πληροφοριών.

Αυτορρύθμιση με βάση τη ροή ύλης, ενέργειας και πληροφοριών.

Εισηγμένη μοτίβακαθορίζουν τα βασικά χαρακτηριστικά της ζωής: μεταβολισμό και ενέργεια, ευερεθιστότητα, ομοιόσταση, αναπαραγωγή, κληρονομικότητα, μεταβλητότητα, ατομική και φυλογενετική ανάπτυξη.

2. Μεταβολισμός και ενέργεια

Περιγράφοντας το φαινόμενο της ζωής, ο Φ. Ένγκελς έγραψε: «Η ζωή είναι ένας τρόπος ύπαρξης πρωτεϊνικών σωμάτων, το βασικό σημείο του οποίου είναι η συνεχής ανταλλαγή ουσιών με την εξωτερική φύση που τα περιβάλλει, και με τη διακοπή αυτού του μεταβολισμού, η ζωή επίσης παύει, γεγονός που οδηγεί στην αποσύνθεση της πρωτεΐνης».

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο μεταβολισμός μπορεί επίσης να λάβει χώρα μεταξύ των σωμάτων. άψυχη φύση. Ωστόσο, ο μεταβολισμός ιδιοκτησία των έμβιων όντωνποιοτικά διαφορετικό από τις μεταβολικές διεργασίες σε μη ζωντανά σώματα. Για να δείξουμε αυτές τις διαφορές, ας δούμε ορισμένα παραδείγματα.

Ένα αναμμένο κομμάτι άνθρακα είναι μέσα κατάσταση ανταλλαγήςΜε γύρω φύση: περιλαμβάνεται οξυγόνο χημική αντίδρασηκαι την απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα. Ο σχηματισμός σκουριάς στην επιφάνεια ενός σιδερένιου αντικειμένου είναι συνέπεια της ανταλλαγής με το περιβάλλον. Αλλά ως αποτέλεσμα αυτών των διεργασιών, τα άψυχα σώματα παύουν να είναι αυτό που ήταν. Αντίθετα, για τα ζωντανά σώματα, η ανταλλαγή με το περιβάλλον είναι προϋπόθεση της ύπαρξής τους. Στους ζωντανούς οργανισμούς, ο μεταβολισμός οδηγεί στην αποκατάσταση των κατεστραμμένων συστατικών, αντικαθιστώντας τα με νέα παρόμοια με αυτά, δηλ. αυτοανανέωσης και αυτοαναπαραγωγής, χτίζοντας το σώμα ενός ζωντανού οργανισμού μέσω της απορρόφησης ουσιών από το περιβάλλον.

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι οι οργανισμοί υπάρχουν ως Άνοιξεσυστήματα. Μέσα από κάθε οργανισμό υπάρχουν συνεχείς ροές ύλης και ενέργειας. Η εφαρμογή αυτών των διεργασιών καθορίζεται από τις ιδιότητες των πρωτεϊνών, ιδιαίτερα την καταλυτική τους δράση.

3. Ενδιαιτήματα μικροοργανισμών

Λόγω του γεγονότος ότι οι οργανισμοί είναι ανοιχτά συστήματα, βρίσκονται μέσα ενότητα με το περιβάλλον, και φυσικά, χημικά και βιολογικές ιδιότητεςπεριβάλλον καθορίζουν την εφαρμογή όλων των διαδικασιών ζωής. Κάθε τύπος οργανισμού είναι προσαρμοσμένος να ζει μόνο σε ορισμένες συνθήκες. Αυτές είναι οι συνθήκες στις οποίες έγινε η ανάπτυξη αυτού του είδους, στις οποίες έχει προσαρμοστεί. Μερικά είδη ζουν μόνο στο νερό, άλλα στην ξηρά, άλλα μόνο σε πολικά γεωγραφικά πλάτη, άλλα στην ισημερινή ζώνη, διάφοροι οργανισμοί είναι προσαρμοσμένοι να ζουν σε στέπες, ερήμους, δάση, στα βάθη των ωκεανών ή στις κορυφές βουνών. Υπάρχουν πολλά από αυτά που ο βιότοπός τους είναι άλλοι οργανισμοί (τα έντερά τους, οι μύες, το αίμα τους κ.λπ.).

4. Περιβαλλοντική αλλαγή

Όχι μόνο οι οργανισμοί εξαρτώνται από το περιβάλλον, αλλά και περιβάλλοναλλαγές ως αποτέλεσμα ζωτική δραστηριότητα των οργανισμών.Η πρωτόγονη εμφάνιση του πλανήτη μας έχει αλλάξει σημαντικά υπό την επίδραση οργανισμών: έχει αποκτήσει ατμόσφαιρα με ελεύθερο οξυγόνο και εδαφοκάλυψη. Το όζον σχηματίστηκε από ελεύθερο οξυγόνο, εμποδίζοντας τη διείσδυση της υπεριώδους ακτινοβολίας στην επιφάνεια της Γης. Έτσι προέκυψε το «οθόνη του όζοντος», διασφαλίζοντας την ύπαρξη ζωής στην επιφάνεια της γης. Από πράσινα φυτά που συσσώρευαν ηλιακή ενέργεια σε προηγούμενες γεωλογικές εποχές, σχηματίστηκαν τεράστια αποθέματα πλούσιων σε ενέργεια πετρωμάτων όπως ο άνθρακας και η τύρφη. Οι ασβεστόλιθοι, η κιμωλία και πολλά άλλα ορυκτά είναι οργανικής προέλευσης. Η βλάστηση επηρεάζει το κλίμα· η ξυλώδης βλάστηση το κάνει πιο απαλό, μειώνει τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και άλλους μετεωρολογικούς παράγοντες. Η επίδραση της άψυχης φύσης στους οργανισμούς και των οργανισμών στα άψυχα σώματα δείχνει την ενότητα όλης της φύσης.