Биология – наука о жизни, изучающая закономерности жизни и развития живых организмов. 1802 г. – Ж. Б. Ламарк и Г. Р. Тревиранус. Объект – живая природа Предмет – проявления жизни: • строение и функции живых организмов • происхождение и развитие ж. о. • распространение ж. о. • связь друг с другом и с неживой природой Методы биологии 1. наблюдение 2. сравнение 3. исторический Задачи биологии: 1. Раскрытие сущности жизни 2. Изучение явлений, закономерностей, особенностей живой природы. 3. Изучение всех проявлений жизни с целью познания и управления ими. экспериментальные инструментальные
к «методам биологии» . 1. Описывает биологическое явление 2. Выявляет закономерности, общие для разных явлений. Например: • близнецовый метод генетики • гомологические ряды изменчивости и • наследственности 3. На основе данных о современном орг. мире и о его прошлом познание процессов развития жив. природы Например: • изучение фагоцитоза Мечниковым • закон обмена веществ в ходе возникновения и развития жизни Опарина 4. Исследователь искусственно моделирует ситуацию Например: • изучение наследственности Менделем • изучение условных рефлексов Павловым 5. Препаративные и аналитические
Уровни организации живой материи Уровень организации Элементарная единица Молекулярногенетический органические обмен веществ, энергии и молекулы, гены Элементарные явления информации Биологические науки биохимия, биофизика, молекулярная биология, молекулярная генетика, цитохимия, генная инженерия Субклеточный и Органеллы, клеточный клетки функционирования структур и целых клеток цитология Тканевой Ткани дифференцировка специализация гистология Органный Орган функционирование анатомия, кардиология, нефрология и др. регуляция, взаимосвязи ораганов и систем, поведение, адаптация, онтогенез Физиология, иммунология, эмбриология, геронтология, педиатрия Организменный Организм, особь
Уровень организации Элементар- Элементарные ная единица явления Биологические науки Популяционновидовой Популяция Изменение Генетика, морфология, генотипического , физиология и др. фенотипического состава популяции и др. Биогеоценотический и биосферный Биогеоценозы = экосостемы Круговороты веществ и энергии. Биологическая продуктивность биогеоценозов Экология, биогеохимия, биогеоценология
1. по объектам 5. по прикладному значению 4. по методам исследования Биологические науки 2. по свойствам и признакам живого 3. по уровням организации живого
К «биологические науки» 1. Зоология • орнитология (птицы) • териология (млекопитающие) • герпетология (пресмыкающиеся и земноводные) • энтомология (насекомые) • ихтиология (рыбы) • акарология (клещи) • малакология(молл юски) • протозоология (простейшие) 3. Ботаника • альгология (водорсли) • лихенология (лишайники) • бриология (мхи) • дендрология (деревья и кустарники) Микология (грибы) Микробиология (прокариоты) Вирусология Систематика Палеонтология Неонтология Гидробиология Антропология (человек) Молекулярная биология, биохимия, цитология, анатомия, спленология, популяционно-видовая биология, биогеоценология 4. Биохимия Биофизика Радиобиология Биометрия 5. 2. Цитология Морфология Анатомия Физиология Генетика Этология (поведение) Экология Эмбриология Биология развития Эволюционное учение Бионика Космическая биология Паразитология Биотехнология
БИОХИМИЯ ЦИТОЛОГИЯ ЭКОЛОГИЯ ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ ГЕНЕТИКА
ПРИЗНАКИ (проявления жизнедеятельности) живых организмов Питание Выделение Дыхание Размножение Раздражимость Рост и развитие Подвижность
К «признаки живых организмов» Питание – процесс потребления вещества и энергии 2 типа питания по источнику С: - автотрофное - гетеротрофное -2 типа питания по способу получения энергии: - фототрофное - хемотрофное Дыхание – процесс окисления органических веществ, с пом. которого живые организмы высвобождают энергию из веществ, полученных с пищей. ( высвобождаемая энергия запасается в виде химической энергии макроэргических связей АТФ). Виды дыхания по участию кислорода: • аэробное • анаэробное Виды дыхания по локализации: • внешнее (газообмен) • внутреннее (тканевое=клеточное) Раздражимость=чувствительность – способность живых организмов и их структур реагировать =отвечать на изменение внешней и внутренней среды. - таксис (перемещение, вызываемое и направляемое раздражителем) - тропизм (перемещение части растения. вызываемое раздражителем) - настии (ненаправленные движения растений в ответ на раздражтель) - возбудимость (способность к возбуждению – генерации ПД в ответ на раздражитель)
Виды выделения: - экскреция (выведение ненужных продуктов обмена) - секреция (выведение метаболитов, не являющихся отходами) - дефекация (выведение балластных веществ, не участвовавших в метаболизме) Размножение – передача генетического материала (ДНК) от родительского поколения следующему, что обеспечивает воспроизведение признаков вида и конкретных родительских особей. 2 типа размножения: - бесполое - половое Рост – необратимое увеличение сухой массы живой протоплазмы в результате ассимиляции питательных веществ. Для многоклеточных организмов характерны: - гиперплазия (увеличение числа клеток) - гипертрофия ( увеличение размеров клеток) - дифференцировка (специализация) - морфогенез (изменение строения органов и организма в целом)
1. Обмен веществ и энергии 7. Саморегуляция 2. Сложность и высокая степень организации 8. Самообновление 3. Дискретность 9. Наследственность и изменчивость 4. Функциональность 10. Самовоспроизведение 5. Иерархически подчиненные уровни организации 11. Индивидуальное и историческое развитие 6. Реактивность (раздражимость) Фундаментальные свойства СВОЙСТВА (ОСОБЕННОСТИ) живых организмов
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ – превращения веществ и энергии с момента поступления их в организм и до образования конечных продуктов = совокупность химических реакций (с участием ферментов), протекающих в живых организмах, и обеспечивающих его веществами и энергией для жизнедеятельность, роста и размножения. Процесс обмена веществ и энергии ДИССИМИЛЯЦИЯ АССИСИЛЯЦИЯ Обмен веществ = КАТАБОЛИЗМ метаболизм • гидролиз • негидролитический распад • окисление АНАБОЛИЗМ • восстановительный синтез • невосстановительный синтез Обмен энергией ЭНДЕРГОНИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС поглощение энергии, поставляемой макроэргами (в осн. АТФ) ЭКЗЕРГОНИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС выделение энергии: -тепловой (рассеивание) - химической, запасаемой в макроэргических связях (в осн. АТФ).
Термодинамика биологических систем СРЕДА • понижение уровня упорядоченности • повышение уровня энтропии ОРГАНИЗМ • высокий уровень упорядоченности • низкий уровень энтропии Организм – открытая система, способен поддерживать высокую упорядоченность только за счет обмена с внешней средой. Жизнь – постоянная борьба против возрастания энтропии.
Роль АТФ в клеточной энергетике. 3 способа фосфорилирования ( АДФ + Фн АТФ ) Биологическая работа АТФ Химическая (биосинтез) Окислительное фосфорилирование Механическая Субстратное фосфорилирование Фн Н 2 О Осмотическая Клеточное деление Фотофосфорилирование Электрическая АДФ
Типы фосфорилирования Тип фосфорилирования Субстратное Характеристика АДФ S~Ф Окислительное О 2 АДФ + Фн SН Фотофосфорилирование АТФ S Н 2 О АТФ Организмы • Цитозоль • Матрикс митохондрий Прокариоты Все эукариты • Внутренняя мембрана митохондрий • Мезосома Все аэробные прокариоты и эукариоты • Мембрана тилакоида хлоропласта • Хлоросома Фотоавтотофы S Энергия света АДФ + Фн Локализация процесса АТФ
Живые организмы Классификация живых организмов по источнику С источник С – СО 2 (неорганическое вещество) источник С – сложные органические вещества автотрофы гетеротрофы по источнику энергии источник энергии солнечное излучение фототрофы источник энергии энергия химических связей хемотрофы по донору электронов донор электронов неорганические соединения (Н 2 О, Н 2 S, S) литотрофы донор электронов органические соединения органотрофы по хар-ру диссимиляции аэробы анаэробы облигатные анаэробы факультативные по строению акариоты прокариоты эукариоты
Живые организмы Классификация живых организмов источник С – сложные Глюкоза источник С – СО 2 по источнику органические вещества С (неорганическое вещество) 2 АТФ (анаэробы) гликолиз О 2 автотрофы 8 АТФ гетеротрофы (аэробы) источник энергии Пируват источнику энергии по солнечное излучение энергия химических связей брожение окисление пирувата О 2 фототрофы хемотрофы О 2 донор электронов и цикл Кребса донор электронов 30 АТФ (аэробы) неорганические соединения по донору электронов органические соединения Лактат О, Н S, S) (Н 2 2 (этанол и др. ) СО 2 и Н 2 О литотрофы органотрофы Хемо(лито) Хемогетеротрофы: Фотогетеро по автотрофы: хар-ру • диссимиляции Фотоавтотрофы: все животные трофы: • нитрифицирующие • все грибы • зел. клетки растений • пурпурные анаэробы • цианобактерии • большинство аэробыбактерии несерные облигатные факультативные • пурпурные и зеленые • бесцветные бактерий бактерии серобактерии по строению серобактерии • нефотосинтези • галобакте • железобактерии • эвглена зеленая рующие клетки рии • водородные растений акариоты прокариоты эукариоты бактерии
Фотоавтотрофы: • зел. клетки растений • цианобактерии • пурпурные и зеленые серобактерии • эвглена зеленая надцарство Хемоавтотрофы: • нитрифицирующие бактерии • бесцветные серобактерии • железобактерии • водородные бактерии АКАРИОТЫ неклеточные царства вирусы Хемогетеротрофы: • все животные • все грибы • большинство бактерий • нефотосинтезирующие клетки растений ПРОКАРИОТЫ доядерные • архебактерии • эубактерии • оксифотобактерии Фотогетеротрофы: • пурпурные несерные бактерии • галобакте рии ЭУКАРИОТЫ ядерные • животные • растения • грибы
ФОТОСИНТЕЗ – процесс это процесс преобразования энергии солнечного света в химическую энергию органических соединений. солнечный свет пигменты фотосинтеза С 6 СО 2 + восстановление II фаза 6 Н 2 О (Н 2 S) О окисление I фаза → С 6 Н 12 О 6 + 6 О 2 (S) основной продукт II фаза побочный продукт I фаза Фотоавтоторфы Зеленые и пурпурные серные эубактерии оксифотобактерии (цианобактерии) растения
Растения Цианобактерии Зеленые и пурпурные серобактерии Общ. СО 2 + Н 2 О → уравнение С 6 Н 12 О 6 + О 2 СО 2 + Н 2 О → СО 2 + Н 2 S→ С 6 Н 12 О 6 + О 2 С 6 Н 12 О 6 + S Пигменты Хлорофилл а, b, с, d фотосинте Каратиноиды за (фикобилины) Хлорофилл а Каратиноиды Фикобилины Бактериохлорофилл Локализация в клетке Тилакоидные впячивания (ЦПМ) Хлоросомы (ЦПМ) Хлоропласты
• • • Световая фаза На мембране тилакоидов гран хлоропласта Квант света возбуждает электроны пигментов фоотсинтеза Фотоокисление Н 2 О (фотолиз воды) Образование О 2 Синтез НАДФНН+ Синтез АТФ (фотофосфорилирование) Темновая фаза • В строме хлоропласта • Фиксация СО 2 • Фотовосстановление СО 2 • Образование С 6 Н 12 О 6 с участием НАДФНН+ и АТФ • СО 2 НАДФНН+ С 6 Н 12 О 6
Хемосинтез АТФ СО 2 С 6 Н 12 О 6
Значение биологии для медицины Продуценты: • Растения • Бактерии • Животные • грибы Лекарственные препараты человек Науки медико-биологического профиля Биотехнология – использование живых организмов и биологических процессов в производстве Патологические процессы Возбудители болезней
Скачать презентацию Биология наука о жизни изучающая закономерности жизни
Л.1. Свойства живой материи..ppt