Готовимся к ЕГЭ. Биология как наука. Методы научного познания

Биологические науки
от объекта исследования	сквозные	специальные
ботаника альгология лихенология бриология дендрология микология зоология энтомология ихтиология орнитология териология микробиология вирусология паразитология	Систематика (многообразие живых организмов и распределение их по группам на основе родства) палеонтология (историю органического мира прошлых геологических эпох) морфология (внешнее и внутреннее строение организма) анатомия физиология (функции живых организмов, их взаимосвязь и зависимость от внешних и внутренних условий) биогеография (общие закономерности географического распространения живых организмов на Земле)	цитология гистология эмбриология (общие закономерности индивидуального развития) биохимия (химический состав клеток, их структуру, функции) молекулярная биология (превращение химических веществ в клетке) генетика эволюционное учение (историческое развитие живой природы и многообразие органического мира) экология (взаимоотношения различных организмов в образуемых ими сообществах между собой и окружающей средой) этология гигиена

Методы исследования живой природы

1. Наблюдение (описание биологического явления).
2. Сравнение (находит общие закономерности в строении и жизнедеятельности организмов).
3. Эксперимент, или опыт (изучает свойства биологических объектов в контролируемых условиях).
4. Моделирование (имитируются многие процессы, недо-ступные для непосредственного наблюдения или экспериментального воспроизведения).
5.  Исторический метод (на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познаются процессы развития живой природы).
6. Инструментальные методы (микроскопия (световая и электронная), центрифугирование, хроматография, электроэнцефалография, радиолокация и т.д.). 

Критерии живых систем 

1. Метаболизм – обмен веществ.

Метаболизм
↓	↓
анаболизм,	катаболизм,
или ассимиляция,	или диссимиляция,
или пластический обмен	или энергетический обмен

2. Репродукция – самовоспроизведение.

Размножение
↓	↓
половое	бесполое

3. Наследственность – способность организмов передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение. В основе – носители генетической информации – ДНК, РНК.

4. Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства. В основе – изменение ДНК.

5. Рост и развитие. Рост всегда сопровождается развитием.

Развитие живой формы материи
онтогенез	филогенез
(индивидуальное развитие)	(историческое развитие)

6. Раздражимость – способность организмов избирательно реагировать на воздействия. 

тропизмы	настии	таксисы	рефлекс
Изменение характера роста	движение отдельных частей растительного организма	изменение характера движения	ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая и контролируемая нервной системой
у растений: геотропизм, гелиотропизм	движение листьев к свету	У простейших: хемотаксис, фототаксис	у многоклеточных животных

7. Саморегуляция – способность организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды, поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность физиологических процессов – гомеостаз.
8. Дискретность. Каждая биологическая система состоит из обособленных, но взаимодействующих частей, образующих структурно-функциональное единство.
9. Ритмичность – периодические изменения интенсивности физиологических функций с различными периодами колебаний (суточные и сезонные ритмы).
10. Энергозависимость. Живые тела представляют собой открытые для поступления энергии системы.
11. Единство химического состава. Для определения живого все критерии нужно использовать в совокупности. 

Уровни организации живой материи

Живая природа представляет собой целостную, сложно организованную, иерархическую систему. Выделяют следующие связанные между собой уровни организации живой материи.

Уровни организации	Биологическая система	Элементы, образующие систему
1. Молекулярный	Клетка	Молекулы неорганических и органических веществ
2. Клеточный	Клетка (организм)	Органоиды
3. Организменный	Организм	Системы органов
4. Популяционно-видовой	Популяция	Особи
5. Биогеоценотический	Биоценоз	Популяции
6. Биосферный	Биосфера	Биогеоценозы

Методы изучения клетки

1. Микроскопия (световой и электронный микроскоп)

2. Физико-химические методы.

   Хроматография (разная скорость движения через адсорбент растворенных в специальном растворе веществ).

 Электрофорез (разделению смеси веществ в растворе способствует электрический ток).

  Метод меченных атомов (введение радиоактивного изотопа  какого-либо химического элемента в состав вещества для того, чтобы проследить путь его превращений в клетке).

3. Метод центрифугирования (разделение субклеточных фракций соответственно их массе, поверхности и плотности после гомогенизации ткани или разрушении клеточных границ различными механическими способами).

4. Метод культуры клеток и тканей.

    Микроскоп световой - это оптический инструмент, предназначенный для исследования объектов, невидимых невооруженным глазом. Световые микроскопы можно разделить на две основные группы: биологические и стереоскопические. Биологические микроскопы также часто называют лабораторными, медицинскими - это микроскопы для исследования тонких прозрачных образцов в проходящем свете. Биологические лабораторные микроскопы имеют большое увеличение, наиболее распространенное - 1000х, но некоторые модели могут иметь увеличение до 1600х.

Стереоскопические микроскопы используют для исследования непрозрачных объемных объектов (монет, минералов, кристаллов, электросхем и пр.) в отраженном свете. Стереоскопические микроскопы обладают небольшим увеличением (20х, 40х, некоторые модели – до 200х), но при этом они создают объемное (трехмерное) изображение наблюдаемого объекта. Данный эффект очень важен, например, при исследовании поверхности металла, минералов и камней, так как позволяет обнаружить углубления, трещины и прочие элементы структуры.