Aká je úloha biológie v modernom svete. Význam biológie v živote človeka

Je ťažké preceňovať úlohu biológie v modernej realite, pretože podrobne študuje ľudský život vo všetkých jeho prejavoch. V súčasnosti táto veda integruje také dôležité pojmy ako evolúcia, bunková teória, genetika, homeostáza a energia. Medzi jeho funkcie patrí štúdium vývoja všetkých živých vecí, a to: štruktúry organizmov, ich správania, ako aj vzťahu medzi nimi a vzťahu k životnému prostrediu.

Dôležitosť biológie v živote človeka sa ukáže, ak urobíme paralelu medzi hlavnými problémami života jednotlivca, napríklad zdravím, výživou a výberom optimálnych životných podmienok. Dnes sú známe mnohé vedy, ktoré sa oddelili od biológie a stali sa nemenej dôležitými a nezávislými. Patrí medzi ne zoológia, botanika, mikrobiológia a virológia. Je ťažké vybrať najvýznamnejšie z nich, všetky predstavujú komplex najcennejších základných poznatkov nahromadených civilizáciou.

V tejto oblasti poznania pracovali vynikajúci vedci ako Claudius Galen, Hippokrates, Carl Linnaeus, Charles Darwin, Alexander Oparin, Ilya Mechnikov a mnohí ďalší. Vďaka ich objavom, najmä štúdiu živých organizmov, sa objavila veda o morfológii, ako aj fyziológia, ktorá v sebe zbierala poznatky o systémoch organizmov živých bytostí. Genetika zohrala neoceniteľnú úlohu pri vzniku dedičných chorôb.

Biológia sa stala pevným základom v medicíne, sociológii a ekológii. Je dôležité, aby táto veda, ako každá iná, nebola statická, ale neustále sa dopĺňala o nové poznatky, ktoré sa transformujú do podoby nových biologických teórií a zákonov.

Úloha biológie v modernej spoločnosti a najmä v medicíne je neoceniteľná. Práve s jej pomocou sa našli metódy na liečbu bakteriologických a rýchlo sa šíriacich vírusových ochorení. Vždy, keď sa zamyslíme nad otázkou, aká je úloha biológie v modernej spoločnosti, spomenieme si, že práve vďaka hrdinstvu lekárskych biológov zmizli z planéty Zem centrá strašných epidémií: mor, cholera, brušný týfus, antrax , ovčie kiahne a iné, nie menej choroby nebezpečné pre ľudský život.

Na základe faktov možno bezpečne tvrdiť, že úloha biológie v modernej spoločnosti neustále rastie. Moderný život si nemožno predstaviť bez šľachtenia, genetického výskumu, výroby nových potravinárskych produktov, ako aj ekologických zdrojov energie.

Hlavný význam biológie spočíva v tom, že predstavuje základ a teoretický základ pre mnohé perspektívne vedy, akými sú napríklad genetické inžinierstvo a bionika. Vlastní veľký objav – dekódovanie ľudského genómu. Na základe poznatkov kombinovaných v biológii vznikol aj taký smer ako biotechnológia. V súčasnosti je to práve táto povaha technológie, ktorá umožňuje vytvárať bezpečné lieky na prevenciu a liečbu, ktoré nepoškodzujú telo. Vďaka tomu je možné zvýšiť nielen dĺžku života, ale aj jeho kvalitu.

Úloha biológie v modernej spoločnosti spočíva v tom, že sú oblasti, kde sú jej znalosti jednoducho nevyhnutné, napríklad farmaceutický priemysel, gerontológia, forenzná veda, poľnohospodárstvo, stavebníctvo, ale aj vesmírny prieskum.

Nestabilná ekologická situácia na Zemi si vyžaduje prehodnotenie výrobných činností a význam biológie v živote človeka sa posúva do novej etapy. Každý rok sme svedkami rozsiahlych katastrof, ktoré postihujú tak najchudobnejšie krajiny, ako aj tie vysoko rozvinuté. Do veľkej miery sú spôsobené rastom svetovej populácie, nerozumným využívaním zdrojov energie, ako aj existujúcimi ekonomickými a sociálnymi rozpormi v modernej spoločnosti.

Súčasnosť nám jasne naznačuje, že samotná ďalšia existencia civilizácie je možná len vtedy, ak je v prostredí harmónia. Len dodržiavanie biologických zákonitostí, ako aj široké využívanie progresívnych biotechnológií založených na ekologickom myslení, zabezpečí prirodzené bezpečné spolužitie všetkých obyvateľov planéty bez výnimky.

Úloha biológie v modernej spoločnosti je vyjadrená v tom, že sa v súčasnosti premieňa na skutočnú silu. Vďaka jej vedomostiam je možná prosperita našej planéty. Preto odpoveď na otázku, aká je úloha biológie v modernej spoločnosti, môže byť nasledovná - to je vzácny kľúč k harmónii medzi prírodou a človekom.

Význam biológie ako vedy je mimoriadne veľký, pretože poznanie historického vývoja organického sveta, zákonitostí v štruktúre a fungovaní živých systémov rôznych úrovní, ich vzájomných vzťahov, stability a dynamiky hrá dôležitú úlohu pri formovaní materialistického svetonázoru, ktorý vytvára vedecký obraz sveta.

"Aký je význam biológie v živote?" správu, zhrnutý v tomto článku, odhalí všetky pozitíva tejto oblasti a možnosti jej využitia v budúcnosti.

Posolstvá: Význam biológie

Biológia je systém vied, ktorý študuje živú prírodu. Zahŕňa mnoho vied, z ktorých prvá vznikla botanika a zoológia. Stalo sa to pred viac ako 2000 rokmi. Postupom času vzniklo mnoho smerov, s ktorými sa zoznámite neskôr.

Každý živý organizmus žije vo svojom, špecifickom prostredí. Toto je časť prírody, s ktorou zvieratá interagujú. Okolo človeka je veľké množstvo živých organizmov: huby, baktérie, zvieratá a rastliny. A každú skupinu študuje samostatná biologická veda.

Ak to izolujeme, tak biológia je veda, ktorá je povolaná svojím výskumom presviedčať ľudstvo o úctivom postoji k prírode, dodržiavaní zákonov. Toto je veda budúcnosti. Preto je úloha biológie v budúcnosti ťažko preceňovať realitu, pretože študuje život vo všetkých jeho detailoch a všetkých jeho prejavoch. Moderná biológia spája také pojmy ako bunková teória, evolúcia, genetika, energia a homeostáza.

Dnes sa od biológie oddelili nové vedy, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu nielen pre ľudstvo dnes, ale aj v budúcnosti. Ide o genetiku, botaniku, zoológiu, mikrobiológiu, morfológiu, fyziológiu a virológiu. Predstavujú celý komplex cenných, základných poznatkov nahromadených v priebehu rokov civilizáciou.

Využitie biologických poznatkov v každodennom živote človeka

Ľudstvo dnes čelí akútnym problémom ochrany zdravia, zabezpečenia potravy, zachovania rozmanitosti organizmov na planéte a ekológie. Napríklad biológia v každodennom živote človeka pomohla zachrániť mnoho životov vďaka vývoju antibiotík. Veda tiež pomáha poskytnúť ľudstvu jedlo - vedci vytvorili vysoko výnosné odrody rastlín, nové plemená zvierat. Biológovia študujú pôdy a vyvíjajú technológie na zachovanie a zvýšenie ich úrodnosti. Z plesní a baktérií sa ľudia naučili získavať kefír, syry a jogurty.

Biologická veda je pevným základom v sociológii, medicíne a ekológii. Neustále sa dopĺňa o vedomosti. Toto je jeho hodnota. Vďaka biológii sa ľudia naučili liečiť bakteriologické a vírusové ochorenia. Výskumné práce neboli márne: z planéty zmizli zdroje takých hrozných chorôb, ako je týfus, cholera, kiahne a antrax.

Úloha biológie neustále rastie. Dnes je ľudský genóm dekódovaný a v budúcnosti nás čakajú ešte väčšie objavy. Pomôže tomu smer, akým je biotechnológia, ktorá si kladie za cieľ nielen vytváranie bezpečných liekov, ale aj zvyšovanie kvality samotného života.

Dodržiavanie biologických zákonov a využívanie biotechnológií zabezpečí bezpečné spolužitie všetkých obyvateľov planéty. V budúcnosti sa biológia premení na skutočnú silu, ktorá prispieva k prosperite Zeme a harmónii medzi človekom a prírodou.

Dúfame, že správa na tému „Význam biológie“ vám pomohla pripraviť sa na hodinu a dozvedeli ste sa, aký význam majú biologické poznatky pre budúceho človeka. A môžete pridať príbeh o dôležitosti biológie prostredníctvom formulára komentárov nižšie.

Biológia ako veda

Biológia(z gréčtiny. bios- život, logá- slovo, veda) je komplex vied o živej prírode.

Predmetom biológie sú všetky prejavy života: štruktúra a funkcie živých bytostí, ich rozmanitosť, vznik a vývoj, ako aj interakcia s prostredím. Hlavnou úlohou biológie ako vedy je interpretovať všetky javy živej prírody na vedeckom základe, berúc do úvahy, že integrálny organizmus má vlastnosti, ktoré sa zásadne líšia od jeho zložiek.

Termín „biológia“ sa nachádza v prácach nemeckých anatómov T. Roose (1779) a K. F. Burdacha (1800), ale až v roku 1802 ho prvýkrát samostatne použili J. B. Lamarcom a G. R. Treviranus na označenie vedy, ktorá študuje živé organizmy.

Biologické vedy

Biológia v súčasnosti zahŕňa množstvo vied, ktoré možno systematizovať podľa nasledujúcich kritérií: podľa predmetu a prevládajúcich metód výskumu a podľa skúmanej úrovne organizácie živej prírody. Podľa predmetu výskumu sa biologické vedy delia na bakteriológiu, botaniku, virológiu, zoológiu, mykológiu.

Botanika je biologická veda, ktorá komplexne študuje rastliny a vegetáciu na Zemi. Zoológia- úsek biológie, náuky o rozmanitosti, stavbe, živote, rozšírení a vzťahu živočíchov k životnému prostrediu, o ich pôvode a vývoji. Bakteriológia- biologická veda, ktorá študuje štruktúru a život baktérií, ako aj ich úlohu v prírode. Virológia- biologická veda, ktorá skúma vírusy. Hlavným predmetom mykológie sú huby, ich štruktúra a vlastnosti života. Lichenológia- biologická veda skúmajúca lišajníky. Bakteriológia, virológia a niektoré aspekty mykológie sa často považujú za súčasť mikrobiológie - sekcia biológie, veda o mikroorganizmoch (baktérie, vírusy a mikroskopické huby). Taxonómia alebo taxonómia, je biologická veda, ktorá popisuje a klasifikuje všetky živé a vyhynuté tvory do skupín.

Každá z uvedených biologických vied sa ďalej delí na biochémiu, morfológiu, anatómiu, fyziológiu, embryológiu, genetiku a taxonómiu (rastlín, zvierat alebo mikroorganizmov). Biochémia- je veda o chemickom zložení živej hmoty, chemických procesoch prebiehajúcich v živých organizmoch a základoch ich života. Morfológia- biologická veda, ktorá študuje tvar a stavbu organizmov, ako aj zákonitosti ich vývoja. V širšom zmysle zahŕňa cytológiu, anatómiu, histológiu a embryológiu. Rozlišujte medzi morfológiou zvierat a rastlín. Anatómia je odvetvie biológie (presnejšie morfológie), veda, ktorá študuje vnútornú stavbu a tvar jednotlivých orgánov, systémov a organizmu ako celku. Anatómia rastlín sa považuje za súčasť botaniky, anatómia zvierat je súčasťou zoológie a anatómia človeka je samostatnou vedou. Fyziológia- biologická veda, ktorá študuje životne dôležité procesy rastlinných a živočíšnych organizmov, ich jednotlivých systémov, orgánov, tkanív a buniek. Existuje fyziológia rastlín, zvierat a ľudí. Embryológia (vývojová biológia)- úsek biológie, náuka o individuálnom vývoji organizmu vrátane vývoja embrya.

Objekt genetika sú vzory dedičnosti a premenlivosti. V súčasnosti je jednou z najdynamickejšie sa rozvíjajúcich biologických vied.

Podľa študovanej úrovne organizácie živej prírody sa rozlišuje molekulárna biológia, cytológia, histológia, organológia, biológia organizmov a systémy supraorganizmov. Molekulárna biológia je jedným z najmladších odborov biológie, veda, ktorá študuje najmä organizáciu dedičných informácií a biosyntézu bielkovín. Cytológia alebo bunková biológia, je biologická veda, ktorej predmetom skúmania sú bunky jednobunkových aj mnohobunkových organizmov. Histológia- biologická veda, úsek morfológie, ktorej predmetom je stavba tkanív rastlín a živočíchov. Oblasť organológie zahŕňa morfológiu, anatómiu a fyziológiu rôznych orgánov a ich systémov.

Biológia organizmov zahŕňa všetky vedy, ktorých predmetom sú živé organizmy, napr. etológie- náuka o správaní organizmov.

Biológia systémov supraorganizmov sa delí na biogeografiu a ekológiu. Štúdie distribúcie živých organizmov biogeografie, keďže ekológia- organizácia a fungovanie systémov supraorganizmov rôznych úrovní: populácie, biocenózy (spoločenstvá), biogeocenózy (ekosystémy) a biosféra.

Podľa prevládajúcich výskumných metód sa rozlišuje deskriptívna (napríklad morfológia), experimentálna (napríklad fyziológia) a teoretická biológia.

Odhaliť a vysvetliť zákonitosti štruktúry, fungovania a vývoja živej prírody na rôznych úrovniach jej organizácie je úlohou všeobecná biológia... Zahŕňa biochémiu, molekulárnu biológiu, cytológiu, embryológiu, genetiku, ekológiu, evolučnú doktrínu a antropológiu. Evolučná doktrínaštuduje príčiny, hybné sily, mechanizmy a všeobecné zákonitosti vývoja živých organizmov. Jedna z jeho sekcií je paleontológie- veda, ktorej predmetom sú fosílne pozostatky živých organizmov. Antropológia- oddiel všeobecnej biológie, náuky o pôvode a vývoji človeka ako biologického druhu, ako aj o rozmanitosti populácií súčasného človeka a zákonitostiach ich vzájomného pôsobenia.

Aplikované aspekty biológie sú zaradené do oblasti biotechnológie, šľachtenia a ďalších rýchlo sa rozvíjajúcich vied. Biotechnológia sa nazýva biologická veda, ktorá študuje využitie živých organizmov a biologických procesov vo výrobe. Je široko používaný v potravinárskom (pekárne, výroba syrov, pivovarníctvo atď.) a farmaceutickom priemysle (získavanie antibiotík, vitamínov), na čistenie vody atď. Výber- náuka o metódach vytvárania plemien domácich zvierat, odrôd kultúrnych rastlín a kmeňov mikroorganizmov s vlastnosťami, ktoré človek potrebuje. Selekcia sa chápe ako samotný proces zmeny živých organizmov, ktorý človek vykonáva pre svoje potreby.

Pokrok v biológii úzko súvisí s úspechmi iných prírodných a exaktných vied, akými sú fyzika, chémia, matematika, informatika a pod.. Napríklad mikroskopia, ultrazvukové vyšetrenia (ultrazvuk), tomografia a ďalšie metódy biológie sú založené na tzv. fyzikálne zákony a procesy prebiehajúce v živých systémoch by boli nemožné bez použitia chemických a fyzikálnych metód. Použitie matematických metód umožňuje na jednej strane odhaliť prítomnosť prirodzeného spojenia medzi objektmi alebo javmi, potvrdiť spoľahlivosť získaných výsledkov a na druhej strane simulovať jav alebo proces. V poslednej dobe sa počítačové metódy, napríklad modelovanie, stávajú čoraz dôležitejšími v biológii. Na rozhraní biológie a iných vied vzniklo množstvo nových vied ako biofyzika, biochémia, bionika atď.

Pokroky v biológii

Najvýznamnejšie udalosti v oblasti biológie, ktoré ovplyvnili celý priebeh jej ďalšieho vývoja, sú: stanovenie molekulárnej štruktúry DNA a jej úloha pri prenose informácií v živej hmote (F. Crick, J. Watson, M. Wilkins); dekódovanie genetického kódu (R. Holly, H. G. Korana, M. Nirenberg); objav génovej štruktúry a genetickej regulácie syntézy bielkovín (A. M. Ľvov, F. Jacob, J. L. Monod a ďalší); formulácia bunkovej teórie (M. Schleiden, T. Schwann, R. Virchow, K. Baer); štúdium zákonitostí dedičnosti a premenlivosti (G. Mendel, H. de Vries, T. Morgan a ďalší); formulácia princípov modernej taxonómie (K. Linné), evolučnej teórie (C. Darwin) a doktríny biosféry (V. I. Vernadskij).

Význam objavov posledných desaťročí treba ešte posúdiť, no boli uznané najdôležitejšie úspechy biológie: dekódovanie genómu ľudí a iných organizmov, určenie mechanizmov riadenia toku genetických informácií v bunke a vo vyvíjajúcom sa organizme, mechanizmy na reguláciu bunkového delenia a smrti, klonovanie cicavcov, ako aj objavenie patogénov „choroba šialených kráv“ (prióny).

Práca na programe Human Genome, ktorá prebiehala súčasne vo viacerých krajinách a bola ukončená začiatkom tohto storočia, nás priviedla k pochopeniu, že človek má asi 25-30 tisíc génov, ale informácie z väčšiny našej DNA sú nikdy nečítaj , keďže obsahuje obrovské množstvo oblastí a génov kódujúcich vlastnosti, ktoré pre človeka stratili význam (chvost, ochlpenie tela atď.). Okrem toho sa podarilo rozlúštiť množstvo génov zodpovedných za vznik dedičných chorôb, ako aj cieľové gény pre lieky. Praktická aplikácia výsledkov získaných počas implementácie tohto programu sa však odkladá, kým sa nerozlúštia genómy značného počtu ľudí, a potom sa ukáže, v čom je rozdiel. Tieto ciele boli stanovené pre množstvo popredných laboratórií po celom svete, ktoré pracujú na implementácii programu ENCODE.

Biologický výskum je základom medicíny, farmácie a má široké využitie v poľnohospodárstve a lesníctve, potravinárstve a iných odvetviach ľudskej činnosti.

Je dobre známe, že až „zelená revolúcia“ v 50-tych rokoch umožnila aspoň čiastočne vyriešiť problém zásobovania rýchlo rastúcej populácie Zeme potravinami a chovom zvierat - krmivom zavedením nových odrôd rastlín. a progresívne technológie na ich pestovanie. Vzhľadom na to, že geneticky naprogramované vlastnosti poľnohospodárskych plodín sú takmer vyčerpané, je ďalšie riešenie potravinového problému spojené s plošným zavádzaním geneticky modifikovaných organizmov do produkcie.

Výroba mnohých potravinárskych výrobkov, ako sú syry, jogurty, údeniny, pečivo atď., je tiež nemožná bez použitia baktérií a plesní, čo je predmetom biotechnológie.

Poznanie podstaty patogénov, procesov priebehu mnohých chorôb, mechanizmov imunity, zákonitostí dedičnosti a variability umožnilo výrazne znížiť úmrtnosť a dokonca úplne vyhubiť množstvo chorôb, ako napríklad kiahne. Pomocou najnovších výdobytkov biologickej vedy sa rieši aj problém ľudskej reprodukcie.

Značná časť moderných liekov sa vyrába na báze prírodných surovín a aj vďaka úspechu genetického inžinierstva, ako napríklad inzulín, ktorý je pre pacientov s diabetes mellitus tak potrebný, je syntetizovaný najmä baktériami, ktoré preniesli zodpovedajúce gén.

Biologický výskum je nemenej dôležitý pre zachovanie životného prostredia a rozmanitosti živých organizmov, ktorých hrozba vyhynutia spochybňuje existenciu ľudstva.

Najväčšiu dôležitosť medzi výdobytkami biológie má skutočnosť, že sú dokonca základom konštrukcie neurónových sietí a genetického kódu vo výpočtovej technike a sú tiež široko používané v architektúre a iných odvetviach. Niet pochýb o tom, že 21. storočie je storočím biológie.

Metódy poznávania živej prírody

Ako každá iná veda, aj biológia má svoj vlastný arzenál metód. Popri vedeckej metóde poznávania používanej v iných oblastiach sa v biológii hojne využívajú také metódy ako historické, komparatívne-deskriptívne atď.

Vedecká metóda poznávania zahŕňa pozorovanie, formulovanie hypotéz, experiment, modelovanie, analýzu výsledkov a odvodzovanie všeobecných vzorcov.

Pozorovanie- ide o cieľavedomé vnímanie predmetov a javov pomocou zmyslov alebo prístrojov, podmienené úlohou činnosti. Hlavnou podmienkou vedeckého pozorovania je jeho objektivita, teda schopnosť overiť údaje získané opakovaným pozorovaním alebo použitím iných výskumných metód, napríklad experimentom. Fakty získané ako výsledok pozorovania sa nazývajú údajov... Môžu byť ako kvalitu(popisuje vôňu, chuť, farbu, tvar atď.), a kvantitatívne a kvantitatívne údaje sú presnejšie ako kvalitatívne.

Na základe pozorovaných údajov je formulovaný hypotéza- domnelý úsudok o prirodzenej súvislosti javov. Hypotéza je testovaná v sérii experimentov. Experimentujte je vedecky formulovaná skúsenosť, pozorovanie skúmaného javu v kontrolovaných podmienkach, ktoré umožňuje identifikovať charakteristiky daného objektu alebo javu. Najvyššia forma experimentu je modelovanie- štúdium akýchkoľvek javov, procesov alebo systémov objektov stavaním a štúdiom ich modelov. V podstate ide o jednu z hlavných kategórií teórie poznania: každá metóda vedeckého výskumu, teoretická aj experimentálna, je založená na myšlienke modelovania.

Výsledky experimentov a simulácií sú dôkladne analyzované. Analýza sa nazýva metóda vedeckého výskumu rozkladom predmetu na jeho jednotlivé časti alebo mentálnym rozkúskovaním predmetu logickou abstrakciou. Analýza je neoddeliteľne spojená so syntézou. Syntéza je metóda štúdia predmetu v jeho celistvosti, v jednote a prepojení jeho častí. Výsledkom analýzy a syntézy sa stáva najúspešnejšia výskumná hypotéza pracovná hypotéza a ak dokáže odolať pokusom o jej vyvrátenie a stále úspešne predpovedá predtým nevysvetlené fakty a vzťahy, potom sa môže stať teóriou.

Pod teória pochopiť formu vedeckého poznania, ktorá poskytuje holistický pohľad na zákony a podstatné súvislosti reality. Všeobecným smerom vedeckého výskumu je dosiahnuť vyššiu úroveň predvídateľnosti. Ak teóriu nemožno zmeniť žiadnymi faktami a odchýlky od nej sú pravidelné a predvídateľné, možno ju povýšiť na zákon- nevyhnutný, podstatný, stabilný, opakujúci sa vzťah medzi javmi v prírode.

S narastajúcim množstvom poznatkov a zdokonaľovaním výskumných metód možno hypotézy a hlboko zakorenené teórie spochybňovať, upravovať a dokonca odmietať, keďže samotné vedecké poznatky sú svojou povahou dynamické a neustále sa kriticky prehodnocujú.

Historická metóda odhaľuje zákonitosti vzhľadu a vývoja organizmov, formovanie ich štruktúry a funkcie. V niektorých prípadoch s pomocou tejto metódy získavajú nový život hypotézy a teórie, ktoré boli predtým považované za falošné. To sa napríklad stalo s predpokladmi Charlesa Darwina o povahe prenosu signálu cez rastlinu v reakcii na vplyvy prostredia.

Porovnávacia-deskriptívna metóda zabezpečuje anatomickú a morfologickú analýzu výskumných objektov. Je základom klasifikácie organizmov, identifikácie zákonitostí vzniku a vývoja rôznych foriem života.

Monitorovanie je systém opatrení na sledovanie, hodnotenie a predpovedanie zmien stavu skúmaného objektu, najmä biosféry.

Pozorovania a experimenty často vyžadujú použitie špeciálneho vybavenia, ako sú mikroskopy, centrifúgy, spektrofotometre atď.

Mikroskopia je široko používaná v zoológii, botanike, ľudskej anatómii, histológii, cytológii, genetike, embryológii, paleontológii, ekológii a ďalších oblastiach biológie. Umožňuje študovať jemnú štruktúru predmetov pomocou svetelných, elektrónových, röntgenových a iných typov mikroskopov.

Zariadenie svetelného mikroskopu... Svetelný mikroskop sa skladá z optickej a mechanickej časti. Prvé zahŕňajú okulár, objektívy a zrkadlo, zatiaľ čo druhé zahŕňajú tubus, statív, základňu, stolík a skrutku.

Celkové zväčšenie mikroskopu je určené vzorcom:

zväčšenie objektívu $ × $ zväčšenie okuláru $ - $ zväčšenie mikroskopu.

Ak napríklad šošovka zväčší objekt o 8 $ a okulár zväčší objekt o 7 $, potom je celkové zväčšenie mikroskopu 56 $.

Diferenciálna centrifugácia, alebo frakcionácia, umožňuje oddeľovanie častíc podľa ich veľkosti a hustoty pôsobením odstredivej sily, čo sa aktívne využíva pri štúdiu štruktúry biologických molekúl a buniek.

Arzenál biologických metód sa neustále aktualizuje a v súčasnosti je takmer nemožné ho úplne pokryť. Preto niektoré z metód používaných v určitých biologických vedách budú diskutované nižšie.

Úloha biológie pri formovaní moderného prírodovedného obrazu sveta

Vo fáze svojho formovania biológia ešte neexistovala oddelene od iných prírodných vied a obmedzovala sa len na pozorovanie, štúdium, opis a klasifikáciu predstaviteľov živočíšneho a rastlinného sveta, to znamená, že to bola popisná veda. To však nebránilo starovekým prírodovedcom Hippokratovi (asi 460 – 377 pred Kr.), Aristotelovi (384 – 322 pred Kr.) a Teofrastovi (vlastným menom Tirtamus, 372 – 287 pred Kr.) výrazne prispieť k rozvoju tzv. predstavy o stavbe tela ľudí a zvierat, ako aj o biologickej diverzite zvierat a rastlín, čím sa kladú základy ľudskej anatómie a fyziológie, zoológie a botaniky.

Prehlbovanie poznatkov o živej prírode a systematizácia predtým nahromadených faktov, ku ktorým došlo v 16. – 18. storočí, boli korunované zavedením binárnej nomenklatúry a vytvorením harmonickej taxonómie rastlín (C. Linné) a živočíchov. (JB Lamarck).

Opis značného počtu druhov s podobnými morfologickými znakmi, ako aj paleontologické nálezy sa stali predpokladmi pre rozvoj predstáv o pôvode druhov a cestách historického vývoja organického sveta. Experimenty F. Rediho, L. Spallanzaniho a L. Pasteura v 17. – 19. storočí teda vyvrátili Aristotelovu hypotézu spontánnej tvorby, ktorá prevládala v stredoveku, a teóriu biochemickej evolúcie AI Oparina. a J. Haldane, brilantne potvrdené S. Millerom a G. Ureym, umožnili dať odpoveď na otázku pôvodu všetkého živého.

Ak proces vzniku živých vecí z neživých zložiek a ich evolúcia samých osebe už nie sú spochybnené, potom mechanizmy, cesty a smery historického vývoja organického sveta stále nie sú úplne pochopené, pretože žiadny z dve hlavné konkurenčné evolučné teórie (syntetická evolučná teória vytvorená na základe teórie Charlesa Darwina a teória JB Lamarcka) stále nemôžu poskytnúť vyčerpávajúce dôkazy.

Využitie mikroskopie a iných metód príbuzných vied vďaka pokroku v oblasti iných prírodných vied, ako aj zavedením experimentálnej praxe umožnilo nemeckým vedcom T. Schwannovi a M. Schleidenovi v 19. storočí formulovať bunku. teória, neskôr doplnená R. Virchowom a K. Baerom. Stalo sa najdôležitejším zovšeobecnením v biológii, ktoré tvorilo základný kameň moderných predstáv o jednote organického sveta.

Objav zákonitostí prenosu dedičných informácií českým mníchom G. Mendelom poslúžil ako impulz pre ďalší prudký rozvoj biológie v XX-XXI storočí a viedol nielen k objavu univerzálneho nositeľa dedičnosti – DNA, ale aj genetický kód, ako aj základné mechanizmy kontroly, čítania a premenlivosti dedičnej informácie ...

Rozvoj myšlienok o životnom prostredí viedol k vzniku vedy, ako je ekológia a formulácia biosférické učenie ako zložitý mnohozložkový planetárny systém vzájomne prepojených obrovských biologických komplexov, ako aj chemických a geologických procesov prebiehajúcich na Zemi (V. I. Vernadskij), čo v konečnom dôsledku umožňuje aspoň v malej miere znižovať negatívne dôsledky ľudskej ekonomickej činnosti.

Biológia teda zohrala dôležitú úlohu pri formovaní moderného prírodovedného obrazu sveta.

Vrstvená organizácia a evolúcia. Hlavné úrovne organizácie živej prírody: bunková, organizmová, populačne špecifická, biogeocenotická, biosféra. Biologické systémy. Všeobecné znaky biologických systémov: bunková štruktúra, chemické zloženie, metabolizmus a premena energie, homeostáza, dráždivosť, pohyb, rast a vývoj, rozmnožovanie, evolúcia

Vrstvená organizácia a evolúcia

Živá príroda nie je homogénna formácia ako kryštál, ale je reprezentovaná nekonečnou rozmanitosťou svojich základných objektov (v súčasnosti je popísaných asi 2 milióny druhov organizmov). Táto rozmanitosť zároveň nie je dôkazom chaosu, ktorý v nej vládne, keďže organizmy majú bunkovú štruktúru, organizmy rovnakého druhu tvoria populácie, všetky populácie žijúce na jednej ploche pôdy alebo vody tvoria spoločenstvá a v interakcie s telesami neživej prírody tvoria biogeocenózy, ktoré zase tvoria biosféru.

Živá príroda je teda systém, ktorého zložky môžu byť usporiadané v prísnom poradí: od najnižšieho po najvyššie. Tento princíp organizácie umožňuje vyčleniť jednotlivca úrovne a podáva komplexný pohľad na život ako prírodný fenomén. Na každej z úrovní organizácie je určená elementárna jednotka a elementárny jav. Ako elementárna jednotka uvažovať o stavbe alebo predmete, ktorého zmeny predstavujú príspevok špecifický pre príslušnú úroveň k procesu zachovania a rozvoja života, pričom táto zmena je sama elementárny jav.

Vytvorenie takejto viacúrovňovej štruktúry nemohlo nastať okamžite - je to výsledok miliárd rokov historického vývoja, počas ktorého došlo k progresívnej komplikácii foriem života: od komplexov organických molekúl k bunkám, od buniek k organizmom atď. Po svojom vzniku si táto štruktúra zachováva svoju existenciu vďaka zložitému systému regulácie a ďalej sa rozvíja a na každej z úrovní organizácie živej hmoty prebiehajú zodpovedajúce evolučné premeny.

Hlavné úrovne organizácie živej prírody: bunková, organizmová, populačne špecifická, biogeocenotická, biosféra

V súčasnosti existuje niekoľko hlavných úrovní organizácie živej hmoty: bunková, organizmová, populačne špecifická, biogeocenotická a biosférická.

Úroveň buniek

Prejavy niektorých vlastností živého tvora sú síce už spôsobené interakciou biologických makromolekúl (bielkoviny, nukleové kyseliny, polysacharidy a pod.), napriek tomu je jednotkou štruktúry, funkcií a vývoja živého organizmu bunka, ktorá je schopná uskutočňovania a spájania procesov realizácie a prenosu dedičných informácií s metabolizmom a premenou energie, čím sa zabezpečuje fungovanie vyšších úrovní organizácie. Základnou jednotkou bunkovej úrovne organizácie je bunka a elementárnym javom sú reakcie bunkového metabolizmu.

Úroveň organizmu

Organizmus je ucelený systém schopný samostatnej existencie. Podľa počtu buniek, ktoré tvoria organizmy, sa delia na jednobunkové a mnohobunkové. Bunková úroveň organizácie v jednobunkových organizmoch (bežná améba, zelená euglena atď.) sa zhoduje s organizmovou úrovňou. V histórii Zeme bolo obdobie, keď boli všetky organizmy zastúpené len jednobunkovými formami, ktoré však zabezpečovali fungovanie biogeocenóz aj biosféry ako celku. Väčšina mnohobunkových organizmov je reprezentovaná súborom tkanív a orgánov, ktoré majú zase bunkovú štruktúru. Orgány a tkanivá sú prispôsobené na vykonávanie určitých funkcií. Elementárnou jednotkou tejto úrovne je jedinec vo svojom individuálnom vývoji, prípadne ontogenéze, preto sa organizačná úroveň nazýva aj tzv. ontogenetické... Elementárnym javom tejto úrovne sú zmeny organizmu v jeho individuálnom vývoji.

Úroveň špecifická pre populáciu

Populácia je súbor jedincov toho istého druhu, voľne sa navzájom krížiacich a žijúcich oddelene od iných podobných skupín jedincov.

V populáciách dochádza k voľnej výmene dedičných informácií a ich prenosu na potomkov. Populácia je elementárnou jednotkou populačno-druhovej úrovne a elementárnym javom sú v tomto prípade evolučné premeny, napríklad mutácie a prirodzený výber.

Biogeocenotická úroveň

Biogeocenóza je historicky vyvinuté spoločenstvo populácií rôznych druhov, vzájomne prepojených s prostredím látkovou premenou a energiou.

Biogeocenózy sú základné systémy, v ktorých sa uskutočňuje materiálno-energetický cyklus v dôsledku životne dôležitej činnosti organizmov. Samotné biogeocenózy sú elementárnymi jednotkami danej úrovne, pričom elementárnymi javmi sú energetické toky a cykly látok v nich. Biogeocenózy tvoria biosféru a určujú všetky procesy, ktoré v nej prebiehajú.

Úroveň biosféry

Biosféra- obal Zeme, obývaný živými organizmami a nimi premieňaný.

Biosféra je najvyššia úroveň organizácie života na planéte. Tento obal pokrýva spodnú vrstvu atmosféry, hydrosféru a hornú vrstvu litosféry. Biosféra, rovnako ako všetky ostatné biologické systémy, je dynamická a aktívne ju transformujú živé bytosti. Je samo osebe elementárnou jednotkou úrovne biosféry a za elementárny jav sa považujú procesy obehu látok a energie, ktoré sa vyskytujú za účasti živých organizmov.

Ako už bolo spomenuté vyššie, každá z úrovní organizácie živej hmoty prispieva k jedinému evolučnému procesu: v bunke sa nielen reprodukuje inherentná dedičná informácia, ale aj zmeny v nej, čo vedie k vzniku nových kombinácií znakov a vlastnosti organizmu, ktoré zasa podliehajú pôsobeniu prirodzeného výberu na populačno-druhovej úrovni atď.

Biologické systémy

Biologické objekty rôzneho stupňa zložitosti (bunky, organizmy, populácie a druhy, biogeocenózy a samotná biosféra) sa v súčasnosti považujú za biologické systémy.

Systém je jednota konštrukčných prvkov, ktorých interakcia dáva vznikať novým vlastnostiam v porovnaní s ich mechanickou súhrou. Organizmy sa teda skladajú z orgánov, orgány sú tvorené tkanivami a tkanivá sú tvorené bunkami.

Charakteristickými znakmi biologických systémov sú ich integrita, princíp úrovne organizácie, ako je uvedené vyššie, a otvorenosť. Integrita biologických systémov sa vo veľkej miere dosahuje samoreguláciou, ktorá funguje na princípe spätnej väzby.

TO otvorené systémy označuje systémy, medzi ktorými a prostredím dochádza k výmene látok, energie a informácií, napríklad rastliny v procese fotosyntézy zachytávajú slnečné svetlo a absorbujú vodu a oxid uhličitý, pričom uvoľňujú kyslík.

Všeobecné znaky biologických systémov: bunková štruktúra, chemické zloženie, metabolizmus a premena energie, homeostáza, dráždivosť, pohyb, rast a vývoj, rozmnožovanie, evolúcia

Biologické systémy sa líšia od tiel neživej prírody súborom znakov a vlastností, z ktorých hlavné sú bunková štruktúra, vlastnosti chemického zloženia, metabolizmus a premena energie, homeostáza, dráždivosť, pohyb, rast a vývoj, reprodukcia a vývoj. .

Základnou stavebnou a funkčnou jednotkou živej veci je bunka. Dokonca aj vírusy patriace k nebunkovým formám života nie sú schopné samoreprodukcie mimo buniek.

Existujú dva typy bunkovej štruktúry: prokaryotické a eukaryotické... Prokaryotické bunky nemajú vytvorené jadro, ich genetická informácia je sústredená v cytoplazme. Baktérie sú primárne klasifikované ako prokaryoty. Genetická informácia v eukaryotických bunkách je uložená v špeciálnej štruktúre – jadre. Eukaryoty sú rastliny, živočíchy a huby. Ak v jednobunkových organizmoch sú všetky prejavy živých vecí vlastné bunke, potom v mnohobunkových organizmoch existuje špecializácia buniek.

V živých organizmoch sa nenachádza ani jeden chemický prvok, ktorý by v neživej prírode neexistoval, avšak ich koncentrácie sa v prvom a druhom prípade výrazne líšia. V živej prírode prevládajú prvky ako uhlík, vodík a kyslík, ktoré sú súčasťou organických zlúčenín, pre neživú prírodu sú charakteristické najmä anorganické látky. Najdôležitejšími organickými zlúčeninami sú nukleové kyseliny a bielkoviny, ktoré zabezpečujú samoreprodukčnú a samoudržiavaciu funkciu, ale žiadna z týchto látok nie je nositeľkou života, keďže ani jednotlivo, ani v skupine nie sú schopné samoreprodukcie - to si vyžaduje integrálny komplex molekúl a štruktúr, ktorým je bunka.

Všetky živé systémy vrátane buniek a organizmov sú otvorené systémy. Avšak na rozdiel od neživej prírody, kde dochádza najmä k prenosu látok z jedného miesta na druhé alebo k zmene ich stavu agregácie, živé bytosti sú schopné chemickej premeny spotrebovaných látok a využitia energie. Metabolizmus a premena energie sú spojené s procesmi, ako je výživa, dýchanie a vylučovanie.

Pod jedlo zvyčajne rozumie vstup do tela, trávenie a asimilácia látok potrebných na doplnenie energetických zásob a stavbu tela tela. Podľa spôsobu výživy sa všetky organizmy delia na autotrofy a heterotrofy.

Autotrofy- sú to organizmy, ktoré sú schopné samy syntetizovať organické látky z anorganických.

Heterotrofy- sú to organizmy, ktoré konzumujú hotové organické látky na potravu. Autotrofy sa delia na fotoautotrofy a chemoautotrofy. Fotoautotrofy využiť energiu slnečného žiarenia na syntézu organických látok. Proces premeny energie svetla na energiu chemických väzieb organických zlúčenín je tzv fotosyntéza... Medzi fotoautotrofy patrí veľká väčšina rastlín a niektoré baktérie (napríklad sinice). Vo všeobecnosti fotosyntéza nie je veľmi produktívny proces, v dôsledku čoho je väčšina rastlín nútená viesť pripútaný životný štýl. Chemoautotrofy extrahovať energiu na syntézu organických zlúčenín z anorganických zlúčenín. Tento proces sa nazýva chemosyntéza... Niektoré baktérie, vrátane sírnych baktérií a železitých baktérií, sú typickými chemoautotrofmi.

Zvyšok organizmov - zvieratá, huby a prevažná väčšina baktérií - sú heterotrofy.

Dýchanie je proces rozkladu organických látok na jednoduchšie, pri ktorom sa uvoľňuje energia potrebná na udržanie životnej činnosti organizmov.

Rozlišovať aeróbne dýchanie vyžadujúce kyslík a anaeróbne, prúdiace bez kyslíka. Väčšina organizmov sú aeróby, hoci anaeróby sa nachádzajú aj medzi baktériami, hubami a zvieratami. Pri kyslíkovom dýchaní sa zložité organické látky môžu rozložiť na vodu a oxid uhličitý.

Vylučovaním sa zvyčajne rozumie vylučovanie z tela konečných produktov látkovej premeny a nadbytku rôznych látok (voda, soli a pod.), ktoré sa prijímajú s potravou alebo sa v nej tvoria. Procesy vylučovania sú obzvlášť intenzívne u zvierat, zatiaľ čo rastliny sú mimoriadne ekonomické.

Vďaka látkovej premene a energii je zabezpečený vzťah organizmu s okolím a udržiavaná homeostáza.

Homeostáza- Ide o schopnosť biologických systémov odolávať zmenám a udržiavať relatívnu stálosť chemického zloženia, štruktúry a vlastností, ako aj zabezpečiť stálosť fungovania v meniacich sa podmienkach prostredia. Prispôsobenie sa meniacim sa podmienkam prostredia sa nazýva adaptácia.

Podráždenosť je univerzálna vlastnosť živej bytosti reagovať na vonkajšie a vnútorné vplyvy, čo je základom adaptácie organizmu na podmienky prostredia a jeho prežívania. Reakcia rastlín na zmeny vonkajších podmienok spočíva napríklad v obrate listových čepelí na svetlo a u väčšiny živočíchov má zložitejšie formy, ktoré majú reflexný charakter.

Doprava- integrálna vlastnosť biologických systémov. Prejavuje sa nielen vo forme pohybu tiel a ich častí v priestore, napríklad v reakcii na podráždenie, ale aj v procese rastu a vývoja.

Nové organizmy, ktoré sa objavujú v dôsledku reprodukcie, dostávajú od svojich rodičov nie hotové znaky, ale určité genetické programy, možnosť rozvoja určitých znakov. Táto dedičná informácia sa realizuje počas individuálneho vývoja. Individuálny vývoj sa spravidla prejavuje v kvantitatívnych a kvalitatívnych zmenách v organizme. Kvantitatívne zmeny v tele sa nazývajú rast. Prejavujú sa napríklad v podobe zväčšovania hmotnosti a lineárnych rozmerov organizmu, ktorý je založený na rozmnožovaní molekúl, buniek a iných biologických štruktúr.

Vývoj tela- Ide o vzhľad kvalitatívnych rozdielov v štruktúre, komplikácie funkcií atď., Ktorý je založený na diferenciácii buniek.

Rast organizmov môže pokračovať počas celého života alebo sa môže skončiť v určitom štádiu jeho života. V prvom prípade hovoria o neobmedzené, alebo otvorený rast... Je typický pre rastliny a huby. V druhom prípade sa zaoberáme obmedzené alebo uzavretý rast vlastný živočíchom a baktériám.

Trvanie existencie jednotlivej bunky, organizmu, druhu a iných biologických systémov je časovo obmedzené, najmä vplyvom faktorov prostredia, preto je potrebná neustála reprodukcia týchto systémov. Reprodukcia buniek a organizmov je založená na procese samočinného zdvojenia molekúl DNA. Rozmnožovanie organizmov zabezpečuje existenciu druhu a rozmnožovanie všetkých druhov obývajúcich Zem zabezpečuje existenciu biosféry.

Dedičnosť sa nazýva prenos čŕt rodičovských foriem v niekoľkých generáciách.

Ak by sa však charakteristiky zachovali počas reprodukcie, prispôsobenie sa meniacim sa podmienkam prostredia by nebolo možné. V tomto ohľade sa objavila vlastnosť opačná k dedičnosti - variabilita.

Variabilita- ide o možnosť osvojenia si nových vlastností a vlastností počas života, čo zabezpečuje evolúciu a prežitie tých najviac prispôsobených druhov.

Evolúcia je nezvratný proces historického vývoja živých vecí.

Je založená na progresívne rozmnožovanie, dedičná variabilita, boj o existenciu a prirodzený výber... Pôsobenie týchto faktorov viedlo k obrovskej rozmanitosti foriem života, prispôsobených rôznym podmienkam prostredia. Postupná evolúcia prešla viacerými štádiami: predbunkové formy, jednobunkové organizmy, čoraz zložitejšie mnohobunkové organizmy až po človeka.

Genetika, jej úlohy. Dedičnosť a premenlivosť sú vlastnosti organizmov. Metódy genetiky. Základné genetické pojmy a symboly. Chromozomálna teória dedičnosti. Moderné chápanie génu a genómu

Genetika, jej úlohy

Úspechy prírodných vied a bunkovej biológie v 18. – 19. storočí umožnili niekoľkým vedcom vysloviť predpoklady o existencii určitých dedičných faktorov, ktoré podmieňujú napríklad vznik dedičných chorôb, avšak tieto predpoklady neboli podložené príslušnými dôkazmi. . Dokonca aj teória intracelulárnej pangenézy, ktorú sformuloval H. de Vries v roku 1889, ktorá predpokladala existenciu určitých „pangénov“, ktoré určujú dedičné sklony organizmu, v bunkovom jadre a výstup do protoplazmy len tých z nich, určiť typ bunky, nemohla situáciu zmeniť, rovnako ako teória „zárodočnej plazmy“ od A. Weismanna, podľa ktorej sa znaky získané v procese ontogenézy nededia.

Až práce českého bádateľa G. Mendela (1822–1884) sa stali základným kameňom modernej genetiky. No napriek tomu, že jeho práce boli citované vo vedeckých publikáciách, súčasníci im nevenovali pozornosť. A až znovuobjavenie vzorcov nezávislej dedičnosti tromi vedcami naraz – E. Cermakom, K. Corrensom a H. de Vriesom – prinútilo vedeckú komunitu obrátiť sa na pôvod genetiky.

genetika je veda, ktorá študuje zákonitosti dedičnosti a premenlivosti a metódy ich zvládania.

Úlohy genetiky v súčasnosti prebieha štúdium kvalitatívnych a kvantitatívnych charakteristík dedičného materiálu, analýza štruktúry a fungovania genotypu, dešifrovanie jemnej štruktúry génu a metódy regulácie génovej aktivity, hľadanie gény, ktoré spôsobujú vývoj dedičných ľudských chorôb a spôsoby ich „nápravy“, vytvorenie novej generácie liekov vakcínami typu DNA, konštrukcia organizmov s novými vlastnosťami pomocou prostriedkov genetického a bunkového inžinierstva, ktoré by mohli produkovať lieky a potravinové produkty potrebné pre človeka, ako aj úplné dekódovanie ľudského genómu.

Dedičnosť a premenlivosť - vlastnosti organizmov

Dedičnosť- Ide o schopnosť organizmov prenášať svoje znaky a vlastnosti v sérii generácií.

Variabilita- vlastnosť organizmov nadobúdať počas života nové vlastnosti.

Známky- sú to akékoľvek morfologické, fyziologické, biochemické a iné znaky organizmov, podľa ktorých sa niektoré z nich líšia od iných, napríklad farba očí. Vlastnosti nazývajú sa akékoľvek funkčné znaky organizmov, ktoré sú založené na určitom štruktúrnom znaku alebo skupine elementárnych znakov.

Znaky organizmov možno rozdeliť na kvalitu a kvantitatívne... Kvalitatívne znaky majú dva alebo tri kontrastné prejavy, ktoré sa nazývajú alternatívne znaky, napríklad modrá a hnedá farba očí, zatiaľ čo kvantitatívne (dojivosť kráv, úroda pšenice) nemajú jasné rozdiely.

Hmotným nositeľom dedičnosti je DNA. U eukaryotov sa rozlišujú dva typy dedičnosti: genotypový a cytoplazmatický... Nositelia genotypovej dedičnosti sú lokalizovaní v jadre a ďalej si o tom povieme a nosičmi cytoplazmatickej dedičnosti sú kruhové molekuly DNA nachádzajúce sa v mitochondriách a plastidoch. Cytoplazmatická dedičnosť sa prenáša hlavne s vajíčkom, preto sa nazýva aj tzv materská.

Malé množstvo génov je lokalizovaných v mitochondriách ľudských buniek, ale ich zmena môže mať významný vplyv na vývoj organizmu, viesť napríklad k rozvoju slepoty alebo postupnému znižovaniu pohyblivosti. Plastidy zohrávajú v živote rastlín rovnako dôležitú úlohu. Takže v niektorých častiach listu môžu byť prítomné bunky bez chlorofylu, čo vedie na jednej strane k zníženiu produktivity rastlín a na druhej strane sú takéto pestré organizmy cenené v dekoratívnom záhradníctve. Takéto exempláre sa reprodukujú hlavne asexuálne, pretože počas sexuálneho rozmnožovania sa častejšie získavajú obyčajné zelené rastliny.

Genetické metódy

1. Hybridologická metóda, alebo metóda kríženia, spočíva vo výbere rodičovských jedincov a rozbore potomstva. V tomto prípade sa genotyp organizmu posudzuje podľa fenotypových prejavov génov u potomkov získaných s určitým vzorom kríženia. Ide o najstaršiu informatívnu metódu genetiky, ktorú po prvý raz najplnšie využil G. Mendel v kombinácii so štatistickou metódou. Táto metóda nie je z etických dôvodov použiteľná v ľudskej genetike.

2. Cytogenetická metóda je založená na štúdiu karyotypu: počtu, tvaru a veľkosti chromozómov tela. Štúdium týchto znakov umožňuje identifikovať rôzne vývojové patológie.

3. Biochemická metóda umožňuje určiť obsah rôznych látok v organizme, najmä ich nadbytok alebo nedostatok, ako aj aktivitu množstva enzýmov.

4. Molekulárne genetické metódy sú zamerané na identifikáciu variácií v štruktúre a dešifrovanie primárnej nukleotidovej sekvencie študovaných oblastí DNA. Umožňujú identifikovať gény dedičných chorôb aj v embryách, určiť otcovstvo atď.

5. Populačno-štatistická metóda umožňuje určiť genetické zloženie populácie, frekvenciu niektorých génov a genotypov, genetickú záťaž, ako aj načrtnúť perspektívy vývoja populácie.

6. Metóda hybridizácie somatických buniek v kultúre umožňuje určiť lokalizáciu určitých génov v chromozómoch počas fúzie buniek rôznych organizmov, napríklad myši a škrečka, myši a človeka atď.

Základné genetické pojmy a symboly

Gene- Ide o úsek molekuly DNA alebo chromozómu, ktorý nesie informáciu o určitej vlastnosti alebo vlastnosti organizmu.

Niektoré gény môžu ovplyvniť prejav niekoľkých vlastností naraz. Tento jav sa nazýva pleiotropia... Napríklad gén, ktorý spôsobuje vývoj dedičnej choroby arachnodaktýlie (pavúčie prsty), spôsobuje aj zakrivenie šošovky, patológiu mnohých vnútorných orgánov.

Každý gén zaberá presne definované miesto v chromozóme - lokus... Keďže v somatických bunkách väčšiny eukaryotických organizmov sú chromozómy párové (homologické), potom v každom z párových chromozómov existuje jedna kópia génu zodpovedného za určitú vlastnosť. Tieto gény sú tzv alelický.

Alelické gény najčastejšie existujú v dvoch variantoch – dominantné a recesívne. Dominantný sa nazýva alela, ktorá sa prejavuje bez ohľadu na to, ktorý gén je na druhom chromozóme, a potláča vývoj znaku kódovaného recesívnym génom. Dominantné alely sú zvyčajne označené veľkými písmenami latinskej abecedy (A, B, C atď.) A recesívne - malými písmenami (a, b, c atď.). recesívne alely sa môžu objaviť len vtedy, ak obsadzujú lokusy na oboch párových chromozómoch.

Organizmus, ktorý má rovnaké alely v oboch homológnych chromozómoch, sa nazýva homozygotný pre daný gén, príp homozygot(AA, aa, AABB, aabbb atď.), a organizmus, v ktorom sa v oboch homológnych chromozómoch – dominantnom aj recesívnom – nachádzajú rôzne varianty génu, sa nazýva tzv. heterozygotný pre daný gén, príp heterozygot(Aa, AaBb atď.).

Množstvo génov môže mať tri alebo viac štruktúrnych variantov, napríklad krvné skupiny podľa systému AB0 sú kódované tromi alelami – I A, I B, t.j. Tento jav sa nazýva viacnásobný alelizmus. Aj v tomto prípade však každý chromozóm z páru nesie len jednu alelu, to znamená, že nemôžu byť zastúpené všetky tri varianty génu v jednom organizme.

genóm- súbor génov charakteristických pre haploidný súbor chromozómov.

genotyp- súbor génov charakteristických pre diploidný súbor chromozómov.

fenotyp- súbor znakov a vlastností organizmu, ktorý je výsledkom vzájomného pôsobenia genotypu a prostredia.

Keďže organizmy sa navzájom líšia v mnohých znakoch, je možné určiť vzory ich dedičnosti iba analýzou dvoch alebo viacerých znakov u potomstva. Kríženie, pri ktorom sa berie do úvahy dedičnosť a presná kvantitatívna registrácia potomstva pre jeden pár alternatívnych znakov, je tzv. monohybrid m, v dvoch pároch - dihybrid, ďalšie funkcie - polyhybrid.

Podľa fenotypu jedinca nie je vždy možné určiť jeho genotyp, pretože tak organizmus homozygotný pre dominantný gén (AA), ako aj heterozygotný (Aa) bude mať dominantnú alelu vo fenotype. Preto na kontrolu genotypu organizmu s krížovým oplodnením používajú analyzujúci kríž- kríženie, pri ktorom dochádza ku kríženiu organizmu s dominantným znakom s homozygotným recesívnym génom. Zároveň sa organizmus homozygotný pre dominantný gén v potomstve neštiepi, zatiaľ čo v potomstve heterozygotných jedincov je rovnaký počet jedincov s dominantnými a recesívnymi vlastnosťami.

Na zaznamenávanie schém kríženia sa najčastejšie používajú tieto konvencie:

P (z lat. rodič- rodičia) - rodičovské organizmy;

$ ♀ $ (alchymistické znamenie Venuše - zrkadlo s rukoväťou) - matka;

$ ♂ $ (alchymistické znamenie Marsu - štít a kopija) - otec;

$ × $ - znak prechodu;

F 1, F 2, F 3 atď. - hybridy prvej, druhej, tretej a nasledujúcich generácií;

F a - potomok z analyzujúceho kríženia.

Chromozomálna teória dedičnosti

Zakladateľ genetiky G. Mendel, rovnako ako jeho najbližší nasledovníci, nemali najmenšiu predstavu o materiálnom základe dedičných sklonov, či génov. Nemecký biológ T. Boveri a americký študent W. Setton však už v rokoch 1902-1903 nezávisle na sebe navrhli, že správanie chromozómov pri dozrievaní a oplodnení buniek umožňuje vysvetliť štiepenie dedičných faktorov podľa Mendela, teda v r. Podľa ich názoru musia byť gény umiestnené na chromozómoch. Tieto predpoklady sa stali základným kameňom chromozomálnej teórie dedičnosti.

V roku 1906 anglickí genetici W. Batson a R. Pennett zistili porušenie mendelovského štiepenia pri krížení sladkého hrášku a ich krajan L. Doncaster pri pokusoch s motýľom husím objavil dedičnosť viazanú na pohlavie. Výsledky týchto experimentov boli jasne v rozpore s mendelovskými, ale ak vezmeme do úvahy, že v tom čase už bolo známe, že počet známych znakov pre experimentálne objekty značne prevyšuje počet chromozómov, čo naznačuje, že každý chromozóm nesie viac ako jeden gén a gény jedného chromozómu sa dedia spoločne.

V roku 1910 skupina T. Morgana začala s pokusmi na novom experimentálnom zariadení – ovocnej muške Drosophila. Výsledky týchto experimentov umožnili do polovice 20-tych rokov XX storočia sformulovať hlavné ustanovenia chromozomálnej teórie dedičnosti, určiť poradie usporiadania génov v chromozómoch a vzdialenosť medzi nimi, tj. zostaviť prvé mapy chromozómov.

Hlavné ustanovenia chromozomálnej teórie dedičnosti:

1. Gény sú umiestnené na chromozómoch. Gény jedného chromozómu sa dedia spoločne alebo spojené a nazývajú sa spojková skupina... Počet väzbových skupín sa číselne rovná haploidnej sade chromozómov.
2. Každý gén zaberá v chromozóme presne definované miesto – lokus.
3. Gény v chromozómoch sú usporiadané lineárne.
4. K prerušeniu génovej väzby dochádza len v dôsledku kríženia.
5. Vzdialenosť medzi génmi na chromozóme je úmerná percentu kríženia medzi nimi.
6. Nezávislá dedičnosť je charakteristická len pre gény nehomologických chromozómov.

Moderné chápanie génu a genómu

Začiatkom 40-tych rokov dvadsiateho storočia J. Beadle a E. Tatum, analyzujúc výsledky genetických štúdií uskutočnených na hube neurospór, dospeli k záveru, že každý gén riadi syntézu enzýmu, a formulovali princíp „jeden gén - jeden enzým"...

F. Jacobovi, J. L. Monodovi a A. Ľvovovi sa však už v roku 1961 podarilo rozlúštiť štruktúru génu E. coli a študovať reguláciu jeho aktivity. Za tento objav dostal v roku 1965 Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu.

V procese výskumu sa im okrem štrukturálnych génov, ktoré riadia vývoj určitých znakov, podarilo identifikovať aj regulačné gény, ktorých hlavnou funkciou je prejav znakov kódovaných inými génmi.

Štruktúra prokaryotického génu.Štrukturálny gén prokaryotov má zložitú štruktúru, pretože zahŕňa regulačné oblasti a kódujúce sekvencie. Regulačné miesta zahŕňajú promótor, operátor a terminátor. Promótor Názov oblasti génu, na ktorú je naviazaný enzým RNA polymeráza, ktorá zabezpečuje syntézu mRNA pri procese transkripcie. S operátor umiestnené medzi promótorom a štruktúrnou sekvenciou sa môžu viazať represorový proteín, ktorý neumožňuje RNA polymeráze začať čítať dedičnú informáciu z kódujúcej sekvencie a až jej odstránenie umožní spustiť transkripciu. Štruktúra represora je zvyčajne kódovaná v regulačnom géne umiestnenom v inej oblasti chromozómu. Čítanie informácií končí na úseku génu tzv terminátor.

Kódovacia sekvenciaštruktúrny gén obsahuje informácie o sekvencii aminokyselín v zodpovedajúcom proteíne. Kódujúca sekvencia u prokaryotov je tzv cistrón a súbor kódujúcich a regulačných oblastí prokaryotického génu je operón... Vo všeobecnosti prokaryoty, medzi ktoré patrí E. coli, majú relatívne malý počet génov umiestnených na jednom kruhovom chromozóme.

Cytoplazma prokaryotov môže tiež obsahovať ďalšie malé kruhové alebo neuzavreté molekuly DNA nazývané plazmidy. Plazmidy sú schopné integrovať sa do chromozómov a prenášať sa z jednej bunky do druhej. Môžu niesť informácie o pohlavných charakteristikách, patogenite a rezistencii na antibiotiká.

Štruktúra eukaryotického génu. Na rozdiel od prokaryotov, eukaryotické gény nemajú operónovú štruktúru, pretože neobsahujú operátor a každý štruktúrny gén je sprevádzaný iba promótorom a terminátorom. Okrem toho v génoch eukaryotov sú významné oblasti ( exóny) striedať s nevýznamnými ( intróny), ktoré sú úplne prepísané do mRNA a následne vystrihnuté počas ich dozrievania. Biologickou úlohou intrónov je znižovať pravdepodobnosť mutácií na významných miestach. Regulácia génov v eukaryotoch je oveľa zložitejšia ako regulácia opísaná pre prokaryoty.

Ľudský genóm. Každá ľudská bunka obsahuje asi 2 m DNA v 46 chromozómoch, pevne zabalených v dvojitej špirále, ktorá pozostáva z približne 3,2 $ 10 9 nukleotidových párov, čo poskytuje približne 10,19 miliardy možných jedinečných kombinácií. Do konca 80. rokov dvadsiateho storočia bolo známe umiestnenie asi 1 500 ľudských génov, ale ich celkový počet sa odhadoval na asi 100 tisíc, keďže len dedičných chorôb u ľudí je asi 10 tisíc, nehovoriac o počte rôznych proteíny obsiahnuté v bunkách...

V roku 1988 bol spustený medzinárodný projekt „Human Genome“, ktorý sa začiatkom 21. storočia skončil úplným dekódovaním nukleotidovej sekvencie. Umožnil pochopiť, že dvaja rôzni ľudia majú 99,9 % podobných nukleotidových sekvencií a len zvyšných 0,1 % určuje našu individualitu. Celkovo sa našlo asi 30-40 tisíc štrukturálnych génov, ale potom sa ich počet znížil na 25-30 tisíc Medzi týmito génmi sú nielen jedinečné, ale aj stovky a tisíckrát opakované. Napriek tomu tieto gény kódujú oveľa väčší počet proteínov, napríklad desaťtisíce ochranných proteínov – imunoglobulínov.

97% nášho genómu je genetický „odpad“, ktorý existuje len preto, že sa dokáže dobre reprodukovať (RNA, ktoré sú transkribované v týchto oblastiach, nikdy neopustia jadro). Napríklad medzi našimi génmi nie sú len „ľudské“ gény, ale aj 60 % génov podobných génom muchy Drosophila a až 99 % génov má spoločných so šimpanzmi.

Paralelne s dekódovaním genómu prebiehalo mapovanie chromozómov, v dôsledku čoho bolo možné nielen objaviť, ale aj určiť umiestnenie niektorých génov zodpovedných za vývoj dedičných chorôb, ako aj cieľových génov. drog.

Rozlúštenie ľudského genómu zatiaľ neprináša priamy efekt, keďže sme dostali akýsi návod na zostavenie takého zložitého organizmu, akým je človek, ale nenaučili sme sa, ako ho vyrobiť a dokonca ani opraviť chyby. Napriek tomu je éra molekulárnej medicíny už na prahu, po celom svete sa vyvíjajú takzvané génové lieky, ktoré dokážu zablokovať, odstrániť alebo aj nahradiť patologické gény u živých ľudí, a to nielen v oplodnenom vajíčku.

Netreba zabúdať, že v eukaryotických bunkách je DNA obsiahnutá nielen v jadre, ale aj v mitochondriách a plastidoch. Na rozdiel od jadrového genómu má organizácia mitochondriálnych a plastidových génov veľa spoločného s organizáciou prokaryotického genómu. Napriek tomu, že tieto organely nesú menej ako 1% dedičnej informácie bunky a nekódujú ani kompletnú sadu proteínov potrebnú pre ich vlastné fungovanie, môžu výrazne ovplyvniť niektoré vlastnosti organizmu. Pestrosť rastlín chlorofyta, brečtanu a iných je teda dedená malým počtom potomkov aj pri krížení dvoch pestrých rastlín. Je to spôsobené tým, že plastidy a mitochondrie sa prenášajú väčšinou s cytoplazmou vajíčka, preto sa táto dedičnosť nazýva materská, čiže cytoplazmatická, na rozdiel od genotypovej, ktorá je lokalizovaná v jadre.

1. Chemické zloženie... Živé organizmy pozostávajú z rovnakých chemických prvkov ako neživé organizmy, ale organizmy obsahujú molekuly látok, ktoré sú charakteristické len pre živé veci (nukleové kyseliny, bielkoviny, lipidy).

2. Diskrétnosť a integrita... Akýkoľvek biologický systém (bunka, organizmus, druh) pozostáva zo samostatných častí, t.j. diskrétne. Vzájomné pôsobenie týchto častí tvorí ucelený systém (napríklad jednotlivé orgány sú súčasťou tela).

3. Štrukturálna organizácia... Všetky živé systémy sú komplexom zložitých samoregulačných metabolických procesov prebiehajúcich v určitom poradí, ktorých cieľom je udržiavať stálosť vnútorného prostredia.

4. Podráždenosť a pohyb... Všetko živé reaguje vďaka vlastnosti na vonkajšie vplyvy Podráždenosť... Napríklad rastliny reagujú na podnety vo forme tropizmov (zmeny smeru rastu smerom k svetlu). Zvieratá reagujú na náraz pohybom (utekajú pri pohľade na nebezpečenstvo, pohybujú sa smerom k potrave atď.).

5. Samoregulácia a homeostáza... Pôsobením vonkajších podnetov dochádza k zmene stavu organizmu. Schopnosť organizmu odolávať vplyvom prostredia zabezpečuje homeostáza. Homeostáza- stálosť vnútorného prostredia tela. Homeostáza je udržiavaná koordinovanou činnosťou buniek, tkanív a orgánov tela, čo je znakom samoregulácie.

6. Metabolizmus a energia... Živé organizmy sú otvorené systémy, ktoré si vymieňajú hmotu a energiu s prostredím.

7. Sebareplikácia a sebaobnova... Samorozmnožovanie sa realizuje rôznymi formami rozmnožovania (asexuálne a sexuálne). Samoobnova je proces vytvárania nových buniek a ničenia prebytočných buniek v jednom organizme.

8. Živý organizmus sa vyznačuje tým dedičnosť, ktorá poskytované vlastnosťami molekuly DNA. V tomto prípade sa môžu vyskytnúť porušenia, ktoré vedú k zmene vlastností potomstva - variabilita.

9. Rast a vývoj... Organizmy dedia genetickú informáciu o vývoji určitých vlastností od svojich rodičov. To sa deje počas individuálneho vývoja - ontogenézy... V určitom štádiu ontogenézy výška organizmu - zvýšenie veľkosti v dôsledku biosyntézy nových molekúl a zvýšenie počtu buniek. Rast je sprevádzaný rozvoj- nezvratný proces zmien od narodenia až po smrť.

10. Evolúcia... Evolúcia je proces vývoja a zmeny foriem života, ktorý sa vyznačuje zvýšením úrovne organizácie predstaviteľov nasledujúcich generácií v porovnaní s predchádzajúcimi generáciami.

4. Praktický význam biológie

Biologické poznatky sú mimoriadne dôležité, pretože biológia slúži ako teoretický základ pre mnohé vedecké a aplikované oblasti – medicína, poľnohospodárstvo, biotechnológie atď.

Už Hippokrates poznamenal: "Je potrebné, aby každý lekár rozumel prírode." Všetky lekárske vedy využívajú biologické poznatky. Napríklad pokroky v molekulárnej biológii, biochémii a mikrobiológii umožňujú bojovať proti rôznym ľudským chorobám na bunkovej úrovni. Mikrobiologický priemysel teda vyrába mnoho antibiotík, ktoré pomáhajú bojovať proti rôznym ľudským chorobám.

Znalosť zákonov genetiky umožňuje získať nové vysoko produktívne odrody rastlín, plemená zvierat. Znalosť ekológie komerčných druhov zvierat (napríklad rýb) umožňuje plánovať ich úlovky, ktoré neznižujú ich prirodzenú produktivitu. V posledných rokoch sa veľká pozornosť venuje tvorbe geneticky modifikovaných organizmov vrátane potravinárskych produktov (sója, paradajky, zemiaky atď.). V porovnaní s pôvodnými formami sú produktívnejšie, odolnejšie voči chorobám a pod. Za účasti biológov sa robia opatrenia na introdukciu (osídlenie nových biotopov) a aklimatizáciu rastlín a živočíchov.

Biológovia pozorovaním stavu rastlín a živočíchov posudzujú ekologickú situáciu v konkrétnom regióne a hodnotia životné prostredie človeka.

Úloha biológie v modernej spoločnosti

Je ťažké preceňovať úlohu biológie v modernej realite, pretože podrobne študuje ľudský život vo všetkých jeho prejavoch. V súčasnosti táto veda integruje také dôležité pojmy ako evolúcia, bunková teória, genetika, homeostáza a energia. Medzi jeho funkcie patrí štúdium vývoja všetkých živých vecí, a to: štruktúry organizmov, ich správania, ako aj vzťahu medzi nimi a vzťahu k životnému prostrediu.

Dôležitosť biológie v živote človeka sa ukáže, ak urobíme paralelu medzi hlavnými problémami života jednotlivca, napríklad zdravím, výživou a výberom optimálnych životných podmienok. Dnes sú známe mnohé vedy, ktoré sa oddelili od biológie a stali sa nemenej dôležitými a nezávislými. Patrí medzi ne zoológia, botanika, mikrobiológia a virológia. Je ťažké vybrať najvýznamnejšie z nich, všetky predstavujú komplex najcennejších základných poznatkov nahromadených civilizáciou.

V tejto oblasti poznania pracovali vynikajúci vedci ako Claudius Galen, Hippokrates, Carl Linnaeus, Charles Darwin, Alexander Oparin, Ilya Mechnikov a mnohí ďalší. Vďaka ich objavom, najmä štúdiu živých organizmov, sa objavila veda o morfológii, ako aj fyziológia, ktorá v sebe zbierala poznatky o systémoch organizmov živých bytostí. Genetika zohrala neoceniteľnú úlohu pri vzniku dedičných chorôb.

Biológia sa stala pevným základom v medicíne, sociológii a ekológii. Je dôležité, aby táto veda, ako každá iná, nebola statická, ale neustále sa dopĺňala o nové poznatky, ktoré sa transformujú do podoby nových biologických teórií a zákonov.

Úloha biológie v modernej spoločnosti a najmä v medicíne je neoceniteľná. Práve s jej pomocou sa našli metódy na liečbu bakteriologických a rýchlo sa šíriacich vírusových ochorení. Vždy, keď sa zamyslíme nad otázkou, aká je úloha biológie v modernej spoločnosti, spomenieme si, že práve vďaka hrdinstvu lekárskych biológov zmizli z planéty Zem centrá strašných epidémií: mor, cholera, brušný týfus, antrax , ovčie kiahne a iné, nie menej choroby nebezpečné pre ľudský život.

Na základe faktov možno bezpečne tvrdiť, že úloha biológie v modernej spoločnosti neustále rastie. Moderný život si nemožno predstaviť bez šľachtenia, genetického výskumu, výroby nových potravinárskych produktov, ako aj udržateľných zdrojov energie.

Hlavný význam biológie spočíva v tom, že predstavuje základ a teoretický základ pre mnohé perspektívne vedy, akými sú napríklad genetické inžinierstvo a bionika. Vlastní veľký objav – dekódovanie ľudského genómu. Na základe poznatkov kombinovaných v biológii vznikol aj taký smer ako biotechnológia. V súčasnosti je to práve táto povaha technológie, ktorá umožňuje vytvárať bezpečné lieky na prevenciu a liečbu, ktoré nepoškodzujú telo. Vďaka tomu je možné zvýšiť nielen dĺžku života, ale aj jeho kvalitu.

Úloha biológie v modernej spoločnosti spočíva v tom, že sú oblasti, kde sú jej znalosti jednoducho nevyhnutné, napríklad farmaceutický priemysel, gerontológia, forenzná veda, poľnohospodárstvo, stavebníctvo, ale aj vesmírny prieskum.

Nestabilná ekologická situácia na Zemi si vyžaduje prehodnotenie výrobných činností a význam biológie v živote človeka sa posúva do novej etapy. Každý rok sme svedkami rozsiahlych katastrof, ktoré postihujú tak najchudobnejšie krajiny, ako aj tie vysoko rozvinuté. Do veľkej miery sú spôsobené rastom svetovej populácie, nerozumným využívaním zdrojov energie, ako aj existujúcimi ekonomickými a sociálnymi rozpormi v modernej spoločnosti.

Súčasnosť nám jasne naznačuje, že samotná ďalšia existencia civilizácie je možná len vtedy, ak je v prostredí harmónia. Len dodržiavanie biologických zákonitostí, ako aj široké využívanie progresívnych biotechnológií založených na ekologickom myslení, zabezpečí prirodzené bezpečné spolužitie všetkých obyvateľov planéty bez výnimky.

Úloha biológie v modernej spoločnosti je vyjadrená v tom, že sa v súčasnosti premieňa na skutočnú silu. Vďaka jej vedomostiam je možná prosperita našej planéty. Preto odpoveď na otázku, aká je úloha biológie v modernej spoločnosti, môže byť táto - to je vzácny kľúč k harmónii medzi prírodou a človekom.

Význam biológie v medicíne. Vzťah biológie a medicíny

Medicína XXI storočia je takmer úplne založená na úspechoch biológie. Skupiny vedcov, ktorí pracujú v takých vedných odboroch ako genetika, molekulárna biológia, imunológia, biotechnológia, prispievajú k rozvoju moderných metód boja proti chorobám. To dokazuje prepojenie biológie a medicíny.

Biológia hrá veľkú úlohu vo vývoji medicíny

Moderné biologické objavy umožňujú ľudstvu dosiahnuť zásadne novú úroveň vo vývoji medicíny. Japonským vedcom sa napríklad podarilo izolovať a prirodzene reprodukovať kmeňové bunky získané z tkanív priemerného priemerného muža. Takéto objavy môžu nepochybne ovplyvniť medicínu budúcnosti.

Experimentálna biológia a medicína spolu úzko súvisia. Z odborov biológie sa to netýka len genetiky, molekulárnej biológie či biotechnológie, ale aj takých základných oblastí, akými sú botanika, fyziológia rastlín, zoológia a, samozrejme, anatómia a fyziológia človeka. Hĺbkový výskum nových druhov rastlín a živočíchov by mohol viesť k objaveniu neškodných, prirodzených spôsobov boja proti chorobám. Objavy v oblasti anatómie a fyziológie môžu viesť ku kvalitatívnemu zlepšeniu v procese liečby, rehabilitácie alebo chirurgie.

Problémy s medicínou

Moderná úroveň medicíny je zásadne odlišná od tej, ktorá existovala pred 20-30 rokmi. Znížil sa počet dojčenskej úmrtnosti, predĺžila sa dĺžka života. Ale aj dnes sú niektoré problémy mimo sily vyriešiť aj tých najlepších lekárov.

Možno hlavným problémom modernej medicíny sú financie. Objavenie nových liekov, tvorba protéz, kultivácia orgánov a tkanív – to všetko si vyžaduje fantastické náklady. Tento problém sa týka aj samotných pacientov. Väčšina zložitých operácií si vyžaduje veľké sumy peňazí a niektoré lieky zaberú takmer celý mesačný plat. Rozvoj biológie a objavov v mnohých jej oblastiach môže viesť ku kvalitatívnemu skoku v medicíne, ktorá zlacnie, no zároveň zdokonalí.

Základná medicína a biológia

Význam biológie v medicíne nemožno preceňovať: najjednoduchšie operácie vyžadujú vysoké zručnosti v oblasti praktickej anatómie. Poznať štruktúru človeka, funkcie orgánov, umiestnenie každej cievy a nervu - to všetko je neoddeliteľnou súčasťou školenia na akejkoľvek lekárskej univerzite.

Chirurgia je len jednou z oblastí modernej medicíny. Vďaka početným objavom v oblasti biológie môže človek dostať špecializovanú a odbornú liečbu. Chirurg s pomocou najmodernejšieho vybavenia je schopný vykonávať operácie na vysokej úrovni vrátane transplantácie orgánov a tkanív. Už v roku 2009 bola vykonaná prvá operácia transplantácie srdca a obličky. To všetko sa podarilo dosiahnuť pomocou objavov biológov, takže úloha biológie v medicíne je nepopierateľná.

Genetika v medicíne

Veľký význam biológie v medicíne súvisí aj so štúdiom dedičných ľudských chorôb. Štúdiom prenosu génov z generácie na generáciu sa vedcom podarilo objaviť množstvo genetických chorôb. Patria sem aj najnebezpečnejšie z nich: Downov syndróm, cystická fibróza, hemofília.

Dnes je možné predpovedať výskyt genetických chorôb u dieťaťa. Ak chce pár analyzovať, či je možný výskyt podobných ochorení u ich detí, môžu sa obrátiť na špeciálne kliniky. Tam, po preštudovaní rodokmeňa rodičov, môžu vypočítať percento abnormalít u dieťaťa.

Sekvenovanie ľudského genómu

Čítanie ľudského genómu je jednou z najdôležitejších úloh modernej biológie. Bolo to vyriešené už v roku 2008, ale vlastnosti tohto genómu neboli nakoniec preskúmané. Predpokladá sa, že v budúcnosti bude možné prejsť na osobnú medicínu pomocou individuálneho pasu ľudského genómu. Prečo je dôležité poznať genetickú sekvenciu?

Každý človek je individuálny organizmus. Liek, ktorý dokáže vyliečiť chorobu u jedného človeka, môže u druhého vyvolať vedľajšie účinky. Dnes lekári nevedia s istotou predpovedať, či sa vyskytnú negatívne dôsledky pri vystavení tomu či onomu antibiotiku alebo lieku. Ak je genóm každej osoby úplne dešifrovaný, priebeh liečby sa vyberie individuálne pre každého pacienta. To nielen zvýši účinnosť terapie, ale tiež pomôže vyhnúť sa vedľajším účinkom liekov.

Sekvenovanie genómu baktérií, rastlín a živočíchov už dnes prináša svoje ovocie. Moderní biologickí vedci sú schopní použiť gény iných organizmov pre svoje vlastné účely. Tu je úloha biológie v medicíne daná tým, že gény užitočné pre človeka môžu pomôcť pri liečbe mnohých chorôb. Takže baktérie, ktoré syntetizujú prirodzený inzulín, už nie sú fikciou. Okrem toho sa výroba inzulínu uskutočňuje v priemyselnom meradle v špeciálnych továrňach, kde sa baktérie špeciálne kultivujú a ich kmene sa používajú na získanie požadovaného hormónu. Výsledkom je, že osoba, ktorá má diabetes mellitus, môže udržiavať normálne vitálne funkcie.

Biotechnológia je budúcnosť medicíny

Biotechnológia je mladým a zároveň jedným z najdôležitejších odvetví biológie. V súčasnej fáze vývoja medicíny už bolo objavených mnoho spôsobov boja proti chorobám. Sú medzi nimi antibiotiká, lieky živočíšneho a rastlinného pôvodu, chemikálie, vakcíny. Existuje však problém, pri ktorom sa účinnosť niektorých antibiotík a liekov časom znižuje. Je to spôsobené tým, že mikroorganizmy, najmä baktérie a vírusy, neustále mutujú a prispôsobujú sa novým metódam boja proti drogám.

Biotechnológia v budúcnosti umožní meniť štruktúru látok a vytvárať nové typy liekov. Napríklad bude možné uskutočniť konformačnú zmenu v molekule penicilínu, v dôsledku čoho získame inú látku s rovnakými vlastnosťami.

Nádorové ochorenia sú akútnym problémom modernej medicíny. Boj proti rakovinovým bunkám je prioritným cieľom vedcov na celom svete. K dnešnému dňu sú známe také látky, ktoré sú schopné potlačiť vývoj nádoru. Patria sem bleomycín a antracyklín. Hlavným problémom však je, že užívanie takýchto liekov môže viesť k narušeniu a zástave srdca. Predpokladá sa, že zmena štruktúry bleomycínu a antracyklínu odstráni nežiaduce účinky na ľudský organizmus. To len potvrdzuje veľký význam biológie v medicíne.

Použitie kmeňových buniek

Dnes mnohí vedci veria, že kmeňové bunky sú cestou k večnej mladosti. Je to spôsobené ich špecifickými vlastnosťami.

Kmeňové bunky sú schopné diferencovať sa na absolútne akékoľvek bunky a tkanivá tela. Môžu viesť k vzniku krvných buniek, nervových buniek, kostí a svalov. Ľudské embryo pozostáva výlučne z kmeňových buniek, čo sa vysvetľuje potrebou neustáleho delenia a konštrukcie orgánových a tkanivových systémov. S vekom sa počet kmeňových buniek v ľudskom tele znižuje, čo je jedna z príčin starnutia.

Počas transplantácie orgánov a tkanív vzniká problém odmietnutia cudzích buniek organizmom. To môže byť niekedy smrteľné. Aby sa zabránilo tejto situácii, vedci sa pokúsili vypestovať orgány z ľudských kmeňových buniek. Táto metóda otvára veľké vyhliadky na transplantáciu, pretože orgány syntetizované z buniek pacienta jeho telo neodmietne.

Biológia v modernej medicíne

Kvalitná liečba chorôb priamo závisí od pokroku v oblasti biológie. Obrovský význam biológie v medicíne sa vysvetľuje aj tým, že moderné vedy sú zamerané na zlepšovanie metód boja proti ľudským chorobám. Už v blízkej budúcnosti sa človek bude môcť zotaviť z rakoviny, AIDS, cukrovky. Genetické choroby sa dajú obísť už v dojčenskom veku a stvorenie ideálneho človeka už nebude fikciou.

Veľká sovietska encyklopédia. - M .: Sovietska encyklopédia. 1969-1978.

Význam biológie v živote človeka

Ľudia mi pomáhajú nájsť stránku, kde je táto otázka krásne popísaná.
Ak niekto rozumie po ukrajinsky, najlepšie po ukrajinsky.

Mila

Biológia je teoretickým základom medicíny, ochrany prírody a racionálneho využívania prírodných zdrojov a vo vedecko-technickom pokroku sa stáva čoraz dôležitejšou ako nová produktívna sila. Vytvára novú technológiu – biologickú, ktorá je predpokladom novej priemyselnej revolúcie. Biologická kultúra je súčasťou všeobecnej kultúry človeka. Prejavuje sa v poznaní, svetonázore človeka a v jeho konaní vo vzťahu k živej prírode. Storočia, dramatické dejiny biológie odrážajú boj názorov a myšlienok, absorbujú črty spoločenského vývoja v tej či onej dobe. Na druhej strane prírodovedné poznatky a výdobytky biologických vied najefektívnejšie vplývali na vývoj samotnej spoločnosti od najstarších čias až po súčasnosť. Štúdium histórie biológie nám umožní sledovať postupné formovanie popredných myšlienok o vývoji prírody, triumf niektorých názorov a zaslúžené alebo nezaslúžené popieranie iných.

Košík Olya

1. Moderná biológia sa stala skutočnou produktívnou silou.
2. Existencia civilizácie je nemožná bez biologického a ekologického myslenia.
3. Biológia k medicíne: štúdium a vývoj spôsobov boja proti parazitickým, bakteriologickým, vírusovým ochoreniam, školenie odborníkov.
4. Biológia je základom mnohých vied vrátane medicíny, sociológie a ekológie.
5. Biotechnológia je dodávateľom surovín, liekov a iných dôležitých zdrojov.
6. Oblasti ľudského života, kde sú potrebné biologické poznatky: forenzná, gerontológia, výcvik zvierat, poľnohospodárstvo, priemysel, farmácia, stavebníctvo, vesmír atď.