Задумывались ли вы о жизни и смерти? Наверное, каждый мыслящий человек рано или поздно это делает. Чаще других думают о жизни ученые-биологи, ведь биология - это и есть наука о жизни, а следовательно, и о смерти. На этом уроке речь пойдет о развитии биологии. Вы познакомитесь с достижениями этой комплексной науки и учеными, которые внесли большой вклад в её развитие за последние две с половиной тысячи лет. Краткий обзор истории биологии включает работы Гиппократа, Аристотеля, Теофраста, Леонардо да Винчи, Антони ван Левенгука, Карла Максимовича Бэра, Жана Батиста Ламарка и великого Чарльза Дарвина, автора основной теории современной биологии - теории эволюции.
Рис. 1. 1. Представители царства Архебактерии, открытые в ХХ веке ()
Эволюционная биология изучает происхождение живых организмов. В девятнадцатом веке автор теории эволюции, Чарльз Дарвин (рис. 2), начинал свою работу как учёный натуралист: он путешествовал и собирал коллекции животных и растений. Результатом его работы стало создание теории эволюции.
В двадцатом веке соединение идей генетики и теории эволюции (дарвинизма) привело к возникновению синтетической теории эволюции. В основе её лежат труды и идеи Чарльза Дарвина.
Рис. 2. Ч. Дарвин
Физико-химическая биология исследует строение живых объектов при помощи физических и химических методов. Это быстроразвивающееся направление, которое появилось в конце двадцатого века. К ней относятся два основных направления: биохимия и биофизика, которые изучают соответственно химию и физику жизни.
Таким образом, мы рассмотрели основные направления биологии.
Поговорим теперь об ученых, которые сыграли существенную роль в развитии биологии.
(рис. 3) дал первое подробное описание строения организма человека и животных, указал на роль среды и наследственности в развитии болезней, его называют основоположником, или «отцом» медицины.
Рис. 3. Гиппократ
(рис. 4) первым систематизировал природные объекты и разделил их на 4 царства:
1. Неодушевлённый мир воды, земли и воздуха.
2. Растения
3. Животные
Рис. 4. Аристотель
(рис. 5) - изучал растения, им описаны более 500 новых видов растений, даны сведения о строении и размножении многих из них. Написал трактат по психологии. Его называют основоположником, или «отцом» ботаники.
Рис. 5. Теофраст
Леонардо да Винчи был ярчайшим представителем эпохи возрождения. Он изучал полёт птиц, рост растений, способы соединения костей в суставах, работу сердца и зрительную функцию глаза, а также обратил внимание на сходство костей человека и животных (рис. 6).
Рис. 6. Рисунки Леонардо да Винчи (XV век)
Антони ван Левенгук (рис. 7) в семнадцатом веке открыл при помощи микроскопа микроорганизмы.
Рис. 7. А. ван Левенгук
Карл Линней (рис. 8) предложил в XVIII веке наиболее удачную классификацию живых организмов. В шестнадцатом веке, благодаря Великим географическим открытиям, в Европу хлынуло множество чужеземных животных и растений. Возникла потребность в классификации живых организмов. Система Линнея была признана наиболее удачной, и многими её элементами (бинарными названиями), мы пользуемся до сих пор.
Рис. 8. К. Линней
С середины девятнадцатого века биология стала стремительно развиваться благодаря новым идеям (эволюционизм) и методам исследования (микроскопия, биохимия), и это развитие продолжается до сих пор.
Карл Максимович Бэр (рис. 9) сформулировал основные положения теории гомологичных органов и законы зародышевого сходства, заложившие научные основы эмбриологии.
Рис. 9. К. Бэр
В 1808 году, в работе «Философия зоологии» Жан Батист Ламарк (рис. 10) поставил вопрос о причинах и механизмах эволюционных преобразований и изложил первую по времени теорию эволюции органического мира.
Рис. 10. Ж.-Б. Ламарк
Зоологом Теодором Шванном и ботаником Маттиасом Шлейденом (рис. 11) была предложенная клеточная теория, которая научно подтвердила единство живого мира и послужила одной из предпосылок к созданию теории эволюции Чарльзом Дарвином.
Рис. 11. Т. Шванн и М. Шлейден
Чарльз Дарвин на основе многочисленных наблюдений создал и опубликовал труд о происхождении видов путём естественного отбора, в котором сформулировал основные идеи теории эволюции, предложил возможные механизмы эволюции и описал пути эволюционных преобразований организмов.
В конце девятнадцатого века микробиология сформировалась в качестве самостоятельной науки благодаря работам Луи Пастера, Роберта Коха, Ильи Ильича Мечникова .
Рис. 11. Л. Пастер, И. Мечников, П. Эрлих
Кроме этого, работы Ильи Мечникова, Луи Пастера и Пауля Эриха (рис. 11) послужили началом для образования новой дисциплины - иммунологии.
Двадцатый век начался с повторного открытия законов наследования признаков (законов Менделя ), что ознаменовало появление науки генетики. В 40-50-е годы двадцатого века в биологию стали проникать идеи химии и физики, что значительно её обогатило. В середине двадцатого века благодаря открытию структуры молекулы ДНК (рис. 12), биология вышла на новый молекулярный уровень.
Рис. 12. Структура ДНК
В двадцатом веке оформилось новое прикладное направление биологии - биотехнология. Если говорить о перспективах развития этого направления, то оно, по прогнозам ученых, будет стремительно развиваться в XXI веке.
Антони ван Левенгук
В семнадцатом веке в Голландии жил торговец сукном, которого звали Антони ван Левенгук, у него было увлечение - он шлифовал линзы, его двояковыпуклые линзы давали увеличение в 200-270 раз.
Рис. 13. Микроскоп А. ван Левенгука
С помощью увеличительных стёкол и сконструированного им микроскопа (рис. 13), он рассматривал различные предметы: биологические жидкости, волосы, кожу, насекомых.
Рис. 14. Рисунки А. ван Левенгука - объекты, увиденные под микроскопом
Как гласит легенда, однажды он решил при помощи своих увеличительных стёкол взглянуть на каплю дождевой воды. Там он увидел огромное количество мельчайших организмов. Он стал рассматривать другие жидкости, где наблюдал похожую картину - множество мельчайших организмов, он назвал их «зверюшки» или «анималюсы» (рис. 14).
Первыми микроорганизмами, обнаруженными ван Левенгуком, были инфузории, впоследствии он увидел бактерий, которых обнаружил в зубном налёте.
Бактерии имели различную морфологию: это были извитые формы, кокки, стрептококки. Кроме того, что Левенгук описал эритроциты человека и рыб, движение крови в капиллярах.
Карл Линней
Рис. 15. К. Линней
Карл Линней (рис. 15) - шведский учёный-естествоиспытатель, которого в Швеции ценят как краеведа и путешественника, который открыл для шведов их собственную страну, изучил своеобразие её провинций и увидел, как одна провинция может помочь другой.
Ценность для шведов представляет не только его работа по флоре и фауне Швеции, но и описание им собственных путешествий. Эти дневниковые записи, полные конкретики, богатые противопоставлениями, изложенные ясным языком, до сих пор переиздаются и читаются.
Линней - это один из тех деятелей науки и культуры, с именами которых связано становление современного литературного шведского языка. А для биологов Карл Линней интересен как классификатор живых организмов - ученый-систематик. Всю жизнь он посвятил систематизации живой и неживой природы. Основной труд К. Линнея - «Система природы», в нем он описал огромное, количество видов растений и животных (рис. 16, 17).
Рис. 16. Страницы «Системы природы» Карла Линнея
Историческое значение работы Карла Линней состоит в том, что он выдвинул принцип иерархичности систематических категорий (таксонов).
Рис. 17. Перечень таксонов Линнея
Виды объединяются в Роды, Роды в семейства, Семейства в Отряды, Отряды в Классы. Он впервые выделил классы млекопитающих и птиц, объединил человека и обезьян в Отряд приматов, отметив их несомненное сходство.
Луи Пастер
Человек, который своими работами положил начало современной микробиологии, был выдающийся французский исследователь Луи Пастер. Он открыл бескислородную форму жизнедеятельности - процесс брожения. До Пастера брожение считалось чисто химическим процессом, который возникает вследствие того, что химическое вещество - белок или фермент - передаёт своё «активное начало» молекулам субстрата. Так, в результате спиртового брожения, из сахара образуется спирт.
Пастер показал, что при брожении важную роль играют микроорганизмы, то есть продукты брожения являются продуктами жизнедеятельности микроорганизмов.
Луи Пастер обосновал роль микробов как инфекционных агентов в развитии болезней, разработал метод вакцинации, создал вакцины против сибирской язвы и бешенства, методы стерилизации и дезинфекции.
Список литературы
- А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология, 10-11 класс. - М.: Дрофа, 2005. ().
- Д.К. Беляев. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 11-е издание, стереотипное. - М.: Просвещение, 2012. - 304 с. ().
- В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин, Е.Т. Захарова. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень. - 5-е издание, стереотипное. - М.: Дрофа, 2010. - 388 с. ().
- В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 6-е издание, дополненное. - М.: Дрофа, 2010. - 384 с. ().
- Википедия ().
- Bio-cat.ru ().
- Ishpssb.org ().
Домашнее задание
- Какое из направлений биологии самое древнее?
- Какие науки возникают на пересечении биологии с другими естественными науками?
- Какие направления биологии активно развиваются сейчас?
- Как изменило повседневную жизнь людей открытие А. ван Левенгуком микроорганизмов и дальнейшее развитие микробиологии?
- В чем значение работ Ч. Дарвина?
- Какие понятия ввел в науку К. Линней?
- Кто из ученых, описанных в уроке, по вашему мнению, внес наибольший вклад в науку и больше других повлиял на нашу жизнь?
- Расскажите друзьям и родным об истории становления и развития биологии. Как наука биология повлияла на жизнь современного человека?
Задумывались ли вы о жизни и смерти? Наверное, каждый мыслящий человек рано или поздно это делает. Чаще других думают о жизни ученые-биологи, ведь биология - это и есть наука о жизни, а следовательно, и о смерти. На этом уроке речь пойдет о развитии биологии. Вы познакомитесь с достижениями этой комплексной науки и учеными, которые внесли большой вклад в её развитие за последние две с половиной тысячи лет. Краткий обзор истории биологии включает работы Гиппократа, Аристотеля, Теофраста, Леонардо да Винчи, Антони ван Левенгука, Карла Максимовича Бэра, Жана Батиста Ламарка и великого Чарльза Дарвина, автора основной теории современной биологии - теории эволюции.
Рис. 1. 1. Представители царства Архебактерии, открытые в ХХ веке ()
Эволюционная биология изучает происхождение живых организмов. В девятнадцатом веке автор теории эволюции, Чарльз Дарвин (рис. 2), начинал свою работу как учёный натуралист: он путешествовал и собирал коллекции животных и растений. Результатом его работы стало создание теории эволюции.
В двадцатом веке соединение идей генетики и теории эволюции (дарвинизма) привело к возникновению синтетической теории эволюции. В основе её лежат труды и идеи Чарльза Дарвина.
Рис. 2. Ч. Дарвин
Физико-химическая биология исследует строение живых объектов при помощи физических и химических методов. Это быстроразвивающееся направление, которое появилось в конце двадцатого века. К ней относятся два основных направления: биохимия и биофизика, которые изучают соответственно химию и физику жизни.
Таким образом, мы рассмотрели основные направления биологии.
Поговорим теперь об ученых, которые сыграли существенную роль в развитии биологии.
(рис. 3) дал первое подробное описание строения организма человека и животных, указал на роль среды и наследственности в развитии болезней, его называют основоположником, или «отцом» медицины.
Рис. 3. Гиппократ
(рис. 4) первым систематизировал природные объекты и разделил их на 4 царства:
1. Неодушевлённый мир воды, земли и воздуха.
2. Растения
3. Животные
Рис. 4. Аристотель
(рис. 5) - изучал растения, им описаны более 500 новых видов растений, даны сведения о строении и размножении многих из них. Написал трактат по психологии. Его называют основоположником, или «отцом» ботаники.
Рис. 5. Теофраст
Леонардо да Винчи был ярчайшим представителем эпохи возрождения. Он изучал полёт птиц, рост растений, способы соединения костей в суставах, работу сердца и зрительную функцию глаза, а также обратил внимание на сходство костей человека и животных (рис. 6).
Рис. 6. Рисунки Леонардо да Винчи (XV век)
Антони ван Левенгук (рис. 7) в семнадцатом веке открыл при помощи микроскопа микроорганизмы.
Рис. 7. А. ван Левенгук
Карл Линней (рис. 8) предложил в XVIII веке наиболее удачную классификацию живых организмов. В шестнадцатом веке, благодаря Великим географическим открытиям, в Европу хлынуло множество чужеземных животных и растений. Возникла потребность в классификации живых организмов. Система Линнея была признана наиболее удачной, и многими её элементами (бинарными названиями), мы пользуемся до сих пор.
Рис. 8. К. Линней
С середины девятнадцатого века биология стала стремительно развиваться благодаря новым идеям (эволюционизм) и методам исследования (микроскопия, биохимия), и это развитие продолжается до сих пор.
Карл Максимович Бэр (рис. 9) сформулировал основные положения теории гомологичных органов и законы зародышевого сходства, заложившие научные основы эмбриологии.
Рис. 9. К. Бэр
В 1808 году, в работе «Философия зоологии» Жан Батист Ламарк (рис. 10) поставил вопрос о причинах и механизмах эволюционных преобразований и изложил первую по времени теорию эволюции органического мира.
Рис. 10. Ж.-Б. Ламарк
Зоологом Теодором Шванном и ботаником Маттиасом Шлейденом (рис. 11) была предложенная клеточная теория, которая научно подтвердила единство живого мира и послужила одной из предпосылок к созданию теории эволюции Чарльзом Дарвином.
Рис. 11. Т. Шванн и М. Шлейден
Чарльз Дарвин на основе многочисленных наблюдений создал и опубликовал труд о происхождении видов путём естественного отбора, в котором сформулировал основные идеи теории эволюции, предложил возможные механизмы эволюции и описал пути эволюционных преобразований организмов.
В конце девятнадцатого века микробиология сформировалась в качестве самостоятельной науки благодаря работам Луи Пастера, Роберта Коха, Ильи Ильича Мечникова .
Рис. 11. Л. Пастер, И. Мечников, П. Эрлих
Кроме этого, работы Ильи Мечникова, Луи Пастера и Пауля Эриха (рис. 11) послужили началом для образования новой дисциплины - иммунологии.
Двадцатый век начался с повторного открытия законов наследования признаков (законов Менделя ), что ознаменовало появление науки генетики. В 40-50-е годы двадцатого века в биологию стали проникать идеи химии и физики, что значительно её обогатило. В середине двадцатого века благодаря открытию структуры молекулы ДНК (рис. 12), биология вышла на новый молекулярный уровень.
Рис. 12. Структура ДНК
В двадцатом веке оформилось новое прикладное направление биологии - биотехнология. Если говорить о перспективах развития этого направления, то оно, по прогнозам ученых, будет стремительно развиваться в XXI веке.
Антони ван Левенгук
В семнадцатом веке в Голландии жил торговец сукном, которого звали Антони ван Левенгук, у него было увлечение - он шлифовал линзы, его двояковыпуклые линзы давали увеличение в 200-270 раз.
Рис. 13. Микроскоп А. ван Левенгука
С помощью увеличительных стёкол и сконструированного им микроскопа (рис. 13), он рассматривал различные предметы: биологические жидкости, волосы, кожу, насекомых.
Рис. 14. Рисунки А. ван Левенгука - объекты, увиденные под микроскопом
Как гласит легенда, однажды он решил при помощи своих увеличительных стёкол взглянуть на каплю дождевой воды. Там он увидел огромное количество мельчайших организмов. Он стал рассматривать другие жидкости, где наблюдал похожую картину - множество мельчайших организмов, он назвал их «зверюшки» или «анималюсы» (рис. 14).
Первыми микроорганизмами, обнаруженными ван Левенгуком, были инфузории, впоследствии он увидел бактерий, которых обнаружил в зубном налёте.
Бактерии имели различную морфологию: это были извитые формы, кокки, стрептококки. Кроме того, что Левенгук описал эритроциты человека и рыб, движение крови в капиллярах.
Карл Линней
Рис. 15. К. Линней
Карл Линней (рис. 15) - шведский учёный-естествоиспытатель, которого в Швеции ценят как краеведа и путешественника, который открыл для шведов их собственную страну, изучил своеобразие её провинций и увидел, как одна провинция может помочь другой.
Ценность для шведов представляет не только его работа по флоре и фауне Швеции, но и описание им собственных путешествий. Эти дневниковые записи, полные конкретики, богатые противопоставлениями, изложенные ясным языком, до сих пор переиздаются и читаются.
Линней - это один из тех деятелей науки и культуры, с именами которых связано становление современного литературного шведского языка. А для биологов Карл Линней интересен как классификатор живых организмов - ученый-систематик. Всю жизнь он посвятил систематизации живой и неживой природы. Основной труд К. Линнея - «Система природы», в нем он описал огромное, количество видов растений и животных (рис. 16, 17).
Рис. 16. Страницы «Системы природы» Карла Линнея
Историческое значение работы Карла Линней состоит в том, что он выдвинул принцип иерархичности систематических категорий (таксонов).
Рис. 17. Перечень таксонов Линнея
Виды объединяются в Роды, Роды в семейства, Семейства в Отряды, Отряды в Классы. Он впервые выделил классы млекопитающих и птиц, объединил человека и обезьян в Отряд приматов, отметив их несомненное сходство.
Луи Пастер
Человек, который своими работами положил начало современной микробиологии, был выдающийся французский исследователь Луи Пастер. Он открыл бескислородную форму жизнедеятельности - процесс брожения. До Пастера брожение считалось чисто химическим процессом, который возникает вследствие того, что химическое вещество - белок или фермент - передаёт своё «активное начало» молекулам субстрата. Так, в результате спиртового брожения, из сахара образуется спирт.
Пастер показал, что при брожении важную роль играют микроорганизмы, то есть продукты брожения являются продуктами жизнедеятельности микроорганизмов.
Луи Пастер обосновал роль микробов как инфекционных агентов в развитии болезней, разработал метод вакцинации, создал вакцины против сибирской язвы и бешенства, методы стерилизации и дезинфекции.
Список литературы
- А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология, 10-11 класс. - М.: Дрофа, 2005. ().
- Д.К. Беляев. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 11-е издание, стереотипное. - М.: Просвещение, 2012. - 304 с. ().
- В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин, Е.Т. Захарова. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень. - 5-е издание, стереотипное. - М.: Дрофа, 2010. - 388 с. ().
- В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 6-е издание, дополненное. - М.: Дрофа, 2010. - 384 с. ().
- Википедия ().
- Bio-cat.ru ().
- Ishpssb.org ().
Домашнее задание
- Какое из направлений биологии самое древнее?
- Какие науки возникают на пересечении биологии с другими естественными науками?
- Какие направления биологии активно развиваются сейчас?
- Как изменило повседневную жизнь людей открытие А. ван Левенгуком микроорганизмов и дальнейшее развитие микробиологии?
- В чем значение работ Ч. Дарвина?
- Какие понятия ввел в науку К. Линней?
- Кто из ученых, описанных в уроке, по вашему мнению, внес наибольший вклад в науку и больше других повлиял на нашу жизнь?
- Расскажите друзьям и родным об истории становления и развития биологии. Как наука биология повлияла на жизнь современного человека?
1. Дайте определение понятия.
Современная биология
– это совокупность естественных наук, изучающих жизнь как особую форму существования материи.
2. Заполните таблицу.
Вклад ученых в развитие биологии
3. Назовите ученых, которые внесли существенный вклад в развитие генетики.
Г. Мендель, Г. де Фриз, Т. Морган, Дж. Уотсон и Ф. Крик.
4. Заполните таблицу.
Связь биологии с другими науками
5. Объясните, почему с развитием биологии связывают решение многих современных проблем человечества. Какие проблемы, по вашему мнению, в первую очередь можно решить с помощью биологии?
Сохранение природы, предотвращение экологической катастрофы, создание биологически активных веществ и лекарственных препаратов для лечения смертельных болезней и наследственных болезней, осуществление селекции на клеточном уровне и др.
6. Напишите, что изучают следующие науки.
Ботаника
– растения.
Зоология
– животных.
Ихтиология
– рыб.
Энтомология
– насекомых.
Систематика
– многообразие живых организмов.
7. Какие естественные науки, составляющие биологию, возникли в конце XX в.?
Биотехнология, генная инженерия
8. Разгадайте кроссворд «История биологии».
9. Используя дополнительные источники информации, определите, что изучают:
Бриология
– наука о мхах.
Микология
– наука о грибах.
Палеоботаника
– наука об ископаемых растениях.
Альгология
– наука о водорослях.
10. Составьте самостоятельно названия наук:
Териология
- раздел зоологии, изучающий млекопитающих;
Анатомия
- наука о человеке;
Лихенология
- наука, изучающая лишайники;
Гистология
- раздел морфологии, изучающий ткани многоклеточных животных.
11. Познавательная задача.
Дендрология
- раздел ботаники, изучающий древесные растения. Раздел дендрологии, который реконструирует климатические условия прошлого по годичным кольцам, называется дендроклиматологией. Попробуйте дать название научной дисциплине, задача которой - датировка исторических событий и природных явлений путем анализа годичных колец древесины.
Ответ:
Дендрохронология.
12. Перед вами четыре блока данных: «Имя», «Фамилия», «Время жизни», «Страна». Выбирая по одному элементу из каждого блока, заполните строки в таблице, располагая в хронологическом порядке информацию об учёных, внёсших вклад в развитие биологии.
Имя
: Андреас, Жорж, Роберт, Александр, Клавдий, Карл, Уильям, Иван, Грегор, Теодор.
Фамилия
: Кювье, Гален, Мендель, Везалий, Гарвей, Сеченов, Флеминг, Кох, Шванн, Линней.
Время жизни
: II в. до н. э., XIX в., XVI-XVII вв., XVIII-XIX вв., XVI в., XIX-XX вв., XIX в., XVIII в., XIX-XX вв., XIX-XX вв. Страна: Англия, Италия, Германия, Древнеримская империя, Россия, Швеция, Англия, Германия, Франция, Австрия.
13. Сформулируйте и запишите основные идеи § 1.1.
Современная биология – это совокупность естественных наук, изучающих жизнь как особую форму существования материи. Наука уходит корнями в древность. Большую роль с становлении биологии как науки сыграли следующие выдающиеся ученые
Аристотель, Клавдий Гален, Уильям Гарвей, Карл Линней, Карл Бэр, Жан Батист Ламарк, Жорж Кювье, Т. Шванн и М. Шлейден, Чарлз Дарвин, Г. Мендель, И. Мечников и Л. Пастер, И. Павлов, В. И. Вернадский, Дж. Уотсон и Ф. Крик и многие другие. Эти великие люди жили в разное время (от 2 века до н. э. до наших дней) и сделали открытия, важные для существования человечества.
Сегодня биология представляет собой совокупность наук. Она разделяется на комплексные науки: ботанику, зоологию, анатомию и физиологию. Затем, сформировались более узкие дисциплины, такие как арахнология, ихтиология, эмбриология, эволюция, генетика и др. В 20 веке на границе смежных дисциплин возникли биохимия, биофизика, биогеография. В конце столетия появились молекулярная биология, биотехнология и клеточная, генная инженерия. Достижения этих наук открывают широкие перспективы для будущего человечества.
Сегодня биология – это производительная сила, по развитию которой можно судить об общем уровне развития человечества.
Тема: Краткая история развития биологии. Система биологических наук
Цель: познакомиться сосновными этапами развития биологии; охарактеризовать объект и методы биологии; выявить ее связи с другими науками и влияние биологических теорий, идей, гипотез на формирование современной естественнонаучной системы мира.
Основные понятия: биология, жизнь.
1. Объект изучения биологии. Система биологических наук
Объект изучения биологии – живая природа.
Современная биология – это совокупность естественных наук, изучающих жизнь как особую форму существования материи.
Одними из первых в биологии сложились комплексные науки: зоология, ботаника, анатомия и физиология.
Позднее внутри них сформировались более узкие дисциплины, например, внутри зоологии появились:
Ихтиология (наука о рыбах),
Энтомология (о насекомых),
Арахнология (о пауках) и т. д.
Многообразие организмов изучает систематика, историю живого мира – палеонтология.
Различные свойства живого являются предметом исследования таких наук, как:
Генетика (закономерности изменчивости и наследственности);
Этология (поведение);
Эмбриология (индивидуальное развитие);
Эволюционное учение (историческое развитие).
В середине XX века в биологию начали активно проникать методы и идеи других естественных наук. На границах смежных дисциплин возникали новые биологические направления: биохимия, биофизика, биогеография, молекулярная биология, космическая биология и многие другие. Широкое внедрение математики в биологию вызвало рождение биометрии. Успехи экологии, а также все более актуальные проблемы охраны природы способствовали развитию экологического подхода в большинстве отраслей биологии.
На рубеже XX и XXI веков с огромной скоростью начала развиваться биотехнология – направление, которому, несомненно, принадлежит будущее. Последние достижения в этой области открывают широкие перспективы для создания биологически активных веществ и новых лекарственных препаратов, для лечения наследственных заболеваний и осуществления селекции на клеточном уровне.
В настоящее время биология стала реальной производительной силой, по развитию которой можно судить об общем уровне развития человеческого общества (параграф 1.1., на страницах 10-11 учебника).
2. Методы познания живой природы
Исследуя системы разной степени сложности, биология использует разнообразные методы и приемы. Одним из наиболее древних является метод наблюдения , на котором основывается описательный метод . Сбор фактического материала и его описание были основными приемами исследования на раннем этапе развития биологии. Но и в настоящее время они не утратили своего значения. Эти методы широко используют зоологи, ботаники, микологи, экологи и представители многих других биологических специальностей.
В XVIII веке в биологии стал широко применяться сравнительный метод , который позволял в процессе сопоставления объектов выявлять сходство и различия организмов и их частей. Благодаря этому методу были заложены основы систематики растений и животных, создана клеточная теория. Применение этого метода в анатомии, эмбриологии, палеонтологии способствовало утверждению в биологии эволюционной теории развития.
Исторический метод позволяет сравнить существующие факты с данными, известными ранее, выявить закономерности появления и развития организмов, усложнения их структуры и функций.
Огромное значение для развития биологии имел экспериментальный метод , его первое применение связывают с именем римского врача Галена (II век нашей эры). Гален впервые продемонстрировал участие нервной системы в организации поведения и в работе органов чувств. Однако широко использоваться этот метод начал лишь с XIX века. Классическим образцом применения экспериментального метода являются работы И. М. Сеченова по физиологии нервной деятельности и Г. Менделя по изучению наследования признаков.
В настоящее время биологи все чаще используют метод моделирования , позволяющий воспроизвести такие экспериментальные условия, которые в реальности воссоздать порой не представляется возможным. С помощью компьютерного моделирования, например, можно рассчитать последствия постройки плотины для определенной экосистемы или воссоздать эволюцию определенного вида живых организмов. Меняя параметры, можно выбрать оптимальный путь развития агроценоза или подобрать наиболее безопасное сочетание лекарственных препаратов при лечении конкретного заболевания.
Любое научное исследование , использующее разные методы, состоит из нескольких этапов . Сначала в результате наблюдений собирают данные – факты , на основе которых выдвигают гипотезу . Для того чтобы оценить вероятность этой гипотезы, осуществляют серии экспериментов с целью получения новых результатов. Если гипотеза подтверждается, она может стать теорией , включающей в себя определенные правила и законы .
При решении биологических задач используется самая разнообразная техника: световые и электронные микроскопы, центрифуги, химические анализаторы, термостаты, компьютеры и множество других современных приборов и инструментов.
Настоящую революцию в биологических исследованиях произвело появление электронного микроскопа, в котором вместо светового пучка используется пучок электронов. Разрешающая способность такого микроскопа в 100 раз выше, чем светового.
Одним из видов электронного микроскопа является сканирующий. В нем электронный луч не проходит через образец, а отражается от него и преобразуется в изображение на телеэкране. Это позволяет получать трехмерное изображение исследуемого объекта (параграф 1.3. на страницах 19-20 учебника).
3. Краткая история развития биологии
Используя текст параграфа 1.1. на страницах 8-10 учебника заполнить таблицу «Ученые и их достижения в изучении биологии
Таблица «Ученые и их достижения в изучении биологии»
| Ученый | Достижения в изучении биологии |
|
| Гиппократ | ||
| Аристотель | ||
| Клавдий Гален | ||
| Авиценна | ||
| Леонардо да Винчи | ||
| Андреас Везалий | ||
| Уильям Гарвей | ||
| Карл Линней | ||
| Жан Батист Ламарк | ||
| Жорж Кювье | ||
| Теодор Шванн, Матиас Якоб Шлейден | ||
| Чарлз Дарвин | ||
| Грегор Иоганн Мендель | ||
| Роберт Кох | ||
| Луи Пастер, Илья Ильич Мечников | ||
| Иван Михайлович Сеченов | ||
| Иван Петрович Павлов | ||
| Гуго де Фриз | ||
| Томас Хант Морган | ||
| Иван Иванович Шмальгаузен | ||
| Владимир Иванович Вернадский | ||
| Александр Флеминг | ||
| Джеймс Уотсон, Френсис Крик |
Современная биология уходит корнями в глубокую древность, мы находим ее истоки в цивилизациях прошлых тысячелетий: в Древнем Египте, Древней Греции.
Первым ученым, создавшим научную медицинскую школу, был древнегреческий врач Гиппократ (около 460 - около 370 до нашей эры). Он считал, что у каждой болезни есть естественные причины, и их можно узнать, изучая строение и жизнедеятельность человеческого организма. С древних времен и по сей день врачи торжественно произносят «клятву Гиппократа», обещая хранить врачебную тайну и ни при каких обстоятельствах не оставлять больного без медицинской помощи.
Великий энциклопедист древности Аристотель (384-322 до н.э.) стал одним из основателей биологии как науки, впервые обобщив биологические знания, накопленные до него человечеством. Он разработал систематику животных, определив в ней место и человеку, которого он назвал «общественным животным, наделенным разумом». Многие труды Аристотеля были посвящены происхождению жизни.
Древнеримский ученый и врач Клавдий Гален (около 130 – около 200), изучая строение млекопитающих, заложил основы анатомии человека. В течение следующих пятнадцати веков его труды были основным источником знаний по анатомии.
В Средние века в Европе воцарился период застоя во всех областях знаний. В это время традиции античных авторов нашли свое продолжение в странах Передней и Средней Азии, где жили и творили такие выдающиеся ученые, как Абу Али Ибн Сина (Авиценна ) (XI век) и Абу Рейхан Мухаммед Ибн Ахмет аль-Бируни (973-1048). От того времени в современной анатомической номенклатуре сохранилось множество арабских терминов.
Наступление эпохи Возрождения ознаменовало начало нового периода в развитии биологии.
Резко возрос интерес к биологии в эпоху Великих географических открытий (XV век). Открытие новых земель, налаживание торговых отношений между государствами расширяли сведения о животных и растениях. Ботаники и зоологи описывали множество новых, неизвестных ранее видов организмов, принадлежащих к различным царствам живой природы.
Один из самых замечательных людей этой эпохи Леонардо да Винчи (1452-1519) описал многие растения, изучил строение человеческого тела, деятельность сердца и зрительную функцию.
После того как был снят церковный запрет на вскрытие человеческого тела, блестящих успехов достигла анатомия человека, что получило отражение в классическом труде Андреаса Везалия (1514-1564) «О строении человеческого тела». Величайшее научное достижение – открытие кровообращения – совершил в XVII веке английский врач и биолог Уильям Гарвей (1578-1657).
Новую эру в развитии биологии ознаменовало изобретение в конце XVI века микроскопа. Уже в середине XVII века была открыта клетка, а позднее обнаружен мир микроскопических существ – простейших и бактерий, изучено развитие насекомых и принципиальное строение сперматозоидов.
В XVIII веке шведский натуралист Карл Линней (1707-1778) предложил систему классификации живой природы и ввел бинарную (двойную) номенклатуру для наименования видов.
Карл Эрнст Бэр (Карл Максимович Бэр) (1792-1876), профессор Петербургской медико-хирургической академии, изучая внутриутробное развитие, установил, что зародыши всех животных на ранних этапах развития схожи, сформулировал закон зародышевого сходства и вошел в историю науки как основатель эмбриологии.
Первым биологом, который попытался создать стройную и целостную теорию эволюции животного мира, стал французский ученый Жан Батист Ламарк (1774-1829). Палеонтологию, науку об ископаемых животных и растениях, создал французский зоолог Жорж Кювье (1769-1832).
Огромную роль в понимании единства органического мира сыграла клеточная теория зоолога Теодора Шванна (1818-1882) и ботаника Матиаса Якоба Шлейдена (1804-1881).
Крупнейшим достижением XIX века стало эволюционное учение Чарлза Дарвина (1809-1882), которое имело определяющее значение в формировании современной естественнонаучной картины мира.
Основоположником генетики, науки о наследственности и изменчивости, стал Грегор Иоганн Мендель (1822-1884), работы которого настолько опередили свое время, что были не поняты современниками и открыты заново спустя 35 лет.
Одним из основателей современной микробиологии стал немецкий ученый Роберт Кох (1843-1910), а труды Луи Пастера (1822-1895) и Ильи Ильича Мечникова (1845-1916) определили появление иммунологии.
Развитие физиологии связано с именами великих российских ученых Ивана Михайловича Сеченова (1829-1905), заложившего основы изучения высшей нервной деятельности, и Ивана Петровича Павлова (1849-1936), создавшего учение об условных рефлексах.
XX век ознаменовался бурным развитием биологии. Мутационная теория Гуго де Фриза (1848-1935), хромосомная теория наследственности Томаса Ханта Моргана (1866-1943), учение о факторах эволюции Ивана Ивановича Шмальгаузена (1884-1963), ученее о биосфере Владимира Ивановича Вернадского (1863-1945), открытие антибиотиков Александром Флемингом (1881-1955), установление структуры ДНК Джеймсом Уотсоном (родился в 1928) и Френсисом Криком (1916-2004) – невозможно перечислить всех тех, кто своим самоотверженным трудом создавал современную биологию, которая в настоящее время является одной из наиболее бурно развивающихся областей человеческого знания.
Закрепление
Вопросы:
1. Расскажите о вкладе в развитие биологии древнегреческих и древнеримских философов и врачей.
2. Охарактеризуйте особенности воззрений на живую природу в Средние века, эпоху Возрождения.
3. Какое изобретение XVII века дало возможность открыть и описать клетку?
4. Каково значение для биологической науки работ Л. Пастера и И.И.Мечникова?
5. Перечислите основные открытия, сделанные в биологии в XX веке.
6. Назовите известные вам естественные науки, составляющие биологию. Какие из них возникли в конце XX века?
7. Какие методы исследования живой материи вы знаете?
Обобщение
Сформулируйте вывод по уроку.
Домашнее задание:
1. Параграф 1.1 на страницах 8-11 учебника, параграф 1.3. на страницах 19-20 учебника (закончить и выучить конспект).
2. Вопросы 1-6 на странице учебника, вопрос 5 на странице 20 учебника устно.
Современная биология уходит корнями в глубокую древность, мы находим ее истоки в цивилизациях прошлых тысячелетий: в Древнем Египте, Древней Греции.
Первым ученым, создавшим научную медицинскую школу, был древнегреческий врач Гиппократ (ок. 460 - ок. 370 до н. э.). Он считал, что у каждой болезни есть естественные причины, и их можно узнать, изучая строение и жизнедеятельность человеческого организма. С древних времен и по сей день врачи торжественно произносят «клятву Гиппократа», обещая хранить врачебную тайну и ни при каких обстоятельствах не оставлять больного без медицинской помощи.
Великий энциклопедист древности Аристотель (384 - 322 до н. э.) стал одним из основателей биологии как науки, впервые обобщив биологические знания, накопленные до него человечеством. Он разработал систематику животных, определив в ней место и человеку, которого он называл «общественным животным, наделенным разумом». Многие труды Аристотеля были посвящены происхождению жизни.
Древнеримский ученый и врач Клавдий Гален (ок. 130 - ок. 200), изучая строение млекопитающих, заложил основы анатомии человека. В течение следующих пятнадцати веков его труды были основным источником знаний по анатомии.
В Средние века в Европе воцарился период застоя во всех областях знаний. В это время традиции античных авторов нашли свое продолжение в странах Передней и Средней Азии, где жили и творили такие выдающиеся ученые, как Абу Али Ибн Сина (Авиценна) (ок. 980-1037) и Абу Рейхан Мухаммед ибн Ахмет аль-Бируни (973--ок. 1050). От того времени в современной анатомической номенклатуре сохранилось множество арабских терминов.
Наступление эпохи Возрождения ознаменовало начало нового периода в развитии биологии.
Резко возрос интерес к биологии в эпоху Великих географических открытий (XV в.). Открытие новых земель, налаживание торговых отношений между государствами расширяли сведения о животных и растениях. Ботаники и зоологи описывали множество новых, неизвестных ранее видов организмов, принадлежащих к различным царствам живой природы.
Один из самых замечательных людей этой эпохи Леонардо да Винчи (1452-1519) описал многие растения, изучал строение человеческого тела, деятельность сердца и зрительную функции.
После того как был снят церковный запрет на вскрытие человеческого тела, блестящих успехов достигла анатомия человека, что получило отражение в классическом труде Андреаса Везалия (1514-1564) «О строении человеческого тела». Величайшее научное достижение - открытие кровообращения - совершил в XVII в. английский врач и биолог Уильям Гарвей (1578-1657).
Новую эру в развитии биологии ознаменовало изобретение в конце XVI в. микроскопа. Уже в середине XVII в. была открыта клетка, а позднее обнаружен мир микроскопических существ - простейших и бактерий, изучено развитие насекомых и принципиальное строение сперматозоидов.
В XVIII в. шведский натуралист Карл Линней (1707-1778) предложил систему классификации живой природы и ввел бинарную (двойную) номенклатуру для наименования видов.
Карл Эрнст Бэр (Карл Максимович Бэр) (1792-1876), профессор Петербургской медико-хирургической академии, изучая внутриутробное развитие, установил, что зародыши всех животных на ранних этапах развития схожи, сформулировал закон зародышевого сходства и вошел в историю науки как основатель эмбриологии.
Первым биологом, который попытался создать стройную и целостную теорию эволюции живого мира, стал французский ученый Жан Батист Ламарк (1774-1829). Палеонтологию, науку об ископаемых животных и растениях, создал французский зоолог Жорж Кювье (1769-1832).
Огромную роль в понимании единства органического мира сыграла клеточная теория зоолога Теодора Шванна (1810-1882) и ботаника Маттиаса Якоба Шлейдена (1804- 1881).
Крупнейшим достижением XIX в. стало эволюционное учение Чарлза Роберта Дарвина (1809-1882), которое имело определяющее значение в формировании современной естественнонаучной картины мира.
Основоположником генетики, науки о наследственности и изменчивости, стал Грегор Иоганн Мендель (1822-1884), работы которого настолько опередили свое время, что были не поняты современниками и открыты заново спустя 35 лет.
Одним из основателей современной микробиологии стал немецкий ученый Роберт Кох(1843-1910), а труды Луи Пастера (1822-1895) и Ильи Ильича Мечникова (1845-1916) определили появление иммунологии.
Развитие физиологии связано с именами великих российских ученых Ивана Михайловича Сеченова (1829-1905), заложившего основы изучения высшей нервной деятельности, и Ивана Петровича Павлова (1849- 1936), создавшего учение об условных рефлексах.
XX в. ознаменовался бурным развитием биологии. Мутационная теория Гуго де Фриза (1848-1935), хромосомная теория наследственности Томаса Ханта Моргана (1866-1945), учение о факторах эволюции Ивана Ивановича Шмальгаузена (1884-1963), учение о биосфере Владимира Ивановича Вернадского (1863-1945), открытие антибиотиков Александером Флемингом (1881 - 1955), установление структуры ДНК Джеймсом Уотсоном (р. 1928) и Фрэнсисом Криком (1916-2004) - невозможно перечислить всех тех, кто своим самоотверженным трудом создавал современную биологию, которая в настоящее время является одной из наиболее бурно развивающихся областей человеческого знания.
■ Система биологических наук. Современная биология - это совокупность естественных наук, изучающих жизнь как особую форму существования материи. Одними из первых в биологии сложились комплексные науки: зоология, ботаника, анатомия и физиология. Позднее внутри них сформировались более узкие дисциплины, например внутри зоологии появилась ихтиология (наука о рыбах), энтомология (о насекомых), арахнология (о пауках) и т. д. Многообразие организмов изучает систематика, историю живого мира - палеонтология. Различные свойства живого являются предметом исследования таких наук, как генетика (закономерности изменчивости и наследственности), этология (поведение), эмбриология (индивидуальное развитие), эволюционное учение (историческое развитие).
В середине XX в. в биологию начали активно проникать методы и идеи других естественных наук. На границах смежных дисциплин возникали новые биологические направления: биохимия, биофизика, биогеография, молекулярная биология, космическая биология и многие другие. Широкое внедрение математики в биологию вызвало рождение биометрии. Успехи экологии, а также все более актуальные проблемы охраны природы способствовали развитию экологического подхода в большинстве отраслей биологии.
На рубеже XX и XXI вв. с огромной скоростью начала развиваться биотехнология - направление, которому несомненно принадлежит будущее. Последние достижения в этой области открывают широкие перспективы для создания биологически активных веществ и новых лекарственных препаратов, для лечения наследственных заболеваний и осуществления селекции на клеточном уровне.
В настоящее время биология стала реальной производительной силой, по развитию которой можно судить об общем уровне развития человеческого общества.
Вопросы для самоконтроля.
1. Расскажите о вкладе в развитие биологии древнегреческих и древнеримских философов и врачей.
2. Охарактеризуйте особенности воззрений на живую природу в Средние века, эпоху Возрождения.
3. Какое изобретение XVII в. дало возможность открыть и описать клетку?
4. Каково значение для биологической науки работ Л. Пастера и И. И. Мечникова?
5. Перечислите основные открытия, сделанные в биологии в XX в.
6. Назовите известные вам естественные науки, составляющие биологию. Какие из них возникли в конце XX в.?