«биология»

Вид материала

Лекция

Содержание Свойства и признаки живого. Основные свойства и признаки живого. Единство всего живого. Уровни организации живого. Лекция №2. Многообразие органического мира. Принципы классификации живых организмов Типы метаболизма живых организмов Принципы классификации живых организмов Классификация животных, имеющих медицинское значение Тип инфузории (Ciliophora). Тип Плоские черви (Plathelminthes). Тип Членистоногие (Arthropoda). Историческое развитие живой природы Этапы эволюции органического мира. Эволюционная теория Ж.-Б. Ламарка. Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина. Факторы (движущие силы) эволюции по Дарвину Понятие о микроэволюции Определение вида. Концепция вида Виды реальны и состоят из отдельных популяций. Популяция – элементарная единица эволюции ... Полное содержание

Подобный материал:

• Курс Семестр Дисциплина Программа (раздел курса), 14.47kb.
• Бесплатные обучающие программы по биологии www history ru/freebie htm Открытый колледж, 114.73kb.
• Программы дисциплины молекулярная биология в составе модуля Модуль №3 Биология клетки, 22.39kb.
• Рабочая программа дисциплины Биология для студентов специальности 050607 Биология Павлодар, 375.28kb.
• Программа (рабочий вариант) для специальности: 1-31 01 01 Биология, 1-33 01 01 Биоэкология,, 307.03kb.
• 1. Биология как наука, ее достижения, связи с другими науками. Методы изучения живых, 864.83kb.
• Программа вступительного испытания (собеседования) в магистратуру направление 020400., 201.51kb.
• Методические рекомендации для практических занятий дисциплина «Биология с основами, 86.45kb.
• Биология и экология газета «Биология» и сайт для учителя «Я иду на урок биологии», 162.29kb.
• Ылым министрлігі с. Аманжолов атындағы шығыс қазақстан мемлекеттік университеті, 983.92kb.

Лекция №1. Биология – теоретическая основа медицины. Свойства живого, уровни организации живого, общие закономерности существования живых организмов

Термин «биология» введен в начале Х1Х века Ж.-Б. Ламарком и Г. Тревиранусом для обозначения науки о жизни как особом явлении природы. Однако, дословный перевод «наука о жизни» не совсем правильный, поскольку жизнь не существует сама по себе – это специфическое свойство живых систем, которые называются организмами. Жизнь в ее проявлениях отличается большим разнообразием: существует более 3000 видов прокариот, 450 000 видов растений и более 1,5 млн. видов животных. Поразительное многообразие живых организмов создает трудности для определения жизни как особого явления природы.

1.Жизнь – это особая, наиболее сложно организованная форма движения материи, возникшая на определенном этапе ее развития, для которой свойственна иерархическая организация. Иерархия – (греч. иерос- священный, архе – власть) – расположение частей или элементов целого в порядке от высшего к низшему. Организм – это открытая саморегулирующаяся система (от греч. systema – целое, составленное из частей), которая характеризуется высокой упорядоченностью, сложностью и структурированностью, избирательно использующая вещества и энергию окружающей среды для постоянного самообновления своих структур на основе имеющейся наследственной программы и способна к самовоспроизведению.

2. Свойства и признаки живого. Предметом изучения биологии являются общие закономерности существования живых организмов во времени и пространстве, общие законы развития и жизнедеятельности живых систем. Точное и полное определение жизни дать невозможно, но всегда можно определить совокупность свойств и признаков, которые отличают живые организмы от тел неживой природы.

Основные свойства и признаки живого.

• Клеточное строение. Для всех живых организмов характерна высокая структурированность и функциональная упорядоченность организации, основу которой составляет клеточное строение. Клетка – структурная и функциональная единица всех живых организмов. По типу клеточной организации все живые организмы делятся на прокариоты и эукариоты. Вирусы - (неклеточные формы жизни, проявляют свойство и признаки живого, проникая в клетку, не являются исключением). В клетке организма многоклеточного или одноклеточного содержится вся генетическая информация о данном организме.
  
• Организм является открытой, саморегулирующейся системой, для которой характерна особая форма взаимодействия с окружающей средой – обмен веществ и энергии. Все биохимические реакции, происходящие в клетке по наследственной программе, составляют клеточный метаболизм. Основу клеточного метаболизма составляют взаимосвязанные процессы - анаболизм и катаболизм. Анаболизм (ассимиляция) – синтез специфических молекул (полимеров) из более простых (мономеров) с использованием энергии. Катаболизм (диссимиляция) – распад сложных органических молекул до мономеров с выделением энергии, часть которой запасается в виде АТФ. Особенности реакций обмена заключаются в том, что каждая реакция осуществляется в определенной клеточной органелле и катализируется специфическими белками-ферментами. При этом фермент связывается с определенным веществом (субстратом), взаимодействует с ним и изменяет его, превращая в продукт(ы) реакции. По характеру ассимиляции все организмы делятся на автотрофные и гетеротрофные, по типу диссимиляции – на аэробные и анаэробные. Живые организмы демонстрируют стойкое единообразие в различных условиях среды. Свойство живых организмов поддерживать упорядоченность своей структуры и постоянство внутренней среды называется гомеостазом.
  
• Способность к размножению – важнейшее свойство живых организмов, в основе которого лежит процесс деления клеток и точной передачи наследственной информации от клетки к клетке, благодаря репликации ДНК. Каждый организм одноклеточный или многоклеточный развивается из клетки (зигота – диплоидная клетка, образующаяся в результате слияния специализированных клеток – гамет при оплодотворении). Реализация генетической программы происходит в процессе индивидуального развития организма, который называется онтогенезом.
  
• Способность адекватно реагировать на воздействия внешней среды, т.е. раздражимостью, которое проявляется в виде направленных двигательных реакций. Ответные реакции одноклеточных животных на раздражитель называются таксисы. Ответные реакции многоклеточных организмов с участием нервной системы называются рефлексы. Эти свойства проявляются на уровне отдельного организма. Универсальные принципы существования живого во времени и пространстве отражают свойства, которые распространяются на всю область жизни в целом.
  
• Способность организмов адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среды в процессе эволюции, которая обеспечивает существование жизни на Земле более 3-х млрд. лет. Основу процесса эволюции составляют два основных механизма –изменчивость (мутации) и естественный отбор.
  
• Способность организмов существовать во взаимодействии с другими организмами и факторами окружающей среды (неживой природы) в составе особых систем – биогеоценозов или экосистем, где происходит круговорот веществ и энергии с участием живого вещества.
  
  4. Единство всего живого. История развития биологии как науки о жизни определяется этапами крупных научных открытий и обобщений, подтверждающих идею биологического единства всего живого на Земле. Эта идея имеет важное значение для медицины, указывая на универсальность биологических законов и механизмов для всего мира живых существ, включая человека. Единство всего живого проявляется как:
     

• Структурное единство, в основе которого лежит клеточное строение всех живых организмов. В середине Х1Х в. были сделаны три крупных научных открытия, которые дали мощный толчок развития современного естествознания – закон сохранения энергии, эволюционная теория Дарвина и клеточная теория. Клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена (1839 г.) явилась крупнейшим доказательством единства всего живого. Открытие того факта, что все организмы состоят из клеток, которые, несмотря на разнообразие их форм и размеров, построены и функционируют одинаковым образом, дали толчок изучению закономерностей, лежащих в основе морфологии, физиологии и онтогенеза живых существ. Исходя из клеточной теории и разрабатывая ее дальше, Р. Вирхов создал концепцию клеточной патологии (1858), которая определила главные пути развития медицины на долгое время. Объясняя течение патологических состояний структурно-химическими изменениями на клеточном уровне, эта концепция способствовала созданию патолого-анатомической службы.
  
• Генетическое единство. Генетическим материалом всех живых организмов от бактерий до человека является молекула ДНК, информация в которой записана с помощью последовательности нуклеотидов. Модель строения молекулы ДНК в виде двойной спирали, предложенная Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г., явилась ключевым этапом развития молекулярной биологии и бурного развития молекулярно-генетических исследований, которые определили приоритетные направления развития современной биологии и медицины. Открытие единства генетического кода и механизмов реализации генетической информации по схеме ДНК –РНК- белок, определило появление генетической инженерии, а на ее основе биотехнологии и генотерапии – генной коррекции наследственных болезней, а также ДНК-диагностики наследственных болезней, вирусных и протозойных инфекций. Проект «Геном человека» и его значение для медицины. Проект завершен в 2001 г. полной расшифровкой нуклеотидной последовательности ДНК человека, что открывает новые перспективы в молекулярной диагностике и создании новых методов лечения наследственных болезней человека.
  
• Биохимическое единство. Основу всех живых организмов составляют одинаковые классы органических соединений. В клетках эукариот существует 5 типов белков-гистонов, одинаковых у всех организмов. Универсальный источник энергии в клетках - молекулы АТФ. Мономеры вообще не обладают специфичностью и одинаковы в клетках всех живых организмов. Специфичность живого определяется на уровне макромолекул (биополимеров), которые синтезируются в клетках по наследственной программе. Ключевую роль в процессах жизнедеятельности играют биополимеры – нуклеиновые кислоты и белки. Субстратом жизни на Земле являются нуклеопротеиды, бесконечное разнообразие которых определяет специфичность живых организмов. Разнообразие молекул белков и нуклеиновых кислот определяется определенной последовательностью соединения мономеров в цепи полимера. Известно, что все молекулы белков в клетках построены из 20 типов аминокислот, а молекулы ДНК – из 4-х типов нуклеотидов, одинаковых для всех организмов. Биохимические реакции, протекающие в клетках, также одинаковы для всех организмов. Например, реакции гликолиза, синтеза белка, синтеза РНК имеют сходные механизмы в клетках бактерий, растений, животных и человека. Благодаря универсальности генетического кода, стало возможным появление генной инженерии, т.е. создание рекомбинантных молекул ДНК, соединяющих фрагменты ДНК человека и бактерий. На основе таких молекул стало возможным получение в промышленных масштабах гормонов (инсулин, соматотропин) и биологически активных веществ.
  

5. Уровни организации живого. Структурная сложность живых организмов отражается в уровнях организации живого. Основные уровни организации: молекулярно-генетический, надмолекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический (экосистемный) и биосферный.
   

Характер биологических процессов на каждом уровне организации живого определяет функциональную активность живого на более высоком уровне. Возможность существования живых организмов характеризуется совокупностью процессов, характерных для каждого уровня, но не сводится к простой сумме этих процессов.

Биология – теоретическая основа медицины. Человек является частью живой природы, поэтому закономерности функционирования живых организмов распространяются на процессы жизнедеятельности человека в норме и патологии. Достижения и открытия биологических наук, в первую очередь молекулярной биологии, определяют направления современной медицины в поисках путей профилактики, диагностики и лечении болезней человека.