Bioloogilised joonised. Bioloogia – eluteadus

Bioteadused liiguvad suurtest väikesteni. Hiljuti kirjeldas bioloogia eranditult loomade, taimede ja bakterite väliseid tunnuseid. Molekulaarbioloogia uurib elusorganisme üksikute molekulide vastastikmõjude tasandil. Struktuuribioloogia – uurib rakkudes toimuvaid protsesse aatomitasandil. Kui soovite õppida, kuidas "nägema" üksikuid aatomeid, kuidas struktuuribioloogia töötab ja "elab" ning milliseid instrumente see kasutab, on see koht teie jaoks!

Tsükli peapartner on ettevõte: suurim bioloogiliste uuringute ja tootmise seadmete, reaktiivide ja kulumaterjalide tarnija.

Biomolekulide üks peamisi missioone on jõuda juurteni. Me ei räägi lihtsalt, milliseid uusi fakte teadlased avastasid – me räägime sellest, kuidas nad need avastasid, püüame selgitada bioloogiliste tehnikate põhimõtteid. Kuidas ühest organismist geen välja võtta ja teise sisestada? Kuidas saate jälgida mitme pisikese molekuli saatust tohutus rakus? Kuidas ergutada ühte pisikest neuronite rühma tohutus ajus?

Ja nii otsustasimegi rääkida laborimeetoditest süsteemsemalt, koondada ühte rubriiki kõige olulisemad, moodsaimad bioloogilised tehnikad. Et see oleks huvitavam ja selgem, illustreerisime artikleid põhjalikult ja lisasime siia-sinna isegi animatsiooni. Soovime, et uue rubriigi artiklid oleksid huvitavad ja arusaadavad ka juhuslikule möödujale. Ja teisest küljest peaksid need olema nii detailsed, et isegi professionaal võiks neis midagi uut avastada. Oleme meetodid kogunud 12 suurde rühma ja koostame nende põhjal biometoodilise kalendri. Olge värskendustega kursis!

Miks on struktuuribioloogiat vaja?

Nagu teate, on bioloogia eluteadus. See ilmus 19. sajandi alguses ja oma olemasolu esimese saja aasta jooksul oli see puhtalt kirjeldav. Bioloogia peamiseks ülesandeks peeti sel ajal võimalikult paljude erinevate elusorganismide liikide leidmist ja iseloomustamist ning veidi hiljem - nendevaheliste perekondlike suhete väljaselgitamist. Aja jooksul ja koos teiste teadusvaldkondade arenguga tekkis bioloogiast mitu haru eesliitega "molekulaarne": molekulaargeneetika, molekulaarbioloogia ja biokeemia - teadused, mis uurivad elusolendeid üksikute molekulide tasemel, mitte nende ilmumise järgi. organism või selle siseorganite suhteline asend. Lõpuks, üsna hiljuti (eelmise sajandi 50ndatel) tekkis selline teadmiste valdkond nagu struktuuribioloogia– teadus, mis uurib elusorganismides toimuvaid protsesse muutuste tasandil ruumiline struktuurüksikud makromolekulid. Põhimõtteliselt on struktuuribioloogia kolme erineva teaduse ristumiskohas. Esiteks on see bioloogia, sest teadus uurib elusobjekte, teiseks füüsika, kuna kasutatakse kõige laiemat füüsikaliste katsemeetodite arsenali, ja kolmandaks keemia, kuna molekulide struktuuri muutmine on selle konkreetse distsipliini objekt.

Struktuuribioloogia uurib kahte peamist ühendite klassi - valke (kõigi teadaolevate organismide peamine "töökeha") ja nukleiinhappeid (peamised "teabe" molekulid). Tänu struktuuribioloogiale teame, et DNA-l on kaksikheeliksi struktuur, et tRNA-d tuleks kujutada vanatähega "L" ning et ribosoomil on suur ja väike alaühik, mis koosneb spetsiifilises konformatsioonis valkudest ja RNA-st.

Ülemaailmne eesmärk struktuurbioloogia, nagu iga teinegi teadus, on "mõista, kuidas kõik töötab". Millises vormis on rakkude jagunemist põhjustav valgu ahel volditud, kuidas muutub ensüümi pakend selle läbiviidava keemilise protsessi käigus, millistes kohtades interakteeruvad kasvuhormoon ja selle retseptor – need on küsimused, mida teadus vastab. Veelgi enam, omaette eesmärk on koguda nii suur andmemaht, et nendele küsimustele (veel uurimata objekti kohta) saaks arvutis vastused ilma kallist eksperimenti kasutamata.

Näiteks peate mõistma, kuidas usside või seente bioluminestsentssüsteem töötab - nad dešifreerisid genoomi, leidsid nende andmete põhjal soovitud valgu ja ennustasid selle ruumilist struktuuri koos toimimismehhanismiga. Tasub aga tunnistada, et seni on sellised meetodid alles lapsekingades ning valgu struktuuri on endiselt võimatu täpselt ennustada, kuna sellel on ainult geen. Teisest küljest on struktuuribioloogia tulemustel rakendusi meditsiinis. Nagu paljud teadlased loodavad, võimaldavad teadmised biomolekulide struktuuri ja nende töö mehhanismide kohta uusi ravimeid välja töötada ratsionaalsel alusel, mitte katse-eksituse meetodil (rangelt võttes suure läbilaskevõimega sõelumine), nagu enamasti tehakse. nüüd. Ja see pole ulme: struktuuribioloogia abil on juba loodud või optimeeritud palju ravimeid.

Struktuuribioloogia ajalugu

Struktuuribioloogia ajalugu (joonis 1) on üsna lühike ja sai alguse 1950. aastate algusest, kui James Watson ja Francis Crick panid Rosalind Franklini DNA kristallide röntgendifraktsiooni andmete põhjal kokku mudeli praegusest hästi tuntud topeltheeliks vintage ehituskomplektist. Veidi varem ehitas Linus Pauling esimese usutava mudeli -heeliksist, mis on valkude sekundaarstruktuuri üks põhielemente (joonis 2).

Viis aastat hiljem, 1958. aastal, määrati kindlaks maailma esimene valgu struktuur – kašelotti müoglobiin (lihaskiu valk) (joonis 3). Muidugi ei näinud see välja nii ilus kui tänapäevased struktuurid, kuid see oli oluline verstapost kaasaegse teaduse arengus.

Joonis 3b. Valgu molekuli esimene ruumiline struktuur. John Kendrew ja Max Perutz demonstreerivad spetsiaalsest ehituskomplektist kokku pandud müoglobiini ruumilist struktuuri.

Kümme aastat hiljem, aastatel 1984–1985, määrati tuabil esimesed struktuurid. Sellest hetkest alates on toimunud mitmeid olulisi avastusi: 1985. aastal saadi ensüümi ja selle inhibiitori esimese kompleksi struktuur, 1994. aastal meie rakkude elektrijaamade peamise "masina" ATP süntaasi struktuur ( mitokondrid) määrati ja juba 2000. aastal saadi esimene ruumiline struktuur valkude “tehased” - ribosoomid, mis koosnesid valkudest ja RNA-st (joonis 6). 21. sajandil on struktuuribioloogia areng edenenud hüppeliselt, millega on kaasnenud ruumiliste struktuuride arvu plahvatuslik kasv. Saadud on paljude valkude klasside struktuurid: hormoonide ja tsütokiinide retseptorid, G-valguga seotud retseptorid, teemaksulaadsed retseptorid, immuunsüsteemi valgud ja paljud teised.

Uute krüoelektronmikroskoopiliste kujutiste ja kuvamistehnoloogiate tulekuga 2010. aastatel on tekkinud palju keerulisi membraanivalkude ülieraldusvõimega struktuure. Struktuuribioloogia edusammud pole jäänud märkamata: selle valdkonna avastuste eest on välja antud 14 Nobeli preemiat, neist viis 21. sajandil.

Struktuuribioloogia meetodid

Struktuuribioloogia valdkonna uuringud viiakse läbi mitmete füüsikaliste meetodite abil, millest ainult kolm võimaldavad saada biomolekulide ruumilisi struktuure aatomi eraldusvõimega. Struktuuribioloogia meetodid põhinevad uuritava aine interaktsiooni mõõtmisel erinevat tüüpi elektromagnetlainete või elementaarosakestega. Kõik meetodid nõuavad märkimisväärseid rahalisi vahendeid - seadmete maksumus on sageli hämmastav.

Ajalooliselt on esimene struktuuribioloogia meetod röntgendifraktsioonianalüüs (XRD) (joonis 7). Veel 20. sajandi alguses avastati, et kasutades kristallide röntgendifraktsioonimustrit, saab uurida nende omadusi – rakusümmeetria tüüpi, aatomitevaheliste sidemete pikkust jne. Kui kristallis on orgaanilisi ühendeid. kristallvõre rakke, siis saab arvutada aatomite koordinaadid ja seega ka nende molekulide keemilise ja ruumilise struktuuri. Täpselt nii saadi 1949. aastal penitsilliini struktuur ja 1953. aastal DNA kaksikheeliksi struktuur.

Näib, et kõik on lihtne, kuid on nüansse.

Esiteks tuleb kuidagi saada kristalle ja nende suurus peab olema piisavalt suur (joonis 8). Kuigi see on teostatav mitte väga keeruliste molekulide puhul (pidage meeles, kuidas lauasool või vasksulfaat kristalliseeruvad!), on valkude kristalliseerimine keeruline ülesanne, mis nõuab optimaalsete tingimuste leidmiseks mitteilmnevat protseduuri. Nüüd tehakse seda spetsiaalsete robotite abil, mis valmistavad ette ja jälgivad sadu erinevaid lahendusi “idandatud” valgukristallide otsimisel. Kuid kristallograafia algusaegadel võis valgukristalli saamine võtta aastaid väärtuslikku aega.

Teiseks tuleb saadud andmete põhjal (“toored” difraktsioonimustrid; joon. 8) struktuur “arvutada”. Tänapäeval on see ka rutiinne ülesanne, kuid 60 aastat tagasi, lambitehnika ja perfokaartide ajastul, polnud see kaugeltki nii lihtne.

Kolmandaks, isegi kui kristalli oli võimalik kasvatada, ei ole valgu ruumilise struktuuri määramine sugugi vajalik: selleks peab valk olema kõigis võrekohtades ühesuguse struktuuriga, mis ei ole alati nii. .

Ja neljandaks on kristall valgu loomulikust olekust kaugel. Kristallides olevate valkude uurimine on nagu inimeste uurimine, toppides neist kümme tükki väikesesse suitsusesse kööki: saad teada, et inimestel on käed, jalad ja pea, kuid nende käitumine ei pruugi olla täpselt sama, mis mugavas keskkonnas. Röntgendifraktsioon on aga kõige levinum meetod ruumiliste struktuuride määramiseks ja 90% esialgse eelarveprojekti sisaldusest saadakse selle meetodi abil.

SAR nõuab võimsaid röntgenikiirguse allikaid – elektronkiirendeid või vabaelektronlasereid (joonis 9). Sellised allikad on kallid – mitu miljardit USA dollarit –, kuid tavaliselt kasutavad ühte allikat sajad või isegi tuhanded kontsernid üle maailma üsna sümboolse tasu eest. Meie riigis puuduvad võimsad allikad, mistõttu sõidab enamik teadlasi Venemaalt USA-sse või Euroopasse, et analüüsida tekkivaid kristalle. Lisateavet nende romantiliste uurimuste kohta saate lugeda artiklist “ Membraanivalkude täiustatud uuringute labor: geenist angstromini» .

Nagu juba mainitud, nõuab röntgendifraktsioonianalüüs võimsat röntgenkiirguse allikat. Mida võimsam on allikas, seda väiksemad võivad kristallid olla ja seda vähem peavad bioloogid ja geeniinsenerid kannatama, et õnnetuid kristalle kätte saada. Röntgenkiirgust saab kõige kergemini tekitada elektronkiire kiirendamisel sünkrotronides või tsüklotronites – hiiglaslikes ringkiirendites. Kui elektron kogeb kiirendust, kiirgab see soovitud sagedusvahemikus elektromagnetlaineid. Viimasel ajal on ilmunud uued ülisuure võimsusega kiirgusallikad – vabade elektronide laserid (XFEL).

Laseri tööpõhimõte on üsna lihtne (joon. 9). Esmalt kiirendatakse elektronid ülijuhtivate magnetite abil (kiirendi pikkus 1–2 km) kõrgele energiale ja seejärel läbivad need nn undulaatorid - erineva polaarsusega magnetikomplektid.

Joonis 9. Vaba elektronlaseri tööpõhimõte. Elektronkiir kiirendatakse, läbib undulaatorit ja kiirgab gammakiirgust, mis langeb bioloogilistele proovidele.

Lainetajat läbides hakkavad elektronid perioodiliselt kiirte suunast kõrvale kalduma, kogedes kiirendust ja kiirgades röntgenikiirgust. Kuna kõik elektronid liiguvad ühtemoodi, siis kiirgus võimendub tänu sellele, et teised kiires olevad elektronid hakkavad neelama ja uuesti kiirgama sama sagedusega röntgenlaineid. Kõik elektronid kiirgavad sünkroonselt kiirgust ülivõimsa ja väga lühikese välguna (kestab alla 100 femtosekundi). Röntgenkiire võimsus on nii suur, et üks lühike sähvatus muudab väikese kristalli plasmaks (joonis 10), kuid nende paari femtosekundi jooksul, mil kristall on terve, saab tänu suurele intensiivsusele saada kõrgeima kvaliteediga pilte. ja tala koherentsus. Sellise laseri maksumus on 1,5 miljardit dollarit ja maailmas on selliseid seadmeid ainult neli (asuvad USA-s (joonis 11), Jaapanis, Koreas ja Šveitsis). 2017. aastal on plaanis kasutusele võtta viies - Euroopa - laser, mille ehitamisel osales ka Venemaa.

Joonis 10. Valkude muundumine plasmaks 50 fs jooksul vaba elektronlaseri impulsi mõjul. Femtosekund = 1/1000000000000000 sekundit.

NMR-spektroskoopia abil on kindlaks määratud ligikaudu 10% esialgse eelarveprojekti ruumilistest struktuuridest. Venemaal on mitu ülivõimsat tundlikku NMR spektromeetrit, mis teevad maailmatasemel tööd. Venemaa Teaduste Akadeemia bioorgaanilise keemia instituudis (Moskva) asub suurim NMR-labor mitte ainult Venemaal, vaid kogu Prahast ida pool ja Soulist läänes asuvas ruumis.

NMR-spektromeeter on suurepärane näide tehnoloogia võidukäigust intelligentsuse üle. Nagu juba mainisime, on NMR-spektroskoopia meetodi kasutamiseks vajalik võimas magnetväli, seega on seadme südameks ülijuhtiv magnet – spetsiaalsest sulamist valmistatud mähis, mis on sukeldatud vedelasse heeliumisse (−269 °C). Ülijuhtivuse saavutamiseks on vaja vedelat heeliumi. Heeliumi aurustumise vältimiseks ehitatakse selle ümber tohutu vedela lämmastiku paak (−196 °C). Kuigi tegemist on elektromagnetiga, ei tarbi see elektrit: ülijuhtival mähisel puudub takistus. Magnetit tuleb aga pidevalt “toita” vedela heeliumi ja vedela lämmastikuga (joonis 15). Kui te ei jälgi, toimub "kustutamine": mähis kuumeneb, heelium aurustub plahvatuslikult ja seade puruneb ( cm. video). Samuti on oluline, et väli 5 cm pikkuses proovis oleks äärmiselt ühtlane, mistõttu on seadmes paarkümmend väikest magnetvälja, mis on vajalikud magnetvälja peenhäälestamiseks.

Video. 21,14 Tesla NMR spektromeetri planeeritud summutamine.

Mõõtmiste tegemiseks vajate andurit - spetsiaalset mähist, mis genereerib nii elektromagnetkiirgust kui ka registreerib "tagurpidi" signaali - proovi magnetmomendi võnkumist. Tundlikkuse suurendamiseks 2–4 korda jahutatakse andur temperatuurini –200 °C, välistades seeläbi termilise müra. Selleks ehitavad nad spetsiaalse masina - krüoplatvormi, mis jahutab heeliumi vajaliku temperatuurini ja pumpab selle detektori kõrvale.

On terve rühm meetodeid, mis tuginevad valguse hajumise nähtusele, röntgenikiirgusele või neutronkiirele. Need meetodid, mis põhinevad kiirguse/osakeste hajumise intensiivsusel erinevate nurkade all, võimaldavad määrata lahuses olevate molekulide suurust ja kuju (joonis 16). Hajumine ei saa määrata molekuli struktuuri, kuid seda saab kasutada abivahendina mõne muu meetodi, näiteks NMR-spektroskoopia jaoks. Valguse hajumise mõõtmise instrumendid on suhteliselt odavad, makstes "ainult" umbes 100 000 dollarit, samas kui teiste meetodite jaoks on vaja käepärast osakestekiirendit, mis suudab tekitada neutronite kiiret või võimsat röntgenikiirte voogu.

Teine meetod, mille abil ei saa struktuuri määrata, kuid saab mõningaid olulisi andmeid, on resonantsfluorestsentsenergia ülekanne(FRET). Meetod kasutab fluorestsentsi fenomeni – mõnede ainete võimet neelata ühe lainepikkusega valgust, kiirgades samal ajal teise lainepikkusega valgust. Saate valida ühendite paari, millest ühe (doonor) puhul vastab fluorestsentsi ajal kiiratav valgus teise (aktseptori) iseloomulikule neeldumislainepikkusele. Kiiritage doonorit vajaliku lainepikkusega laseriga ja mõõtke aktseptori fluorestsentsi. FRET-efekt sõltub molekulide vahelisest kaugusest, nii et kui sisestate fluorestsentsi doonori ja aktseptori kahe valgu molekulidesse või sama valgu erinevatesse domeenidesse (struktuuriüksustesse), saate uurida valkude vahelisi interaktsioone või domeenide suhtelisi positsioone. mingi valk. Registreerimine toimub optilise mikroskoobi abil, seega on FRET odav, kuigi vähe informatiivne meetod, mille kasutamine on seotud andmete tõlgendamise raskustega.

Lõpuks ei saa mainimata jätta ka struktuuribioloogide “unistuste meetodit” – arvutimodelleerimist (joonis 17). Meetodi idee on kasutada tänapäevaseid teadmisi molekulide struktuuri ja käitumisseaduste kohta, et simuleerida valgu käitumist arvutimudelis. Näiteks molekulaardünaamika meetodi abil saate reaalajas jälgida molekuli liikumist või valgu "kokkupanemise" protsessi (voltimist) ühe "aga" abil: maksimaalne arvutatav aeg ei ületa 1 ms , mis on ülilühike, kuid nõuab samas kolossaalseid arvutusressursse (joonis 18). Süsteemi käitumist on võimalik uurida pikema aja jooksul, kuid see saavutatakse lubamatu täpsuse kao arvelt.

Valkude ruumiliste struktuuride analüüsimiseks kasutatakse aktiivselt arvutimodelleerimist. Dokkimise abil otsivad nad potentsiaalseid ravimeid, millel on suur kalduvus sihtvalguga suhelda. Hetkel on ennustuste täpsus veel madal, kuid dokkimine võib oluliselt kitsendada potentsiaalselt aktiivsete ainete valikut, mida uue ravimi väljatöötamiseks testida.

Struktuuribioloogia tulemuste peamine praktiline rakendusvaldkond on ravimite väljatöötamine või, nagu praegu on moes öelda, drag-disain. Struktuuriandmetel põhineva ravimi kujundamiseks on kaks võimalust: alustada võib ligandist või sihtvalgust. Kui on juba teada mitu sihtvalgule mõjuvat ravimit ja saadud on valgu-ravimi komplekside struktuurid, saate luua "ideaalse ravimi" mudeli vastavalt siduva "tasku" omadustele. valgu molekuli, tuvastada potentsiaalse ravimi vajalikud omadused ja otsida kõigi teadaolevate looduslike ja mitte nii tuntud ühendite hulgast. On isegi võimalik luua seoseid ravimi struktuursete omaduste ja selle aktiivsuse vahel. Näiteks kui molekuli peal on vibu, siis on selle aktiivsus kõrgem kui ilma vibuta molekulil. Ja mida rohkem vibu laetakse, seda paremini ravim toimib. See tähendab, et kõigist teadaolevatest molekulidest peate leidma suurima laetud kaarega ühendi.

Teine võimalus on kasutada sihtmärgi struktuuri, et otsida arvutist ühendeid, mis on potentsiaalselt võimelised sellega õiges kohas suhtlema. Sel juhul kasutatakse tavaliselt fragmentide raamatukogu - väikeseid ainetükke. Kui leiate mitu head killust, mis eri kohtades, kuid üksteise lähedal, sihtmärgiga interakteeruvad, saate fragmentidest kokku „õmmeldes“ ehitada ravimi. Struktuuribioloogiat kasutades on palju näiteid edukast ravimite väljatöötamisest. Esimene edukas juhtum pärineb 1995. aastast: siis kiideti kasutamiseks heaks glaukoomiravim dorsolamiid.

Üldine suund bioloogiauuringutes kaldub üha enam mitte ainult kvalitatiivsele, vaid ka kvantitatiivsele looduse kirjeldamisele. Struktuuribioloogia on selle suurepärane näide. Ja on põhjust arvata, et see toob kasu mitte ainult fundamentaalteadusele, vaid ka meditsiinile ja biotehnoloogiale.

Kalender

Eriprojekti artiklite põhjal otsustasime 2019. aastaks teha kalendri “12 bioloogia meetodit”. See artikkel esindab märtsikuud.

Kirjandus

1. Bioluminestsents: taassünd;
2. Arvutimeetodite võidukäik: valgu struktuuri ennustamine;
3. Heping Zheng, Katarzyna B Handing, Matthew D Zimmerman, Ivan G Shabalin, Steven C Almo, Wladek Minor. (2015).

Bioloogia- teadus elusloodusest.

Bioloogia uurib elusolendite mitmekesisust, nende keha ehitust ja elundite talitlust, organismide paljunemist ja arengut, aga ka inimese mõju elusloodusele.

Selle teaduse nimi pärineb kahest kreekakeelsest sõnast " bios" - "elu ja" logo"-"teadus, sõna."

Üks elusorganismide teaduse rajajaid oli suur Vana-Kreeka teadlane (384 - 322 eKr). Ta oli esimene, kes üldistas enne teda inimkonna omandatud bioloogilisi teadmisi. Teadlane pakkus välja loomade esimese klassifikatsiooni, ühendades struktuurilt sarnased elusorganismid rühmadesse, ja määras selles koha inimestele.

Seejärel andsid bioloogia arengusse panuse paljud teadlased, kes uurisid meie planeedil elavaid eri tüüpi elusorganisme.

Bioteaduste perekond

Bioloogia on loodusteadus. Bioloogide uurimisvaldkond on tohutu: see hõlmab erinevaid mikroorganisme, taimi, seeni, loomi (sh inimesi), organismide ehitust ja talitlust jne.

Seega bioloogia ei ole lihtsalt teadus, vaid terve perekond, mis koosneb paljudest eraldiseisvatest teadustest.

Uurige interaktiivset diagrammi bioloogiateaduste perekonna kohta ja uurige, mida bioloogia erinevad harud uurivad.

Anatoomia- teadus üksikute elundite, süsteemide ja keha kui terviku vormist ja ehitusest.

Füsioloogia– teadus organismide, nende süsteemide, elundite ja kudede elutähtsatest funktsioonidest ning organismis toimuvatest protsessidest.

Tsütoloogia– teadus rakkude ehitusest ja toimimisest.

Zooloogia - teadus, mis uurib loomi.

Zooloogia osad:

• Entomoloogia on putukate teadus.

Selles on mitu osa: koleopteroloogia (mardikate uuringud), lepidopteroloogia (liblikate uuringud), mürmekoloogia (sipelgate uuringud).

• Ihtüoloogia on kalateadus.
• Ornitoloogia on lindude teadus.
• Terioloogia on imetajate teadus.

Botaanika - teadus, mis uurib taimi.

Mükoloogia- teadus, mis uurib seeni.

Protistoloogia - teadus, mis uurib algloomi.

Viroloogia - teadus, mis uurib viirusi.

Bakterioloogia - teadus, mis uurib baktereid.

Bioloogia tähendus

Bioloogia on tihedalt seotud paljude inimeste praktilise tegevuse aspektidega – põllumajandus, erinevad tööstusharud, meditsiin.

Põllumajanduse edukas areng sõltub tänapäeval suuresti bioloogidest-kasvatajatest, kes tegelevad olemasolevate kultuurtaimede ja koduloomatõugude täiustamise ja uute sortide loomisega.

Tänu bioloogia saavutustele loodi ja areneb edukalt mikrobioloogiatööstus. Näiteks keefirit, jogurtit, jogurtit, juustu, kalja ja paljusid muid tooteid saavad inimesed tänu teatud tüüpi seente ja bakterite tegevusele. Kaasaegset biotehnoloogiat kasutades toodavad ettevõtted ravimeid, vitamiine, söödalisandeid, taimekaitsevahendeid kahjurite ja haiguste vastu, väetisi ja palju muud.

Bioloogiaseaduste tundmine aitab ravida ja ennetada inimese haigusi.

Iga aastaga kasutavad inimesed loodusvarasid üha enam. Võimas tehnoloogia muudab maailma nii kiiresti, et nüüd pole Maal peaaegu ühtegi puutumatut loodust.

Inimese normaalsete elutingimuste säilitamiseks on vaja taastada hävinud looduskeskkond. Seda saavad teha ainult loodusseadusi hästi tundvad inimesed. Teadmised nii bioloogiast kui ka bioloogiateadusest ökoloogia aitab meil lahendada planeedi elutingimuste säilitamise ja parandamise probleemi.

Täitke interaktiivne ülesanne -

Mis on bioloogia? Bioloogia on teadus elust, Maal elavatest elusorganismidest.

Pilt 3 esitlusest “Teadus” bioloogiatundide jaoks teemal "Bioloogia"

Mõõdud: 720 x 540 pikslit, formaat: jpg. Bioloogiatunni tasuta pildi allalaadimiseks paremklõpsake pildil ja klõpsake nuppu "Salvesta pilt kui...". Piltide kuvamiseks tunnis saab tasuta alla laadida ka kogu esitluse “Science.ppt” koos kõigi piltidega zip-arhiivis. Arhiivi suurus on 471 KB.

Bioloogia

"Uurimismeetodid bioloogias" - Bioloogia kui teaduse arengu ajalugu. Katse planeerimine, tehnika valimine. Tunniplaan: milliste inimkonna globaalsete probleemide lahendamiseks on vaja teadmisi bioloogiast? Teema: Piirdistsipliinid: Ülesanne: Morfoloogia, anatoomia, füsioloogia, süstemaatika, paleontoloogia. Bioloogia tähendus." Bioloogia on eluteadus.

“Teadlane Lomonosov” – rõhutas Põhjamere tee uurimise ja Siberi arendamise tähtsust. 19. november 1711 – 15. aprill 1765 (53 aastat vana). 10. juunil 1741. aastal. Avastused. Ta töötas välja aatomi- ja molekulaarkontseptsioonid aine struktuuri kohta. Ideed. Keemiliste mõjurite loendist välja arvatud flogiston. Töö. Olles deismi pooldaja, suhtus ta loodusnähtustesse materialistlikult.

"Botaanik Vavilov" - üleliiduline rakendusbotaanika instituut. 1906. aastal Nikolai Ivanovitš Vavilov. Aastal 1924 Lõpetanud: Babicheva Roxana ja Zhdanova Ljudmila, 10B klassi õpilased. Vavilovi autoriteet teadlase ja teaduse organisaatorina kasvas. Mertonis (Inglismaa), Aiandusinstituudi geenilaboris. N. I. Vavilov sündis 26. novembril 1887 Moskvas.

"Projektitegevus" - Alekseeva E.V. Loengu kava. Õpetaja saab projekti autoriks. Sirvige täiendavaid ressursse. Haridusprotsessi infomudeli tehnologiseerimine. Bioloogiatunni kujundamine. Projekti tegevused. Teooria ja praktika. (Projekti meetod). Õpetaja töö etapid. Teooria ja praktika. Peamised plokid projektides.

“Teadus elusloodusest” – töövihikute kujundamine. 3. Bioloogia – teadus elusloodusest. Bioloogia on teadus elusloodusest. Bakterid. Seened. Need koosnevad ühest rakust ja neil ei ole tuuma. Mark Cicero. Bioloogia uurib elusorganisme. Neil on klorofüll ja nad moodustavad valguse käes orgaanilisi aineid, vabastades hapnikku. Küsimus: Mida bioloogia uurib?

Bioloogilise joonistamise eripärad keskkooliõpilastele

Bioloogiline joonistamine on üks üldtunnustatud vahendeid bioloogiliste objektide ja struktuuride uurimiseks. Selle probleemi lahendamiseks on palju häid tehnikaid.

Näiteks Greeni, Stouti ja Taylori kolmeköitelises raamatus “Biology” on sõnastatud järgmised bioloogilise joonistamise reeglid.

1. Vajalik on kasutada sobiva paksuse ja kvaliteediga joonistuspaberit. Pliiatsijooned tuleks sellest kergesti kustutada.

2. Pliiatsid peavad olema teravad, kõvadusega HB (meie süsteemis - TM), mitte värvilised.

3. Joonis peaks olema:

– piisavalt suur – mida rohkem elemente uuritava objekti moodustavad, seda suurem peaks olema joonis;
– lihtne – sisaldab struktuuri piirjooni ja muid olulisi detaile, et näidata üksikute elementide asukohta ja suhet;
– tõmmatakse õhukeste ja selgelt eristuvate joontega – iga joon tuleb läbi mõelda ja seejärel tõmmata pliiatsit paberilt tõstmata; ärge kooruge ega värvige;
– pealdised peaksid olema võimalikult terviklikud, nendelt tulevad jooned ei tohiks ristuda; Jätke joonise ümber ruumi allkirjade jaoks.

4. Vajadusel tehke kaks joonist: skemaatiline joonis, mis näitab põhiomadusi, ja detailne joonis väikestest osadest. Näiteks väikese suurendusega joonistage taime ristlõike plaan ja suure suurendusega lahtrite detailne struktuur (joonise suur osa joonistatakse plaanile kiilu või ruuduga).

5. Peaksite joonistama ainult seda, mida tegelikult näete, mitte seda, mida arvate nägevat, ja loomulikult ärge kopeerige joonistust raamatust.

6. Igal joonisel peab olema pealkiri, näidise suurenduse ja projektsiooni märge.

Lehekülg raamatust "Sissejuhatus zooloogiasse" (19. sajandi lõpu saksa väljaanne)

Esmapilgul on see üsna lihtne ega tekita vastuväiteid. Mõned teesid pidime siiski uuesti läbi vaatama. Fakt on see, et selliste käsiraamatute autorid arvestavad bioloogilise joonistamise eripäradega juba instituudi või erikooli vanemate klasside tasemel, nende soovitused on adresseeritud (juba) analüütilise mõtteviisiga üsna täiskasvanud inimestele. Keskmises (6.–8.) klassis – nii tavalistes kui ka bioloogilistes – asjad nii lihtsalt ei käi.

Väga sageli muutuvad labori visandid vastastikuseks "piinaks". Inetud ja arusaamatud joonistused ei meeldi ei lastele endile - nad lihtsalt ei oska veel joonistada - ega ka õpetajale -, sest need ülesehituse detailid, mille tõttu kõik alguse sai, jäävad enamikul lastest väga sageli kahe silma vahele. Ainult kunstiliselt andekad lapsed saavad selliste ülesannetega hästi hakkama (ja ärge hakake neid vihkama!). Lühidalt öeldes on probleem selles, et rajatised on olemas, kuid puudub piisav tehnoloogia. Muide, kunstiõpetajad seisavad mõnikord silmitsi vastupidise probleemiga - neil on tehnika ja esemeid on raske valida. Võib-olla peaksime ühinema?

57. Moskva koolis, kus ma töötan, on juba üsna pikka aega eksisteerinud ja areneb edasi keskklasside bioloogilise joonistamise integreeritud kursus, milles bioloogia- ja joonistusõpetajad töötavad paaris. Oleme välja töötanud palju huvitavaid projekte. Nende tulemusi eksponeeriti korduvalt Moskva muuseumides - Moskva Riikliku Zooloogia Ülikoolis, Paleontoloogias, Darwinis ja erinevatel laste loovuse festivalidel. Kuid peamine on see, et tavalised lapsed, keda ei valitud ei kunsti- ega bioloogiatundidesse, täidavad neid projektiülesandeid mõnuga, on uhked oma tööde üle ja, nagu meile tundub, hakkavad elavasse maailma palju lähemalt uurima. ja mõtlikult. Muidugi ei ole igas koolis võimalust bioloogia- ja kunstiõpetajatel koos töötada, kuid ilmselt on mõned meie leidud huvitavad ja kasulikud, isegi kui töötate ainult bioloogiaprogrammi raames.

Motivatsioon: emotsioonid on esikohal

Loomulikult joonistame selleks, et paremini uurida ja mõista struktuuri iseärasusi, tutvuda tunnis uuritavate organismide mitmekesisusega. Kuid olenemata sellest, millise ülesande te annate, pidage meeles, et selles vanuses lastele on väga oluline olla enne tööle asumist emotsionaalselt lummatud objekti ilust ja eesmärgipärasusest. Üritame eredate muljetega alustada tööd uue projektiga. Parim viis selleks on kas lühike videofragment või väike (mitte rohkem kui 7-10!) valik slaide. Meie kommentaarid on suunatud objektide ebatavalisusele, ilule, hämmastavusele, isegi kui see on midagi tavalist: näiteks puude talvised siluetid võrsete hargnemist uurides - need võivad olla kas härmas ja meenutada korallid või rõhutatult graafilised - mustad valgel lumel. See tutvustus ei pea olema pikk – vaid mõni minut, kuid see on motivatsiooni jaoks väga oluline.

Töö käik: analüütiline ehitus

Seejärel liigute ülesande lause juurde. Siin on oluline esmalt esile tuua need struktuurilised tunnused, mis määravad objekti välimuse ja näitavad nende bioloogilist tähendust. Loomulikult tuleb see kõik tahvlile kirja panna ja vihikusse kirja panna. Tegelikult määrate nüüd õpilastele tööülesande – näha ja kuvada.

Ja siis, tahvli teisel poolel, kirjeldate joonise koostamise etappe, täiendades neid diagrammidega, st. kirjeldada töö metoodikat ja järjekorda. Sisuliselt täidate ülesande ise kiiresti laste ees, hoides kogu abi- ja vahekonstruktsioonide seeriat tahvlil.

Selles etapis on väga hea näidata lastele kas samu objekte kujutanud kunstnike valminud joonistusi või eelmiste õpilaste edukaid töid. Pidevalt tuleb rõhutada, et hea ja ilus bioloogiline joonis on oma olemuselt uurimistöö – s.t. vastata küsimusele, kuidas objekt töötab, ja aja jooksul õpetada lapsi neid küsimusi ise sõnastama.

Joonise konstrueerimine - ja objekti uurimine! – alustad sellest, et nuputad välja selle proportsioonid: pikkuse ja laiuse suhe, osad tervikusse, määrates kindlasti joonise vormingu üsna jäigalt. See on formaat, mis määrab automaatselt detailsuse taseme: väike kaotab suure hulga detaile, suur nõuab detailidega küllastumist ja seega rohkem aega töötamiseks. Mõelge eelnevalt läbi, mis on teie jaoks igal konkreetsel juhul olulisem.

1) joonestada sümmeetriatelg;

2) ehitada kaks paari sümmeetrilisi ristkülikuid - ülemise ja alumise tiiva jaoks (näiteks kiil), määrates esmalt nende proportsioonid;

3) sobitage tiibade kumerad jooned nendesse ristkülikutesse

Riis. 1. 7. klass. Teema: "Putukate järjed." Tint, pliiats pliiatsil, satiinist

(Mäletan naljakat, kurba ja tavalist lugu, mis juhtus seda tööd esimest korda tehes. Seitsmenda klassi poiss mõistis esimest korda sõna "sobib" kui kergesti sisse mahtuvat ja joonistas ristkülikute sisse kõverad ringid – kõik neli erinevat ! Siis, pärast minu vihjet, mida sobitada - tähendab abijoonte puudutamist, tõi ta liblika ristkülikukujuliste tiibadega, ainult nurkadest veidi silutud. Ja alles siis mõtlesin talle selgitada, et sisse kirjutatud kõver puudutab mõlemat külge ristkülik ainult ühes punktis. Ja pidime joonise uuesti tegema...)

4) ... See punkt võib asuda külje keskel või nurgast kolmandiku kaugusel ja seegi tuleb kindlaks määrata!

Aga kui õnnelik ta oli, kui tema joonistus koolinäitusele sattus - esimest korda - see toimis! Ja nüüd selgitan temaga kõiki meie piinamise etappe "Töö edenemise" kirjelduses.

Joonise edasine täpsustamine viib meid aruteluni objekti paljude tunnuste bioloogilise tähenduse üle. Jätkates näidet putukate tiibadega (joon. 2), arutleme, mis on veenid, kuidas need on üles ehitatud, miks need tingimata ühtseks võrgustikuks sulanduvad, kuidas erineb venatsiooni olemus erinevate süstemaatiliste rühmade putukatel (näiteks muinasajal). ja uued tiivulised), miks esitiibade äärmuslik soon on paksenenud jne. Ja proovige anda suurem osa oma juhistest küsimuste vormis, millele lapsed peavad vastuseid leidma.

Riis. 2. "Dragonfly and Antlion". 7. klass, teema “Putukate järjekorrad”. Tint, pliiats pliiatsil, satiinist

Muide, proovige valida rohkem sama tüüpi objekte, andes lastele võimaluse valida. Töö lõpus näeb klass rühma bioloogilist mitmekesisust ja olulisi ühiseid ülesehituslikke iseärasusi ning lõpuks ei oma tähtsust ka laste erinev joonistusvõime.

Kahjuks ei ole kooliõpetaja käsutuses alati piisaval hulgal ühe rühma eriilmelisi esemeid. Kasuks võib osutuda meie kogemus: rühmas õppides teeme esmalt frontaaljoonise elust kergesti ligipääsetavast objektist ja seejärel individuaalselt – erinevate objektide joonistused fotodelt või isegi professionaalsete kunstnike joonistuste põhjal.

Riis. 3. Krevetid. 7. klass, teema “Vähid”. Pliiats, elust

Näiteks laboritöös "Väikevähi välisstruktuur" teemas "Vähid" joonistame kõik esmalt toidupoest külmutatult ostetud krevette (vähkide asemel) (joonis 3) ja seejärel pärast lühikese video vaatamist. klippige, joonistage eraldi planktoni koorikloomade vastsed (joonis 4), mis on kujutatud "Loomade elust": suurtel (A3) lehtedel, toonitud akvarellidega jahedates hallides, sinistes, rohekates toonides; kriit või valge guašš, tindi ja pliiatsiga peente detailide väljatöötamine. (Planktoni koorikloomade läbipaistvuse edasiandmise selgitamisel saame pakkuda kõige lihtsamat mudelit - klaaspurki, millesse on asetatud ese.)

Riis. 4. Plankton. 7. klass, teema “Vähid”. Toonitud paber (A3 formaadis), kriit või valge guašš, must tint, satiinist

8. klassis kalade õppimisel laboritöös “Luukala välisstruktuur” joonistame esmalt tavalise särje ning seejärel joonistavad lapsed akvarellidega suurepärastelt värvitabelitelt “Kaublikalad” erinevate kalaliikide esindajaid. ”, mis meil koolis on.

Riis. 5. Konna luustik. 8. klass, teema “Kahepaiksed”. Pliiats, haridusliku ettevalmistusega

Kahepaiksete uurimisel esmalt laboritöö “Konna luustiku struktuur”, joonistus lihtsa pliiatsiga (joonis 5). Siis peale lühikese videofragmendi vaatamist akvarelljoonistus erinevatest eksootilistest konnadest - leheronijatest jne (kopeerisime kvaliteetsete fotodega kalendritest, õnneks pole need praegu haruldased.)

Selle skeemi puhul tajutakse ühe ja sama objekti üsna igavaid pliiatsijoonistusi heledate ja individuaalsete tööde tavalise ettevalmistava etapina.

Sama oluline: tehnoloogia

Tehnoloogia valik on töö edukaks sooritamiseks väga oluline. Klassikalises versioonis oleks vaja võtta lihtne pliiats ja valge paber, kuid... . Meie kogemus ütleb, et laste vaatevinklist näeb selline joonistus pooleli ja nad jäävad tööga rahulolematuks.

Vahepeal piisab, kui teha tindiga pliiatsivisand ja võtta isegi toonitud paber (kasutame printerite jaoks sageli värvilist paberit) - ja tulemust tajutakse täiesti erinevalt (joonis 6, 7). Tihti tekitab ebatäielikkuse tunde detailse tausta puudumine ning seda probleemi on kõige lihtsam lahendada toonitud paberi abil. Lisaks saate tavalise kriidi või valge pliiatsi abil peaaegu koheselt saavutada pimestamise või läbipaistvuse efekti, mida sageli vajatakse.

Riis. 6. Radiolaaria. 7. klass, teema “Kõige lihtsam”. Toonitud paber (A3 formaadis) vesivärvide jaoks (kareda tekstuuriga), tint, pastell või kriit, satiinist

Riis. 7. Mesilane. 7. klass, teema “Putukate järjekorrad”. Tint, pliiats pliiatsil, maht - pintsli ja lahjendatud tindiga, peened detailid pliiatsiga, satiinist

Kui teil on raske ripsmetuššiga tööd korraldada, kasutage pehmeid musti lainereid või rullikuid (halvimal juhul geelpliiatsid) - need annavad sama efekti (joonis 8, 9). Seda tehnikat kasutades tuleb kindlasti näidata, kui palju infot annab erineva paksuse ja rõhuga jooni kasutades – nii olulisemate asjade esiletõstmiseks kui ka helitugevuse efekti tekitamiseks (esiplaan ja taust). Võite kasutada ka mõõdukat kuni heledat varjundit.

Riis. 8. Kaer. 6. klass, teema “Õistaimede mitmekesisus, perekond teraviljad”. Tint, toonitud paber, herbaariumist

Riis. 9. Hobu- ja klubisammal. 6. klass, teema “Eosed taimed”. Tint, valge paber, herbaariumist

Lisaks teeme erinevalt klassikalistest teadusjoonistest töö sageli värviliselt või kasutame helitugevuse näitamiseks heledat toonimist (joon. 10).

Riis. 10. Küünarliiges. 9. klass, teema “Lihas-skeleti süsteem”. Pliiats, kipsist abivahendist

Proovisime paljusid värvitehnikaid – akvarelli, guašši, pastelli ja lõpuks leppisime pehmete värviliste pliiatsitega, kuid alati kareda paberiga. Kui otsustate seda tehnikat proovida, peate meeles pidama mõnda olulist asja.

1. Valige pehmed kvaliteetsed pliiatsid heast firmast, näiteks Kohinoor, kuid ärge andke lastele laia värvivalikut (piisavalt elementaarsed): sellisel juhul püütakse tavaliselt valida valmis värv, milline kursus ebaõnnestub. Näidake, kuidas saavutada 2-3 värvi segamisel õige toon. Selleks peavad nad töötama paletiga - paberitükiga, millelt nad valivad soovitud kombinatsioonid ja surve.

2. Kare paber muudab nõrkade ja tugevate värvide kasutamise palju lihtsamaks.

3. Kerged lühikesed tõmbed peaksid justkui kujundama objekti kuju: s.t. korrake põhijooni (mitte värvi, mis on vastuolus kuju ja kontuuridega).

4. Siis on vaja viimast lihvi, rikkalikku ja tugevat, kui õiged värvid on juba valitud. Sageli tasub lisada esiletõstmisi, mis elavdavad joonistust oluliselt. Kõige lihtsam on kasutada tavalist kriiti (toonitud paberil) või pehmet kustutuskummi (valgel paberil). Muide, kui kasutate lahtiseid võtteid - kriit või pastell - saate seejärel töö kinnitada juukselakiga.

Kui olete selle tehnika omandanud, saate seda looduses kasutada, kui teil pole piisavalt aega, sõna otseses mõttes "põlvili" (ära unusta tablette - piisab pakkepapi tükist!).

Ja loomulikult korraldame oma töö õnnestumiseks kindlasti näitusi – vahel klassiruumis, vahel koolikoridorides. Üsna sageli on laste reportaažid samal teemal ajastatud näitusega kokku langema – nii suuliselt kui kirjalikult. Kokkuvõttes jätab selline projekt teile ja lastele tunde, et suur ja ilus töö on ettevalmistamist väärt. Tõenäoliselt saate kunstiõpetajaga kokkupuutel ja vastastikuse huviga alustada tööd bioloogiatundides: objekti uurimise analüütiline ettevalmistav etapp, pliiatsi visandi loomine ja lõpetada see teie poolt valitud tehnikas - tema tundides.

Siin on näide. Botaanika, teema "Põgenemine - pung, hargnemine, võrse struktuur." Esiplaanil on pungadega oks suur, taamal on puude või põõsaste siluetid valge lume ja musta taeva taustal. Tehnika: must tint, valge paber. Oksad - elust, puude siluetid - fotodelt või raamatujoonistustelt. Pealkiri on "Puud talvel" või "Talvine maastik".

Veel üks näide. Teema “Putukate järjed” uurimisel teeme lühitöö teemal “Põrnika kuju ja maht”. Mis tahes tehnika, mis annab edasi valgust ja varju ning tõstab esile (akvarell, veega tint, pintsel), kuid monokroomne, et mitte lasta end vormi uurimisest ja kujutamisest segada (joon. 11). Parem on detailid välja töötada pliiatsi või geelpliiatsiga (kui kasutada suurendusklaasi, tulevad jalad ja pea paremini välja).

Riis. 11. Mardikad. Tint, pliiats pliiatsil, maht - pintsli ja lahjendatud tindiga, peened detailid pliiatsiga, satiinist

Piisab 1-2 ilusast tööst kvartalis - ja elusolendi joonistamine rõõmustab kõiki selles keerulises protsessis osalejaid.

Eesmärgid

• Haridus: jätkata teadmiste arendamist bioloogia kui teaduse kohta; anda mõisteid bioloogia põhiharude ja uuritavate objektide kohta;
• Arendav: kujundada oskusi töötada kirjandusallikatega, arendada analüütiliste seoste loomise oskust;
• Hariduslik: avardage silmaringi, kujundage terviklik ettekujutus maailmast.

Ülesanded

1. Avaldada bioloogia osa teiste teaduste hulgas.
2. Avaldada seost bioloogia ja teiste teaduste vahel.
3. Tehke kindlaks, millised erinevad bioloogia harud õpivad.
4. Määrake bioloogia roll elus inimene .
5. Õppige tunnis esitatud videotest teema kohta huvitavaid fakte.

Terminid ja mõisted

• Bioloogia on teaduste kompleks, mille uurimisobjektideks on elusolendid ja nende koosmõju keskkonnaga.
• Elu on aine aktiivne eksistentsivorm, teatud mõttes kõrgem kui selle füüsikalised ja keemilised eksistentsivormid; rakus toimuvate füüsikaliste ja keemiliste protsesside kogum, mis võimaldavad ainevahetust ja rakkude jagunemist.
• Teadus on inimtegevuse valdkond, mille eesmärk on arendada ja teoreetiliselt süstematiseerida objektiivseid teadmisi tegelikkuse kohta.

Tundide ajal

Teadmiste värskendamine

Pidage meeles, mida bioloogia õpib.
Nimeta bioloogia harud, mida tunned.
Leia õige vastus:
1. Botaanika uuringud:
A) taimed
B) loomad
B) ainult vetikad
2. Seente uurimine toimub järgmistes valdkondades:
A) botaanikud;
B) viroloogia;
B) mükoloogia.
3. Bioloogias eristatakse mitut kuningriiki, nimelt:
A) 4
B) 5
KELL 7
4. Bioloogias viitab inimene:
A) Loomariik
B) alamklass imetajad;
C) Omamoodi Homo sapiens.

Kasutades joonist 1, pidage meeles, mitu kuningriiki bioloogias eristatakse:

Riis. 1 Elusorganismide kuningriigid

Uue materjali õppimine

Mõiste “bioloogia” pakkus esmakordselt välja 1797. aastal saksa professor T. Rusom. Kuid seda hakati aktiivselt kasutama alles 1802. aastal pärast selle termini raudbetoon kasutamist. Lamarck oma teostes.

Tänapäeval on bioloogia teaduste kompleks, mille moodustavad iseseisvad teadusharud, mis tegelevad konkreetsete uurimisobjektidega.

Bioloogia "harude" hulgast võime nimetada selliseid teadusi nagu:
- botaanika on teadus, mis uurib taimi ja selle alajaotisi: mükoloogia, lihhenoloogia, brüoloogia, geobotaanika, paleobotaanika;
- zooloogia– loomi uuriv teadus ja selle alajaotised: ihtüoloogia, arahnoloogia, ornitoloogia, etoloogia;
- ökoloogia – teadus elusorganismide ja väliskeskkonna vahelistest suhetest;
- anatoomia - teadus kõigi elusolendite sisemisest struktuurist;
- morfoloogia on teadus, mis uurib elusorganismide välisehitust;
- tsütoloogia on teadus, mis tegeleb rakkude uurimisega;
- samuti histoloogia, geneetika, füsioloogia, mikrobioloogia jt.

Üldiselt näete bioloogiateaduste tervikut joonisel 2:

Riis. 2 Bioloogiateadused

Samal ajal eristatakse tervet rida teadusi, mis tekkisid bioloogia tiheda koostoime tulemusena teiste teadustega, ja neid nimetatakse integreeritud. Sellised teadused võivad ohutult hõlmata: biokeemia, biofüüsika, biogeograafia, biotehnoloogia, radiobioloogia, kosmosebioloogia ja teised. Joonisel 3 on näidatud peamised bioloogiaga seotud teadused

Riis. 3. Integraalsed bioloogiateadused

Bioloogiateadmised on inimese jaoks olulised.
Ülesanne 1: Püüdke enda jaoks sõnastada, mis on täpselt bioloogiliste teadmiste tähtsus inimese jaoks?
Ülesanne 2: Vaadake järgmist videot evolutsiooni kohta ja tehke kindlaks, milliseid bioloogiateadusi oli selle loomiseks vaja

Nüüd meenutagem, milliseid teadmisi inimene vajab ja miks:
- erinevate kehahaiguste määramiseks. Nende ravi ja ennetamine eeldab teadmisi inimkehast, mis tähendab teadmisi: anatoomiast, füsioloogiast, geneetikast, tsütoloogiast. Tänu bioloogia saavutustele hakati tööstuses tootma ravimeid, vitamiine ja bioloogiliselt aktiivseid aineid;

Toiduainetööstuses on vaja tunda botaanikat, biokeemiat, inimese füsioloogiat;
- põllumajanduses on vajalikud teadmised botaanikast ja biokeemiast. Tänu taime- ja loomaorganismide vaheliste suhete uurimisele on saanud võimalikuks bioloogiliste meetodite loomine põllukultuuride kahjurite tõrjeks. Näiteks komplekssed teadmised botaanikast ja zooloogiast avalduvad põllumajanduses ja seda saab näha lühikesest videost

Ja see on vaid lühike loetelu "bioloogiliste teadmiste kasulikust rollist" inimelus.
Järgmine video aitab teil paremini mõista bioloogia rolli elus.

Bioloogiateadmisi pole võimalik kohustuslikest teadmistest eemaldada, sest bioloogia uurib meie elu, bioloogia annab teadmisi, mida kasutatakse enamikus inimelu valdkondades.

Ülesanne 3. Selgitage, miks tänapäeva bioloogiat nimetatakse kompleksteaduseks.

Teadmiste kinnistamine

1. Mis on bioloogia?
2. Nimeta botaanika alajaotised.
3. Milline on anatoomiateadmiste roll inimese elus?
4. Teadmised millistest teadustest on meditsiini jaoks vajalikud?
5. Kes määratles esimesena bioloogia mõiste?
6. Vaadake joonist 4 ja tehke kindlaks, milline teadus kujutatud objekti uurib:

Joonis 4. Mis teadus seda objekti uurib?

7. Uurige joonist 5, nimetage kõik elusorganismid ja neid uuriv teadus

Riis. 5. Elusorganismid

Kodutöö

1. Töötle õpiku materjal – lõige 1
2. Kirjuta vihikusse ja õpi mõisteid: bioloogia, elu, loodusteadus.
3. Kirjuta vihikusse kõik bioloogia kui teaduse osad ja alajaotused, iseloomusta neid lühidalt.

Hiljuti avastati maa-alustes koobastes elav silmadeta kala Phreatichthys andruzzii, kelle sisemine kell on seatud mitte 24 (nagu teised loomad), vaid 47 tunni peale. Selles on süüdi mutatsioon, mis lülitas nende kalade kehal välja kõik valgustundlikud retseptorid.

Teadlaste hinnangul on meie planeedil elavate bioloogiliste liikide koguarv 8,7 miljonit ning hetkel on avastatud ja klassifitseeritud mitte rohkem kui 20% sellest arvust.

Jääkala ehk siig elab Antarktika vetes. See on ainus selgroogsete liik, kelle veres pole punaseid vereliblesid ega hemoglobiini – seetõttu on jääkalade veri värvitu. Nende ainevahetus põhineb ainult otse veres lahustunud hapnikul

Sõna "värdjas" pärineb tegusõnast "hoorama" ja tähendas algselt vaid tõupuhta looma ebaseaduslikku järglast. Aja jooksul tõrjus see sõna bioloogias välja terminiga "hübriid", kuid see muutus inimeste suhtes kuritahtlikuks.

Kasutatud allikate loetelu

1. Tund “Bioloogia – eluteadus” Konstantinova E. A., Tveri 3. keskkooli bioloogiaõpetaja
2. Tund „Sissejuhatus. Bioloogia on eluteadus” Titorov Yu.I., bioloogiaõpetaja, Kemerovo KL direktor.
3. Tund “Bioloogia – eluteadus” Nikitina O.V., bioloogiaõpetaja munitsipaalharidusasutuses “Keskkool nr 8, Tšerepovets.
4. Zahharov V.B., Kozlova T.A., Mamontov S.G. “Bioloogia” (4. trükk) -L.: Akadeemia, 2011.- 512 lk.
5. Matyash N.Yu., Shabatura N.N. Bioloogia 9. klass - K.: Geneza, 2009. - 253 lk.

Toimetas ja saatis Borisenko I.N.

Töötasime tunni kallal

Borisenko I.N.

Konstantinova E.A.

Titorova Yu.I.

Nikitina O.V.