Биология в Средние века и в эпоху Возрождения

Охарактеризуйте особенности воззрений на живую природу в Средние века, в эпоху Возрождения.

Средние века в Европе — это период застоя во многих областях знаний. Во многом это было связано с наложением церковных запретов на научные изыскания, а также с преследованиями ученых инквизицией. В это время традиции античных авторов нашли продолжение в Передней и Средней Азии, в работах таких выдающихся исследователей, как Ибн Сина (Авиценна) (ок. 980–1037) и Аль-Бируни (973–1048). Наступление Возрождения ознаменовало начало нового периода в развитии биологии. В эпоху Великих географических открытий (XV в.) резко возрос интерес к биологии в связи с описанием множества новых, ранее неизвестных видов, принадлежащих к различным царствам живой природы. Леонардо да Винчи (1452–1519) — один из величайших гениев Возрождения, описал многие растения, изучал строение организма человека, деятельность сердца и зрительную функцию. После того как был снят церковный запрет на вскрытие человеческого тела, огромных успехов достигла анатомия, что получило отражение в классическом труде Андреаса Везалия (1514–1564) «О строении человеческого тела».

Открытие клетки

Какое изобретение XVII века дало возможность открыть и описать клетку?

Открытие клеточного строения живых организмов стало возможно благодаря появлению микроскопа. Его прототип в 1590 году изобрел голландский шлифовальщик стекол Захарий Янсен. О первом микроскопе известно, что он состоял из трубы, прикрепленной к подставке, и имел два увеличительных стекла. В середине XVII века Роберт Гук, изучая срез пробки, обнаружил структуры, похожие на пчелиные соты, и назвал их клетками. Несколько позже голландец Антони ван Левенгук первым увидел живые клетки в усовершенствованный микроскоп с увеличением в 150–300 раз.

Работы Л. Пастера и И. И. Мечникова

Каково значение для биологической науки работ Л. Пастера и И. И. Мечникова?

Луи Пастер (1822–1895) — выдающийся французский ученый, основоположник современной микробиологии и иммунологии. Он открыл природу брожения и опроверг теорию самозарождения микроорганизмов. Пастер изучал природу многих инфекционных заболеваний, разработал метод профилактической вакцинации против куриной холеры, сибирской язвы и бешенства, а также ввел методы антисептики.

Илья Ильич Мечников (1845–1916) — автор выдающихся трудов по сравнительной патологии, эволюционной эмбриологии и иммунологии. Он открыл явление фагоцитоза и на основе этого открытия предложил фагоцитарную теорию иммунитета. Кроме того, Мечников создал теорию происхождения многоклеточных организмов. В 1908 г. он был удостоен Нобелевской премии.

Открытия биологии в XX в.

Перечислите основные открытия, сделанные в биологии в XX в.

Основными биологическими открытиями XX в. являются:

• мутационная теория Гуго де Фриза;
• учение о факторах эволюции Ивана Ивановича Шмальгаузена;
• хромосомная теория наследственности Томаса Ханта Моргана;
• учение о биосфере Владимира Ивановича Вернадского;
• открытие антибиотиков Александром Флемингом;
• установление структуры ДНК Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком.

Науки, составляющие биологию

Назовите известные вам естественные науки, составляющие биологию. Какие из них возникли в конце XX в.?

Современная биология — это совокупность естественных наук, изучающих жизнь как особую форму существования материи. Одними из первых в биологии сложились такие науки, как зоология, ботаника и анатомия. Позднее внутри них сформировались более узкие дисциплины. Например, внутри зоологии появились орнитология (наука о птицах), герпетология (о земноводных и пресмыкающихся), энтомология (о насекомых); внутри ботаники — бриология (наука о мхах), альгология (о водорослях), микология (о грибах). Многообразие живого мира изучает систематика, историю живого мира — палеонтология. Различные свойства живого являются предметом исследования таких наук, как физиология (наука о жизнедеятельности организма), генетика (о закономерностях изменчивости и наследственности), этология (о поведении), эмбриология (об индивидуальном развитии организма), эволюционное учение (об историческом развитии живых существ). Клетки изучает цитология, микроорганизмы — микробиология; взаимодействие организма с возбудителями заболеваний — иммунология. В середине XX в. в биологии начали эффективно использовать методы и идеи других естественных наук. На границах смежных дисциплин возникли биохимия, биофизика, биогеография, молекулярная биология, космическая биология и многие другие науки. Широкое внедрение математики в биологию вызвало рождение биометрии. Развитие компьютерных технологий позволяет моделировать биологические процессы (биоинформатика). Значительные успехи генетики и молекулярной биологии привели к появлению очень перспективного, ориентированного на практику направления — биотехнологии. Рост актуальности проблемы охраны природы способствует развитию экологического подхода в большинстве отраслей биологии.

Жизнь

Что такое жизнь? Попытайтесь дать свое определение.

Жизнь — это активное поддержание и воспроизведение определенной структуры, которая обязательно включает белки, нуклеиновые кислоты и представляет собой открытую систему. Понятие открытой системы, в свою очередь, означает способность к обмену веществами и энергией с окружающей средой. Важнейший признак живых систем — использование внешних источников энергии в виде пищи, солнечного света и др

Основные свойства живой материи

Перечислите основные свойства живой материи.

Выделяют следующие основные свойства живой материи:

• единство элементного химического состава;
• единство биохимического состава;
• единство структурной организации;
• дискретность и целостность;
• обмен веществ и энергии;
• способность к саморегуляции;
• открытость;
• размножение;
• наследственность и изменчивость;
• рост и развитие;
• раздражимость и движение;
• ритмичность.

Различия обмена веществами в неживой природе и у живых организмов

Объясните, в чем, по вашему мнению, заключаются принципиальные различия обмена веществами в неживой природе и у живых организмов.

В отличие от неживой природы, живые организмы способны накапливать необходимые вещества, а также энергию в форме особых химических соединений (АТФ). Кроме того, живые организмы способны трансформировать химические вещества и превращать простые соединения в более сложные при помощи ферментов (часто с затратой энергии). Так, например, из мономера глюкозы синтезируются полимеры крахмал, гликоген, целлюлоза. Живые организмы обладают способностью копировать наследственный материал. Такое копирование тоже является примером преобразования простых веществ (отдельных нуклеотидов) в более сложные (нуклеиновые кислоты). Специальный комплекс ферментов способен создать новую полинуклеотидную цепь по образцу материнской

Наследственность, изменчивость и репродукция

Каким образом связаны наследственность, изменчивость и репродукция в обеспечении жизни на Земле?

Способность живых организмов к репродукции (размножению) обеспечивает непрерывность жизни на Земле и преемственность поколений. Воспроизведение базируется на реакциях матричного синтеза, идущих на основе молекул ДНК. Постоянство строения ДНК обеспечивает наследственность — способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Изменчивость — это свойство, противоположное наследственности. Она определяется как способность организмов существовать в различных формах, меняя свои признаки. Изменчивость создает разнообразный материал для естественного отбора, который приводит к возникновению новых проявлений жизни и новых биологических видов.