uabooks.top

BEVEZETÉS

A témán belül megismeritek:

a biológia és az ökológia kapcsolatát más tárgyakkal; a biológiai vizsgálatok eredményeit felhasználó tudományterületeket; a biológiai rendszerek sokféleségét és kölcsönös kapcsolatait; az élő anyag alapvető tulajdonságait;

a természet és a társadalom kiegyensúlyozott fejlődésének stratégiáját.

Idézzétek fel a biológia tudományának ismert tudósait! Milyen biológiai tudományokat ismertek?

A tudomány - emberi tevékenység olyan szférája, amely objektív ismereteket szerez és rendszerez a környezetről. Az ismereteket hipotézisekben, elméletekben, szabályokban, törvényekben foglalják össze.

A biológia és az ökológia kapcsolata más tárgyakkal. A biológia - az egyik legrégibb természettudomány, amely az ókori világ tudósainak munkáiból veszi kezdetét. A biológiát először a következő tudósok alkalmazták: német Teodor Ruz (1797), az anatómia és az élettan professzora, Carl Friedrich Burdach (1800), később az ismert francia tudós Jean-Baptiste Lamarck és a német Gottfried Rein-hold Treviranus (1802).

A biológia vizsgálja és összegzi azokat a törvényszerűségeket, amelyek jellemzőek a különböző szervezettségi szintű biológiai rendszerekre; feladata az élet lényegének megismerése.

Feladat: Az elmúlt évek biológia tananyagának, illetve a szakirodalom és az internetes források felhasználásával készítsétek el „A biológiai tudományok sémáját”!

A biológia nagyszerű eredményei - a biológia tudományának és a vele kapcsolatos tudományok, a természet- és a technikai tudományok fejlődésének eredménye. Például, a biológia és a kémia kölcsönhatásában fejlődött ki a biokémia (a kémiai reakciók az anyag- és energiacserével kapcsolatos fontosabb élettani folyamatok alapjait kutató tudomány). A szervezetek élettevékenységének fizikai folyamatait a biofizika vizsgálja.

A szervezetek törvényszerűségeit a biogeográfia vizsgálja (biológia és a földrajz kapcsolatából jött létre). Egyetlen biológiai tudományt sem lehet manapság elképzelni matematika nélkül: például, a kapott eredmények vizsgálata matematikai módszerekkel. Ugyanakkor nemcsak arra képesek, hogy megvizsgáljanak egy je-

lenséget, amelyet lehetetlen megfigyelni, de előre jelezhetik egyes jövőbeni folyamatok következményeit is (1. 1. ábra).

Jó tudni

Vegyünk például matematikai modellt. Az 1. 1. ábrán láthatjuk ragadozó (vörös róka) és a zsákmányának (mezei nyúl) egyedszám változását, észrevehető, hogy a zsákmány egyedszám változásának növekedésével nő a ragadozó, ezután csökken a zsákmány egyedszáma, melyet a ragadozó egyedszámának csökkenése követ. Ez egy példa arra, hogy a ragadozó és a préda egyedszáma, hogyan kapcsolódnak egymáshoz. Az elmúlt évszázad húszas éveiben két matematikus, az angol Alfred James Lotka (1880-1949) és az olasz Vito Volterra (1860-1940) egymástól függetlenül leírják ezt a jelenséget két differenciál egyenletrendszer formájában (ahol az x - a Préda mennyisége, у - a ragadozó mennyisége, t - az idő, a, (3, y, ö - A fajok közötti kölcsönhatás jellegzetességeit kifejező bizonyos együtthatók).

Az olyan tudomány, mint a kozmikus biológia vizsgálja az élőlények életműködésének sajátosságait a kozmikus készülékekben; a bionika vizsgálja a szervezetek felépítését és élettevékenységét technikai rendszerek és eszközök előállítása érdekében; a sugárbiológia olyan tudomány, amely az ionizáló és nem ionizáló sugárzások hatását vizsgálja a különböző szintű élő rendszerekre; a kriobiológia az alacsony hőmérsékletek hatását vizsgálja élő anyagra.

A biológiai vizsgálatokat felhasználják a társadalom tudományokban is. Például, a bioszociológia vagy szociobiológia az emberi társadalom fejlődésének és működésének olyan rendszere, amely a szerves világ evolúciójának törvényszerűségein alapszik. A filozófiai biológia a modern biológia filozófiai problémáit világítja meg.

Az emberről szóló biológiai eredmények (anatómiai, élettani, genetikai) az elméleti alapja az orvostudománynak. Ezeknek a tudományoknak a kölcsönhatásából jött létre az orvosbiológia.

Az orvosbiológia emberi szervezetben, molekuláris, sejt, szövet és szerv szinten zajló folyamatokról és mechanizmusokról szóló tudomány. Szintén az adott tudományterülethez tartozik az emberi egyedfejlődés az emberi populáció evolúciós és adaptív folyamatai, a környezethez való alkalmaz-

kodás, a mutagén környezeti feltételek kialakulása, a paraziták hatása, stb. Az orvos-biológia az emberi megbetegedések diagnosztikai és megelőzési módszereit dolgozza ki, az egészség megóvásának és javításának sok elméleti és gyakorlati problémáját igyekszik megoldani.

Az antropológia foglalkozik emberrel, e különleges bioszociális faj eredtével, evolúciójával, az emberi rasszokkal stb.

Jó tudni

A különböző tárgyak kölcsönös kapcsolata biztosítja a vizsgálati módszerek változatosságát, lehetőséget nyújt a különböző problémák több szemszögből való vizsgálatára, új felfedezésekre. Például, a DNS-molekula térbeli szerkezetének megismerését a biológia, a biokémia és a fizika kölcsönkapcsolata tette lehetővé. Különösen igaz ez Maurice Wilkins és az angol kutatónő Rosalind Franklin (1. 2. ábra) munkásságára, akik először alkalmaztak röntgengráfiai módszereket (megvizsgálták az objektumok belső struktúráját röntgen-sugarak segítségével).

Az ökológia alapismeretei nélkül nehéz elképzelni a modern élet bármely területét. Az ökológia - az élő szervezetek, illetve azok csoportjainak kölcsönhatását vizsgálja a külvilággal. 150 évvel ezelőtt jött létre, mint a biológia egyik tudományterülete. Az ökológia és a technikai, illetve társadalomtudományok kölcsönhatásának következtében az ökológia területe kiszélesedett. így a szociális ökológia (szocioökológia) vizsgálja az emberi társadalom (szocium) és a

külső környezet kölcsönhatásának problémáját; a technoökológia tanulmányozza a technogén tényezők hatását a környezetre, a sugárbiológia az ionizáló sugárzás hatását az organizmusokra és azok csoportosulásaira; az agroökológia vagy a mezőgazdasági ökológia az ökológiai faktorok hatását az agrocönózi-sokra, a tájökológia a különböző tájak térbeli változatosságát, struktúráját és működését stb.

A leggyakrabban az ökológia kapcsolatban van más biológiai tárgyakkal. Az ismert Eugene Odum (1. 3. ábra) 1953-ban tett javaslatot a biológiai tudományok kapcsolatait ábrázoló egyedülálló modellre, amelyben az ökológia az egyik alapvető „rétege” a biológiai tárgyaknak. Elképzelésünk szerint az ökológia a gerinc, amely egyesíti a különféle biológiai tudományokat, és biztosítja azok kölcsönhatását.

A biológia és az ökológia jelentősége az ember életében. A biológiai vizsgálatok eredményeinek felhasználásával az ember gyakorlati tevékenységeiben nem egyszer fogunk foglalkozni ebben és a következő tanévben. Az összefoglaló sémán (1. 4. ábra) fel vannak tüntetve azok a főbb aktuális problémák, amelyeket a biológia és ökológiai tudományok meg kell, hogy oldjanak. Lehetséges, hogy ti is ennek fogjátok szentelni a jövőbeni munkátokat.

1. 4. ábra. A biológia és az ökológia gyakorlati alkalmazásának főbb területei. Feladat', felhasználva a biológia tudásotokat a tanár segítségével egészítsétek ki

a fenti ábrát!

A biológiai vizsgálatok modern perspektivikus irányzata a nanotechnológia (vagy nanomolekuláris technológia). A nanotechnológiában, amelyet főképp a molekuláris biológia használ, az 1-100 nanométerig¹ terjedő kristály struktúrákat, molekulákat és azok komplexeit alkalmazzák.

A nanoanyagok előállításának példái a fullerének és a dendrimerek. A fullerén - a szén olyan formája, amelyet először elméletileg elképzelhetőnek tartottak, de később megtalálták a természetben. Külsőleg a fullerén (C⁶⁰) Hasonlít a futballabdára, amelyet öt- és hatszögű darabokból varrtak össze (1. 5. ábra). A fullerének behatolhatnak a DNS-moleku-lába, meggörbíthetik vagy akár "szétszakíthatják" azt. A dendrimerek-fára emlékeztető elágazó polimerek (nagy molekulák, amelyek azonos elemek ismétlődéséből állnak). Ezek képesek a sejtekbe (például a rákos sejtekbe) szállítani a hozzájuk kapcsolódó gyógyszereket. A fullerénekkel és a dendrimerekkel kísérletezve jelenleg sok országban igyekeznek az AIDS, az influenza, a rák hatékony gyógyszereit megtalálni.

¹A nanométer (rövidítve — nm) — ami 1 • 10'⁶ mm (vagyis a milliméter egymilliomoda), vagy 1 • 10"⁹ m (vagyis a méter egymilliárdomodja). Összehasonlításként: a DNS-molekula kettős spiráljainak átmérője közel 2 nm.

Kulcsszavak és fogalmak

biológia, ökológia, orvosbiológia, a tudomány és az ember gyakorlati tevékenységének öko-lógizációja, nanotechnológia.

1. Milyen biológiai tudományokat ismertek? 2. Miért van szükség matematikai módszerek alkalmazására a modern biológiai vizsgálatok során? 3. Milyen tudományok foglalkoznak az ember egészségének megőrzésével és javításával? 4. Milyen más tantárgyakkal áll kapcsolatban a biológia és az ökológia? 5. Mi a jelentősége az ökológiai szemléletmódnak a tudomány és az ember gyakorlati tevékenységében?

Milyen felfedezések váltották ki a biológia fejlődését?

Készítsetek rövid beszámolót a következő elismert ukrán biológusok munkásságáról (O. Kovalevszkij, I. Schmalhausen,

I. Mecsnikov, Sz. Navasin, O. Fomin, M. Holodnij, O. Palladin, D. Zabolotnij, O. Bohomolec, P. Kosztyuk, Sz. Hersenzon, O. Markevics)! A listát kiegészíthetitek önállóan vagy a tanár segítségével. Ezek az információk értékesek lesznek számotokra a megfelelő 10-es és a 11-es témakörök során.

Tankönyv 10. osztálya számára Biológia és ökológia Osztapcsenko, Bálán,  Kompanec, Ruskovszkij