Поміркуйте

Коли люди почали вивчати живі організми?

Згадайте

• Особливості будови ссавців

• Поняття «здоров'я», здоровий спосіб життя

Біологія як наука

Як і будь-яка інша наука, біологія має об’єкт — живі організми, — який вона вивчає, і методи, якими вона користується для його вивчення. Крім того, біологія використовує власний понятійний апарат — сукупність термінів і понять, які вчені-біологи та біологині використовують у своїй роботі.

Але не лише наявність усього цього робить біологію наукою. Біологія у своїй роботі спирається не на віру, а на сумнів. Біологи постійно піддають сумніву отриману інформацію. Вони багаторазово її перевіряють, пропонують пояснення отриманих результатів і висувають гіпотези.

І тільки після експериментального підтвердження гіпотеза стає науковою теорією і нарешті науково обґрунтованим фактом.

Предмет біології, її основні галузі

Предметом біології є різноманітні прояви життєдіяльності: хімічні елементи, молекули, процеси в живих організмах, їхня будова й поведінка, зародження життя та його розвиток, виникнення видів, формування угрупувань, збереження життя на Землі та багато інших. Тому сучасна біологія стала справжньою системою наук, у якій виокремлюють багато галузей: ботаніку, зоологію, мікологію, генетику, біохімію, екологію тощо.

Етапи наукового дослідження

Рівні організації біологічних систем

Характерною особливістю всіх біологічних систем є наявність у них кількох рівнів організації. Кожен рівень — це певна система, і він становить собою елемент наступного рівня, який є більш складною системою. Тож світ живого організований у вигляді ланцюга, що складається з ланок, складність яких зростає (мал. 1.1). Цей ланцюг починається з атомів. Вони є складовими наступного рівня організації — молекул. Молекули, своєю чергою, об’єднуються в клітини,

які є складовими тканин і органів. І так далі. Найвищою ланка — це біосфера Землі (докладніше про це див. таблицю «Рівні організації життя»).

Проте не всі живі системи мають однакову кількість рівнів організації. Так, в одноклітинних організмів (амеб, інфузорій, хламідомонад) відсутній тканинно-органний рівень, а у вірусів — ще й клітинний рівень організації.

Рівні організації життя

Рівень організації	Які компоненти об’єднує
Молекулярний	Групи атомів, об’єднаних у молекули
Клітинний	Молекули та органели клітин
Тканинно- органний	Клітини, тканини й окремі органи живих організмів
Організмовий	Системи органів живих організмів
Популяційно- видовий	Особини окремих видів живих організмів
Екосистемний	Популяції різних видів живих організмів
Біосферний	Усі екосистеми планети Земля

Основні методи біологічних досліджень

Як і будь-яка наука, біологія має свої методи досліджень. Цих методів дуже багато. Деякі з них з’явилися достатньо давно, а деякі стали можливими лише з появою сучасних технологій.

Найстарішим методом біології можна назвати спостереження. Саме з нього біологія й починалася, коли наші предки спостерігали за тваринами, щоб їх потім уполювати. Спостереження — це основа описового методу біології, адже її результатом є саме опис біологічного об’єкта, процесу або явища.

Дуже давнім методом біології є також порівняння, коли об’єкт дослідження порівнюють з іншими об’єктами. Але справжньою наукою біологія стала тоді, коли вчені-біологи та біологині почали проводити експерименти. Експеримент і зараз залишається головним методом у біології (мал. 1.2). На відміну від спостереження, експеримент передбачає активну взаємодію з досліджуваним об’єктом. Зазвичай він проводиться в рамках певного дослідження в довільно вибраних або спеціально створених умовах. Метою експерименту є встановлення причинно-наслідкових зв’язків між процесами та явищами. Аби результати експериментів можна було правильно пояснити й порівняти між собою, проводять кількісну математичну (статистичну) обробку результатів. Вона є основою статистичного методу в біології.

На сьогодні дуже важливими методами біологічних досліджень стали моніторинг і моделювання. Моніторинг — це ціла система спостережень за біологічними об’єктами, які проводять із певною періодичністю. А моделювання — створення моделей біологічних систем із різними характеристиками.

Ключова ідея

Біологія є системою наук, яка об'єднує багато галузей. Предметом вивчення біології є живі організми (сучасні й вимерлі), їхні угруповання, процеси й прояви їхньої життєдіяльності. Біологія використовує низку методів для вивчення своїх об'єктів: описовий, порівняльний, експериментальний, моделювання тощо. Біологічні організми — це біологічні системи, у яких виділяють кілька рівнів організації.

Перевірте свої знання

1. Що таке біологія? Що є об'єктом біології? 2. Наведіть приклади біологічних систем, що перебувають на різних рівнях організації. 3. На прикладі будь-якої домашньої тварини поясніть, за допомогою яких методів дослідження можна вивчити особливості її поведінки. 4*. Порівняйте метод експерименту і моделювання (об'єкти, умови, результати). У яких випадках доцільно створювати моделі живого?

Узагальнення знань за темою «Вступ»

Основні біологічні науки

Біологія об’єднує науки про життя на різних рівнях його організації.

Галузі біології	Що вивчає?
Молекулярна біологія	Процеси, що відбуваються на молекулярному рівні
Цитологія	Клітини
Гістологія	Тканини
Ембріологія	Зародковий етап організмів
Вірусологія	Віруси
Генетика	Спадковість та мінливість
Екологія	Взаємозв’язки організмів із довкіллям
Еволюційне вчення	Історичний розвиток живих об’єктів
Палеонтологія	Вимерлі організми
Філогенія	Процеси історичного розвитку рослинного й тваринного світу
Систематика	Видову різноманітність живого
Ботаніка	Рослини
Мікологія	Гриби
Зоологія	Тварин
Бактеріологія	Прокаріотичні організми
Морфологія та анатомія	Зовнішню та внутрішню будову організмів
Фізіологія	Процеси життєдіяльності організмів

Гра-сортування «Біологічні науки»

Інтегровані біологічні науки

У багатьох біологічних дослідженнях використовують підходи з інших галузей знань, завдяки чому з'явилися нові науки.

Галузь біології	Що вивчає?
Біохімія	Хімічний склад та процеси в живих організмах
Біофізика	Фізичні процеси та явища, що проходять у живих організмах на різних рівнях їх організації
Біогеографія	Поширення живих організмів на Земній кулі
Соціоекологія	Взаємозв’язки людини з навколишнім середовищем
Космічна біологія	Особливості життєдіяльності організмів в умовах космічних апаратів
Радіобіологія	Уплив іонізуючих випромінювань на біосистеми
Кріобіологія	Уплив холоду на живі організми

Біологічні дослідження стали основою таких галузей наукової і практичної діяльності, як біотехнологія, селекція, медицина, фармакологія та біоніка.

Компетентнісно орієнтовані завдання

1 Уважно розгляньте біологічні об'єкти. З'ясуйте, які галузі біології їх вивчають.

2 Поміркуйте, чому ми називаємо звичайного собаку живою істотою, а фотографію чи скульптурне зображення тієї ж самої собаки неживим. За допомогою діаграми Венна поясніть відміні та спільні ознаки неживих та живих об'єктів.

3 Поясніть, до яких біологічних методів можна віднести запропоновані твердження.

• Вивчення розумової діяльності собаки

• Розпускання квітів

• Вивчення впливу абіотичних факторів на проростання насінини

• Гра ведмежат

• Вивчення видового складу степової природної зони

• Вивчення фізичного навантаження на роботу м'язів

• Створення моделі вірусів

• Вивчення зміни популяції королівських пінгвінів

• Визначення схожості насіння пшениці різних сортів.

4 Створіть і заповніть таблицю «Властивості біосистем».

Тестові завдання за темою «Вступ»

 

Це матеріал з підручника "Біологія 9 клас Задорожний" (поглиблений рівень)