Ботаника – наука о растениях, зоология – о животных, микология – о грибах, вирусология – о вирусах, бактериология – о бактериях. С этими науками всё понятно, поэтому не будем на них задерживаться. А вот со следующими разберемся подробнее.
Анатомия – наука, изучающая строение организмов (отдельных органов, тканей). Анатомия растений изучает строение растений, анатомия животных – строение животных.
Физиология – наука, изучающая процессы жизнедеятельности, его функции. Например, строение скелета и мышц изучает анатомия, а механизм мышечного сокращения – физиология. Важнейшим методом физиологии является эксперимент.
Цитология – наука о клетке. В арсенале этой науки есть целый ряд специфических методов.
· Микроскопия. Данный метод заключается в «разглядывании» клетки с помощью микроскопа. Световой микроскоп позволяет увидеть крупные органоиды (аппарат Гольджи, митохондрии, пластиды у растений, ядро с ядрышком и кое-что ещё), а также процессы, происходящие в клетке при её делении (конденсацию хромосом, их расхождение, образование дочерних клеток, конъюгацию гомологичных хромосом при мейозе). Более мелкие структуры клетки (например, рибосомы) и вирусные частицы могут быть изучены с помощью электронного микроскопа, имеющего большую разрешающую способность.
· Центрифугирование (дифференциальное центрифугирование). С помощью этого метода можно получать фракции отдельных органоидов. Например, захотели мы поработать с митохондриями, да так, чтобы все остальные части клетки нам не мешали. Значит надо получить отдельную фракцию (или порцию) митохондрий. Для этого измельчаем клетки, превращая их в однородную массу (эдакую «кашу-малашу»), помещаем пробирки с этой массой в центрифугу и начинаем раскручивать. Под действием центробежной силы органоиды начинают оседать на дно пробирки. Сначала центрифуга вращается не очень быстро, поэтому в первую очередь оседают самые тяжелые части (например, ядра и крупные фрагменты клеточных мембран). По мере увеличения скорости вращения начинают оседать более легкие структуры (пластиды, митохондрии) и т.д. В итоге изначально однородная масса расслаивается, и в каждом слое преобладают определенные клеточные структуры, которые можно отделить и изучить.
|
|
· Метод меченых атомов основан на использовании радиоактивных изотопов или изотопов, отличающихся массой от обычных. Например, можно использовать изотоп кислорода с относительной атомной массой 18 (а не 16, как обычно), углерод С14, фосфор Р32, азот N15 и другие. Подобные атомы называются мечеными потому, что их всегда можно обнаружить с помощью соответствующего оборудования. Меченые атомы вводятся в состав какого-либо вещества, вещество поступает в клетку (организм), а затем фиксируется нахождение меченого атома в составе определенных веществ и структур. Данный метод позволяет изучать различные биохимические реакции в организме, пути превращения веществ в ходе метаболизма и т.п.
Систематика – наука, классифицирующая организмы на основе их родства. Классификация – разделение организмов на группы (виды, рода, семейства и т.д.) на основании особенностей строения, происхождения, развития и др. Особенность современной систематики заключается в том, что в основе классификации лежит установление родства между организмами (или группами организмов).
|
|
Экология – наука, изучающая взаимоотношения организма с окружающей средой. Объектами изучения экологии являются организменный и надорганизменные уровни организации жизни (популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный). Отношения человека и природы, охрана окружающей среды и рациональное природопользование – это отдельные направления экологии.
Клеточная инженерия - направление науки, занимающееся получением гибридных клеток. Например (не вдаваясь в подробности), у одной овечки взяли клетку, из которой предварительно удалили ядро, а у другой овечки, наоборот взяли только ядро из клетки. Соединили первое со вторым и получили клетку, из которой через некоторое время на свет появилась хорошо известная Долли, абсолютно идентичная той овечке, у которой заимствовали ядро.
Генная инженерия – направление науки, занимающееся получением гибридных молекул ДНК или РНК. Если клеточная инженерия работает на уровне клетки, то генная работает на молекулярном уровне. В данном случае специалисты «пересаживают» гены одного организма другому. ГМО (генетически модифицированные организмы) есть результат генной инженерии.
Селекция – наука, занимающаяся выведением новых и улучшением существующих пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов бактерий и грибов. В арсенале селекционера целый ряд методов.
· Искусственный отбор – метод, в основе которого лежит отбор селекционером особей с интересующими человека признаками и получение от них потомства.
|
|
· Гибридизация - скрещивание организмов разных сортов, пород. Позволяет повысить генетическое разнообразие исходного материала для отбора.
· Искусственный мутагенез – метод обработки селекционного материала мутагенными факторами (излучением, ядами) с целью получения мутаций.
Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Основной метод генетики, разработанный ещё Г.Менделем, - гибридологический – заключается в скрещивании особей отличающихся по определенным признакам и изучении этих признаков у полученного потомства. Однако для изучения закономерностей наследования признаков у человека этот метод неприемлем, поэтому используется ряд других.
· Генеалогический метод заключается в анализе родословных. На основании этого метода можно выявить особенности наследования того или иного признака (доминантный признак или рецессивный, сцепленный с полом или нет).
· Близнецовый метод состоит в изучении влияния среды на формирование признаков у близнецов. В первую очередь ученых интересуют идентичные (однояйцевые) близнецы, имеющие одинаковый генотип. Изучая различия между ними, ученые делают выводы о влиянии генотипа и среды на формирование признака.
· Цитогенетический метод включает изучение хромосомного набора (кариотипа) с помощью микроскопа. Т.е. специалисты разглядывают в микроскоп хромосомы и сравнивают с нормальным набором. Если есть отклонения в кариотипе, и есть отклонения в фенотипе, то их можно связать между собой. Например, так была установлена связь между наличием лишней 21-й хромосомы и происхождением синдромом Дауна.
· Биохимический метод. Некоторые нарушения в обмене веществ связаны с особенностями генотипа, поэтому, обнаружив такие нарушения, можно сделать вывод о генотипе того или иного человека. Примерами таких нарушений могут служить фенилкетонурия и сахарный диабет.
Бионика – направление в науке, занимающееся поиском возможностей применении принципов организации, свойств и структур живой природы в технических устройствах.
Биотехнология - дисциплина, изучающая возможности использования организмов или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач. Обычно в биотехнологических процессах используются бактерии и грибы. В настоящее время высокопродуктивные штаммы бактерий и грибов производят необходимые в медицине инсулин, гормон роста, антибиотики. Подобным образом производятся кормовые добавки для сельскохозяйственных животных. Производство кисломолочных продуктов, сыров, виноделие – также основано на использовании различных микроорганизмов.
Палеонтология – наука, изучающая живой мир прошлого на основании обнаруженных ископаемых останков (отпечатков, окаменелостей и др.).
Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ:
1.2 Уровневая организация и эволюция. Основные уровни организации живой природы: клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Биологические системы. Общие признаки биологических систем: клеточное строение, особенности химического состава, обмен веществ и превращения энергии, гомеостаз, раздражимость, движение, рост и развитие, воспроизведение, эволюция.