Основы общей биологии - Под ред. Либберта Э

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Биологический факультет

Кафедра микробиологии

И.В. ДАРМОВ

Общая биология

Курс лекций

Учебное пособие

Допущено редакционно-издательской комиссией методического совета ФГБОУ ВПО «ВятГУ» в качестве учебного пособия для студентов направления 020400.62 «Биология» всех профилей подготовки

Рецензенты:

доцент кафедры биотехнологии ФГБОУ ВПО «ВятГУ»,

кандидат биологических наук О. Н. Шуплецова;

главный научный сотрудник НИЦ 33 ЦНИИИ МО РФ, г. Киров, доктор биологических наук, профессор В.Б. Калининский

Дармов, И.В.

УДК 573(07)

Учебное пособие предназначено для студентов направления 020400.62 «Биология» всех профилей подготовки, изучающих дисциплину «Общая биология».

Тех. редактор Е.В. Кайгородцева

1.Биология как наука. Свойства живых систем……………………………...4

2.Основы цитологии. Прокариоты…………………………………………..17

3.Основы цитологии. Эукариоты. Мембранные компоненты …………….21

4.Основы цитологии. Эукариоты. Немембранные компоненты…....……..29

5.Бесполое размножение. Митоз……………………………………………..34

6.Половое размножение. Мейоз………………………...……………………43

7.Основные закономерности наследственности……………………...……54

8.Основные закономерности изменчивости……………………………...…64

9.Биологическое разнообразие……………………………………………….79

Список использованных источников……………………………….…….105

Лекция №1

Тема лекции: Биология как наука. Свойства живых систем.

План лекции:

1. Биология как наука

2. Методы биологии

3. Основные концепции биологии

4. Уровни организации живого

5. Основные свойства живых систем

6. Современное определение живого организма и жизни

1. Биология как наука

Биология (греч.bios – жизнь,logos – слово, учение) – совокупность наук о жизни, о живой природе.Предмет биологии - строение живых организмов, их функции, происхождение, развитие, взаимоотношения со средой. Наряду с физикой, химией, астрономией, геологией и т.д. относится кестественным наукам .

Биология – одна из старейших наук, хотя термин этот появился лишь в 1797 году (его автор - немецкий профессор анатомии Т.Руз (1771-1803). "Отцом биологии" часто называют Аристотеля (384-322 до н.э.), которому принадлежит первая классификация животных.

Каковы особенности биологии как науки?

1.1 Биология тесно связана с философией . Это связано с тем, что из 3-х фундаментальных проблем естествознания 2 являются предметом биологических исследований.

1. Проблема происхождения Вселенной, космоса, природы вообще (ей занимается физика, астрономия).

2. Проблема происхождения жизни, т.е. живого из неживого.

3. Проблема происхождения Разума и человека как его носителя.

Решение этих вопросов тесно связано с решением основного вопроса философии : что первично – материя или сознание? Поэтому значительное место в биологии занимают философские аспекты.

1.2. Связь биологии с социальными и этическими проблемами.

Социал-дарвинизм, например, переносит на человеческое общество понятие "естественный отбор", различия между классами объясняются биологическими факторами.

Другие примеры: расизм, пересадка органов, проблема старения.

1.3. Глубокая специализация биологии.

В результате дифференциации биологии по объекту изучения возникли частные биологические науки: ботаника, зоология, микробиология (бактериология, вирусология, микология и др.).

Другое подразделение биологических наук - по уровням организации и свойствам живой материи : генетика (наследственность), цитология (клеточный уровень), анатомия и физиология (строение и функционирование организмов), экология (взаимоотношения организмов с окружающей средой) и т.д.

В результате интеграции с другими науками возникли: биохимия, биофизика, радиобиология, космическая биология и др.

Т.е. биология – комплекс наук, а общая биология занимается изучением наиболее общих закономерностей строения, жизнедеятельности, развития, происхождения живых организмов. Главный вопрос, на который пытается ответить общая биология, – что такое жизнь?

1.4. В настоящее время биология, оставаясь теоретической основой познания живого, становится непосредственно производительной силой , рождает новые технологии: биотехнологию, генную и клеточную инженерию и др.

Что такое наука биология? Говоря простым языком, это изучение жизни во всем ее разнообразии и величии. От микроскопических водорослей и бактерий до больших слонов и гигантских синих китов, жизнь на нашей планете представляет невероятное многообразие. Беря это во внимание, откуда мы заем, что является живым? Каковы основные характеристики жизни? Все это очень важные вопросы с одинаково важными ответами!

Характеристики жизни

К живым существам относиться, как видимый , и , так и невидимый мир бактерий и вирусов. На базовом уровне мы можем сказать, что жизнь упорядочена. Организмы имеют чрезвычайно сложную организацию. Мы все знакомы с замысловатыми системами основной - клеткой.

Жизнь может «работать» . Имеется введу не ежедневное разнообразие работы, а поддержание метаболических процессов, путем получения энергии в виде пище из окружающей среды.

Жизнь растет и развивается . Это означает больше, чем просто копирование или увеличение размера. Живые организмы также имеют возможность восстанавливаться при определенных типах повреждений.

Жизнь может воспроизводиться . Вы когда-нибудь видели размножение грязи или камней? Вероятней всего нет! Жизнь способна происходить только от других живых существ.

Жизнь может реагировать . Вспомните о том, как в последний раз вы ударялись какой-нибудь частью своего тела. Почти мгновенно следует болевая реакция. Жизнь характеризуется реакцией на различные стимулы и внешние раздражители.

Наконец, жизнь может адаптироваться и отвечать требованиям, предъявляемым окружающей средой.

Существует три основных типа приспособлений, которые могут возникать у высших организмов:

Обратимые изменения происходят как ответ на изменения в окружающей среде. Предположим, вы живете вблизи уровня моря и отправляетесь в горную местность. Вы можете начать испытывать затрудненное дыхание и увеличение частоты сердечных сокращений в результате изменения высоты. Эти симптомы исчезают, когда вы возвращаетесь к уровню моря.
Соматические изменения происходят в результате продолжительных изменений в окружающей среде. Используя предыдущий пример, если вы долго будете оставаться в горной местности, вы заметите, что ваш сердечный ритм начнет замедляться, и вы начнете нормально дышать. Соматические изменения также обратимы.
Окончательный тип адаптации называется генотипическим (вызванным генетической мутацией). Эти изменения происходят в генетическом составе организма и не обратимы. Примером может служить развитие устойчивости к пестицидам у насекомых и пауков.

Таким образом, жизнь организована, «работает», растет, размножается, реагирует на стимулы и приспосабливается. Эти характеристики лежат в основе изучения науки общей биологии.

Основные принципы современной биологии

Фундамент науки биологии, которая существует сегодня, основан на пяти основных принципах. Это теория клеток, теория генов, эволюция, гомеостаз и законы термодинамики.

: все живые организмы состоят из клеток. является основной единицей жизни.
: черты наследуются посредством передачи генов. расположены на и состоят из ДНК.
: любое в популяции, которое унаследована в течение нескольких поколений. Эти изменения могут быть небольшими или большими, заметными или не столь заметными.
: способность поддерживать постоянную внутреннюю среду в ответ на изменения окружающей среды.

Наука о закономерностях, единых для всего живого. Она изучает общие законы жизни и те особенности, которые характерны для всех видов живых существ независимо от их систематического положения. Чем отличается живое от неживого, каковы основные и общие для всех организмов закономерности жизненных явлений - ответ на эти вопросы составляет задачу общей биологии.

Обмен веществ и энергии между организмом и средой, способность к размножению, наследственность и изменчивость - неотъемлемые свойства всех организмов. Эти свойства - основа эволюции - необратимого исторического развития живой природы, которое сопровождается приспособлением организмов к условиям существования, образованием и вымиранием видов, преобразованием биогеоценозов и биосферы в целом. В результате эволюции возник многообразный мир живых существ.

Различают несколько структурно-функциональных уровней организации жизни (живой материи). Нижний, наиболее древний - суборганизменный. Это уровень молекулярных структур, где проходит граница между живым и неживым. Следующий уровень - клеточный. Клетка, ее структуры и основные биохимические процессы сходны у всех организмов. За ним следует уровень целостного организма. Неотъемлемые свойства всех организмов - способность к размножению, наследственность и изменчивость. Более сложный уровень организации жизни - популяционно-видовой. Высший уровень - экосистемный, биосферно-биогеоценотический, на котором сообщества популяций животных и растений вместе с их средой обитания образуют функционально-структурное единство. Целостность экосистем (биогеоценозов, биосферы) обусловлена обменом веществ и энергии между ее компонентами.

Общая биология изучает законы, характерные для всех уровней организации жизни. Значение этой дисциплины исключительно велико как в формировании материалистического мировоззрения, так и в ряде жизненно важных областей человеческой деятельности. Она приобретает все возрастающее практическое значение для сельского хозяйства, лесной и рыбной промышленности, биотехнологии, медицины, для рационального использования естественных ресурсов и охраны природы.

Биология служит теоретической базой сельскохозяйственного производства. Многие ее разделы непосредственно связаны с растениеводством и животноводством. Обеспечение все увеличивающегося населения земного шара продовольствием невозможно без создания новых высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур и продуктивных пород домашних животных. Достичь этого можно лишь зная законы наследственности и изменчивости. Благодаря открытиям в молекулярной биологии развивается биотехнология - производство ферментов, гормонов, кормовых белков, аминокислот с помощью микроорганизмов. Повышение плодородия земель, создание условий для получения устойчивых программированных урожаев - эти экологические задачи должны решать агрономы-биологи.

Биология изучает биологическую форму движения материи, т. е. совокупность организмов, живущих на , в том числе человека. Из-за огромного разнообразия представителей живого на Земле биология представляет собой комплекс различных биологических наук и включает ботанику, микологию (науку о грибах), зоологию, комплекс наук о человеке как биологическом объекте, общую биологию и другие науки. Ниже рассмотрены общие представления о биологии и ее составляющих.

Биология - комплекс наук, изучающих все живое вещество и организмы, им образуемые.

Какие науки включает в себя биология:

Ботаника - наука, изучающая биологические особенности растений. Совокупность всех растений на Земле называют флорой Земли. Традиционно вместе с растениями в курсе ботаники изучают грибы, вирусы, которые в строгом смысле не относятся к растениям, а принадлежат к другим царствам организмов. Так, грибы образуют особое царство Грибы, а наука о грибах называется микологией.

Зоология - наука, изучающая царство Животные.

Совокупность всех животных, населяющих Землю, называют фауной Земли. Принято говорить о фауне той или иной области, того или иного региона и т. д.

Биологические особенности человека изучает целый комплекс наук: анатомия, гигиена человека (несмотря на то что человек является структурной единицей царства Животные, он относится к , отряду приматов, семейству человекообразных обезьян, роду человек, виду человек разумный).

Общая биология - особый раздел биологии, изучающий наиболее общие закономерности биологической формы существования материи.

На современном этапе развития биологии общая биология представляет собой комплекс наук, состоящий из отдельных, достаточно самостоятельных, но тесно взаимосвязанных наук: молекулярной биологии, цитологии, теории развития и размножения, генетики, селекции, эволюционной теории, экологии. В предмете Общая биология эти науки представлены в виде разделов, которыми в курсе Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности являются следующие:

1. Цитология - раздел, изучающий клетку, ее химический состав, биохимические процессы, протекающие в клетке, строение и функции отдельных органоидов клетки.

2. Учение об индивидуальном развитии - онтогенезе - раздел, включающий учение о размножении и развитии организмов (тесно связан с цитологией).

3. Генетика с основами селекции - раздел, рассматривающий закономерности наследственности, изменчивости, их материальные носители (генетика), принципы и методы выведения новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов (селекция); теоретической основой селекции является генетика.

4. Эволюционное учение (теория) - раздел, изучающий филогенез (историческое развитие видов); составной частью этого учения является дарвинизм; основой данного учения (теории) - генетика, селекция и другие биологические науки.

5. Экология с основами природоохранной деятельности - раздел, рассматривающий вопросы взаимосвязи организмов друг с другом, средой обитания, а также воздействие человека на Природу и пути преодоления негативных последствий этого воздействия.

Общая биология тесно взаимосвязана с комплексом медицинских и сельскохозяйственных наук, являясь, с одной стороны, их базой, а с другой - эти науки дают богатый фактический материал для иллюстрации общебиологических закономерностей. Знание и понимание вопросов общей биологии невозможно без владения знаниями математики, химии, физики, геологии, астрономии, философии и других наук естественного и гуманитарного циклов. Так, без знания основ органической химии невозможно понять ни молекулярную биологию, ни проблемы обмена веществ, лежащих в основе экологии, ни вопросы цитологии. Все это делает необходимым глубокое усвоение знаний как общебиологического характера, так и знаний других и естественно-математических и гуманитарных наук.

Знания общебиологических понятий и закономерностей имеют огромное значение для каждого человека, поскольку они являются базой для понимания основных проблем экологии (как специальной отрасли знаний), без овладения которыми современный человек не сможет выжить в постоянно усложняющейся экологической обстановке на нашей планете.

Основы общей биологии - Под ред. Либберта Э. - 1982.

Книга ученых из ГДР под общей редакцией Э. Либберта, уже известного советскому читателю. В книге в систематической форме даются основные све« дения по общим вопросам биологии (особенности организации живой материи, обмен веществ, генетический код, наследственность и изменчивость, процессы размножения, эмбриогенез, регуляторные механизмы, поведение животных, эволюция, экологические взаимоотношения).
Предназначена для биологов всех специальностей, студентов университетов медицинских, сельскохозяйственных и ветеринарных институтов, преподавателей биологии средних школ и специалистов смежных областей.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора перевода 5
Предисловие к четвертому изданию 6
Предисловие к первому изданию 7
Введение 9
Краткий исторический очерк проблемы жизни 13
Глава 1. Основные принципы организации живых систем.... 17
1.1. Живая материя 17
1.2. Энергия 22
1.3. Информация 38
Глава 2. Химические строительные блоки 50
2.1. Химические связи н взаимодействия между молекулами. . 50
2.2. Белки 52
2.3. Нуклеиновые кислоты 59
2.4. Углеводы 68
2.5. Липиды 72
Глава 3. Клетка как структурная единица 75
3.1. Клетка. Общий обзор 75
3.2. Цитоплазма - матрикс- цитозоль 81
3.3 Рибосомы 82
3.4. Мембраны 83
3.5. Клеточное ядро 88
3.6. Плазмиды 101
3.7. Митохондрии и пластиды 101
3.8. Система эндомембран 114
3.9. Микрофиламенты и внутриклеточные движения.... 124
3.10. Трубчатые (тубулярные) структуры 126
3.11. Параплазматические (эргастическне) включения. . . . 131
3.12. Клеточная стенка 132
Глава 4. Обмен веществ и энергии в клетке 139
4.1. Биокатализ 140
4.2. Обмен веществами между клеткой и окружающей средой. . 143
4.3. Диссимиляция как источник энергии 148
4.4. Ассимиляция 160
4.5. Обмен жиров и белков 174
4.6. Регуляция активности ферментов 175
Глава 5. Реализация генетической информации 183
5.1. Действие генов 184
5.2. От полипептида к признаку 192
5.3. Регуляция генной активности 194
5.4. Модификации 200
5.5. Взаимоотношения аллелей 201
5.6. Полигениое наследование и плейотропня 201
Глава 6. Репликация и сегрегация генетического материала. . . 203
6.1. Репликация ДНК 203
6.2. Клеточное деление у бактерий 206
6.3. Деление клеток н ядер у эукариот 206
Глава 7. Организм 210
7.1. Клетка (краткое повторение основных сведений) .... 210
7.2. От одноклеточных организмов к многоклеточным.... 212
7.3. От яйцеклетки к многрклеточному организму 229
7.4. Дифференцировка 233
7.5. Биологическое старение 237
7.6. Гормоны 239
Глава 8. Размножение 244
8.1. Бесполое размножение 244
8.2. Половое размножение (гамогония) 246
8.3. Чередование поколений 251
Глава 9. Возбудимость - движение-поведение 258
9.1. Возбудимость (раздражимость) 258
9.2. Движение (подвижность) 273
9.3. Поведение 281
Глава 10. Наследственные изменения 293
10.1. Мутации 293
10.2. Рекомбинации 304
Глава 11. Эволюция 319
11.1. Сущность эволюции 319
11.2. Факторы эволюции. . 325
11.3. Пути эволюции 347
Глава 12. Взаимоотношения организмов со средой 363
12.1. Окружающая среда (Ungebung und Umwelt) 363
12.2. Условия среды 364
12.3. Организм и среда 375
12.4. Популяция и окружающая среда 386
12.5. Экосистемы 398
12.6. Человек и окружающая среда......... 409
Приложение. Обзор растительного и животного царств 413
Источники, из которых заимствованы иллюстрации 419
Предметный указатель 422

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Основы общей биологии - Под ред. Либберта Э. - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать djvu
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.

Или биофилософия раздел философии, который занимается эпистемологическими, метафизическими и этическими вопросами в области биологических и биомедицинских наук, а также анализом и объяснением закономерностей развития основных направлений… … Википедия

Раздел философии, занимающийся анализом и объяснением закономерностей развития основных направлений комплекса наук о живом. Ф.б. исследует структуру биологического знания; природу, особенности и специфику научного познания живых объектов и… … Философская энциклопедия

Учреждение Российской академии наук Институт биологии гена РАН (ИБГ РАН) Основан 1990 Директор акад. П. Г. Георгиев Расположение … Википедия

Симметрия в биологии (биосимметрия). На явление С. в живой природе обратили внимание ещё в Древней Греции пифагорейцы (5 в. до н. э.) в связи с развитием ими учения о гармонии. В 19 в. появились единичные работы, посвященные С. растений… … Большая советская энциклопедия

Эта статья должна быть полностью переписана. На странице обсуждения могут быть пояснения. Общая биология (англ. General Biology … Википедия

Эта статья должна быть полностью переписана. На странице обсуждения могут быть пояснения … Википедия

I Биология (греч. bios жизнь + logos учение) совокупность естественных наук о жизни как особом явлении природы. Предметом изучения служат строение, функционирование, индивидуальное и историческое (эволюция) развитие организмов, взаимоотношения их … Медицинская энциклопедия

Физиолог; род. в 1860 г. Е 1877 г., по окончании Витебской гимназии, поступил в Петербургский университет на естественный факультет, который и кончил в 1882 г. В 1883 г. поступил в Военную медицинскую академию и, кончив в ней курс в 1886 г., был… … Большая биографическая энциклопедия

ВЕРИГО - ВЕРИГО, оронис и^Фиргунашвич (1Ь60 1£25), известный физиолог. В 1881 г. окончил Петербургский ун тет по естественному отделению физ. мат. факультета, а в 1886 г. Военно мед. академию. В ун тете работал в лаборатории проф. Сеченова по… …

В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Вериго. Вериго, Бронислав Фортунатович Дата рождения: 14 февраля 1860(1860 02 14) Место рождения … Википедия

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ - ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ, комплекс дисциплин, составляющих содержание преподавания в фармацевтических школах (вузах и техникумах), имеющих целью подготовить кадры работников для изыскания, распознавания, изготовления, хранения и отпуска… … Большая медицинская энциклопедия