Технологическая карта «Введение. Свойства живой материи. Уровневая организация живой природы»

Занятие №1.

Тема занятия: Введение. Свойства живой материи. Уровневая организация живой природы.

Основные задачи.

рассмотреть объект изучения биологии – живую природу, методы познания живой природы и многообразие живых организмов;

изучить признаки живых организмов, свойства живой материи и их сущность, общие закономерности биологии (самообновление, саморегуляция, самовоспроизведение);

познакомить обучающихся с уровневой организацией живой природы;

выяснить роль биологии в формировании современной естественно – научной картины мира, в практической деятельности людей и медицине.

Тип занятия: изучение нового материала.

Планируемые предметные результаты:

обучающийся должен:

знать объект изучения биологии, методы познания живой природы и многообразие живых организмов;

уметь показать роль биологии в формировании современной естественно – научной картины мира, в практической деятельности людей и медицине;

иметь представление о признаках живых организмов, свойствах живой материи и их сущности, общих закономерностях биологии (самообновлении, саморегуляции, самовоспроизведении), а также об уровневой организации живой природы.

Междисциплинарные связи: математика, физика, химия, геология, история.

Внутридисциплинарные связи: ботаника, зоология, анатомия и физиология.

Ход занятия.

• Организационный момент.

  Изложение нового материала.

Изучение живой природы всегда было важнейшей стороной деятельности человека. Сначала от этого зависела жизнь людей, поскольку необходимо было знать, какие из миллионов видов организмов, населяющих Землю, можно использовать в пищу, для изготовления одежды, в качестве лекарственных средств. Лишь намного позднее люди стали изучать природу с научными целями. Одними из первых попытку осмыслить и привести в систему знания о живой природе предприняли древнегреческие, а позднее древнеримские философы и врачи. Труды Гиппократа, Аристотеля, Галена и других ученых положили начало ботанике, зоологии, анатомии и физиологии человека.

Начиная с XVII века, наряду с наблюдением и описанием организмов и природных явлений, в науке стали применять методы количественных измерений и эксперимент. В этот период активно развивалась ботаника: появились первые травники, создавались ботанические сады и гербарии.

В XVIII веке было накоплено много знаний о растениях и животных. Назрела необходимость их систематизировать. Так появилась наука систематика. А изучением живых организмов занималась естественная история.

Естественная история стала предшественницей биологии – науки, изучающей жизнь. Биология, наряду с физикой, химией, астрономией, вошла в число естественных наук, получивших название – естествознание.

Дальнейшее развитие биологическая наука получила в связи с появлением микроскопа. Это изобретение позволило учёным внедриться в тайны микромира. В XIX веке в биологии были сделаны крупнейшие теоретические обобщения: создана клеточная теория, установлены основные закономерности наследственности и изменчивости. Переворот в биологии произвело учение Ч. Дарвина о закономерностях эволюции.

В последние десятилетия значительно расширилось использование достижений биологической науки в различных областях социальной жизни, существенно возросла её роль в формировании культуры личности и общества в целом. В настоящее время биология стала основой для определения оптимальных способов воздействия человека на природу, для разработки мер в целях сохранения и укрепления здоровья человека, увеличения продолжительности его жизни. Исследования в области молекулярной биологии и биотехнологии показали, что на основе познания возможно не только изменение и преобразование природы, но её сохранение и даже воссоздание. Сегодня стало возможным получение генетических копий существующих индивидов млекопитающих и идентификация личности на основе изучения хромосомного набора клетки. Взаимодействие биологии с другими сферами культуры порождает новые области знания: биоэтику, биополитику, биоэстетику.

Основные задачи современной биологии следующие:

выявление общих свойств живых организмов;

объяснение причин их многообразия;

раскрытие связей между строением организмов и условиями окружающей среды;

выяснение проблем возникновения и развития жизни.

К методам, широко применяемым в биологической науке, относят:

наблюдение – это целенаправленное восприятие явлений;

описание – это фиксация средствами естественного или искусственного языка (например, математическими символами) сведений об изучаемом объекте;

измерение – это совокупность действий по нахождению числового значения измеряемой величины;

эксперимент – это метод познания, с помощью которого в специально созданных и контролируемых условиях исследуются явления природы;

метод сравнения – позволяет через сопоставление изучать сходство и различие в строении и функциях организмов и их частей.

исторический метод – позволяет выяснить последовательность появления и развития организмов в истории развития жизни на Земле;

метод моделирования – позволяет изучать какой – либо объект, процесс или явление на основе исследования его копии (модели), замещающей оригинал.

Система биологических наук. Многообразие явлений и процессов, происходящих в живой природе, столь велико, что правильнее говорить о системе биологических наук. В эту систему входят научные дисциплины, которые изучают систематические группы организмов; уровни организации живой материи; строение, свойства и особенности индивидуальной жизни организмов; структуру, свойства и проявления коллективной жизни групп организмов и др.

Исследованиями систематических групп организмов занимаются: вирусология (наука о вирусах), микробиология (наука о микроорганизмах), микология (наука о грибах), ботаника (наука о растениях), зоология (наука о животных); антропология (наука о человеке). Каждая из перечисленных наук подразделяется на частные дисциплины. Так, строение организмов изучают морфология и анатомия, процессы жизнедеятельности исследует физиология, а распространение растений и животных – соответственно фитогеография и зоогеография.

Уровни организации живого исследуют научные дисциплины: молекулярная биология - наука, изучающая проявление свойств жизни на молекулярном уровне; цитология – наука о строении и жизнедеятельности клетки; гистология – наука о тканях и др.

В системе биологических наук вычленяют науки о развитии живой материи. Например, эмбриология изучает процессы предзародышевого развития, или процессы оплодотворения, зародышевого и личиночного развития организмов. Наука, изучающая ископаемые организмы и условия их жизни, называется палеонтологией. Теория эволюции представляет собой комплекс знаний об историческом развитии живой природы.

Изучением живых организмов и их сообществ, взаимодействующих между собой и с окружающей средой, занимается экология.

Многие явления жизни подчиняются законам физики и химии. Вещества, входящие в состав живых организмов, и пути превращения биологических молекул изучает биохимия. Физические процессы и явления, характерные для живых организмов, исследует биофизика.

Биология изучает общие и частные закономерности и свойства организмов и живой природы в целом. Универсальные для всего живого закономерности изучает общая биология. Традиционно общая биология включает цитологию, основы индивидуального развития организмов, молекулярную биологию, генетику, селекцию, эволюционное учение, антропогенез, основы экологии, учение о биосфере.

В зависимости от того, в какой сфере человеческой деятельности применяются биологические знания, вычленяют такие научные дисциплины, как биотехнология, разрабатывающая методы использования биологических процессов и систем в производстве; генная инженерия, селекция микроорганизмов, агробиология, медицинская биология, космическая биология и др.

Итак, науку в целом и биологию в частности рассматривают как способ познания мира. Объектом биологической науки может выступать любая система любого уровня организации живой материи.

Уровни организации живого. Во всем многообразии живой природы можно выделить несколько уровней организации живого:

Молекулярный уровень. Любая живая система, как бы просто или сложно она ни была организована, состоит из макромолекул нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и других важных органических соединений. На молекулярном уровне проявляются обмен веществ и превращение энергии, происходит передача наследственной информации.

Клеточный уровень. Клетка – структурно-функциональная единица, а также единица размножения всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне происходят процессы жизнедеятельности: рост, развитие, передача информации, превращение веществ и энергии.

Организменный уровень. Элементарная единица организменного уровня – особь. Любая особь (организм) – это живая система. В другой форме жизнь на нашей планете не существует. Организмы бывают одноклеточными и многоклеточными. Многоклеточные организмы состоят из множества клеток. Клетки, сходные по происхождению, строению и выполняемым функциям, образуют ткани. Из тканей формируются органы. Иногда вычленяют тканевый и органный уровни как промежуточные между клеточным и организменным уровнями.

Популяционный уровень. Совокупность особей одного и того же вида, обитающих на общей территории, образует популяцию. Популяция – надорганизменная система, в которой происходят элементарные эволюционные процессы.

Биогеоценотический уровень. Популяции различных видов растений, животных, грибов, бактерий, взаимосвязанных между собой и проживающих на ограниченном участке земной поверхности с однородными условиями, составляют биогеоценоз. Основная функция биогеоценоза – накопление и перераспределение энергии между ее членами, а также осуществление круговорота веществ.

Биосферный уровень. Биосферу можно рассматривать как совокупность всех биогеоценозов, как систему, охватывающую все процессы, связанные с жизнью на нашей планете.

Все уровни живой природы взаимосвязаны и подчиняются общим

закономерностям существования. Каждый предыдущий уровень – структурная единица последующего, что свидетельствует о целостности и дискретности живой природы.

Основные свойства живых систем. Живые организмы могут быть рассмотрены как особые системы.

Открытость живой системы означает ее способность существовать только при условии постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Подавляющее большинство живых организмов использует энергию солнечных лучей. Зеленые растения потребляют эту энергию для синтеза органических веществ, необходимых как самим растениям, так и другим организмам, живущим на Земле. Все организмы используют энергию, содержащуюся в пище, для поддержания своей жизнедеятельности, роста и размножения.

Свойство саморегуляции связано со способностью любой живой системы поддерживать постоянство состава своей внутренней среды, т.е. с гомеостазом. Организмам свойственно относительное постоянство химического состава, их физико-химических особенностей. Это важнейшее условие для сохранения функций живой системы при изменении условий окружающей среды.

Преемственность жизни обеспечивается способностью организмов к самовоспроизведению. Все живое способно к размножению. Новые организмы возникают в результате размножения таких же организмов.

Самовоспроизведение тесно связано с явлением наследственности – способности организмов передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение.

Свойство, противоположное наследственности и тесно взаимосвязанное с ней, - изменчивость. Изменчивость проявляется в способности организмов приобретать новые признаки. Благодаря изменчивости организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды, т.е. адаптироваться.

Другие важные свойства живого – рост и развитие. Рост характеризуется изменением количественных параметров: увеличением размера и количества клеток, увеличением массы тела. Рост происходит благодаря усвоению питательных веществ и сопровождается развитием.

Неотъемлемая черта всего живого – раздражимость, которая проявляется в способности живых систем (клетка, орган, организм) отвечать специфическими реакциями на определенные внешние воздействия. Любые внешние воздействия можно рассматривать как информацию о чём-то.

Важнейшими свойствами живого следует считать целостность и дискретность. С одной стороны, живая природа целостна, так как представляет собой систему взаимосвязанных частей, организована определённым образом и подчиняется общим законам. С другой стороны, органический мир дискретен, так как состоит из изолированных единиц – организмов, или особей. Каждый организм также дискретен, поскольку образован изолированными, хотя и взаимодействующими органами, тканями, клетками. Вот почему любой организм представляет собой целостную систему.

• Рефлексия.

Что изучает биология? Докажите, что биология – это наука.

Перечислите известные вам методы биологии.

Какие практические задачи решает биология?

Домашнее задание: стр. 4 – 15; сделать схему, отражающую три системы (ступени) и уровни организации жизни для каждой системы; оформить в тетради.