نهاية القرن العشرين و بداية الحادي والعشرينأدى إلى سلسلة من الاكتشافات. تثير الاكتشافات الجديدة في علم الأحياء مجموعة من الأسئلة التي تجعل العلماء يعتقدون أن كل شيء ليس بهذه البساطة في هذا العالم. البحث عن الحقيقة هو الهدف الرئيسي للباحثين.
الاكتشافات في علم الأحياء في القرن العشرين
في عام 1951، توصل الباحث إروين شارغافو إلى نتيجة غيرت بشكل جذري الطريقة التي ننظر بها إلى بنية الأحماض النووية. في السابق، كان يعتقد أن جميع الأحماض النووية يتم إنشاؤها من كتل رباعية وبالتالي تفتقر إلى الخصوصية. لمدة ثلاث سنوات، أجرى العالم بحثا وتمكن أخيرا من إثبات أن الأحماض النووية التي يتم الحصول عليها من مصادر مختلفة تختلف في تكوينها عن بعضها البعض - فهي محددة. قام العالم ببناء نموذج الحمض النووي الذي يشبه الحلزون المزدوج، وعندما تم وضعه على المستوى، كان يبدو مثل السلم. تم الكشف عن أن بنية أحد فروع الحمض النووي الفردية تحدد بنية فرعه الآخر - ويرجع ذلك إلى حقيقة أن قاعدة الفروع المجاورة تحدد تسلسل الأدلة الأخرى. وهكذا، تم تحديد خاصية جديدة للحمض النووي - التكامل.
هناك حاجة إلى مزيد من البحث في المنطقة البيولوجيا الجزيئية، الذي سيفك آلية تكرار الحمض النووي ونسخه. اقترح العلماء أن الخيط يتفكك، وتتباعد خيوطه، وبعد ذلك، وفقًا لقاعدة التكامل، يتكون جزيء من كل خيط. وبعد ذلك بقليل، أكدت التجارب هذه الفرضية.
في عام 1954، اقترح جورجي أنتونوفيتش جاموف، بناءً على بحث إروين تشارجاف، أن الأحماض الأمينية يتم تشفيرها من مزيج من ثلاثة نيوكليوتيدات.
في عام 1961، قام العالمان الفرنسيان جاك مونو وفرانسوا جاكوب بإعادة إنشاء الدائرة التي تنظم الجينات النشطة. وقال العلماء إن الحمض النووي لا يحتوي على جينات معلوماتية فحسب، بل يحتوي أيضًا على جينات عاملة وجينات تنظيمية.
اكتشافات جديدة في علم الأحياء في القرن الحادي والعشرين
في عام 2007، أجرى فريق من العلماء من جامعة ويسكونسن ماديسون وجامعة كيوتو تجربة بدأت فيها خلايا الجلد البالغة تتصرف مثل الخلايا الجذعية الجنينية. وكانت الخلية قادرة على التحول إلى أي شكل تقريبا. ويمكن التخلص من الأطر المالية، لأنه بهذه الطريقة يمكن أن تصبح الخلايا من الحمض النووي البشري عضوًا قابلاً للزرع. لن يرفض جسم المريض العضو المزروع بهذه الطريقة.
تم الانتهاء من دراسة الجينوم البشري في عام 2006. هذا المشروعوقد سميت الدراسة الأكثر أهمية في علم الأحياء. الهدف الرئيسي من العمل هو تحديد تسلسل النيوكليوتيدات ودراسة حوالي 20 ألف جين بشري. تحت قيادة العالم جيمس واتسون، في عام 2000. تم تقديم جزء من بنية الجينوم، وفي عام 2003. تم الانتهاء من الدراسات الهيكلية. على الرغم من أن الجينوم البشري قد تم الانتهاء منه رسميًا في عام 2006، إلا أن تحليل بعض الأقسام لا يزال مستمرًا حتى اليوم. يفتح هذا البحث نظريات جديدة للتطور. المعرفة المكتسبة أثناء العمل تستخدم بالفعل بنشاط في الطب.
في القرن العشرين، تقدم علم الأحياء بخطوات كبيرة للأمام، وكانت بداية القرن الحادي والعشرين رائعة بالفعل باكتشافاته. يمكن الافتراض أن الاكتشافات الجديدة في علم الأحياء ستكشف الكثير من الأسرار والألغاز التي قد تكون قادرة على قلب كل المعارف السابقة والنظريات الراسخة.
عشرة اكتشافات مهمة في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين - فيديو
القسم 1. علم الأحياء - علم الحياة.
يخطط
الموضوع 1. علم الأحياء كعلم وإنجازاته وطرق البحث وعلاقاته بالعلوم الأخرى. دور علم الأحياء في حياة الإنسان وأنشطته العملية.
الموضوع 2. علامات وخصائص الكائنات الحية: التركيب الخلوي، وخصائص التركيب الكيميائي، والتمثيل الغذائي وتحويل الطاقة، والتوازن، والتهيج، والتكاثر، والتنمية
الموضوع 3. المستويات الرئيسية لتنظيم الطبيعة الحية: الخلوية والعضوية والأنواع السكانية والتكوين الحيوي
علم الأحياء كعلم وإنجازاته وطرق معرفة الطبيعة الحية. دور علم الأحياء في تشكيل صورة العلوم الطبيعية الحديثة للعالم.
علم الأحياء كعلم.
مادة الاحياء(من اليونانية السير- حياة، شعار- كلمة علم) هي مجموعة من العلوم حول الطبيعة الحية.
موضوع علم الأحياء هو جميع مظاهر الحياة: بنية ووظائف الكائنات الحية، وتنوعها، وأصلها وتطورها، وكذلك التفاعل مع البيئة. إن المهمة الرئيسية لعلم الأحياء كعلم هي تفسير جميع ظواهر الطبيعة الحية على أساس علمي، مع الأخذ في الاعتبار أن الكائن الحي بأكمله له خصائص تختلف بشكل أساسي عن مكوناته.
تم العثور على مصطلح "علم الأحياء" في أعمال علماء التشريح الألمان T. Roose (1779) وK.-F. Burdach (1800)، ولكن فقط في عام 1802 تم استخدامه لأول مرة بشكل مستقل بواسطة J.-B. لامارك و ج.-ر. Treviranus للدلالة على العلم الذي يدرس الكائنات الحية.
العلوم البيولوجية.
يشمل علم الأحياء حاليًا عددًا من العلوم التي يمكن تنظيمها وفقًا للمعايير التالية: موضوعوالسائدة طُرقالبحث والموضوع قيد الدراسة مستوى تنظيم الطبيعة الحية. وفقًا لموضوع الدراسة، تنقسم العلوم البيولوجية إلى علم الجراثيم، وعلم النبات، وعلم الفيروسات، وعلم الحيوان، وعلم الفطريات.
علم النباتهو علم بيولوجي يدرس النباتات والغطاء النباتي للأرض بشكل شامل. علم الحيوان- فرع من علم الأحياء، علم التنوع والبنية والنشاط الحياتي والتوزيع وعلاقة الحيوانات ببيئتها وأصلها وتطورها. علم الجراثيم- علم الأحياء الذي يدرس بنية البكتيريا ونشاطها ودورها في الطبيعة. علم الفيروسات- العلوم البيولوجية التي تدرس الفيروسات. الكائن الرئيسي علم الفطرياتهي الفطر وبنيتها وخصائص الحياة. علم الأشنة- العلوم البيولوجية التي تدرس الأشنات. غالبًا ما تتم مناقشة علم البكتيريا وعلم الفيروسات وبعض جوانب علم الفطريات كجزء من علم الاحياء المجهري- قسم الأحياء علم الكائنات الحية الدقيقة (البكتيريا والفيروسات والفطريات المجهرية). التصنيف,أو التصنيف,- علم الأحياء الذي يصف ويصنف إلى مجموعات جميع الكائنات الحية والمنقرضة.
في المقابل، ينقسم كل من العلوم البيولوجية المدرجة إلى الكيمياء الحيوية، والمورفولوجيا، وعلم التشريح، وعلم وظائف الأعضاء، وعلم الأجنة، وعلم الوراثة والنظاميات (النباتات والحيوانات أو الكائنات الحية الدقيقة). الكيمياء الحيويةهو علم التركيب الكيميائي للمادة الحية، والعمليات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية والتي يقوم عليها نشاط حياتها. علم التشكل المورفولوجيا- العلوم البيولوجية التي تدرس شكل وبنية الكائنات الحية، وكذلك أنماط تطورها. بالمعنى الواسع، يشمل علم الخلايا وعلم التشريح وعلم الأنسجة وعلم الأجنة. التمييز بين مورفولوجية الحيوانات والنباتات. تشريحهو فرع من فروع علم الأحياء (بتعبير أدق، علم التشكل)، وهو العلم الذي يدرس البنية الداخلية وشكل الأعضاء والأنظمة الفردية والكائن الحي ككل. يعتبر تشريح النبات جزءًا من علم النبات، وتشريح الحيوان جزءًا من علم الحيوان، وتشريح الإنسان علمًا منفصلاً. علم وظائف الأعضاء- العلوم البيولوجية التي تدرس العمليات الحياتية للكائنات الحية النباتية والحيوانية وأنظمتها الفردية وأعضائها وأنسجتها وخلاياها. هناك فسيولوجيا النباتات والحيوانات والبشر. علم الأجنة (علم الأحياء التطوري)- فرع من فروع علم الأحياء، وهو علم التطور الفردي للكائن الحي، بما في ذلك تطور الجنين.
هدف علم الوراثةهي قوانين الوراثة والتقلب. حاليًا، يعد أحد أكثر العلوم البيولوجية تطورًا ديناميكيًا.
وفقًا لمستوى تنظيم الطبيعة الحية التي تتم دراستها، يتم التمييز بين البيولوجيا الجزيئية وعلم الخلايا وعلم الأنسجة وعلم الأعضاء وبيولوجيا الكائنات الحية وأنظمة الكائنات الحية الفائقة. البيولوجيا الجزيئيةهو أحد أحدث فروع علم الأحياء، وهو العلم الذي يدرس، على وجه الخصوص، تنظيم المعلومات الوراثية والتخليق الحيوي للبروتين. علم الخلية،أو بيولوجيا الخلية,- العلوم البيولوجية التي يكون موضوع دراستها خلايا الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا. علم الانسجة- العلوم البيولوجية، فرع من فروع علم التشكل، وموضوعه تركيب أنسجة النباتات والحيوانات. الى المجال علم الأعضاءتشمل التشكل والتشريح وعلم وظائف الأعضاء لمختلف الأعضاء وأنظمتها.
يشمل علم الأحياء العضوية جميع العلوم التي تتناول الكائنات الحية، مثل: علم الأخلاق- علم سلوك الكائنات الحية.
تنقسم بيولوجيا الأنظمة فوق العضوية إلى الجغرافيا الحيوية والبيئة. يدرس توزيع الكائنات الحية الجغرافيا الحيوية,بينما علم البيئة- تنظيم وعمل الأنظمة فوق العضوية على مختلف المستويات: السكان، والتكاثر الحيوي (المجتمعات)، والتكاثر الحيوي (النظم البيئية) والمحيط الحيوي.
وفقا لطرق البحث السائدة، يمكننا التمييز بين الوصفية (على سبيل المثال، علم التشكل)، والتجريبية (على سبيل المثال، علم وظائف الأعضاء) والبيولوجيا النظرية.
يعد تحديد وشرح أنماط البنية والأداء وتطوير الطبيعة الحية على مختلف مستويات تنظيمها مهمة علم الأحياء العام. ويشمل الكيمياء الحيوية، والبيولوجيا الجزيئية، وعلم الخلايا، وعلم الأجنة، وعلم الوراثة، وعلم البيئة، والعلوم التطورية والأنثروبولوجيا. العقيدة التطوريةيدرس الأسباب والقوى الدافعة والآليات والأنماط العامة لتطور الكائنات الحية. أحد أقسامها هو علم الحفريات- العلم الذي موضوعه بقايا الكائنات الحية الأحفورية. الأنثروبولوجيا- قسم علم الأحياء العام، علم نشأة الإنسان وتطوره كنوع بيولوجي، وكذلك تنوع المجموعات البشرية الحديثة وأنماط تفاعلها.
يتم تضمين الجوانب التطبيقية لعلم الأحياء في مجال التكنولوجيا الحيوية والتربية وغيرها من العلوم سريعة التطور. التكنولوجيا الحيويةهو العلم البيولوجي الذي يدرس استخدام الكائنات الحية والعمليات البيولوجية في الإنتاج. يستخدم على نطاق واسع في الأغذية (الخبز، صناعة الجبن، التخمير، إلخ) والصناعات الدوائية (إنتاج المضادات الحيوية، الفيتامينات)، لتنقية المياه، إلخ. اختيار- علم طرق إنتاج سلالات الحيوانات الأليفة وأصناف النباتات المزروعة وسلالات الكائنات الحية الدقيقة ذات الخصائص اللازمة للإنسان. يُفهم الاختيار أيضًا على أنه عملية تغيير الكائنات الحية التي يقوم بها البشر لتلبية احتياجاتهم.
يرتبط تقدم علم الأحياء ارتباطًا وثيقًا بنجاحات الكائنات الطبيعية الأخرى العلوم الدقيقةمثل الفيزياء، والكيمياء، والرياضيات، وعلوم الكمبيوتر، وما إلى ذلك. على سبيل المثال، الفحص المجهري، والموجات فوق الصوتية (الموجات فوق الصوتية)، والتصوير المقطعي وغيرها من أساليب علم الأحياء تعتمد على القوانين الفيزيائية، ودراسة بنية الجزيئات والعمليات البيولوجية التي تحدث في الحياة ستكون الأنظمة مستحيلة دون تطبيق الأساليب الكيميائية والفيزيائية. إن استخدام الأساليب الرياضية يجعل من الممكن، من ناحية، تحديد وجود علاقة طبيعية بين الأشياء أو الظواهر، لتأكيد موثوقية النتائج التي تم الحصول عليها، ومن ناحية أخرى، لنمذجة ظاهرة أو عملية. في مؤخراأصبحت أساليب الكمبيوتر، مثل النمذجة، ذات أهمية متزايدة في علم الأحياء. عند تقاطع علم الأحياء مع العلوم الأخرى، ظهر عدد من العلوم الجديدة، مثل الفيزياء الحيوية، والكيمياء الحيوية، وعلم الإلكترونيات الحيوية، وما إلى ذلك.
بين الجميع التخصصات المدرسية، والعلوم فقط، يحتل علم الأحياء مكانًا منفصلاً. بعد كل شيء، هذا هو الأقدم والأول و علم الطبيعةوالذي نشأ الاهتمام به مع ظهور الإنسان نفسه وتطوره. لقد تطورت دراسة هذا التخصص بشكل مختلف في العصور المختلفة. تم إجراء البحوث في علم الأحياء باستخدام أساليب جديدة من أي وقت مضى. ومع ذلك، لا تزال هناك تلك التي كانت ذات صلة منذ البداية ولم تفقد أهميتها. وما هي هذه الطرق لدراسة العلوم وما هو هذا التخصص بشكل عام، سنتناوله في هذا المقال.
علم الأحياء كعلم
إذا تعمقنا في أصل كلمة "علم الأحياء"، فعند ترجمتها من اللاتينية ستبدو حرفيًا مثل "علم الحياة". وهو بالفعل كذلك. هذا التعريفيعكس الجوهر الكامل للعلم المعني. إنه علم الأحياء الذي يدرس مجموعة متنوعة من الحياة على كوكبنا، وإذا لزم الأمر، ثم خارج حدودها.
هناك العديد من العناصر البيولوجية التي يتحد فيها جميع ممثلي الكتلة الحيوية وفقًا للخصائص المورفولوجية والتشريحية والوراثية والفسيولوجية المشتركة. وهذه هي الممالك:
- الحيوانات.
- النباتات.
- الفطر.
- الفيروسات.
- البكتيريا، أو بدائيات النوى.
يتم تمثيل كل واحد منهم بعدد كبير من الأنواع والوحدات التصنيفية الأخرى، مما يؤكد مرة أخرى مدى تنوع طبيعة كوكبنا. مثل العلم - لدراستها جميعًا، منذ الولادة وحتى الموت. التعرف أيضًا على آليات التطور والعلاقات مع بعضهم البعض ومع البشر والطبيعة نفسها.
البيولوجيا فقط اسم شائعوالتي تضم عائلة كاملة من العلوم الفرعية والتخصصات المعنية بالبحث التفصيلي في مجال الكائنات الحية وأي مظاهر للحياة.
كما ذكر أعلاه، تم إجراء دراسة علم الأحياء من قبل الناس منذ العصور القديمة. كان الإنسان مهتمًا بكيفية عمل النباتات والحيوانات وعمل نفسه. تم إجراء ملاحظات على الطبيعة الحية واستخلاص النتائج، لذلك تم تجميع المواد الواقعية والأساس النظري للعلم.
الإنجازات علم الأحياء الحديثبشكل عام، لقد خطوا إلى الأمام كثيرًا ويسمحون لنا بالنظر إلى أصغر الهياكل وأكثرها تعقيدًا بشكل لا يمكن تصوره، والتدخل في مسار العمليات الطبيعية وتغيير اتجاهها. ما هي الطرق التي تمكنت من تحقيق هذه النتائج في جميع الأوقات؟
طرق البحث في علم الأحياء
للحصول على المعرفة، من الضروري استخدام طرق مختلفة للحصول عليها. وهذا ينطبق أيضًا على العلوم البيولوجية. لذلك، يحتوي هذا الانضباط على مجموعة من التدابير التي تسمح لك بتجديد مجموعتك المنهجية والواقعية. إن طرق البحث في المدرسة تتناول هذا الموضوع بالضرورة، لأنه هذا السؤال- الاساسيات. ولذلك يتم مناقشة هذه الطرق في دروس التاريخ الطبيعي أو علم الأحياء في الصف الخامس.
ما هي طرق البحث الموجودة؟
- وصف.
- في علم الأحياء.
- تجربة.
- مقارنة.
- طريقة النمذجة.
- الطريقة التاريخية.
- ترقية الخيارات على أساس الاستخدام أحدث الإنجازاتالتكنولوجيا والمعدات الحديثة. على سبيل المثال: التحليل الطيفي والمجهري الإلكتروني، وطريقة الصبغ، والكروماتوغرافيا، وغيرها.
لقد كانت جميعها مهمة دائمًا، ولا تزال كذلك حتى يومنا هذا. ومع ذلك، من بينها ما ظهر أولاً وما زال الأكثر أهمية.
طريقة الملاحظة في علم الأحياء
هذه النسخة من الدراسة هي الحاسمة والأولى والهامة. ما هي الملاحظة؟ هذا هو اكتساب المعلومات المثيرة للاهتمام حول كائن ما باستخدام الحواس. وهذا هو، يمكنك أن تفهم ما كائن حيأمامك بمساعدة أعضاء السمع والبصر واللمس والشم والتذوق.
هكذا تعلم أسلافنا التمييز بين عناصر الكتلة الحيوية. وهكذا يستمر البحث في علم الأحياء حتى يومنا هذا. ففي نهاية المطاف، من المستحيل معرفة كيفية ولادة اليرقة وخروج الفراشة من الشرنقة إلا إذا لاحظت ذلك بأم عينيك، وسجلت كل لحظة من الزمن.
ويمكن إعطاء المئات من هذه الأمثلة. يراقب جميع علماء الحيوان وعلماء الفطريات وعلماء النبات وعلماء الطحالب وغيرهم من العلماء الكائن المختار ويتلقون معلومات كاملة حول هيكله وأسلوب حياته وتفاعله مع البيئة وخصائص العمليات الفسيولوجية وغيرها من التفاصيل الدقيقة للمنظمة.
ولذلك فإن طريقة الملاحظة في علم الأحياء تعتبر الأكثر أهمية، والأولى والأكثر أهمية تاريخيا. بالقرب منه توجد طريقة أخرى للبحث - الوصف. بعد كل شيء، لا يكفي أن نلاحظ، تحتاج أيضا إلى وصف ما تمكنت من رؤيته، أي تسجيل النتيجة. سيصبح هذا لاحقًا الأساس النظري للمعرفة حول كائن معين.
دعونا نعطي مثالا. إذا كان على عالم الأسماك إجراء بحث في مجال نوع معين من الأسماك، على سبيل المثال، جثم الوردي، فهو، أولا وقبل كل شيء، يدرس الأساس النظري الموجود بالفعل، والذي تم تجميعه من ملاحظات العلماء أمامه. بعد ذلك، يبدأ بمراقبة نفسه ويسجل بعناية جميع النتائج التي تم الحصول عليها. بعد ذلك، يتم إجراء سلسلة من التجارب، ومقارنة النتائج مع تلك التي كانت متاحة بالفعل في وقت سابق. وهذا يوضح السؤال، على سبيل المثال، أين يمكن لهذه الأنواع من الأسماك أن تفرخ؟ ما هي الشروط التي يحتاجونها لهذا وإلى أي مدى يمكن أن تختلف؟
من الواضح أن طريقة الملاحظة في علم الأحياء، وكذلك الوصف والمقارنة والتجربة، ترتبط ارتباطا وثيقا بطرق معقدة واحدة لدراسة الطبيعة الحية.
تجربة
هذه الطريقة نموذجية ليس فقط للعلوم البيولوجية، ولكن أيضا للكيمياء والفيزياء وعلم الفلك وغيرها. يسمح لك بالتحقق بوضوح من واحد أو آخر من الافتراضات المطروحة نظريًا. بمساعدة التجربة، يتم تأكيد الفرضيات أو دحضها، ويتم إنشاء النظريات وطرح البديهيات.
تم اكتشاف الدورة الدموية في الحيوانات، والتنفس والتمثيل الضوئي في النباتات، بالإضافة إلى عدد من العمليات الحيوية الفسيولوجية الأخرى بشكل تجريبي.
المحاكاة والمقارنة
المقارنة هي طريقة تسمح لنا برسم خط تطوري لكل نوع. هذه هي الطريقة التي يعتمد عليها الحصول على المعلومات التي يتم على أساسها تجميع تصنيف الأنواع وبناء أشجار الحياة.
النمذجة هي طريقة رياضية أكثر، خاصة إذا كنا نتحدث عن طريقة الكمبيوتر لبناء النموذج. تتضمن هذه الطريقة إنشاء مواقف أثناء دراسة كائن لا يمكن ملاحظته في الظروف الطبيعية. على سبيل المثال، كيف سيؤثر هذا الدواء أو ذاك على جسم الإنسان.
الطريقة التاريخية
إنه يكمن وراء تحديد أصل وتكوين كل كائن حي وتطوره وتحوله في سياق التطور. وبناءً على البيانات التي تم الحصول عليها، يتم بناء النظريات وطرح الفرضيات حول ظهور الحياة على الأرض وتطور كل مملكة من مملكة الطبيعة.
علم الأحياء في الصف الخامس
من المهم جدًا غرس اهتمام الطلاب بالعلم المعني في الوقت المناسب. تظهر اليوم الكتب المدرسية "علم الأحياء. الصف الخامس"، الملاحظة فيها هي الطريقة الرئيسية لدراسة هذا الموضوع. هذه هي الطريقة التي يتقن بها الأطفال تدريجيًا العمق الكامل لهذا العلم ويفهمون معناه وأهميته.
لكي تكون الدروس مثيرة للاهتمام وتغرس في الأطفال الاهتمام بما يدرسونه، يجب تخصيص المزيد من الوقت لهذه الطريقة بالذات. بعد كل شيء، فقط عندما يلاحظ الطالب نفسه سلوك الخلايا وبنيتها من خلال المجهر، سيكون قادرًا على إدراك الفائدة الكاملة لهذه العملية ومدى دقة وأهمية كل ذلك. ولذلك، بحسب المتطلبات الحديثةيعد النهج القائم على النشاط لدراسة موضوع ما هو المفتاح لاكتساب الطلاب الناجح للمعرفة.
وإذا سجل الأطفال كل عملية يدرسونها في مذكرات الملاحظات في علم الأحياء، فإن أثر الكائن سيبقى معهم لبقية حياتهم. هكذا يتشكل العالم من حولنا.
دراسة متعمقة للموضوع
إذا تحدثنا عن فصول متخصصة تهدف إلى دراسة أعمق وأكثر تفصيلا للعلوم، فيجب أن نتحدث عن الشيء الأكثر أهمية. بالنسبة لهؤلاء الأطفال، ينبغي تطوير برنامج خاص للدراسة المتعمقة لعلم الأحياء، والذي سيعتمد على الملاحظات في هذا المجال (الممارسة الصيفية)، وكذلك على البحوث التجريبية المستمرة. يجب على الأطفال أن يروا بأنفسهم معرفة نظرية، الذي يوضع في رؤوسهم. عندها تكون الاكتشافات والإنجازات الجديدة وولادة أهل العلم ممكنة.
دور التربية البيولوجية لأطفال المدارس
بشكل عام، يحتاج الأطفال إلى دراسة علم الأحياء ليس فقط لأنه يجب أن تكون الطبيعة محبوبة ونعتز بها ومحمية. ولكن أيضًا لأنه يوسع آفاقهم بشكل كبير، ويسمح لهم بفهم آليات عمليات الحياة، والتعرف على أنفسهم من الداخل والعناية بصحتهم.
إذا أخبرت الأطفال بشكل دوري عن إنجازات علم الأحياء الحديث وكيف يؤثر ذلك على حياة الناس، فسوف يفهمون هم أنفسهم أهمية العلم وأهميته. سوف يتشبعون بالحب لها، مما يعني أنهم سيحبون أيضًا موضوعها - الطبيعة الحية.
إنجازات علم الأحياء الحديث
هناك، بالطبع، الكثير من هذه. وإذا حددنا إطارًا زمنيًا لا يقل عن خمسين عامًا، فيمكننا سرد النجاحات البارزة التالية في مجال العلم المعني.
- فك جينوم الحيوانات والنباتات والبشر.
- الكشف عن آليات انقسام الخلايا وموتها.
- الكشف عن جوهر تدفق المعلومات الوراثية في الكائن الحي النامي.
- استنساخ الكائنات الحية.
- الخلق (التوليف) بيولوجيا المواد الفعالة، الأدوية، المضادات الحيوية، الأدوية المضادة للفيروسات.
مثل هذه الإنجازات التي حققها علم الأحياء الحديث تسمح للإنسان بالسيطرة على بعض أمراض الإنسان والحيوان، مما يمنعها من التطور. إنها تسمح لنا بحل العديد من المشاكل التي تعاني منها الناس في القرن الحادي والعشرين: أوبئة الفيروسات الرهيبة، والجوع، ونقص الغذاء. يشرب الماءوسوء الظروف البيئية وغيرها.
العلماء ومساهمتهم في تطوير علم الأحياء .
عالممساهمته في تطوير علم الأحياء
أبقراط 470-360 ق.م
أول عالم أنشأ كلية الطب. صاغ الطبيب اليوناني القديم عقيدة أربعة أنواع رئيسية من اللياقة البدنية والمزاج، ووصف بعض عظام الجمجمة والفقرات والأعضاء الداخلية والمفاصل والعضلات والأوعية الكبيرة.
أرسطو
وهو من مؤسسي علم الأحياء كعلم، وهو أول من عمم المعرفة البيولوجية التي راكمتها البشرية قبله. لقد أنشأ تصنيفًا للحيوانات وخصص العديد من الأعمال لأصل الحياة.
كلوديوس جالينوس
130-200 م
عالم وطبيب روماني قديم. وضع أسس التشريح البشري. طبيب وجراح وفيلسوف. قدم جالينوس مساهمات كبيرة في فهم الكثيرين التخصصات العلمية، بما في ذلك علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض والصيدلة وعلم الأعصاب، وكذلك الفلسفة والمنطق.
ابن سينا 980-1048
عالم بارز في مجال الطب. مؤلف العديد من الكتب والأعمال في الطب الشرقي.العالم الفيلسوف الأكثر شهرة وتأثيرا في العالم الإسلامي في العصور الوسطى. ومنذ ذلك الوقت، تم الحفاظ على العديد من المصطلحات العربية في التسميات التشريحية الحديثة.
ليوناردو دافنشي 1452-1519
ووصف العديد من النباتات، ودرس بنية جسم الإنسان، ونشاط القلب، والوظيفة البصرية. قام برسم 800 رسم دقيق للعظام والعضلات والقلب ووصفها علميا. رسوماته هي أول تصوير صحيح تشريحيًا لجسم الإنسان وأعضائه وأجهزته العضوية من الحياة.
أندرياس فيساليوس
1514-1564
مؤسس علم التشريح الوصفي. لقد ابتكر العمل "في بنية جسم الإنسان".
قام فيساليوس بتصحيح أكثر من 200 خطأ للمؤلف القديم المُقدّس. كما صحح خطأ أرسطو بأن الرجل لديه 32 سناً والمرأة 38. وصنف الأسنان إلى قواطع وأنياب وأضراس. كان عليه أن يحصل سرا على الجثث من المقبرة، لأنه في ذلك الوقت كانت الكنيسة محظورة تشريح الجثة البشرية.
ويليام هارفي
فتحت الدورة الدموية.
ويليام هارفي (1578-1657)، طبيب إنجليزي، مؤسس العلوم الحديثةعلم وظائف الأعضاء وعلم الأجنة. وصف الدورة الدموية الجهازية والرئوية. شكرا لهارفي ،
على وجه الخصوص، هو أنه هو
أثبت تجريبيا وجود مغلقة
الدورة الدموية البشرية، في أجزاء
وهي الشرايين والأوردة، والقلب هو
مضخة. ولأول مرة أعرب عن فكرة أن "كل الكائنات الحية تأتي من البيض".
كارل لينيوس 1707-1778
Linnaeus هو مبتكر نظام موحد لتصنيف النباتات والحيوانات، حيث تم تعميم المعرفة بفترة التطور السابقة بأكملها وتبسيطها إلى حد كبير . من بين الإنجازات الرئيسية التي حققها لينيوس إدخال مصطلحات دقيقة عند وصف الأشياء البيولوجية، وإدخالها في الاستخدام النشط ، وإنشاء تبعية واضحة بين .
كارل إرنست باير
أستاذ أكاديمية سانت بطرسبرغ الطبية والجراحية. اكتشف البويضة في الثدييات، ووصف مرحلة الأريمة، ودرس التطور الجنيني للدجاج، وأثبت تشابه أجنة الحيوانات العليا والدنيا، ونظرية المظهر المتسلسل في التطور الجنيني لشخصيات النوع والطبقة والترتيب وما إلى ذلك. من خلال دراسة التطور داخل الرحم، أثبت أن أجنة جميع الحيوانات في المراحل الأولى من التطور متشابهة. صاغ مؤسس علم الأجنة قانون التشابه الجنيني (حدد الأنواع الرئيسية للتطور الجنيني).
جان بابتيست لامارك
عالم الأحياء الذي ابتكر أول نظرية شاملة لتطور العالم الحي.صاغ لامارك مصطلح "علم الأحياء" (1802).لدى لامارك قانونان للتطور:
1. الحيوية. الكائنات الحية تحكمها رغبة داخلية في التحسين. تؤدي التغيرات في الظروف على الفور إلى حدوث تغييرات في العادات ومن خلال التمرين يتم تغيير الأعضاء المقابلة.
2. التغييرات المكتسبة موروثة.
جورج كوفييه
خالق علم الحفريات - علم الحفريات الحيوانية والنباتية.مؤلف “نظرية الكارثة”: بعد أحداث كارثية دمرت الحيوانات، ظهرت أنواع جديدة ولكن مر الزمن، ومرة أخرى حدثت كارثة أدت إلى انقراض الكائنات الحية، لكن الطبيعة أعادت الحياة، وظهرت تلك التي تأقلمت بشكل جيد مع الظروف الجديدة بيئةالأنواع التي ماتت مرة أخرى خلال كارثة رهيبة.
تي شوان وم. شليدن
ج- داروين
1809-1882
خلق نظرية التطور، العقيدة التطورية.يكمن جوهر التدريس التطوري في المبادئ الأساسية التالية:
جميع أنواع الكائنات الحية التي تعيش على الأرض لم يخلقها أحد قط.
بعد أن نشأت بشكل طبيعي، تحولت الأشكال العضوية ببطء وتدريجيا وتحسنت وفقا للظروف البيئية.
يعتمد تحول الأنواع في الطبيعة على خصائص الكائنات الحية مثل الوراثة والتقلب، وكذلك الانتقاء الطبيعي الذي يحدث باستمرار في الطبيعة. الانتقاء الطبيعييتم تنفيذها من خلال التفاعل المعقد للكائنات مع بعضها البعض ومع عوامل ذات طبيعة غير حية؛ أطلق داروين على هذه العلاقة اسم الصراع من أجل الوجود.
نتيجة التطور هي قدرة الكائنات الحية على التكيف مع ظروفها المعيشية وتنوع الأنواع في الطبيعة.
جي مندل
1822-1884
مؤسس علم الوراثة كعلم.
1 قانون
:
التوحيد
الجيل الأول الهجينة. عند تهجين كائنين متماثلين ينتميان إلى خطوط نقية مختلفة ويختلفان عن بعضهما البعض في زوج واحد من المظاهر البديلة للصفة، فإن الجيل الأول من الهجائن (F1) بالكامل سيكون موحدًا وسيحمل مظهر صفة أحد الأبوين .
القانون الثاني
:
ينقسم
علامات. عندما يتم تهجين نسلين متخالفين من الجيل الأول مع بعضهما البعض في الجيل الثاني، يتم ملاحظة الانقسام بنسبة عددية معينة: حسب النمط الظاهري 3:1، حسب النمط الجيني 1:2:1.
القانون الثالث: قانون الميراث المستقل
. عند تهجين فردين متماثلين يختلفان عن بعضهما البعض في زوجين (أو أكثر) من السمات البديلة، يتم توريث الجينات والصفات المقابلة لها بشكل مستقل عن بعضها البعض ويتم دمجها في جميع المجموعات الممكنة.
كارل ماكسيموفيتش
عارية
مؤسس علم الأجنة المقارن. أثبت باير التشابه بين الأجنة الأعلى والأدنى ، المظهر المتسلسل في التطور الجنيني للشخصيات من النوع والطبقة والترتيب وما إلى ذلك؛ وصف تطور جميع الأعضاء الرئيسية للفقاريات.
نيكولاي ألكسيفيتش سيفيرتسوف
وقد أولى اهتمامًا خاصًا بدراسة الطيور، وكان أحد أكبر علماء الطيور في عصره.
A.I.Oparin
نظرية أصل الحياة على الأرض. "في أصل الحياة" الذي اقترح فيه نظرية أصل الحياة من مرق المواد العضوية. في منتصف القرن العشرين، معقدة المواد العضويةعند المرور الشحنات الكهربائيةمن خلال خليط من الغازات والأبخرة، والذي يتطابق نظريًا مع تكوين الغلاف الجوي للأرض القديمة.
لويس باستور
مؤسس علم الأحياء الدقيقة. تطوير طرق التطعيم ضد الأمراض المعدية (الجمرة الخبيثة والحصبة الألمانية وداء الكلب)
إس جي. نافاشين
اكتشف الإخصاب المزدوج في النباتات
ر. كوخ 1843-1910
أحد مؤسسي علم الأحياء الدقيقة. وفي عام 1882، أعلن كوخ اكتشافه للعامل المسبب لمرض السل، وحصل على جائزة عنه. جائزة نوبلوالشهرة العالمية. في عام 1883، تم نشر عمل كلاسيكي آخر لكوخ - حول العامل المسبب للكوليرا. وقد حقق هذا النجاح المتميز نتيجة دراسة أوبئة الكوليرا في مصر والهند.
دي آي إيفانوفسكي 1864-1920
عالم فسيولوجيا النبات والأحياء الدقيقة الروسي، مؤسس علم الفيروسات. الفيروسات المكتشفة.
لقد أثبت وجود فيروسات قابلة للتصفية والتي كانت سببًا للمرض إلى جانب الميكروبات المرئية تحت المجهر. أدى هذا إلى ظهور فرع جديد من العلوم - علم الفيروسات، والذي تطور بسرعة في القرن العشرين.
آي متشنيكوف
1845-1916
وضع أسس علم المناعة.عالم أحياء وعالم أمراض روسي، أحد مؤسسي علم الأمراض المقارن، وعلم الأجنة التطوري وعلم الأحياء الدقيقة المحلي، وعلم المناعة، ومبتكر عقيدة البلعمة ونظرية المناعة، ومبدع المدرسة العلمية، عضو مناظر (1883)، عضو فخري (1902) في أكاديمية سانت بطرسبرغ للعلوم. جنبا إلى جنب مع N. F. أسس جماليا (1886) أول محطة بكتريولوجية في روسيا. اكتشف (1882) ظاهرة البلعمة. في أعماله "المناعة في الأمراض المعدية" (1901) أوضح نظرية البلعمةحصانة. خلق نظرية أصل الكائنات متعددة الخلايا.
لام باستور 1822-1895
وضع أسس علم المناعة.
L. Pasteur هو مؤسس علم المناعة العلمي، على الرغم من أنه كان معروفا قبله طريقة الوقاية من الجدري عن طريق إصابة الأشخاص بجدري البقر، والتي طورها الطبيب الإنجليزي E. Jenner. ومع ذلك، لم يتم توسيع هذه الطريقة لتشمل الوقاية من أمراض أخرى.
آي سيتشينوف
1829-1905
عالم فسيولوجي. وضع الأسس لدراسة التعليم العالي النشاط العصبي. سيتشينوف اكتشف ما يسمى بالتثبيط المركزي - وهي آليات خاصة في دماغ الضفدع تعمل على قمع ردود الفعل أو تثبيطها. كانت هذه ظاهرة جديدة تماما، والتي كانت تسمى "فرامل سيتشينوف".إن ظاهرة التثبيط التي اكتشفها سيتشينوف جعلت من الممكن إثبات أن النشاط العصبي بأكمله يتكون من تفاعل عمليتين - الإثارة والتثبيط.
آي بافلوف 1849-1936
عالم فسيولوجي. لقد وضع أسس دراسة النشاط العصبي العالي. خلق عقيدة ردود الفعل المشروطة.علاوة على ذلك، تم تطوير أفكار I. M. Sechenov في أعمال I.P. بافلوف الذي فتح طرق الهدف البحوث التجريبيةوظائف القشرة، طورت طريقة للتطوير ردود الفعل المشروطةوخلق عقيدة النشاط العصبي العالي. قدم بافلوف في أعماله تقسيم ردود الفعل إلى ردود أفعال غير مشروطة، والتي يتم تنفيذها عن طريق مسارات عصبية فطرية ثابتة وراثيًا، ومشروطة، والتي يتم تنفيذها من خلال الروابط العصبية المتكونة في عملية الحياة الفردية لشخص أو حيوان.
هوغودي
إفريز
خلق نظرية الطفرة.هوغو دي فريس (1848-1935) - أجرى عالم النبات وعلم الوراثة الهولندي، أحد مؤسسي عقيدة التباين والتطور، أولى الدراسات المنهجية لعملية الطفرة. درس ظاهرة تحلل البلازما (تقلص الخلايا في محلول تركيزه أعلى من تركيز محتوياتها) وطور في النهاية طريقة لتحديد الضغط الأسموزي في الخلية. قدم مفهوم "الحل متساوي التوتر".
ت. مورغان 1866-1943
خلق نظرية الكروموسومات للوراثة.
كان الكائن الرئيسي الذي عمل به ت. مورغان وطلابه هو ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة، التي تحتوي على مجموعة ثنائية الصبغيات مكونة من 8 كروموسومات. أظهرت التجارب أن الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم أثناء الانقسام الاختزالي تنتهي في مشيج واحد، أي أنها موروثة مرتبطة. وتسمى هذه الظاهرة قانون مورغان. وقد تبين أيضًا أن كل جين على الكروموسوم له موقع محدد بدقة - موضع.
في آي فيرنادسكي
1863-1945
أسس عقيدة المحيط الحيوي.لعبت أفكار فيرنادسكي دورًا بارزًا في تشكيل الصورة العلمية الحديثة للعالم. محور العلوم الطبيعية واهتماماته الفلسفية هو تطوير عقيدة شاملة للمحيط الحيوي، والمادة الحية (تنظيم غلاف الأرض) وتطور المحيط الحيوي إلى الغلاف النووي، حيث يصبح العقل البشري والنشاط والفكر العلمي هو الأساس. العامل الحاسم في التنمية القوة المطلقةويمكن مقارنتها في تأثيرها على الطبيعة بالعمليات الجيولوجية. كان لتعاليم فيرنادسكي حول العلاقة بين الطبيعة والمجتمع تأثير قوي على تكوين الوعي البيئي الحديث.
1884-1963
طور عقيدة عوامل التطور.يمتلك العديد من المؤلفات حول قضايا التشكل التطوري، حول دراسة أنماط نمو الحيوان، حول قضايا العوامل والأنماط عملية تطورية. تم تخصيص عدد من الأعمال لتاريخ التطور والتشريح المقارن. واقترح نظريته في نمو الكائنات الحية، والتي تقوم على فكرة وجود علاقة عكسية بين معدل نمو الكائن الحي ومعدل تمايزه. في عدد من الدراسات طور نظرية اختيار الاستقرار كعامل أساسي في التطور. منذ عام 1948 كان يدرس مسألة أصل الفقاريات الأرضية.
ج. واتسون (1928) وإف. كريك (1916-2004)
1953 تم تحديد بنية الحمض النووي.جيمس ديوي واتسون - عالم الأحياء الجزيئي الأمريكي، عالم الوراثة وعالم الحيوان؛ اشتهر بمشاركته في اكتشاف بنية الحمض النووي عام 1953. حائز على جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب.
بعد تخرجه بنجاح من جامعة شيكاغو وجامعة إنديانا، أمضى واتسون بعض الوقت في إجراء أبحاث الكيمياء مع عالم الكيمياء الحيوية هيرمان كالكار في كوبنهاغن. انتقل بعد ذلك إلى مختبر كافنديش في جامعة كامبريدج، حيث التقى لأول مرة بزميله ورفيقه المستقبلي فرانسيس كريك.
معظم أحداث مهمةفي مجال علم الأحياء، والذي أثر على كامل مساره مزيد من التطوير، هي: إنشاء التركيب الجزيئي للحمض النووي ودوره في نقل المعلومات في المادة الحية (F. Crick، J. Watson، M. Wilkins)؛ نص الكود الجيني(R. Holley، H.-G. Korana، M. Nirenberg)؛ اكتشاف بنية الجينات والتنظيم الجيني لتخليق البروتين (A. M. Lvov، F. Jacob، J.-L. Monod، إلخ)؛ صياغة نظرية الخلية (M. Schleiden، T. Schwann، R. Virchow، K. Baer)؛ دراسة أنماط الوراثة والتقلب (G. Mendel، G. de Vries، T. Morgan، إلخ)؛ صياغة مبادئ علم اللاهوت النظامي الحديث (سي. لينيوس)، نظرية التطور(سي داروين) وعقيدة المحيط الحيوي (في. آي. فيرنادسكي).
أهمية الاكتشافات العقود الاخيرةلم يتم تقييمها بعد، ولكن تم التعرف على أهم الإنجازات في علم الأحياء على النحو التالي: فك رموز الجينوم البشري والكائنات الحية الأخرى، وتحديد آليات التحكم في تدفق المعلومات الوراثية في الخلية والكائن الحي النامي، وآليات تنظيم انقسام الخلايا والموت. واستنساخ الثدييات، فضلا عن اكتشاف العوامل المسببة لمرض "جنون البقر" (البريونات).
إن العمل على برنامج "الجينوم البشري"، الذي تم تنفيذه في وقت واحد في العديد من البلدان واكتمل في بداية هذا القرن، قادنا إلى فهم أن الشخص لديه حوالي 25-30 ألف جين فقط، ولكن المعلومات من معظم جيناتنا لا تتم قراءة الحمض النووي أبدًا، لأنه يحتوي على كمية كبيرةالمناطق والجينات التي تشفر السمات التي فقدت أهميتها بالنسبة للإنسان (الذيل، وشعر الجسم، وما إلى ذلك). بالإضافة إلى ذلك، تم فك رموز عدد من الجينات المسؤولة عن تطور الأمراض الوراثية، وكذلك الجينات المستهدفة بالأدوية. لكن الاستخدام العملييتم تأجيل النتائج التي تم الحصول عليها أثناء تنفيذ هذا البرنامج حتى يتم فك رموز الجينوم لعدد كبير من الأشخاص، وبعد ذلك سوف يصبح من الواضح ما هي الاختلافات بينهما. تم وضع هذه الأهداف لعدد من المختبرات الرائدة حول العالم التي تعمل على تنفيذ برنامج ENCODE.
البحث البيولوجي هو أساس الطب والصيدلة، ويستخدم على نطاق واسع في الزراعة والغابات وصناعة الأغذية وغيرها من فروع النشاط البشري.
من المعروف أن "الثورة الخضراء" في الخمسينيات فقط هي التي جعلت من الممكن حل مشكلة تزويد سكان الأرض الذين يتزايد عددهم بسرعة بالأغذية والأعلاف من خلال إدخال أنواع جديدة من النباتات والتقنيات المتقدمة. لزراعتهم. نظرًا لحقيقة أن الخصائص المبرمجة وراثيًا للمحاصيل الزراعية قد استنفدت بالفعل تقريبًا، فإن الحل الإضافي لمشكلة الغذاء يرتبط بإدخال الكائنات المعدلة وراثيًا على نطاق واسع في الإنتاج.
كما أن إنتاج العديد من المنتجات الغذائية، مثل الأجبان والزبادي والنقانق والمخبوزات وغيرها، مستحيل دون استخدام البكتيريا والفطريات التي هي موضوع التكنولوجيا الحيوية.
إن معرفة طبيعة مسببات الأمراض، وعمليات العديد من الأمراض، وآليات المناعة، وأنماط الوراثة والتقلب، مكنت من تقليل معدل الوفيات بشكل كبير وحتى القضاء التام على عدد من الأمراض، مثل الجدري. وبمساعدة أحدث إنجازات العلوم البيولوجية، تم حل مشكلة التكاثر البشري. يتم إنتاج جزء كبير من الأدوية الحديثة على أساس المواد الخام الطبيعية، وكذلك بفضل نجاحات الهندسة الوراثية، مثل الأنسولين، وهو ضروري جدًا لمرضى السكري، والذي يتم تصنيعه بشكل أساسي بواسطة البكتيريا التي تتوافق معها. تم نقل الجين.
ولا تقل الأبحاث البيولوجية أهمية عن الحفاظ على البيئة وتنوع الكائنات الحية التي يهدد خطر انقراضها بالتشكيك في وجود البشرية.
أعلى قيمةمن بين إنجازات علم الأحياء حقيقة أنها تكمن وراء بناء الشبكات العصبية والشفرة الجينية تقنيات الكمبيوتر، وتستخدم أيضًا على نطاق واسع في الهندسة المعمارية وغيرها من الصناعات. لا شك أن القرن الحادي والعشرين هو قرن علم الأحياء.
