Определение биологии как науки. Объект, задачи и методы. Связь биологии с другими науками. Значение биологии для медицины.

Термин «биология» образуется из двух греческих слов (bios – жизнь и logos – учение).

Термин был введен в 1802 году двумя естествоиспытателями – Ж.Б.Ламарком и Г.Р.Тревиранусом, независимо друг от друга.

Биология изучает общие закономерности, характерные для всего живого и раскрывающие сущность жизни, ее формы и развитие.

Основными методами, которые используются в биологических науках, являются:

1)наблюдение и описание – самый старый (традиционный) метод биологии. Этот метод широко используется и в наше время (в зоологии, ботанике, цитологии, экологии и др.)

2)сравнение, т.е. сравнительный метод дает возможность найти сходства и различия, общие закономерности в строении организмов.

3)опыт или эксперимент. Например, опыты Г.Менделя или работы И.П.Павлова в физиологии.

4)моделирование – создание определенной модели или процессов и их изучения. Например, моделирование условий и процессов (недоступных наблюдению) происхождения жизни.

5)исторический метод – изучение закономерности появления и развития организмов

Задачи биологии:

1)Вопрос образования сложных макромолекул

2)Проблема изучения последовательности нуклеотидов в ДНК у человека и высших животных

3) Вопросы регуляции генной активности и функционирование генов у эукариот

В области цитологии

4) Вопросы транспорта веществ

5) Особенности строения микроскопических структур клетки

6) Вопросы по механизмам, лежащим в основе деления клетки

В области онтогенеза

7) Дифференцировка клеток многоклеточных организмов

В области филогенеза

8) Проблема микроэволюции -формирование таксонов надвидового уровня

9) Проблема происхождения жизни – первичное образование самовоспроизводящихся молекул

В области биосферы

10) Рост населения

Проблемы в области экологии- озоновые дыры, кислотные дожди и др.

Эволюционная взаимосвязь выделительной и половой систем.

Для выделительной системы позвоночных характерна тесная связь с половой системой, которая обусловлена филогенезом.

У большинства позвоночных гонады закладываются в виде парных складок центральных краях мезонефроса. Сначала гонады мужского и женского пола имеют одинаковое строение, позднее происходит специализация желез и возникает связь с различными для каждого пола частями выделительной системы. У самок анамний мочеточник предпочки (мюллеров канал) преобразуется в яйцевод, а продукты диссимиляции выводятся самостоятельно через первичную почку и ее мочеточник (вольфов канал). Одновременно возникает связь между семенником и первичной почкой. Их эпителия, выстилающего стенку полости тела образуются тяжи, соединяющие канальцы первичной почки и семенные канальцы. Мужские половые клетки через семявыводящие канальцы попадают в почку и мочеточник (вольфов канал), выделяются наружу, который поэтому называют мочеполовым протоком.

У самок амниот, как и у анамний, яйцевод развивается из остатков предпочки и из мочеточника (мюллеров канал). У самцов амниот мочеточник полностью редуцируется. Канальцы передней части первичной почки (вольфов канал) превращается в семяпровод. Функцию выделения мочи в связи с образованием вторичной почки он утрачивает, в отличие от самцов анамний.

У рептилий и птиц в яйцеводах наблюдается дифференцировка на отделы. Передняя часть у черепах, крокодилов и птиц - белок. Задняя часть продуцирует кожистую (у рептилий) или пропитанную известью (у птиц) скорлупу.

У млекопитающих в связи с появлением функции живорождения дифференцировка яйцеводов не становится более сложной. Яйцеводы подразделяются на 3 отдела: фаллопиевы трубы, матку и влагалище. У плацентарных происходит срастание дистальных отделов яйцевода на разных уровнях. В результате может развиваться двойная матка (грызуны), двурогая матка (хищники, парнокопытные) или просто матка (полуобезьяны, человек, некоторые летучие мыши).

 

Билет №21

1.Постэмбриональное развитие и его виды. Нейрогуморальная регуляция роста и развития. Взаимодействие роста и дифференцировки в процессе развития (И.И.Шмальгаузен).

Характеристика постэмбрионального развития

Постэмбриональный (постнатальный) онтогенез начинается с момента рождения, при выходе из зародышевых оболочек (при внутриутробном развитии) или при выходе из яйцевых оболочек и заканчивается смертью.

Продолжительность постэмбрионального онтогенеза у организмов разных видов колеблется от нескольких дней до нескольких десятков лет и является видовым признаком.

Постэмбриональный онтогенез у всех живых существ подразделяется на следующие периоды:

1) Ювенильный (дорепродуктивный) – от рождения до полового созревания.

2) Пубертатный (репродуктивный) период зрелости, - организм способен к самовоспроизведению.

3) Пострепродуктивный (период старения) – заканчивается смертью.

Ювенильный период характеризуется продолжением начавшегося ещё в эмбриональный период органогенеза и увеличением размеров тела. Уже к началу этого периода все органы достигают той степени дифференцировки, при которой молодой организм может существовать и развиваться вне организма матери или вне яйцевых оболочек.

С этого времени начинают функционировать пищеварительная система, органы дыхания и органы чувств. Нервная, кровеносная и выделительная системы начинают функционировать еще у зародыша. В течение дорепродуктивного периода окончательно складывается видовые и индивидуальные особенности организма, и особь достигает характерных для вида размеров.

Ювенильный период называют прогрессивной стадией, т.к. в этот период продолжается рост и развитие организма в условиях прямого воздействия окружающей среды.

У человека постнатальный онтогенез отличается более длительным периодом детства. Это имеет большое значение, так как в этот период происходит не только физическое и физиологическое развитие организма, но и становление личности.

Пубертатный период (период зрелости) называют стабильной стадией, т.к. организм в этот период функционирует как устойчивая система, способная поддерживать постоянство своего внутреннего состава в изменяющихся условиях внешней среды.

В репродуктивный период осуществляется важная функция организма – размножение, от которого зависит воспроизведение численности вида.

После периода зрелости наступает период старения, он характеризуется уменьшением интенсивности обмена веществ, ослаблением физиологических, биохимических и морфологических функций – это регрессивный период. Старение приводит к естественной смерти особи.

В постнатальном периоде, как и в эмбриональном, выделяют несколько критических периодов:

- новорождение – первые дни после рождения в связи с перестройкой всех процессов жизнедеятельности.

- полового созревания (12-16 лет), когда происходит гормональная перестройка.

- полового увядания (около 50 лет), когда происходит угасание функций эндокринных желез

Причины критических периодов постнатального онтогенеза те же, что и пренатального: изменение гормонального фона, появление новых и исчезновение старых индукторов, включения и выключения разных блоков генов.

Каждое живое существо в процессе онтогенеза, в том числе и постэмбрионального, растет.

Рост – это увеличение размеров и массы тела. Рост обеспечивается увеличением количества клеток за счет пролиферации клеток, увеличения размеров клеток, увеличением неклеточного вещества, повышения уровня обменных процессов.

Происходит дифференциация клеток, благодаря которой клетки отличаются и морфологически и функционально.

Рост и дифференцировка происходит на протяжении всего жизненного цикла организма.

И. И. Шмальгаузен (русский зоолог, теоретик эволюционного учения) выдвинул теорию зависимости роста от дифференцировки (зависимость обратная).

Эмбриональные и малодифференцированные ткани растут быстрее дифференцированных. С возрастом количество малодифференцированных клеток уменьшается, что приводит к падению интенсивности роста.

В филогенезе животного мира отмечается аналогичное явление: максимальная интенсивность постэмбрионального роста животного зависит от уровня его организации. Чем выше уровень организации, тем меньше интенсивность постэмбрионального роста.