Вступ. Біологія 7 клас

Розділ І. ЖИВА ПРИРОДА: РІЗНОМАНІТНІСТЬ ТА ФУНКЦІОНУВАННЯ. Тема 1. ЄДНІСТЬ ЖИВОЇ ТА НЕЖИВОЇ ПРИРОДИ. ЖИВА ПРИРОДА. БІОЛОГІЯ

БІОЛОГІЯ (від грец. «біос» – життя, «логос» – учення) – наука, яка вивчає живу природу в усіх її проявах. Мінливість вірусів, будова й життєдіяльність організмів, склад та функціонування угруповань – це лише незначний перелік об’єктів та предмета її досліджень. Основне завдання біології – усебічне вивчення проявів живої природи та підтвердження загальних закономірностей природи, якими є матеріальна єдність світу, загальний зв’язок явищ, закони збереження енергії, розвитку, симетрії, періодичностітощо.

Прояви живого мають силу-силенну взаємозв’язків у природі, тому біологія тісно співпрацює з природничими науками – фізикою, хімією, екологією, географією, геологією, астрономією. Така взаємодія робить пізнання продуктивним, цікавим та захопливим. Наприклад, фізичні дослідження допомагають зрозуміти, чому яблука округлої форми, хімічні – чому яблука темніють на зрізі, географічні – вирощування певних сортів яблуні, екологічні – вплив чинників середовища на ріст та розвиток. Особливістю сучасного етапу розвитку біології є тісний взаємозв’язок не лише з науками про природу, але й з формальними (математика, логіка), суспільними (філософія, історія) та гуманітарними (психологія, соціологія) галузями пізнання. Наприклад, дослідження спадкової інформації неможливе без складних математичних розрахунків і швидких електронно-обчислювальних засобів. А філософія допомагає зрозуміти прояви кількісного і якісного, причин та наслідків, одиничного й загального в живій природі.

Чому біологія поділяється на велику кількість розділів і дисциплін?Причина цього – різноманітність проявів життя. Так, залежно від об’єктів досліджень розрізняють вірусологію, мікробіологію, ботаніку, мікологію та зоологію. Ці найдавніші науки об’єднують менші дисципліни. Наприклад, у межах зоології розрізняють науки, що вивчають комах (ентомологія), риб (іхтіологія), птахів (орнітологія), ссавців (теріологія). Самостійними ботанічними дисциплінами є науки про водорості (альгологія), мохи (бріологія) та ін. За дослідженнями властивостей життя виокремлюють анатомію (наука про будову організмів), фізіологію (наука, що вивчає процеси життєдіяльності), етологію (наука про поведінку), ембріологію (наука про закономірності розвитку зародків). Згідно з рівнями організації життя розрізняють молекулярну біологію (наука про нуклеїнові кислоти та білки), цитологію (наука про клітини), гістологію (наука про тканини) та ін. Низка біологічних наук пов’язана з використанням методів досліджень тих чи інших природничих наук. Це біохімія (наука про хімічний склад та хімічні процеси живого), біофізика (наука про фізичні процеси біосистем), біогеографія (наука про поширення організмів на землі) та ін.

Які особливості сучасної біології?У своєму становленні біологія пройшла ряд етапів розвитку і з описової дисципліни перетворилася в науку з величезним арсеналом можливостей для найскладніших досліджень. Сучасна біологія є наукою, що проникає в біологічний мікросвіт і розкриває суть життєвих процесів. Завдяки біологічним дослідженням білків, ДНК й генів науковцям вдалося відкрити молекулярні основи життя й наблизитися до розв’язання найбільшої таємниці природи – розкриття суті життя. Сучасна біологія є потужною виробничою силою, що сприяє розвитку різних напрямків економічної діяльності людини. Використання живого для інженерних рішень є предметом досліджень біоніки, застосування організмів чи біологічних процесів у промисловому виробництві досліджує біотехнологія, створенням і дослідженням лікувального впливу біопрепаратів займається 13 біофармакологія, застосування методів інформатики для вирішення біологічних проблем зумовило становлення біоінформатики

Сучасна біологія є важливою складовою природознавства, у яку залучають знання й методи інших наук, а біологічні відкриття визначають розвиток суспільства. Так, розшифрування генетичного коду спадкової інформації й відкриття структури ДНК стало справжньою революційною подією, яка започаткувала сучасну біологію та відкрила практично безмежні можливості перед людством. Коротко про головне. БІОЛОГІЯ – наука, яка вивчає форми життя та біологічні явища. Основне завдання біології – усебічне вивчення проявів живої природи та підтвердження її загальних закономірностей. Живу природу вивчають природничі, а також соціальні, гуманітарні та формальні науки. Різноманітність і складність живої природи є причиною поділу біології на дисципліни. Сучасна біологія має особливості, що визначаються потребами суспільства.

БІОЛОГІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯЯк організовуються біологічні дослідження?Світ живого різноманітний та складний, тому пізнання мусить бути організованим. Біологічні дослідження упорядковують у три етапи: підготовчий, основний та підсумковий. На підготовчому етапі здійснюється вибір об’єкта й предмета досліджень, визначається мета й завдання пошуку. Об’єктом біологічних досліджень може бути будь-яка жива система, процес чи явище живої природи, а предметом – їхні особливості та властивості. Формулюється мета дослідження, якою є кінцевий результат. А конкретні дії для отримання результату визначаються як завдання дослідження.

Основний етап дослідження передбачає проведення пошукових дій: огляд наукової літератури, підбір методів та проведення дослідження. Особливе значення має правильний вибір методів. Френсіс Бекон порівнював значення методу пізнання з ліхтарем, що освітлює мандрівникові шлях у темряві. Основні методи досліджень, засновані на практиці, – спостереження та експеримент. На підсумковому етапі аналізуються результати досліджень. Отримані дані порівнюють, узагальнюють, систематизують, класифікують, визначають зв’язки тощо.

Спостереження. Спостереження – це спосіб проведення дослідження природи за допомогою органів чуття. Цей метод передбачає безпосереднє вивчення зовнішніх ознак організмів чи біологічних явищ без утручання дослідника. Спостереження виконують з дотриманням певних вимог. Розглянемо їх на прикладі дослідження за живленням Сонцевика павичеве око. Насамперед дослідження має бути цілеспрямованим. Увага натураліста зосереджується на тому, щоб з’ясувати, нектар яких квітів споживає метелик. І не слід відволікатися на інші цікаві сторони його життєдіяльності.

Спостереження як різновид споглядання вимагає активності дослідника, який, окрім стеження за метеликом, записує назви квіткових рослин, малює чи фотографує об’єкти тощо. Планомірність спостереження – це дотримання запланованих дій. Наприклад, були передбачені літні спостереження впродовж години, на певній ділянці, кількість перельотів з квітки на квітку, тривалість споживання нектару тощо. Результати спостереження будуть більш достовірними, якщо дії повторити декілька разів через певний період часу за тим самим планом. Ця вимога визначається як системність. Необхідною складовою дією спостережень є фіксування даних. Результати спостережень описують і створюють схеми, таблиці, малюнки, рисунки.

Експеримент. Експеримент – метод дослідження об’єктів та явищ природи за допомогою доцільно вибраних або створених умов. Експеримент відрізняється від спостереження активною взаємодією дослідника з досліджуваними об’єктами. Змінені умови в лабораторії або на природі мають на меті встановити наслідки впливу чинників на об’єкт дослідження. Експеримент є сукупністю дослідів, організованих за певними умовами. Дослід – це однократне виконання певних дій для отримання результату. Проведення досліду пов’язане з проведенням його варіантів: контрольного й дослідних. Контрольний варіант передбачає дослідження об’єктів за незмінених умов,з яким порівнюють результати інших варіантів.

Сукупність усіх варіантів досліду становить схему експерименту. Наприклад, експеримент з визначення впливу мінеральних добрив на ріст цибулі посівної планується провести за такою схемою: 1 – контрольний варіант, що не передбачає внесення добрив; 2 – дослідний варіант із внесенням нітратного добрива; 3 – дослідний варіант із внесенням фосфатного добрива; 4 – дослідний варіант із внесенням калійного добрива; 5 – дослідний варіант із внесенням комплексного добрива.

Коротко про головне. БІОЛОГІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ – це організована діяльність для отримання нових знань про живу природу.  Спостереження – це найпростіший метод дослідження, який слід організовувати з дотриманням певних вимог. Експеримент – це вивчення біологічних явищ чи об’єктів на основі зміни дослідником умов їхнього існування й організації спостереження за наслідками цих змін.