1 урок Биология как комплексная наука и как часть

1. Биология как комплексная наука и как часть современного общества

10 класс
(углубленный уровень)

2.

Биология – наука о
жизни, изучающая живые
организмы, их строение,
функции, взаимодействие
и эволюцию.
<ahref="https://www.freepik.com/freevector/set-equipment-needed-scienceexperiment_26163104.htm">Image by brgfx
on Freepik</a>
Почему биология считается комплексной наукой и
какова её роль в современном мире?

3.

Биологические науки
По объекту
исследования
По уровню
организации
По методам и задачам
вирусология
молекулярная
биология
генетика
микробиология
цитология
биохимия
микология
гистология
физиология
ботаника
анатомия
эволюционная
биология
зоология
морфология
экология
антропология
экология
биотехнология

4.

Биологические науки
Наука
Что изучает
Молекулярная биология
Структуру и функции биомолекул (ДНК, белки)
Цитология
Строение и жизнедеятельность клеток
Гистология
Строение, жизнедеятельность и развитие тканей
Анатомия
Строение организмов
Морфология
Строение и форму живых организмов
Генетика
Наследственность и изменчивость организмов
Антропология
Происхождение и развитие человека
Эмбриология
Индивидуальное развитие организмов
Экология
Взаимоотношения организмов и окружающей
среды
Эволюция
Историческое развитие живой природы

5.

Связь биологии с другими науками
химия
физика
биохимия
<ahref="https://www.freepik.com/freevector/science-cartoonset_4005771.htm">Image by macrovector on
Freepik</a>
биофизика
биология
биостатистика
математика
биоинформатика
<ahref="https://www.freepik.co
m/free-vector/laptop-computerwith-academic-icon-whitebackground_20499341.htm">Im
age by brgfx on Freepik</a>
информатика

6.

Краткая история развития биологии
Античный период
(IV в. до н. э. – V в. н. э.)
Аристотель – заложил основы классификации
организмов( «Органон», «История животных»).
Теофраст – первый ботаник, описал 500 видов
растений.
Гален – изучал анатомию животных.
Средние века (V–XV вв.)
Аристотель
Авиценна (Ибн Сина) – изучал анатомию, физиологию человека.
«Канон врачебной науки» - важнейшее врачебное руководство на
протяжении 5 веков.

7.

Краткая история развития биологии
Эпоха Возрождения
(XVI–XVII вв.)
Леонардо да Винчи – точные анатомические
рисунки.
Андреас Везалий - основатель современной
анатомии. (1543 г.)
Уильям Гарвей – открыл кровообращение (1628 г).
Роберт Гук - открытие клеток (1665 г.).
Рисунки
Леонардо да Винчи
Микроскоп
Роберта Гука

8.

Краткая история развития биологии
Становление биологии как науки
(XVIII–XIX века)
Карл Линней – разработал бинарную номенклатуру и заложил основы
систематики (1735).
Жан-Батист Ламарк – создал первую теорию эволюции (1809).
Теодор Шванн и Матиас Шлейден – сформулировали клеточную
теорию (1839).
Чарльз Дарвин – создал учение о естественный отбор
(«Происхождение видов», 1859)
Луи Пастер – опроверг теорию самозарождения (1861).
Грегор Мендель – сформулировал законы наследственности (1865).
Дмитрий Иосифович Ивановский – открыл вирусы и положил начало
вирусологии (1892).

9.

Становление биологии как науки (XVIII–XIX века)
Карл Линней
разработал бинарную
номенклатуру и
заложил основы
систематики (1735)
Жан-Батист Ламарк
создал первую теорию
эволюции (1809)
Чарльз Дарвин
создал учение о
естественный отбор
(«Происхождение
видов», 1859)

10.

Становление биологии как науки (XVIII–XIX века)
Теодор Шванн и Матиас Шлейден
сформулировали клеточную теорию (1839)
Луи Пастер
опроверг теорию
самозарождения (1861)

11.

Становление биологии как науки (XVIII–XIX века)
Грегор Мендель
сформулировал законы
наследственности (1865)
Дмитрий Иосифович
Ивановский
открыл вирусы и положил начало
вирусологии (1892)

12.

Роль биологии в современном обществе
Медицина и фармакология
Разработка вакцин, лекарственных препаратов.
Генная терапия (лечение наследственных заболеваний).
Сельское хозяйство
Создание ГМО-культур (устойчивых к заболеваниям).
Клонирование растений и животных.
Экология и охрана природы
Сохранение биоразнообразия.
Борьба с изменением климата (изучение экосистем).

13.

Фундаментальные, прикладные и поисковые
исследования в биологии
Фундаментальные
исследования
Цель: Познание законов
природы, изучение базовых
механизмов жизни без
ориентации на практическое
применение.
Характеристики:
• Направлены на
понимание биопроцессов.
• Не имеют прямой
коммерческой выгоды.
• Часто становятся основой
для прикладных наук.
Прикладные
исследования
Поисковые
исследования
Цель: Решение конкретных
практических задач с
использованием
фундаментальных знаний.
Характеристики:
• Направлены
на применение научных
открытий.
• Имеют четкую
практическую цель.
• Часто финансируются
компаниями или
государственными
программами.
Цель: Обнаружение новых
явлений, закономерностей
или потенциальных
направлений для
дальнейшего изучения.
Характеристики:
• Часто носят
• экспериментальный
характер.
• Могут не иметь
очевидного применения.
• Иногда приводят к
неожиданным
открытиям.

14.

Значение биологии в формировании современной
естественно-научной картины мира
Биология играет ключевую роль в понимании устройства жизни и места
человека в природе. Она не только объясняет фундаментальные
процессы, но и активно влияет на развитие других наук, технологий и
мировоззрение общества.
1. Биология объединяет знания о живом.
Например: Синтетическая теория эволюции объединила генетику,
палеонтологию и экологию, объяснив механизмы видообразования.
2. Биология связана с точными науками (биохимия, биофизика,
биоинформатика).
Например: Изучение ферментативных реакций, МРТ-диагностика на
основе ядерного резонанса, расшифровка генома человека.
3. Биология имеет практическое значение в медицине,
биотехнологии и экологии.

15.

Профессии, связанные с биологией
Медицина и
здравоохранение
Экология и охрана
природы
(врачи всех специальностей,
медицинские лаборанты)
(эколог, морской биолог,
эколог-охотовед)
Биотехнологии и генная
инженерия
Сельское и лесное
хозяйство
(биотехнолог, генный инженер,
биоинформатик)
(агроном, фитопатолог,
зоотехник, ветеринар)
Наука и образование
(биолог-исследователь,
преподаватель биологии,
журналист)
Криминалистика и
судебная экспертиза
(криминалист-генетик)

16.

Современные профессии. Медицина
IT – медик
Генетический консультант
Создание базы физиологических
данных и программного
обеспечения для лечебного и
диагностического оборудования.
Генетический анализ с целью
выявления наследственных
заболеваний, онкозаболеваний,
нарушений обмена веществ с
помощью генетического скрининга.

17.

Современные профессии. Медицина
Разработчик киберпротезов и
имплантов
Разработка функциональных
искусственных устройств и органов.
IT – генетик
Програмирование генома по
заданным параметрам за счет
генотерапии, внесения изменений в
генетический аппарат человека.

18.

Современные профессии. Биотехнология
Системный биотехнолог
Специалист по применению и
использованию современных
материалов, созданных с помощью
биотехнологии.
Архитектор живых систем
Проектирование технологий
замкнутого цикла с участием
генномодифицированных
организмов и микроорганизмов
(биореакторы, переработка
мусора).

19.

Современные профессии. IT-сектор и строительство
Проектировщик
нейроинтерфейсов
Разработка совместимых с
нервной системой человека
интерфейсов для управления
компьютерами, роботами.
Биоархитектор
Проектирование здания,
конструкции и материалы,
используя принципы живых
организмов и биотехнологии,
создание «живых» материалов.

20.

Значение биологии в практической деятельности человека
Медицина и здравоохранение
Биология — основа современной медицины.
Основные направления:
Генная инженерия
• CRISPR-Cas9 для лечения наследственных заболеваний.
• Персонализированная медицина (подбор лекарств по ДНК).
Биотехнологии
• Производство инсулина, вакцин.
• Создание искусственных органов (3D-биопечать).
Микробиология и иммунология
• Антибиотики (пенициллин, открытый Флемингом).
• Пробиотики для восстановления микрофлоры.
Пример:
Расшифровка генома человека (2003 г.) позволила разрабатывать таргетные
препараты против рака.

21.

Значение биологии в практической деятельности человека
Сельское хозяйство
Биология повышает эффективность агропромышленного комплекса.
Главные достижения:
Генетика и селекция
• Выведение высокоурожайных сортов.
• Устойчивые к засухе и вредителям культуры.
Биотехнологии
• ГМО (кукуруза, соя с повышенной питательностью).
• Вертикальные фермы и гидропоника.
Биозащита растений
• Энтомофаги (хищные насекомые против вредителей).
• Биопестициды на основе бактерий.
Пример:
Золотой рис (с витамином А) спасает от слепоты в развивающихся странах.

22.

Значение биологии в практической деятельности человека
Охрана природы и экология
Биология помогает сохранить планету.
Основные задачи:
Восстановление экосистем
• Реинтродукция исчезающих видов (зубры, амурские тигры).
• Лесовосстановление с учетом биоразнообразия.
Биоремедиация
• Очистка нефтяных разливов бактериями.
• Фиторемедиация (растения, поглощающие тяжелые металлы).
Мониторинг биоразнообразия
• ДНК-анализ почвы и воды для оценки состояния экосистем.
• Спутниковые технологии для защиты лесов.
Пример:
Проект возвращения в природу волков, бизонов и рысей.

23.

Биотехнологии и будущее
Синтетическая биология – создание искусственных организмов.
Криоконсервация – сохранение генетического материала.
Бионика – применение биологических принципов в технике
(например, протезы, управляемые нейросигналами).
Перспективы:
Персонализированная медицина (лечение на основе генома).
Биоразлагаемые материалы (замена пластика).
Биология служит ключевым инструментом для повышения
качества жизни.
Без достижений биологии человечество не смогло бы:
• победить многие болезни,
• обеспечить себя едой,
• создать экологичные технологии,
• сохранить природу для будущих поколений.