ما يدرس العلم السمات الهيكلية للكائنات الحية. علم الأحياء (علوم بيولوجية)

علم الأحياء كعلم.

مادة الاحياء العلم الذي يدرس خصائص الأنظمة الحية.

العلم هي كرة النشاط البشريللحصول على المعرفة الموضوعية حول الواقع وتنظيمها.

الكائن - علم - علم الأحياءهي الحياة بكل مظاهرها وأشكالها ، وكذلك على مختلف المستويات. حاملة الحياة هي الأجسام الحية. يتم دراسة كل ما يتعلق بوجودهم بواسطة علم الأحياء.

طريقة - هذا هو مسار البحث الذي يمر به العالم لحل أي مشكلة أو مشكلة علمية.

طرق العلوم الأساسية:

الأساليب الخاصة في علم الأحياء:

علوم

علامات وخصائص المعيشة

مستويات تنظيم الحياة الفطرية

العلماء - علماء الأحياء

علم الأحياء مثل العلم.

الجزء أ.

1. علم الأحياء كعلم دراسات 1) السمات المشتركةهياكل النباتات والحيوانات. 2) العلاقة بين الطبيعة الحية وغير الحية ؛ 3) العمليات التي تحدث في النظم الحية ؛ 4) أصل الحياة على الأرض.

2.I.P. استخدم بافلوف في أعماله عن الهضم أسلوب البحث: 1) تاريخي. 2) وصفي. 3) تجريبي 4) الكيمياء الحيوية.

3. افتراض الفصل داروين أن الجميع نظرة حديثةأو مجموعات من الأنواع لها أسلاف مشتركة - هذه 1) نظرية ؛ 2) الفرضية. 3) حقيقة. 4) إثبات.

4. دراسات علم الأجنة 1) تطور الكائن الحي من اللاقحة إلى الولادة. 2) هيكل ووظائف البيضة ؛ 3) التنمية البشرية بعد الولادة ؛ 4) تطور الكائن الحي من الولادة حتى الموت.

5. يتم تحديد عدد وشكل الكروموسومات في الخلية من خلال طريقة البحث 1) الكيمياء الحيوية. 2) علم الخلوي. 3) الطرد المركزي. 4) المقارنة.

6. التناسل كعلم يحل المشاكل 1) خلق أنواع جديدة من النباتات وسلالات الحيوانات. 2) الحفاظ على المحيط الحيوي ؛ 3) إنشاء agrocenoses ؛ 4) إنشاء أسمدة جديدة.

7. يتم تحديد أنماط وراثة السمات في الإنسان من خلال الطريقة 1) التجريبية. 2) الهجين. 3) علم الأنساب. 4) الملاحظات.

8. إن تخصص العالم الذي يدرس التراكيب الدقيقة للكروموسومات يسمى: 1) المربي. 2) علم الوراثة الخلوية. 3) علم الصرف. 4) عالم الأجنة.

9. علم اللاهوت النظامي هو علم يتعامل مع 1) الدراسة الهيكل الخارجيالكائنات الحية. 2) دراسة وظائف الكائن الحي ؛ 3) تحديد العلاقات بين الكائنات الحية ؛ 4) تصنيف الكائنات الحية.

10. قدرة الكائن الحي على الاستجابة للتأثيرات البيئية تسمى: 1) التكاثر. 2) التطور. 3) التهيج. 4) معدل التفاعل.

11. عملية التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة هي علامة من خلالها: 1) تحديد التشابه بين الأجسام ذات الطبيعة الحية وغير الحية. 2) يمكن تمييز الحي عن غير الحي. 3) الكائنات أحادية الخلية تختلف عن الكائنات متعددة الخلايا. 4) تختلف الحيوانات عن البشر.

12. بالنسبة للكائنات الحية في الطبيعة ، على عكس الأجسام غير الحية ، فهي مميزة: 1) فقدان الوزن. 2) الحركة في الفضاء. 3) التنفس. 4) إذابة المواد في الماء.

13. يرتبط حدوث الطفرات بخاصية الكائن الحي مثل: 1) الوراثة. 2) التباين. 3) التهيج. 4) التكاثر الذاتي.

14. التمثيل الضوئي ، والتخليق الحيوي للبروتين هي علامات: 1) التمثيل الغذائي البلاستيكي. 2) استقلاب الطاقة. 3) التغذية والتنفس. 4) الاستتباب.

15. على أي مستوى تحدث منظمات الأحياء الطفرات الجينية: 1) عضوي. 2) الخلوية. 3) الأنواع. 4) الجزيئية.

16. يتم دراسة تركيب ووظائف جزيئات البروتين على مستوى تنظيم الكائنات الحية: 1) الكائن الحي. 2) النسيج. 3) الجزيئية. 4) السكان.

17. في أي مستوى من تنظيم الكائنات الحية يتم تنفيذ دورة المواد في الطبيعة؟

1) الخلوية. 2) عضوي. 3) الأنواع السكانية ؛ 4) المحيط الحيوي.

18. يتميز العيش من غير الأحياء بالقدرة على: 1) تغيير خصائص كائن تحت تأثير البيئة. 2) المشاركة في تداول المواد ؛ 3) استنساخ نوعها ؛ 4) تغيير حجم الكائن تحت تأثير البيئة.

19. الهيكل الخلوي - ميزة مهمةالحية ، المميزة لـ: 1) العاثيات. 2) الفيروسات. 3) بلورات. 4) البكتيريا.

20. يسمى الحفاظ على الثبات النسبي للتركيب الكيميائي للجسم:

1) التمثيل الغذائي. 2) الاستيعاب. 3) التوازن. 4) التكيف.

21. سحب اليد بعيدًا عن الجسم الساخن مثال على: 1) التهيج ؛ 2) القدرة على التكيف ؛ 3) وراثة السمات من الوالدين ؛ 4) التنظيم الذاتي.

22. أي من المصطلحات مرادف لمفهوم "التمثيل الغذائي": 1) الابتنائية. 2) الهدم. 3) الاستيعاب. 4) التمثيل الغذائي.

23. يتم دراسة دور الريبوسومات في عملية التخليق الحيوي للبروتين على مستوى تنظيم الكائنات الحية:

1) عضوي. 2) الخلوية. 3) النسيج. 4) السكان.

24. على أي مستوى من التنظيم هو تنفيذ المعلومات الوراثية:

1) الغلاف الحيوي. 2) النظام البيئي. 3) السكان. 4) عضوي.

25 - يسمى المستوى الذي تتم فيه دراسة عمليات الهجرة الحيوية للذرات:

1) التكاثر الحيوي. 2) المحيط الحيوي. 3) الأنواع السكانية ؛ 4) الجزيئية - الوراثية.

26. على مستوى الأنواع السكانية ، يقومون بدراسة: 1) الطفرات الجينية. 2) العلاقة بين الكائنات الحية من نفس النوع ؛ 3) أجهزة الأعضاء. 4) عمليات التمثيل الغذائي في الجسم.

27- أي من الأنظمة البيولوجية التالية يشكل أكثر مستوى عالالحياة؟

1) خلية الأميبا ؛ 2) فيروس الجدري. 3) قطيع من الغزلان. 4) محمية طبيعية.

28. ما هي طريقة علم الوراثة المستخدمة لتحديد دور العوامل البيئية في تكوين النمط الظاهري للإنسان؟ 1) علم الأنساب. 2) الكيمياء الحيوية. 3) علم الحفريات.

4) توأم.

29. يتم استخدام طريقة الأنساب من أجل 1) الحصول على الطفرات الجينية والجينية. 2) دراسة تأثير التنشئة على تطور الجنين. 3) دراسات الوراثة البشرية والتنوع ؛ 4) دراسة مراحل التطور عالم عضوي.

30. ما العلم الذي يدرس بصمات وأحافير الكائنات الحية المنقرضة؟ 1) علم وظائف الأعضاء. 2) علم البيئة. 3) علم الحفريات. 4) الاختيار.

31. يتعامل العلم مع دراسة تنوع الكائنات الحية وتصنيفها 1) علم الوراثة.

2) التصنيف. 3) علم وظائف الأعضاء. 4) علم البيئة.

32. يتم دراسة تطور الكائن الحي الحيواني من لحظة تشكل البيضة الملقحة حتى الولادة عن طريق العلم

1) علم الوراثة. 2) علم وظائف الأعضاء. 3) علم التشكل. 4) علم الأجنة.

33. ما العلم الذي يدرس بنية ووظائف خلايا الكائنات الحية لممالك الحياة البرية المختلفة؟

1) علم البيئة. 2) علم الوراثة. 3) الاختيار. 4) علم الخلايا.

34. الجوهر طريقة هجينةيتكون في 1) عبور الكائنات الحية وتحليل النسل ؛ 2) الحصول الاصطناعي على الطفرات ؛ 3) دراسة شجرة العائلة. 4) دراسة مراحل التكوّن.

35. ما هي الطريقة التي تسمح لك بعزل ودراسة عضيات الخلية بشكل انتقائي؟ 1) العبور

2) الطرد المركزي. 3) النمذجة. 4) الكيمياء الحيوية.

36. ما العلم الذي يدرس النشاط الحيوي للكائنات؟ 1) الجغرافيا الحيوية ؛ 2) علم الأجنة. 3) علم التشريح المقارن. 4) علم وظائف الأعضاء.

37. ما هو علم الأحياء الذي يدرس البقايا الأحفورية للنباتات والحيوانات؟

1) علم اللاهوت النظامي. 2) علم النبات. 3) علم الحيوان. 4) علم الحفريات.

38. بأي علم بيولوجي ترتبط هذه الصناعة؟ الصناعات الغذائيةمثل صناعة الجبن؟

1) علم الفطريات. 2) علم الوراثة. 3) التكنولوجيا الحيوية. 4) علم الأحياء الدقيقة.

39. الفرضية هي 1) تفسير مقبول بشكل عام للظاهرة. 2) نفس النظرية ؛ 3) محاولة لشرح ظاهرة معينة ؛ 4) العلاقات المستقرة بين الظواهر في الطبيعة.

40. اختيار التسلسل الصحيح لمراحل البحث العلمي

1) فرضية - ملاحظة - نظرية - تجربة ؛ 2) نظرية الملاحظة - التجربة - الفرضية ؛ 3) نظرية الملاحظة - الفرضية - التجربة ؛ 4) فرضية - تجربة - مراقبة - قانون.

41. ما هي الطريقة البحث البيولوجيالأقدم؟ 1) تجريبي 2) وصفي مقارن ؛ 3) المراقبة. 4) النمذجة.

42. أي جزء من المجهر ينتمي إلى النظام البصري؟ 1) القاعدة ؛ 2) حامل الأنبوب. 3) جدول الكائن ؛ 4) العدسة.

43. اختر التسلسل الصحيح لأشعة الضوء في المجهر الضوئي

1) عدسة الهدف التحضير أنبوب ؛ 2) مرآة موضوعية أنبوب عدسة ؛ 3) مرآة الهدف أنبوب العدسة ؛ 4) أنبوب-مرآة-إعداد-الهدف.

44. مثال على ما هو مستوى تنظيم المادة الحية قطعة من غابة الصنوبر؟

1) عضوي. 2) الأنواع السكانية ؛ 3) التكاثر الحيوي. 4) المحيط الحيوي.

45. أي مما يلي ليس من خصائص الأنظمة البيولوجية؟ 1) القدرة على الاستجابة للمحفزات البيئية ؛ 2) القدرة على الحصول على الطاقة واستخدامها. 3) القدرة على الإنجاب. 4) تنظيم معقد.

46. ​​ما هو العلم الذي يدرس بشكل أساسي مستويات الكائنات الحية الخارقة لتنظيم المادة الحية؟

1) علم البيئة. 2) علم النبات. 3) التعليم التطوري. 4) الجغرافيا الحيوية.

47. في أي مستويات التنظيم هي الكلاميوموناس؟ 1) الخلوية فقط ؛ 2) الخلايا والأنسجة. 3) الخلوية والعضوية. 4) الأنواع الخلوية والعشوائية.

48. النظم البيولوجية هي 1) معزولة. 2) مغلق ؛ 3) مغلق ؛ 4) افتح.

49. ما هي الطريقة التي ينبغي استخدامها للدراسة التغيرات الموسميةفي الطبيعة؟ 1) القياس ؛ 2) المراقبة. 3) التجربة ؛ 4) التصنيف.

50. يعمل العلم في إنشاء أنواع جديدة من نباتات القمح متعدد الصيغ الصبغية 1) الاختيار ؛ 2) علم وظائف الأعضاء. 3) علم النبات. 4) الكيمياء الحيوية.

الجزء ب (اختر ثلاث إجابات صحيحة)

س 1. أشر إلى ثلاث وظائف تؤديها نظرية الخلية الحديثة 1) تؤكد تجريبياً البيانات العلمية حول بنية الكائنات الحية. 2) يتنبأ بظهور حقائق وظواهر جديدة ؛ 3) يصف البنية الخلويةكائنات مختلفة 4) ينظم ويحلل ويشرح الحقائق الجديدة حول التركيب الخلوي للكائنات ؛ 5) يطرح فرضيات حول التركيب الخلوي لجميع الكائنات الحية ؛ 6) يخلق أساليب جديدة لأبحاث الخلايا.

B2. حدد العمليات التي تحدث على الجزيئي - المستوى الجيني: 1) تكرار الحمض النووي. 2) وراثة مرض داون. 3) التفاعلات الأنزيمية. 4) هيكل الميتوكوندريا. 5) هيكل غشاء الخلية. 6) الدورة الدموية.

الجزء ب (مجموعة المراسلات)

B3. ربط طبيعة تكيف الكائنات مع الظروف التي نشأت من أجلها:

التكيفات مستويات المعيشة

أ) التلوين الساطع لذكور البابون 1) الحماية من الحيوانات المفترسة

ب) التلوين المرقط لصغار الغزلان 2) البحث عن الشريك الجنسي

ج) قتال بين اثنين من الموظ

د) تشابه حشرات العصا مع العقد

د) تسمم العناكب

ه) راءحة قويةفي القطط

الجزء ج.

1. ما هي تكيفات النباتات التي توفر لهم التكاثر وإعادة التوطين؟

2. ما هو الشائع وما هي الاختلافات بين مختلف مستويات منظمة الحياة؟

3. توزيع مستويات تنظيم المادة الحية وفق مبدأ التسلسل الهرمي. أي نظام يقوم على نفس مبدأ التسلسل الهرمي؟ ما هي فروع علم الأحياء التي تدرس الحياة في كل مستوى.؟

4. ما هي ، في رأيك ، درجة مسؤولية العلماء عن النتائج الاجتماعية والأخلاقية لاكتشافاتهم؟

علم الأحياء (من الكلمات اليونانية bios - الحياة والشعارات - العلم) - مجموعة من العلوم المتعلقة بالحياة البرية. يدرس علم الأحياء جميع مظاهر الحياة ، وهيكل ووظائف الكائنات الحية ومجتمعاتها ، وتوزيع الكائنات الحية وأصلها وتطورها ، وعلاقتها مع بعضها البعض ومع الطبيعة غير الحية.

تتميز الطبيعة الحية مراحل مختلفةتنظيم هياكلها ، والتي يوجد بينها تبعية معقدة. تشكل جميع الكائنات الحية ، إلى جانب البيئة ، المحيط الحيوي ، الذي يتكون من التكاثر الحيوي. وهي ، بدورها ، تشمل التكوينات الحيوية التي تتكون من مجموعات سكانية. السكان تتكون من الأفراد. يتكون أفراد الكائنات متعددة الخلايا من أعضاء وأنسجة تتكون من خلايا مختلفة. كل مستوى من مستويات تنظيم الحياة له أنماطه الخاصة. تتم دراسة الحياة في كل مستوى من قبل الفروع المقابلة لعلم الأحياء الحديث.

لدراسة الحياة البرية ، يستخدم علماء الأحياء أساليب مختلفة: ملاحظة تسمح لك بوصف ظاهرة معينة ؛ المقارنة ، مما يجعل من الممكن إنشاء أنماط مشتركة بين مختلف الظواهر في الحياة البرية ؛ التجربة ، أو التجربة ، عندما يخلق الباحث نفسه بشكل مصطنع موقفًا يساعد في الكشف عن خصائص معينة للأشياء البيولوجية. تسمح الطريقة التاريخية ، على أساس البيانات المتعلقة بالعالم العضوي الحديث وماضيه ، بمعرفة عمليات تطور الطبيعة الحية. بالإضافة إلى هذه الأساليب الأساسية ، يتم استخدام العديد من الطرق الأخرى.

تعود أصول علم الأحياء إلى العصور القديمة. كانت أوصاف الحيوانات والنباتات ، والمعلومات حول علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء للإنسان والحيوان ضرورية للأنشطة العملية للناس. واحدة من المحاولات الأولى لفهم وإدخال ظاهرة الحياة إلى النظام ، لتعميم المعارف والأفكار البيولوجية المتراكمة تم إجراؤها من قبل اليونانيين القدماء ، وبعد ذلك العلماء والأطباء الرومان القدماء أبقراط وأرسطو وجالينوس وغيرهم. هذه الآراء ، التي طورها علماء عصر النهضة ، كانت بمثابة بداية علم النبات وعلم الحيوان الحديث ، وعلم التشريح وعلم وظائف الأعضاء ، والعلوم البيولوجية الأخرى.

في القرنين السادس عشر والسابع عشر. في بحث علميإلى جانب الملاحظة والوصف ، أصبحت التجربة مستخدمة على نطاق واسع. في هذا الوقت ، يتم تحقيق نجاحات باهرة من خلال علم التشريح. في أعمال مشاهير علماء القرن السادس عشر. وضع A. Vesalius و M. Serveta الأسس لأفكار حول الهيكل نظام الدورة الدمويةالحيوانات. أعد هذا الاكتشاف العظيم للقرن السابع عشر. - عقيدة الدورة الدموية ، التي وضعها الإنجليزي و. هارفي (1628). بعد بضعة عقود ، اكتشف الإيطالي M. Malpighi الشعيرات الدموية بواسطة المجهر ، مما جعل من الممكن فهم مسار الدم من الشرايين إلى الأوردة.

أدى إنشاء المجهر إلى توسيع إمكانيات دراسة الكائنات الحية. تتبع الاكتشافات واحدة تلو الأخرى. اكتشف الفيزيائي الإنجليزي R. Hooke التركيب الخلوي للنباتات ، واكتشف الهولندي A. Leeuwenhoek الحيوانات وحيدة الخلية والكائنات الحية الدقيقة.

في القرن الثامن عشر. تراكمت بالفعل الكثير من المعرفة حول الحياة البرية. هناك حاجة لتصنيف جميع الكائنات الحية ، لإدراجها في نظام. في هذا الوقت ، تم وضع أسس علم علم اللاهوت النظامي. كان أهم إنجاز في هذا المجال هو "نظام الطبيعة" للعالم السويدي ك. لينيوس (1735).

تلقى علم وظائف الأعضاء مزيدًا من التطوير - علم النشاط الحيوي للكائنات الحية أنظمة فرديةوالأعضاء والأنسجة والعمليات التي تحدث في الجسم.

أظهر الإنجليزي جيه بريستلي في تجارب على النباتات أنها تطلق الأكسجين (1771-1778). في وقت لاحق ، اكتشف العالم السويسري J. Senebier أن النباتات تحت تأثير ضوء الشمساستيعاب ثاني أكسيد الكربونوتطلق الأكسجين (1782). كانت هذه هي الخطوات الأولى نحو دراسة الدور المركزي للنباتات في تحويل المادة والطاقة في المحيط الحيوي للأرض ، وهي الخطوة الأولى في علم جديد - فسيولوجيا النبات.

اكتشف A. Lavoisier وعلماء فرنسيون آخرون دور الأكسجين في تنفس الحيوانات وتكوين حرارة الحيوانات (1787-1790). في نهاية القرن الثامن عشر. اكتشف الفيزيائي الإيطالي L. Galvani "الكهرباء الحيوانية" ، والتي أدت لاحقًا إلى تطوير الفيزيولوجيا الكهربية. في الوقت نفسه ، أجرى عالم الأحياء الإيطالي L. Spallanzani تجارب دقيقة دحضت إمكانية التكاثر التلقائي للكائنات الحية.

في القرن 19 فيما يتعلق بتطور الفيزياء والكيمياء ، تتغلغل طرق البحث الجديدة في علم الأحياء. تم توفير أغنى مادة لدراسة الطبيعة عن طريق الرحلات البرية والبحرية إلى مناطق كان يتعذر الوصول إليها سابقًا على الأرض. كل هذا أدى إلى تكوين العديد من العلوم البيولوجية الخاصة.

في مطلع القرن ، نشأ علم الحفريات ، ودرس بقايا حفريات الحيوانات والنباتات - دليل على تغيير ثابت - تطور أشكال الحياة في تاريخ الأرض. كان مؤسسها العالم الفرنسي ج. كوفييه.

تطور كبيرعلم الأجنة - علم التطور الجنيني للجسم. مرة أخرى في القرن السابع عشر. صاغ دبليو هارفي الموقف: "كل الكائنات الحية من بيضة". ومع ذلك ، فقط في القرن التاسع عشر. أصبح علم الأجنة علمًا مستقلاً. تعود ميزة خاصة في هذا إلى عالم الطبيعة K.M Baer ، الذي اكتشف بيضة الثدييات واكتشف القواسم المشتركة للخطة الهيكلية لأجنة الحيوانات من مختلف الفئات.

نتيجة لإنجازات العلوم البيولوجية في النصف الأول من القرن التاسع عشر. انتشرت فكرة العلاقة بين الكائنات الحية ، وأصلها في مسار التطور ، على نطاق واسع. أول مفهوم شامل للتطور - أصل الأنواع الحيوانية والنباتية نتيجة لتغيرها التدريجي من جيل إلى جيل - اقترحه جي بي لامارك.

أعظم حدث علمي في القرن كان العقيدة التطورية لـ Ch. Darwin (1859). كانت نظرية داروين تأثير هائلللجميع مزيد من التطويرمادة الاحياء. يتم إجراء اكتشافات جديدة تؤكد صحة داروين في علم الحفريات (A. O. Kovalevsky) ، في علم الأجنة (A. O. Kovalevsky) ، في علم الحيوان ، وعلم النبات ، وعلم الخلايا ، وعلم وظائف الأعضاء. أدى امتداد نظرية التطور إلى الأفكار حول أصل الإنسان إلى إنشاء فرع جديد من علم الأحياء - الأنثروبولوجيا. بناءً على النظرية التطورية ، صاغ العالمان الألمان ف. مولر وإي هيجل قانون الوراثة الحيوية.

إنجاز بارز آخر لبيولوجيا القرن التاسع عشر. - ابتكار العالم الألماني ت. شوان لنظرية الخلية التي أثبتت أن جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا. وهكذا ، فإن عمومية ليس فقط العيانية (التشريحية) ، ولكن أيضا الهيكل المجهريمخلوقات حية. وهكذا نشأ علم بيولوجي آخر - علم الخلايا (علم الخلايا) ونتيجة لذلك ، دراسة بنية الأنسجة والأعضاء - علم الأنسجة.

نتيجة لاكتشافات العالم الفرنسي L. Pasteur (الكائنات الحية الدقيقة هي سبب التخمر الكحولي وتسبب العديد من الأمراض) ، أصبح علم الأحياء الدقيقة تخصصًا بيولوجيًا مستقلًا. دحض عمل باستير بشكل قاطع مفهوم التوليد التلقائي للكائنات الحية. قادت دراسة الطبيعة الميكروبية للكوليرا في الطيور وداء الكلب في الثدييات باستور إلى إنشاء علم المناعة باعتباره علمًا بيولوجيًا مستقلًا.

لقد قدم مساهمة كبيرة في تطويرها في أواخر التاسع عشرفي. العالم الروسي I. I. Mechnikov.

في النصف الثاني من القرن التاسع عشر. حاول العديد من العلماء حل لغز الوراثة عن طريق المضاربة ، للكشف عن آليتها. لكن فقط G.Mendel تمكن من إثبات أنماط الوراثة من خلال التجربة (1865). وهكذا ، تم وضع أسس علم الوراثة ، والتي أصبحت علمًا مستقلاً بالفعل في القرن العشرين.

في نهاية القرن التاسع عشر. تم اكتشاف الانقسام الخيطي - انقسام الخلايا مع تقسيم دقيق ومتساو للكروموسومات بين الخلايا الوليدة والانقسام الاختزالي - تكوين خلايا جرثومية أحادية الصيغة الصبغية من خلايا ثنائية الصبغيات مع مجموعة مزدوجة من الكروموسومات - أمشاج مع مجموعة واحدة من الكروموسومات.

كان اكتشاف الفيروسات من قبل العالم الروسي د. آي. إيفانوفسكي (1892) ذا أهمية قصوى.

في نهاية القرن التاسع عشر. لقد تم قطع أشواط كبيرة في الكيمياء الحيوية. اكتشف الطبيب السويسري F. Miescher الأحماض النووية (1869) ، والتي ، كما تم تأسيسها لاحقًا ، تؤدي وظائف تخزين ونقل المعلومات الجينية. بحلول بداية القرن العشرين. وجد أن البروتينات تتكون من أحماض أمينية مرتبطة ببعضها البعض ، كما أوضح العالم الألماني إي فيشر ، بواسطة روابط الببتيد.

علم وظائف الأعضاء في القرن التاسع عشر يتطور في دول مختلفةسلام. كانت أعمال عالم وظائف الأعضاء الفرنسي سي برنارد مهمة بشكل خاص ، حيث ابتكر عقيدة ثبات البيئة الداخلية للجسم - التوازن. في ألمانيا ، يرتبط تقدم علم وظائف الأعضاء بأسماء I. Muller و G. Helmholtz و E. Dubois-Reymond. طور هيلمهولتز فسيولوجيا أعضاء الحواس ، وأصبح دوبوا ريمون مؤسس الدراسة الظواهر الكهربائيةفي العمليات الفسيولوجية. مساهمة بارزة في تطوير علم وظائف الأعضاء في أواخر القرن التاسع عشر - أوائل القرن العشرين. تم تقديمه من قبل العلماء الروس: I.M Sechenov، N.E Vvedensky، I. P. Pavlov، K. A. Timiryazev.

تم تشكيل علم الوراثة كعلم بيولوجي مستقل يدرس الوراثة والتنوع في الكائنات الحية. حتى من أعمال مندل ، فقد تبع ذلك وجود وحدات مادية للوراثة ، سميت فيما بعد بالجينات. تم تقدير اكتشاف مندل هذا فقط في بداية القرن العشرين. نتيجة لبحث X. de Vries في هولندا ، E. Cermak في النمسا ، K. Korrens في ألمانيا. توصل العالم الأمريكي T. Morgan ، الذي يدرس الكروموسومات العملاقة لذبابة الدروسوفيلا ، إلى استنتاج مفاده أن الجينات توجد في نواة الخلية ، في الكروموسومات. طور هو وعلماء آخرون نظرية الكروموسوم للوراثة. وهكذا ، تم دمج علم الوراثة إلى حد كبير مع علم الخلايا (علم الوراثة الخلوية) وأصبح واضحًا المعنى البيولوجيالانقسام والانقسام الاختزالي.

منذ بداية قرننا ، كان هناك تطور سريع البحوث البيوكيميائيةفي العديد من دول العالم. تم إيلاء الاهتمام الرئيسي لطرق تحويل المواد والطاقة في العمليات داخل الخلايا. لقد وجد أن هذه العمليات هي نفسها في الأساس في جميع الكائنات الحية - من البكتيريا إلى البشر. تبين أن حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP) هو وسيط عالمي في تحويل الطاقة في الخلية. اكتشف العالم السوفيتي في.أ.إنجلجاردت عملية تكوين ATP أثناء امتصاص الخلايا للأكسجين. اكتشاف ودراسة الفيتامينات والهرمونات وتأسيس تركيبة وهيكل جميع التخصصات مكونات كيميائيةتقدمت الخلايا في الكيمياء الحيوية إلى واحدة من الأماكن الرائدة في عدد من العلوم البيولوجية.

المزيد عن بدوره التاسع عشرو XX قرون. أثار الأستاذ في جامعة موسكو A. A. Kolli مسألة الآلية الجزيئية لانتقال السمات عن طريق الوراثة. تم تقديم إجابة السؤال في عام 1927 من قبل العالم السوفيتي ن.ك.كولتسوف ، الذي طرح مبدأ المصفوفة لتشفير المعلومات الجينية (انظر النسخ ، الترجمة).

تم تطوير مبدأ تشفير المصفوفة من قبل العالم السوفيتي N.V. Timofeev-Resovsky والعالم الأمريكي M. Delbrück.

في عام 1953 ، استخدم الأمريكي J. Watson والإنجليزي F. Crick هذا المبدأ في تحليل التركيب الجزيئي و وظائف بيولوجيةحمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA). لذلك ، على أساس الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة والفيزياء الحيوية ، نشأ علم مستقل - البيولوجيا الجزيئية.

في عام 1919 ، تأسس أول معهد للفيزياء الحيوية في العالم في موسكو. يستكشف هذا العلم الآليات الفيزيائية للطاقة وتحويل المعلومات في الأنظمة البيولوجية. من المشاكل الأساسية للفيزياء الحيوية توضيح دور الأيونات المختلفة في حياة الخلية. عمل العالم الأمريكي ج.لوب والباحثان السوفييت ن.ك.كولتسوف ود. ل.روبينشتاين في هذا الاتجاه. أدت هذه الدراسات إلى إنشاء دور خاص أغشية بيولوجية. إن التوزيع غير المتزن لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم على جانبي غشاء الخلية ، كما أوضح العلماء البريطانيون أ.

تم إحراز تقدم كبير من قبل العلوم التي تدرس التطور الفردي للكائنات الحية - التولد. على وجه الخصوص ، تم تطوير طرق التوالد العذري الاصطناعي.

في النصف الأول من القرن العشرين. ابتكر العالم السوفيتي في.أ. فيرنادسكي عقيدة المحيط الحيوي للأرض. في الوقت نفسه ، وضع V.N. Sukachev الأسس لأفكار حول التكاثر الحيوي.

أدت دراسة تفاعل الأفراد ومجموعاتهم مع البيئة إلى تكوين علم البيئة - علم أنماط العلاقات بين الكائنات الحية والبيئة (تم اقتراح مصطلح "البيئة" في عام 1866 من قبل العالم الألماني E. Haeckel) .

أصبح علم بيولوجي مستقل علم السلوك الذي يدرس سلوك الحيوانات.

في القرن العشرين. تم تطوير نظرية التطور البيولوجي. بفضل تطور علم الأحافير وعلم التشريح المقارن ، تم توضيح أصل معظم المجموعات الكبيرة من العالم العضوي ، وتم الكشف عن أنماط مورفولوجية للتطور (العالم السوفيتي أ. ن. سيفيرتسوف). كان توليف علم الوراثة والداروينية أهمية كبيرة لتطوير نظرية التطور (عمل العالم السوفيتي S. S. Chetverikov ، والعلماء البريطانيون S. . أعمال العلماء الأمريكيين F.G.Dobzhansky ، E.Mayr ، JG Simpson ، الإنجليزي J. Huxley ، العلماء السوفييت I. I.

العالم السوفيتي إن آي فافيلوف ، على أساس إنجازات النظرية التطورية وعلم الوراثة ، ونتيجة لأبحاثه طويلة المدى ، ابتكر نظرية مراكز منشأ النباتات المزروعة. وسعت منظمة العفو الدولية أوبارين الأفكار التطورية إلى فترة "ما قبل علم الأحياء" من وجود الأرض وطرح نظرية حول أصل الحياة.

علماء الحيوان وعلماء النبات في القرن العشرين. واصلت دراسة حياة الحيوانات والنباتات في ظروف مختلفةمقيم. تم تحقيق نجاح كبير في دراسة مجموعات معينة من الحيوانات والنباتات - علم الطيور (الطيور) ، علم الحشرات (الحشرات) ، علم الزواحف (الزواحف) ، علم الطحالب (الطحالب) ، علم الأشنة (الأشنات) ، إلخ. مساهمة بارزة في تطوير علم الحيوان تم إعداده بواسطة العلماء السوفييت M. A Menzbier و S. I. Ognev و A.N Formozov و V. A. Dogel و L. A. Zenkevich و K. I. Skryabin و M. S. علماء النبات - M.I.Golenkin ، K. I.Meyer ، A. A. Uranov ، L. I. Kursanov ، V.

تطور علم وظائف الأعضاء الحيواني تحت التأثير القوي لأعمال العلماء السوفييت أ. ب. بافلوف ، إل.أوربيلي ، أ.أ.أوكتومسكي ، أ.ف.سامويلوف ، والعالم الإنجليزي سي.شيرينجتون ، وغيرهم الكثير.

تم إيلاء الاهتمام الرئيسي لفيزيولوجيا الجهاز العصبي المركزي ، وآليات نقل الإشارات على طول العصب ومن العصب إلى العضلات.

نتيجة لدراسة تنظيم تكوين الحيوانات ونموها وتطورها ، ظهر علم الغدد الصماء كنظام بيولوجي منفصل - علم الهرمونات ، وهو أمر مهم للطب.

طرح العالم السوفيتي م.م.زافادوفسكي مفهوم تفاعل أعضاء الغدد الصماء وفقًا للمبدأ استجابة(انظر نظام الغدد الصماء).

حقق فسيولوجيا النبات نجاحًا في فهم طبيعة التمثيل الضوئي ، ودراسة الأصباغ الموجودة فيه ، وقبل كل شيء الكلوروفيل.

مع إطلاق الإنسان في الفضاء الخارجي ظهر علم جديد- بيولوجيا الفضاء. مهمتها الرئيسية هي دعم حياة الأشخاص في رحلة الفضاء ، وإنشاء تكوينات حيوية اصطناعية مغلقة سفن الفضاءومحطات البحث المظاهر الممكنةالحياة على الكواكب الأخرى ، وكذلك الظروف المناسبة لوجودها.

في السبعينيات. ظهر فرع جديد من البيولوجيا الجزيئية - الهندسة الوراثية، وتتمثل مهمتها في إعادة الهيكلة النشطة والهادفة لجينات الكائنات الحية ، وتكوينها ، أي إدارة الوراثة. نتيجة لهذه الأعمال ، أصبح من الممكن إدخال الجينات المأخوذة من بعض الكائنات الحية أو حتى تصنيعها بشكل مصطنع في خلايا الكائنات الحية الأخرى (على سبيل المثال ، إدخال الجين الذي يشفر تخليق الأنسولين في الحيوانات في الخلايا البكتيرية). أصبح التهجين الخلوي ممكنًا أنواع مختلفة - هندسة الخلايا. تم تطوير طرق لتنمية الكائنات الحية من الخلايا والأنسجة الفردية (انظر زراعة الخلايا والأنسجة). هذا يفتح آفاقًا كبيرة في استنساخ النسخ - نسخ الأفراد ذوي القيمة.

كل هذه الإنجازات لها أهمية عملية بالغة الأهمية - فقد أصبحت أساسًا لفرع جديد للإنتاج - التكنولوجيا الحيوية. يتم بالفعل تنفيذ التخليق الحيوي للأدوية والهرمونات والفيتامينات والمضادات الحيوية على نطاق صناعي. وفي المستقبل بهذه الطريقة سنتمكن من الحصول على المكونات الرئيسية للغذاء - الكربوهيدرات والبروتينات والدهون. إستعمال طاقة شمسيةبناءً على مبدأ التمثيل الضوئي للنباتات في الأنظمة المهندسة بيولوجيًا ، سيحل مشكلة توفير الطاقة للاحتياجات الأساسية للناس.

ازدادت أهمية علم الأحياء اليوم بشكل لا يقاس ، وفيما يتعلق بمشكلة الحفاظ على المحيط الحيوي بسبب التطور السريع للصناعة ، زراعة، نمو سكان العالم.

ظهر اتجاه عملي مهم للبحث البيولوجي - دراسة البيئة البشرية في بالمعنى الواسعوالتنظيم على هذا الأساس من الأساليب العقلانية لإجراء اقتصاد وطني، محادثة طبيعية.

أهمية عملية أخرى مهمة للبحث البيولوجي هو استخدامه في الطب. كانت التطورات والاكتشافات في علم الأحياء هي التي تحدد المستوى الحديث علم الطب. يرتبط التقدم الإضافي للطب بهم. سوف تقرأ عن العديد من مهام علم الأحياء المتعلقة بصحة الإنسان في كتابنا (انظر: المناعة ، الجراثيم ، الوراثة ، إلخ).

أصبحت البيولوجيا قوة إنتاجية حقيقية هذه الأيام. من خلال مستوى البحث البيولوجي ، يمكن للمرء أن يحكم على التطور المادي والتقني للمجتمع.

يتم تسهيل تراكم المعرفة في مجالات البيولوجيا الجديدة والكلاسيكية من خلال استخدام طرق وأدوات جديدة ، على سبيل المثال ، ظهور المجهر الإلكتروني.

في بلدنا ، وعدد من معاهد البحوث البيولوجية ، والمحطات البيولوجية ، وكذلك المحميات الطبيعية و المتنزهات الوطنيةتلعب دورا هاماكـ "مختبرات طبيعية".

يقوم عدد كبير من علماء الأحياء من مختلف التخصصات بإعداد أعلى المؤسسات التعليمية(انظر التعليم البيولوجي في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية). سينضم العديد منكم في المستقبل إلى مجموعة كبيرة من المتخصصين الذين يواجهون مهمة حل المشكلات البيولوجية المهمة.

علم الأحياء (من الكلمات اليونانية βίος - الحياة و λόγος - العلم) - مجموعة من العلوم المتعلقة بالحياة البرية. يدرس علم الأحياء جميع مظاهر الحياة ، وهيكل ووظائف الكائنات الحية ومجتمعاتها ، وتوزيع الكائنات الحية وأصلها وتطورها ، وعلاقتها مع بعضها البعض ومع الطبيعة غير الحية.

تتميز الطبيعة الحية بمستويات مختلفة من تنظيم هياكلها ، والتي يوجد بينها تبعية معقدة. تشكل جميع الكائنات الحية ، إلى جانب البيئة ، المحيط الحيوي ، الذي يتكون من التكاثر الحيوي. وهي بدورها تشمل التكوينات الحيوية التي تتكون من مجموعات سكانية. السكان تتكون من الأفراد. يتكون أفراد الكائنات متعددة الخلايا من أعضاء وأنسجة تتكون من خلايا مختلفة. كل مستوى من مستويات تنظيم الحياة له أنماطه الخاصة. تتم دراسة الحياة في كل مستوى من قبل الفروع المقابلة لعلم الأحياء الحديث.

لدراسة الحياة البرية ، يستخدم علماء الأحياء طرقًا مختلفة: الملاحظة ، التي تجعل من الممكن وصف ظاهرة معينة ؛ المقارنة ، مما يجعل من الممكن إنشاء أنماط مشتركة بين مختلف الظواهر في الحياة البرية ؛ التجربة ، أو التجربة ، عندما يخلق الباحث نفسه بشكل مصطنع موقفًا يساعد في الكشف عن خصائص معينة للأشياء البيولوجية. تسمح الطريقة التاريخية ، على أساس البيانات المتعلقة بالعالم العضوي الحديث وماضيه ، بمعرفة عمليات تطور الطبيعة الحية. بالإضافة إلى هذه الأساليب الأساسية ، يتم استخدام العديد من الطرق الأخرى.

الطبيب الروماني وعالم الطبيعة كلوديوس جالينوس.



عالم عصر النهضة وعالم التشريح والجراح أندرياس فيزاليوس.



الطبيب والعالم الإنجليزي ويليام هارفي يتحدث عن تجاربه على الدورة الدموية للملك الإنجليزي تشارلز الأول.



مجهر روبرت هوك (الستينيات من القرن السابع عشر).




هكذا بدت أقسام الفلين تحت مجهر R. Hooke. كانت هذه أول صورة للخلايا.




الرسومات زرع الخلاياصنعه عالم أحياء هولندي من القرن السابع عشر. أنتوني فان ليفينهوك.

تعود أصول علم الأحياء إلى العصور القديمة. كانت أوصاف الحيوانات والنباتات ، والمعلومات حول علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء للإنسان والحيوان ضرورية للأنشطة العملية للناس. واحدة من المحاولات الأولى لفهم وإدخال ظاهرة الحياة إلى النظام ، لتعميم المعارف والأفكار البيولوجية المتراكمة تم إجراؤها من قبل اليونانيين القدماء ، وبعد ذلك العلماء والأطباء الرومان القدماء أبقراط وأرسطو وجالينوس وغيرهم. هذه الآراء ، التي طورها علماء عصر النهضة ، كانت بمثابة بداية علم النبات وعلم الحيوان الحديث ، وعلم التشريح وعلم وظائف الأعضاء ، والعلوم البيولوجية الأخرى.

في القرنين السادس عشر والسابع عشر. في البحث العلمي ، إلى جانب الملاحظة والوصف ، بدأ استخدام التجربة على نطاق واسع. في هذا الوقت ، يتم تحقيق نجاحات باهرة من خلال علم التشريح. في أعمال مشاهير علماء القرن السادس عشر. وضع A. Vesalius و M. Serveta الأسس لأفكار حول بنية الدورة الدموية للحيوانات. أعد هذا الاكتشاف العظيم للقرن السابع عشر. - عقيدة الدورة الدموية ، التي وضعها الإنجليزي و. هارفي (1628). بعد بضعة عقود ، اكتشف الإيطالي M. Malpighi الشعيرات الدموية بواسطة المجهر ، مما جعل من الممكن فهم مسار الدم من الشرايين إلى الأوردة.

أدى إنشاء المجهر إلى توسيع إمكانيات دراسة الكائنات الحية. تتبع الاكتشافات واحدة تلو الأخرى. اكتشف الفيزيائي الإنجليزي R. Hooke التركيب الخلوي للنباتات ، واكتشف الهولندي A. Leeuwenhoek الحيوانات وحيدة الخلية والكائنات الحية الدقيقة.

في القرن الثامن عشر. تراكمت بالفعل الكثير من المعرفة حول الحياة البرية. هناك حاجة لتصنيف جميع الكائنات الحية ، لإدراجها في نظام. في هذا الوقت ، تم وضع أسس علم علم اللاهوت النظامي. كان أهم إنجاز في هذا المجال هو "نظام الطبيعة" للعالم السويدي ك. لينيوس (1735).

تلقى علم وظائف الأعضاء مزيدًا من التطوير - علم النشاط الحيوي للكائنات وأنظمتها الفردية وأعضائها وأنسجتها والعمليات التي تحدث في الجسم.

أظهر الإنجليزي جيه بريستلي في تجارب على النباتات أنها تطلق الأكسجين (1771-1778). في وقت لاحق ، توصل العالم السويسري J. Senebier إلى أن النباتات ، تحت تأثير أشعة الشمس ، تمتص ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين (1782). كانت هذه هي الخطوات الأولى نحو دراسة الدور المركزي للنباتات في تحويل المادة والطاقة في المحيط الحيوي للأرض ، وهي الخطوة الأولى في علم جديد - فسيولوجيا النبات.

اكتشف A. Lavoisier وعلماء فرنسيون آخرون دور الأكسجين في تنفس الحيوانات وتكوين حرارة الحيوانات (1787-1790). في نهاية القرن الثامن عشر. اكتشف الفيزيائي الإيطالي L. Galvani "الكهرباء الحيوانية" ، والتي أدت لاحقًا إلى تطوير الفيزيولوجيا الكهربية. في الوقت نفسه ، أجرى عالم الأحياء الإيطالي L. Spallanzani تجارب دقيقة دحضت إمكانية التكاثر التلقائي للكائنات الحية.

في القرن 19 فيما يتعلق بتطور الفيزياء والكيمياء ، تتغلغل طرق البحث الجديدة في علم الأحياء. تم توفير أغنى مادة لدراسة الطبيعة عن طريق الرحلات البرية والبحرية إلى مناطق كان يتعذر الوصول إليها سابقًا على الأرض. كل هذا أدى إلى تكوين العديد من العلوم البيولوجية الخاصة.

في مطلع القرن ، نشأ علم الحفريات ، ودرس بقايا حفريات الحيوانات والنباتات - دليل على تغيير ثابت - تطور أشكال الحياة في تاريخ الأرض. كان مؤسسها العالم الفرنسي ج. كوفييه.

لقد حظي علم الأجنة ، علم التطور الجنيني للكائن الحي ، بتطور كبير. مرة أخرى في القرن السابع عشر. صاغ دبليو هارفي الموقف: "كل الكائنات الحية من بيضة". ومع ذلك ، فقط في القرن التاسع عشر. أصبح علم الأجنة علمًا مستقلاً. تعود ميزة خاصة في هذا إلى عالم الطبيعة K.M Baer ، الذي اكتشف بيضة الثدييات واكتشف القواسم المشتركة للخطة الهيكلية لأجنة الحيوانات من مختلف الفئات.

نتيجة لإنجازات العلوم البيولوجية في النصف الأول من القرن التاسع عشر. انتشرت فكرة العلاقة بين الكائنات الحية ، وأصلها في مسار التطور ، على نطاق واسع. أول مفهوم شامل للتطور - أصل الأنواع الحيوانية والنباتية نتيجة لتغيرها التدريجي من جيل إلى جيل - اقترحه جي بي لامارك.

أعظم حدث علمي في القرن كان العقيدة التطورية لـ Ch. Darwin (1859). كان لنظرية داروين تأثير كبير على كل تطورات أخرى في علم الأحياء. يتم إجراء اكتشافات جديدة تؤكد صحة داروين في علم الحفريات (V. O. Kovalevsky) ، في علم الأجنة (A. O. Kovalevsky) ، في علم الحيوان ، وعلم النبات ، وعلم الخلايا ، وعلم وظائف الأعضاء. أدى امتداد نظرية التطور إلى الأفكار حول أصل الإنسان إلى إنشاء فرع جديد من علم الأحياء - الأنثروبولوجيا. على أساس نظرية التطور ، صاغ العالمان الألمان ف. مولر وإي هيجل قانون الوراثة الحيوية.

إنجاز بارز آخر لبيولوجيا القرن التاسع عشر. - ابتكار العالم الألماني ت. شوان لنظرية الخلية التي أثبتت أن جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا. وهكذا ، تم تأسيس القواسم المشتركة ليس فقط في البنية العيانية (التشريحية) ، ولكن أيضًا التركيب المجهري للكائنات الحية. وهكذا نشأ علم بيولوجي آخر - علم الخلايا (علم الخلايا) ونتيجة لذلك ، دراسة بنية الأنسجة والأعضاء - علم الأنسجة.

نتيجة لاكتشافات العالم الفرنسي L. Pasteur (الكائنات الحية الدقيقة هي سبب التخمر الكحولي وتسبب العديد من الأمراض) ، أصبح علم الأحياء الدقيقة تخصصًا بيولوجيًا مستقلًا. دحض عمل باستير بشكل قاطع مفهوم التوليد التلقائي للكائنات الحية. قادت دراسة الطبيعة الميكروبية للكوليرا في الطيور وداء الكلب في الثدييات باستور إلى إنشاء علم المناعة باعتباره علمًا بيولوجيًا مستقلًا. قدم مساهمة كبيرة في تطويرها في نهاية القرن التاسع عشر. العالم الروسي I. I. Mechnikov.

في النصف الثاني من القرن التاسع عشر. حاول العديد من العلماء حل لغز الوراثة عن طريق المضاربة ، للكشف عن آليتها. لكن فقط G.Mendel تمكن من إثبات أنماط الوراثة من خلال التجربة (1865). وهكذا ، تم وضع أسس علم الوراثة ، والتي أصبحت علمًا مستقلاً بالفعل في القرن العشرين.

في نهاية القرن التاسع عشر. لقد تم قطع أشواط كبيرة في الكيمياء الحيوية. اكتشف الطبيب السويسري F. Miescher الأحماض النووية (1869) ، والتي ، كما تم تأسيسها لاحقًا ، تؤدي وظائف تخزين ونقل المعلومات الجينية. بحلول بداية القرن العشرين. وجد أن البروتينات تتكون من أحماض أمينية مرتبطة ببعضها البعض ، كما أوضح العالم الألماني إي فيشر ، بواسطة روابط الببتيد.

علم وظائف الأعضاء في القرن التاسع عشر يتطور في دول مختلفة من العالم. كانت أعمال عالم وظائف الأعضاء الفرنسي سي برنارد مهمة بشكل خاص ، حيث ابتكر عقيدة ثبات البيئة الداخلية للجسم - التوازن. في ألمانيا ، يرتبط تقدم علم وظائف الأعضاء بأسماء I. Muller و G. Helmholtz و E. Dubois-Reymond. طور هيلمهولتز فسيولوجيا أعضاء الحس ، وأصبح دوبوا ريمون مؤسس دراسة الظواهر الكهربائية في العمليات الفسيولوجية. مساهمة بارزة في تطوير علم وظائف الأعضاء في أواخر القرن التاسع عشر - أوائل القرن العشرين. تم تقديمه من قبل العلماء الروس: I.M Sechenov، N.E Vvedensky، I. P. Pavlov، K. A. Timiryazev.

تم تشكيل علم الوراثة كعلم بيولوجي مستقل يدرس الوراثة والتنوع في الكائنات الحية. حتى من أعمال مندل ، فقد تبع ذلك وجود وحدات مادية للوراثة ، سميت فيما بعد بالجينات. تم تقدير اكتشاف مندل هذا فقط في بداية القرن العشرين. نتيجة لبحوث H. De Vries في هولندا ، E. Cermak في النمسا ، K. Korrens في ألمانيا. توصل العالم الأمريكي T. Morgan ، عند فحص الكروموسومات العملاقة لذبابة دروسوفيلا ، إلى استنتاج مفاده أن الجينات توجد في نوى الخلية ، في الكروموسومات. طور هو وعلماء آخرون نظرية الكروموسوم للوراثة. وهكذا ، كان علم الوراثة متحدًا إلى حد كبير مع علم الخلايا (علم الوراثة الخلوية) وأصبح المعنى البيولوجي للانقسام والانقسام الاختزالي واضحًا.

منذ بداية قرننا ، بدأ التطور السريع لأبحاث الكيمياء الحيوية في العديد من دول العالم. تم إيلاء الاهتمام الرئيسي لطرق تحويل المواد والطاقة في العمليات داخل الخلايا. لقد وجد أن هذه العمليات هي نفسها في الأساس في جميع الكائنات الحية - من البكتيريا إلى البشر. تبين أن حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP) هو وسيط عالمي في تحويل الطاقة في الخلية. اكتشف العالم السوفيتي في.أ.إنجلجاردت عملية تكوين ATP أثناء امتصاص الخلايا للأكسجين. إن اكتشاف ودراسة الفيتامينات والهرمونات وتأسيس تركيبة وهيكل جميع المكونات الكيميائية الرئيسية للخلية قد طورت الكيمياء الحيوية إلى واحدة من الأماكن الرائدة في عدد من العلوم البيولوجية.

حتى في مطلع القرنين التاسع عشر والعشرين. أثار الأستاذ في جامعة موسكو A. A. Kolli مسألة الآلية الجزيئية لانتقال السمات عن طريق الوراثة. تم تقديم الإجابة على السؤال في عام 1927 من قبل العالم السوفيتي ن.ك.كولتسوف ، مقدمًا مبدأ المصفوفة لتشفير المعلومات الجينية (انظر النسخ ، الترجمة).

تم تطوير مبدأ تشفير المصفوفة من قبل العالم السوفيتي N.V. Timofeev-Resovsky والعالم الأمريكي M. Delbrück.

في عام 1953 ، استخدم الأمريكي J. Watson والإنجليزي F. Crick هذا المبدأ في تحليل التركيب الجزيئي والوظائف البيولوجية لحمض deoxyribonucleic (DNA). لذلك ، على أساس الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة والفيزياء الحيوية ، نشأ علم مستقل - البيولوجيا الجزيئية.

في عام 1919 ، تأسس أول معهد للفيزياء الحيوية في العالم في موسكو. يستكشف هذا العلم الآليات الفيزيائية للطاقة وتحويل المعلومات في الأنظمة البيولوجية. من المشاكل الأساسية للفيزياء الحيوية توضيح دور الأيونات المختلفة في حياة الخلية. عمل العالم الأمريكي ج.لوب والباحثان السوفييت ن.ك.كولتسوف ود. ل.روبينشتاين في هذا الاتجاه. أدت هذه الدراسات إلى إنشاء دور خاص للأغشية البيولوجية. إن التوزيع غير المتزن لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم على جانبي غشاء الخلية ، كما أوضح العلماء البريطانيون أ.

تم إحراز تقدم كبير من قبل العلوم التي تدرس التطور الفردي للكائنات الحية - تطور الجنين. تم تطوير تقنيات التوالد العذري الاصطناعي ، من بين أمور أخرى.

في النصف الأول من القرن العشرين. ابتكر العالم السوفيتي في.أ. فيرنادسكي عقيدة المحيط الحيوي للأرض. في الوقت نفسه ، وضع V.N. Sukachev الأسس لأفكار حول التكاثر الحيوي.

أدت دراسة تفاعل الأفراد ومجموعاتهم مع البيئة إلى تكوين علم البيئة - علم أنماط العلاقات بين الكائنات الحية والبيئة (تم اقتراح مصطلح "البيئة" في عام 1866 من قبل العالم الألماني E. Haeckel) .

أصبحت علم السلوكيات ، الذي يدرس سلوك الحيوان ، علمًا بيولوجيًا مستقلاً.

في القرن العشرين. تم تطوير نظرية التطور البيولوجي. بفضل تطور علم الأحافير وعلم التشريح المقارن ، تم توضيح أصل معظم المجموعات الكبيرة من العالم العضوي ، وتم الكشف عن أنماط مورفولوجية للتطور (العالم السوفيتي أ. ن. سيفيرتسوف). كان توليف علم الوراثة والداروينية أهمية كبيرة لتطوير نظرية التطور (عمل العالم السوفيتي S. S. Chetverikov ، العلماء الإنجليز S. Wright ، R. Fisher ، J.B.S Haldane) ، مما أدى إلى إنشاء عقيدة تطورية حديثة. أعمال العلماء الأمريكيين ف.

حقق فسيولوجيا النبات تقدمًا في فهم طبيعة التمثيل الضوئي ، ودراسة الأصباغ الموجودة فيه ، وقبل كل شيء الكلوروفيل.

مع إطلاق الإنسان في الفضاء الخارجي ، ظهر علم جديد - بيولوجيا الفضاء. وتتمثل مهمتها الرئيسية في دعم حياة الأشخاص في ظروف رحلات الفضاء ، وإنشاء تكوينات حيوية اصطناعية مغلقة على المركبات الفضائية والمحطات ، والبحث عن مظاهر الحياة المحتملة على الكواكب الأخرى ، فضلاً عن الظروف المناسبة لوجودها.

في السبعينيات. نشأ فرع جديد من البيولوجيا الجزيئية - الهندسة الوراثية ، وتتمثل مهمتها في إعادة الهيكلة النشطة والهادفة لجينات الكائنات الحية ، وبناءها ، أي إدارة الوراثة. نتيجة لهذه الأعمال ، أصبح من الممكن إدخال الجينات المأخوذة من بعض الكائنات الحية أو حتى تصنيعها بشكل مصطنع في خلايا الكائنات الحية الأخرى (على سبيل المثال ، إدخال الجين الذي يشفر تخليق الأنسولين في الحيوانات في الخلايا البكتيرية). أصبح من الممكن تهجين الخلايا من أنواع مختلفة - هندسة الخلايا. تم تطوير طرق لتنمية الكائنات الحية من الخلايا والأنسجة الفردية (انظر زراعة الخلايا والأنسجة). هذا يفتح آفاقًا كبيرة في استنساخ النسخ - نسخ الأفراد ذوي القيمة.

كل هذه الإنجازات لها أهمية عملية بالغة الأهمية - فقد أصبحت أساسًا لفرع جديد للإنتاج - التكنولوجيا الحيوية. يتم بالفعل تنفيذ التخليق الحيوي للأدوية والهرمونات والفيتامينات والمضادات الحيوية على نطاق صناعي. وفي المستقبل بهذه الطريقة سنتمكن من الحصول على المكونات الرئيسية للغذاء - الكربوهيدرات والبروتينات والدهون. إن استخدام الطاقة الشمسية على أساس مبدأ التمثيل الضوئي للنباتات في أنظمة الهندسة الحيوية سيحل مشكلة توفير الطاقة للاحتياجات الأساسية للناس.

ازدادت أهمية علم الأحياء اليوم بشكل لا يقاس فيما يتعلق بمشكلة الحفاظ على المحيط الحيوي بسبب التطور السريع للصناعة والزراعة ونمو سكان العالم. ظهر اتجاه عملي مهم للبحث البيولوجي - دراسة البيئة البشرية بالمعنى الواسع والتنظيم على هذا الأساس من الأساليب العقلانية لإدارة الاقتصاد الوطني وحماية الطبيعة.

أهمية عملية أخرى مهمة للبحث البيولوجي هو استخدامه في الطب. كانت النجاحات والاكتشافات في علم الأحياء هي التي حددت المستوى الحديث للعلوم الطبية. يرتبط التقدم الإضافي للطب بهم. سوف تقرأ عن العديد من مهام علم الأحياء المتعلقة بصحة الإنسان في موسوعتنا (انظر المناعة ، الجراثيم ، الوراثة ، إلخ).

أصبحت البيولوجيا قوة إنتاجية حقيقية هذه الأيام. من خلال مستوى البحث البيولوجي ، يمكن للمرء أن يحكم على التطور المادي والتقني للمجتمع.

يتم تسهيل تراكم المعرفة في مجالات البيولوجيا الجديدة والكلاسيكية من خلال استخدام طرق وأدوات جديدة ، على سبيل المثال ، ظهور المجهر الإلكتروني.

هناك عدد متزايد من معاهد البحوث البيولوجية ، والمحطات البيولوجية ، وكذلك المحميات الطبيعية والمتنزهات الوطنية ، والتي تلعب دورًا مهمًا كـ "مختبرات طبيعية".

يتم تدريب عدد كبير من علماء الأحياء من مختلف التخصصات من قبل مؤسسات التعليم العالي (انظر تعليم الأحياء). سينضم العديد منكم في المستقبل إلى مجموعة كبيرة من المتخصصين الذين يواجهون مهمة حل المشكلات البيولوجية المهمة.