Читать онлайн: учебник биологии 10 класс Пасечник Базовый уровень страницы 5-15, параграф 1 «Биология в системе наук», для ознакомления перед покупкой. Цитаты из пособия 2023 года использованы также в учебных целях для семейного и домашнего обучения, а также для дистанционного обучения в период невозможности посещения образовательного учреждения. Код материалов: Биология Пасечник Базовый §1.
Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника.
Введение.
Каждому человеку жизненно необходимо обладать максимально полным набором знаний об окружающем его мире и законах, по которым он развивается. Научную основу этих знаний закладывают такие науки, как биология, химия, физика, каждая из которых сегодня включает большое количество направлений, тесно связанных друг с другом в единые научные комплексы. Без этих знаний человек не сможет адекватно оценивать состояние окружающей его природы, частью которой он является. Это же, в свою очередь, может помешать ему принять правильное решение в процессе повседневной, в том числе и профессиональной, деятельности, от которого зависит его собственная жизнь и жизнь окружающих его людей.
ВЫ УЗНАЕТЕ:
■ об основах целостной научной картины мира;
■ о взаимосвязи и взаимозависимости естественных наук;
■ о роли и месте биологии как комплексной науки в формировании современной научной картины мира;
■ о влиянии естественных наук на окружающую среду, а также экономическую, технологическую, социальную и этическую сферы деятельности человека;
■ об основных методах научного познания, используемых при биологических исследованиях живых объектов и экосистем: описании, измерении, проведении наблюдений; выявлении и оценке антропогенных изменений в природе.
ВЫ НАУЧИТЕСЬ:
■ понимать роль биологии в формировании кругозора и функциональной грамотности человека, необходимых для решения практических задач;
■ пользоваться биологической терминологией и символикой для характеристики своих представлений о живой природе, её уровневой организации и эволюции.
Биология 10 класс (баз.)
§ 1. Биология в системе наук
Вспомните:
1. Что такое наука? Каков её основной принцип?
2. Какое место занимает биология в системе наук?
3. Каковы основные этапы развития биологии как науки?
Многообразие живой природы.
На рисунке 1 показаны представители флоры и фауны, которых можно встретить в природе во многих уголках нашей планеты. Их относят к различным видам, а также к систематическим группам более высокого ранга (род, отряд, семейство и т. п.) с очень широким распространением в природе (ареалом обитания) и называют космополитами. В основном это обитатели мест (биотопов), сходных в различных природных зонах, например переувлажненных. К видам-космополитам относят таких животных, как брюхоногий моллюск виноградная улитка (Helix pomatia) и известная всем помощница человека медоносная пчела (Apis mellifera). Среди растений это ромашка аптечная (Matricaria chamomilla) и клюква обыкновенная (Vacciniam oxycoccos).
Одни виды-космополиты расселились практически по всему свету благодаря человеку, поскольку они являются его постоянными спутниками (или синантропами), например рыжий таракан (Matricaria chamomilla) и серая крыса (Rattus norvegicus). Другие же изначально имели всесветное распространение, например плаун булавовидный (Lycopodium davatum), а также некоторые простейшие.
Все эти организмы обладают различными жизненными приспособлениями (адаптациями) к условиям обитания, которые позволяют им не только выживать, но и передавать закодированную в их геноме наследственную информацию последующим поколениям. Данные адаптации, как и сами обладающие ими организмы, появились в результате эволюции — необратимого процесса изменения природы, который привёл жизнь на Земле с момента её зарождения к тому многообразию видов, что мы можем наблюдать сегодня. И хотя в настоящее время человек обладает большими знаниями об эволюции жизни на Земле, а также о других природных процессах и явлениях, многие тайны природы всё ещё остаются нераскрытыми.
Современная научная картина мира.
Задавать вопросы о тайнах мироздания и искать ответы на них с помощью исследований — это важная сфера деятельности человека, называемая научной деятельностью или наукой. Здесь всё зависит от учёных, т. е. исследователей, которые по крупицам собирают научные факты, выдвигают гипотезы, проверяют их и формулируют различные теории, составляющие основу научных взглядов на окружающий мир — научное мировоззрение. Областей науки довольно много, и все их достижения вносят существенный вклад в современную научную картину мира, состояние которой зависит от современного уровня научных представлений.
✅ Научная картина мира — это система представлений человека о свойствах и закономерностях реально существующего мира, построенная в результате обобщения научных знаний и принципов.
Созданием естественно-научной картины мира занимается целый комплекс наук (рис. 2), среди которых можно выделить физику, химию и биологию. Все они так или иначе связаны друг с другом, что в ряде случаев позволяет взглянуть на одну и ту же научную проблему с разных точек зрения, а также попытаться решить её с применением различных научных методов. Таким образом, учёным удаётся либо значительно продвинуться в уже существующем направлении научных исследований, либо раскрыть перед собой новые горизонты, связанные с формированием научной картины мира. В настоящее время практически все открытия делаются на стыке нескольких научных направлений.
Целостность научной картины зависит прежде всего от того, насколько глубокими и разносторонними познаниями обладает конкретный учёный или коллектив научных сотрудников, занимающийся изучением какой-либо проблемы.
✅ Учёный — это специалист в какой-либо научной области, осуществляющий осмысленную деятельность по формированию научной картины мира, чья научная работа и квалификация в той или иной форме получили признание со стороны научного сообщества.
Мы часто представляем себе учёного как одиночку, работающего в закрытой лаборатории и время от времени совершающего какие-нибудь сенсационные открытия. В действительности же большинство научных сотрудников работают в составе коллективов, которые часто включают в себя начинающих исследователей — аспирантов и студентов. Чтобы преуспеть в науке, необходимо уметь общаться и взаимодействовать с другими членами научного сообщества. Результаты исследования практически не будут иметь никакой ценности для формирования современной научной картины мира, до тех пор пока исследователь не поделится ими с сообществом коллег. Поэтому основными формальными признаками признания квалификации учёного являются периодические публикации материалов исследований в авторитетных научных изданиях, которые называют рецензируемыми журналами (их странички есть и в Интернете), и выступления с докладами на авторитетных научных конференциях (рис. 3).
Роль и место биологии в формировании
научной картины мира.
Особое место в формировании современной научной картины мира занимает биология, в рамках которой учёные исследуют живые организмы, их строение, развитие и происхождение, взаимоотношения со средой обитания и с другими объектами живой природы. Её вклад в текущее научное мировоззрение заключается в изучении и раскрытии общих законов и закономерностей развития живой природы, т. е. её эволюции.
✅ Биологией (от греч. bios — жизнь и logos — наука) сейчас называют целый комплекс научных дисциплин, изучающих разнообразные свойства и проявления жизни.
Биология включает в себя множество дисциплин, таких, как ботаника, зоология, анатомия и физиология человека, цитология, молекулярная биология, генетика и др. Будучи объединены эволюционной идеей, они составляют теоретическую основу для целого ряда прикладных направлений профессиональной деятельности человека: медицины, агрономии, ветеринарии, зоотехнии, селекции, звероводства, рыбоводства, птицеводства, лесоводства и т. д.
Это значит, что здравоохранение, сельское хозяйство, промышленность (лёгкая, пищевая, медицинская, химическая, лесная), а также просвещение и образование в значительной степени базируются на знаниях и достижениях современной биологической науки. Следовательно, биология, равно как и другие естественные науки, так или иначе влияет на экономическую, технологическую, социальную и этическую сферы деятельности человека и в конечном итоге через достижения в этих отраслях — на окружающую его среду.
Практическое значение биологических знаний.
Биологические знания не только позволяют расширить научную картину мира, но и могут быть использованы в практических целях. Так, связь биологии с медициной и сельским хозяйством сформировалась в далёком прошлом. А в наше время она приобрела ещё большее значение.
Благодаря достижениям биологии стало возможно получать промышленным путём медицинские препараты, витамины, биологически активные вещества. Открытия, сделанные в генетике, анатомии, физиологии и биохимии, позволяют поставить больному человеку правильный диагноз и выработать эффективные пути лечения и профилактики различных болезней, в том числе и тех, которые раньше считались неизлечимыми. Знание законов наследственности и изменчивости позволило учёным-селекционерам получить новые высокопродуктивные породы домашних животных и сорта культурных растений. На основе изучения взаимоотношений между организмами были созданы биологические методы борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Данные, полученные при изучении строения и принципов работы различных систем живых организмов, помогают найти оригинальные решения в технике и строительстве (рис. 4).
Благодаря достижениям биологии всё большее значение приобретает новое направление материального производства — биотехнология. Уже сейчас она оказывает значительное влияние на решение таких проблем, как производство продуктов питания, охрана окружающей среды и др. Кроме того, биотехнология позволяет получать безопасные для жизни и здоровья людей виды топлива путём биопереработки отходов промышленного и сельскохозяйственного производств. Некоторые биотехнологические разработки находят всё большее применение в добыче и обогащении полезных ископаемых. Однако особенно ярко успехи этой отрасли проявляются в медицине. В настоящее время с помощью биосинтеза получают самые различные антибиотики, ферменты, аминокислоты и гормоны.
До недавнего времени люди считали, что восстановительные способности природы безграничны. Но оказалось, что это не так. Незнание или игнорирование законов природы приводит к экологическим катастрофам, которые грозят гибелью всем живым организмам, в том числе и человеку.
Сейчас большинство людей понимают, что будущее нашей планеты зависит от каждого из нас. Это привело к осознанию важности биологического образования, поскольку без него становится невозможным предотвращение загрязнения окружающей среды и другого негативного антропогенного воздействия на природу. Таким образом, в современном мире биологическая грамотность необходима каждому человеку так же, как умение читать, писать и считать.
ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА • КОСМОПОЛИТЫ • БИОТЕХНОЛОГИЯ • БИОЛОГИЧЕСКАЯ ГРАМОТНОСТЬ • НАУЧНОЕ МИРОВОЗЗРЕНИЕ • НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА • УЧЁНЫЙ • БИОЛОГИЯ
ПОДУМАЙТЕ
Возможно ли в настоящее время учёному совершить научное открытие без активного сотрудничества с другими исследователями?
Моя лаборатория (стр.11)
Тренируемся
- Что понимают под современной научной картиной мира и от кого зависит её формирование?
- Что позволяет исследователям постепенно продвигаться в науке, открывая новые горизонты, связанные с формированием целостной научной картины мира, и от чего зависит её целостность?
- Почему мы можем с уверенностью говорить о взаимосвязи и взаимозависимости естественных наук?
- Каково место биологии в системе естественных наук и какую роль она играет в формировании современной научной картины мира?
- Расскажите о роли биологии в жизни человека.
Совершенствуемся
- Используя ключевые слова параграфа, постройте основу схемы (ментальной карты), показывающей место биологии в системе наук.
- Подготовьте краткое сообщение о влиянии естественных наук в целом и биологии в частности на окружающую среду, экономическую, технологическую, социальную и этическую сферы деятельности человека. Оформите сообщение в виде презентации.
- Подготовьте презентацию об интересующей вас профессии. В презентации раскройте возможные её связи с биологией.
- Напишите эссе на тему «Моя биологическая грамотность» (как вариант «Зачем нужна человеку биологическая грамотность»).
Это интересно (стр. 12)
Биология — одна из древнейших наук, хотя сам термин для её обозначения был предложен лишь в 1797 г. немецким учёным Теодором Рузом (1771 — 1803). Однако общепринятым он стал лишь после того, как в XIX в. (1802) этот термин стали употреблять в своих работах Жан Батист Ламарк (1744—1829) и Готфрид Рейнгольд Тревиранус (1779—1864).
Современные направления биологии. На рубеже XX—XXI вв. в биологии появились новые научные направления. Так, из генетики выделилась геномика — наука, изучающая геномы различных организмов и взаимодействие составляющих эти геномы генов. Специалисты по геномике заняты расшифровкой геномов различных обитателей Земли и сравнением их между собой. Это помогает понять степень родства разных видов, а также проследить эволюцию отдельных групп организмов.
Также большое значение приобретает и медицинская геномика — дисциплина, изучающая связь различных заболеваний с генетическими аномалиями. Разработанные специалистами в этой области методики помогают ставить верный диагноз и назначать правильное лечение больным такими тяжёлыми болезнями, как онкологические и аутоиммунные.
К геномике близка и протеомика — наука, основным предметом изучения которой являются белки, их функции и взаимодействия в клетках. Методы протеомики также используются в медицине для постановки точных диагнозов. Сравнение протеомов (т. е. комплекса всех белков организма) здорового и больного пациентов позволяет выявить белки, способствующие развитию болезни, которые в дальнейшем могут стать мишенями для новых лекарственных препаратов.
Но если геномика и протеомика помогают ставить диагноз, то разработкой технологий по адресной доставке лекарств в клетку занимается нанобиология. Специалисты этого направления заняты созданием различных нанообъектов из живых молекул, которые смогут доставить лекарство именно в то место, где оно в данный момент необходимо.
Некоторые биологические дисциплины появились на стыке нескольких научных направлений. Такова, например, бионика — прикладная наука, исследующая возможности применения в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы. Так, основным направлением нейробионики является изучение физиологии нервной системы человека и животных. На основе этих данных учёные создают модели нейронных цепочек, которые используются для создания различных компьютерных программ (так называемые «нейросети»). А такие элементы нашей одежды, как застёжки—молнии и липучки, были созданы биониками-конструкторами на основе строения пера птицы.
Не менее важно и такое направление, как промышленная биоэнергетика, представители которой занимаются вопросами производства энергии из различных видов биотоплива. Сейчас активно разрабатываются технологии переработки биологического сырья, при помощи которых идёт утилизация органических отходов. Это приводит к уменьшению загрязнения окружающей среды, а также к получению более дешёвой альтернативной (т. е. не основанной на сжигании полезных ископаемых) энергии.
Обсуждаем (стр.13)
- Прочитайте текст. Подберите свои примеры научной и ненаучной гипотез. Обоснуйте их с помощью критерия фальсифицируемости Поппера. Предложите свой вариант проверки гипотез.
Как отличить науку от не науки? Именно этот вопрос задал себе английский философ и учёный Карл Раймунд Поппер (1902—1994) в 1935 г. Впрочем, вопрос о критерии, который провёл бы чёткую границу между научным и всеми остальными видами познания, волновал его достаточно давно. Ещё будучи студентом, Поппер часто задумывался над тем, почему, например, астрофизика считается наукой, а использующая похожие методы (в том числе и математические) астрология нет.
Учёный долго размышлял над этим и в конце концов понял, в чём разница: научная теория не может быть принципиально неопровержимой. Это открытие легло в основу критерия Поппера о фальсифицируемости научных гипотез, который позволил раз и навсегда отделить науку от «метафизики» (так Поппер называл все способы познания, не относящиеся к научному). Согласно этому критерию, любая гипотеза является научной в том случае, если существует возможность её опровержения путём постановки того или иного эксперимента (даже если такой эксперимент ещё не был поставлен). Это утверждение легко объяснить на примере сравнения двух гипотез. Как вы помните из курса физики, Исаак Ньютон в результате наблюдений и их анализа пришёл к выводу, что большие тела всегда притягивают к себе те, что меньше их (позже из этой гипотезы был выведен закон всемирного тяготения). Его легко проверить экспериментально, например, проследить поведение подброшенного вверх мяча не только в различных точках нашей планеты, но даже и на Марсе, и на Луне, куда сейчас этот мяч вполне возможно доставить. И если в каком-нибудь из опытов брошенный вверх мяч не вернётся на поверхность планеты, то в этом случае гипотезу Ньютона следует рассматривать как неверную, потому что будет экспериментально доказан тот факт, что не всегда большее тело притягивает к себе меньшее.
Совершенно очевидно, что данный эксперимент представляет собой попытку опровержения вышеупомянутого закона. Так как сейчас космические аппараты смогут провести его на поверхности многих космических объектов, то гипотезу Ньютона следует признать научной, а также верной, поскольку поставленное им условие выполняется не только в земных условиях. Но ничего подобного нельзя сказать про гипотезу, согласно которой расположение планет в момент рождения человека влияет на формирование его характера, поскольку невозможно поставить такой эксперимент, который опроверг бы это (ибо даже теоретически невозможно представить себе рождение человека в таком месте, которое было бы свободно от влияния любого небесного тела). Значит, эта гипотеза, которой пользуются астрологи, ненаучная.
Резюмируя, можно с уверенностью сказать, что физика — это наука, а астрология не наука, так как гипотезы, с которыми имеет дело физик, соответствуют критерию Поппера, а те, которыми оперирует астролог, не соответствуют. Как видите, критерий фальсифицируемости действительно надёжно разделяет науку и не науку. И хотя он не универсален (есть, например, некоторые положения теории эволюции, которые не проходят отбор по этому критерию, и некоторые метафизические гипотезы, которые проходят), учёные до сих пор используют его в качестве первичной проверки гипотезы на предмет того, является она научной или нет.
- Выясните, кто из ваших знакомых имеет профессию, связанную с биологией. Каково их мнение о своей профессии? Почему они её выбрали?
Профессии, связанные с биологией. Существует очень много профессий, связанных с биологией (рис. 5), и любую из них вы можете выбрать для себя. В общей сложности биология включает около 70 научных и прикладных направлений, по каждому из которых специально готовятся профессиональные кадры. Практически все медицинские работники: медсёстры, фельдшеры, врачи-педиатры, хирурги, терапевты, стоматологи и т. д. — должны иметь базовое биологическое образование. Большое значение биологические знания имеют для подготовки работников сельского хозяйства: агрономов, зоотехников, ветеринаров и др. Всё больше специалистов требуется для бурно развивающихся направлений — микробиологической промышленности и биотехнологии. Кроме того, активно ведётся подготовка по различным направлениям экологии, таким, как биоэкология или геоэкология. Всё большую популярность получают, например, такие связанные с данной дисциплиной профессии, как инженер-эколог и ландшафтный дизайнер.
Шаги к успеху (стр.15)
СТРОИМ МЕНТАЛЬНУЮ КАРТУ (КАРТУ ПОНЯТИЙ)
Ментальная карта (карта понятий, интеллект-карта, mind map и др.) — технология работы с информацией, удобный инструмент для отображения процесса мышления. Помогает решить проблему запоминания, усвоения и логического структурирования информации в любой области знаний, отображает процесс общего системного мышления.
Ментальная карта представляет собой особую древовидную схему. На ней присутствуют слова, задачи и иные понятия, которые связаны ветвями, отходящими от центрального понятия (или ветви).
- ▲ Определите ключевые понятия полученной информации, например текста или его фрагмента.
- ▲ Выделите среди ключевых понятий основополагающее (главное) — мысль, идею, задачу.
- ▲ От основы постройте ветви, показывающие задачи, идеи, процессы, отдельные мысли или шаги, необходимые для реализации этого понятия.
- ▲ Каждое ответвлённое от основного понятия делите ещё на несколько ветвей в зависимости от имеющейся информации.
- ▲ Подходите к процессу творчески. Создавайте карту, используя различные фигуры и цвета, картинки и другие элементы оформления, основываясь на своих ассоциациях.
Вы смотрели: учебник биологии 10 класс Пасечник Базовый уровень для ознакомления перед покупкой. Цитаты из пособия 2023 года использованы также в учебных целях для семейного и домашнего обучения. Код материалов: Биология Пасечник Базовый §1.
Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника.