§ 32. Что такое биология

Определения и обозначения

Биология — наука о живой природе, организмах, их строении, жизнедеятельности и развитии. Это слово помогает объединить знания о растениях, животных, грибах, микроорганизмах и человеке. Биология нужна, чтобы понимать, как устроена жизнь и как организмы связаны с окружающим миром.

Живая природа — часть природы, представленная организмами и проявлениями их жизнедеятельности. К ней относятся сами живые существа, а также такие процессы, как рост, питание, дыхание и размножение. Это понятие помогает отличать живые природные объекты от воды, воздуха, камней и других неживых тел.

Организм — отдельное живое существо, способное поддерживать жизнедеятельность, расти и размножаться. Организмом может быть берёза, кошка, гриб, бактерия или человек. Понятие нужно, чтобы говорить о каждом живом существе как о целостном объекте изучения.

Биологические науки — разделы биологии, каждый из которых изучает определённую группу организмов или сторону жизни. Например, ботаника занимается растениями, а экология — связями организмов с окружающей средой. Такое разделение делает изучение огромного мира живого более понятным и подробным.

Как это устроено

Биологию относят к естественным наукам, потому что она исследует природу, а не созданные человеком правила или произведения искусства. Её объект — живые организмы и происходящие в них процессы. Физика чаще изучает движение, энергию и свойства тел, химия — вещества и их превращения, география — Землю, её оболочки и распространение объектов. Эти науки связаны: например, химические реакции и физические процессы происходят и внутри организма.

Живой организм можно отличить от неживого по совокупности признаков. Он получает питательные вещества, дышит, растёт, развивается, размножается и реагирует на изменения среды. Один признак сам по себе не всегда достаточен: автомобиль движется, но не является живым, а кристалл может увеличиваться, хотя не питается и не размножается. Поэтому проверяют сразу несколько жизненных процессов.

Биология разделяется на несколько наук, потому что живые организмы очень разнообразны. Нельзя одинаково подробно изучать строение дуба, бабочки, плесневого гриба и бактерии: у них разные особенности жизни. Кроме того, учёные исследуют разные стороны одного организма — например, его строение, развитие или отношения с другими существами. Разделы биологии дополняют друг друга и вместе дают целостное представление о живой природе.

Ботаника изучает растения, зоология — животных, микология — грибы, а микробиология — микроорганизмы, которые обычно невозможно увидеть без специальных приборов. Анатомия рассматривает строение организма, например расположение органов человека. Экология изучает связи организмов друг с другом и с окружающей средой. Такое распределение помогает выбрать подходящий способ исследования.

Биологические знания получают разными методами. Наблюдение позволяет следить за явлением без намеренного изменения условий, сравнение — находить сходства и различия, а измерение — выражать размер, массу, время или температуру числами. В эксперименте условия специально изменяют и проверяют результат, например выясняют, нужен ли семенам свет. Использование нескольких методов делает вывод более надёжным.

Основные биологические науки и объекты их изучения

Чтобы воспользоваться таблицей, сначала определите, что именно нужно изучить: группу организмов или сторону их жизни. Затем найдите подходящую науку и проверьте примеры объектов. Один объект может рассматриваться разными науками, потому что у него есть и строение, и связи с окружающей средой.

Разбор задач

Задача 1. Распределите на живые и неживые объекты берёзу, камень, кошку, облако и гриб. Объясните решение с помощью признаков живого. Не достаточно определить объект только по движению или внешнему виду.

1. Берёза питается, растёт, дышит и размножается, поэтому это живой организм.
2. Кошка выполняет жизненные процессы и реагирует на окружающую среду, значит, она живая.
3. Гриб растёт, питается и размножается, поэтому относится к живой природе.
4. Камень не питается, не дышит и не размножается; облако может двигаться, но жизненных процессов не выполняет.

Ответ: к живым объектам относятся берёза, кошка и гриб. Камень и облако — неживые объекты. Движение облака не доказывает, что оно живое.

Задача 2. Определите, какая наука изучает комнатные растения, насекомых, плесневые грибы и взаимоотношения организмов в лесу. Нужно соотнести каждый объект или явление с предметом изучения. Сначала определим, что именно является главным в каждом случае.

1. Комнатные растения относятся к объектам ботаники.
2. Насекомые являются животными, поэтому их изучает зоология.
3. Плесневые грибы относятся к объектам микологии.
4. Связи организмов в лесу изучает экология.

Ответ: комнатные растения — ботаника, насекомые — зоология, плесневые грибы — микология, отношения организмов в лесу — экология. Выбор науки зависит от объекта или вопроса исследования.

Задача 3. Составьте план исследования прорастания семян и отметьте наблюдение, измерение и эксперимент. Исследование должно быть простым и безопасным. Нужно изменить только один важный фактор, чтобы понять его влияние.

1. Положите одинаковые семена в две ёмкости на влажную вату и подпишите их.
2. Одну ёмкость оставьте на свету, а другую поместите в темноту; это будет эксперимент с разными условиями.
3. Каждый день наблюдайте за семенами и записывайте, появились ли корешки и ростки.
4. Измеряйте линейкой длину ростков и сравните результаты двух групп.

Ответ: наблюдение — ежедневное отслеживание изменений, измерение — запись длины ростков, эксперимент — сравнение прорастания на свету и в темноте. Вывод делают после сравнения полученных данных.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Биологию считают наукой только о животных, забывая о растениях, грибах, микроорганизмах и человеке. Так происходит, если ориентироваться на самые заметные живые существа. Проверьте себя: назовите хотя бы по одному объекту для ботаники, микологии и микробиологии.

Ошибка 2. Живым называют любой движущийся объект. Движение автомобиля, облака или воды не означает наличие жизнедеятельности. Проверьте объект по нескольким признакам: питанию, дыханию, росту, размножению и реакции на среду.

Ошибка 3. Ботанику принимают за организм, а не за науку. Причина ошибки — смешение названия объекта и раздела знаний. Чтобы проверить себя, задайте вопрос «Что изучает ботаника?» и ответьте: «Растения».

Ошибка 4. Наблюдение смешивают с экспериментом. При наблюдении условия специально не меняют, а в эксперименте их изменяют, чтобы проверить результат. Проверьте описание действия: если исследователь ввёл разные условия, это эксперимент.

Связь с другими темами

До изучения биологии нужно уметь различать живую и неживую природу, узнавать основные группы природных объектов и внимательно наблюдать. Эти умения помогают правильно определить объект и выбрать способ его изучения.

Знания о биологии пригодятся при изучении растений, животных, человека и экосистем. Они также нужны для понимания правил безопасной работы с природными объектами: нельзя пробовать неизвестные растения и грибы или вредить живым существам.

Биология связана с другими естественными науками. Химия объясняет состав веществ организмов, физика — движение и обмен энергией, а география — распространение организмов по Земле.

Что запомнить

• Биология — наука о живой природе.
• Главные объекты биологии — организмы и их жизнедеятельность.
• К признакам живого относят питание, дыхание, рост, развитие, размножение и реакцию на окружающую среду.
• Биология включает несколько взаимосвязанных биологических наук.
• Ботаника изучает растения, зоология — животных, микология — грибы.
• Биологические знания получают с помощью наблюдения, сравнения, измерения и эксперимента.