Перечислить и описать современные методы биологии. Структура и функции белков. Транспортные РНК и синтез гена
Вступление
Биология (греч. βιολογία; от др.-греч. βίος - жизнь + λόγος - учение, наука) - система наук, объектами изучения которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле. Классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой.
Среди многочисленных методов, которые использует молекулярный биолог, пять были столпами в развитии молекулярной биологии и являются неотъемлемой частью современных исследований. Этими методами являются: электрофорез, секвенирование, клонирование, гибридизация и полимеразная цепная реакция.
Учитывая важность молекулярной биологии в последние годы, цель этой статьи - представить учащемуся, который впервые приступает к этой науке, к историческому контексту первобытных методов и их основных технических основ. Наконец, для учителя и профессионального ученого также анализируются их современные разработки.
Основные методы Биологии: наблюдение, позволяющее описать биологическое явление; сравнение, дающее возможность найти закономерности, общие для разных явлений (например, особей одного вида, разных видов или для всех живых существ); эксперимент, или опыт, в ходе которого исследователь искусственно создаёт ситуацию, помогающую выявить глубже лежащие свойства биологических объектов; наконец, исторический метод, позволяющий на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познавать процессы развития живой природы. В современной Биологии между этими основными методами исследования нельзя провести строгой границы; когда-то оправданное разделение Биология на описательный и экспериментальный разделы теперь утратило своё значение.
Основополагающим событием молекулярной биологии был доклад «принципа трансформации», химического агента, который содержит патогенное свойство бактерий пневмонии, способного «трансформировать» непатогенные бактерии в патогены. В то время как новые гипотезы, такие как «принцип трансформации», были постулированы, необходимо было также продвигаться в методологиях, которые позволили провести научный и тщательный анализ химических молекул в клеточных процессах. Особый интерес представляет анализ высокомолекулярных биомолекул или биомакромолекул.
Биология тесно связана со многими науками и с практической деятельностью человека. Для описания и исследования биологических процессов Биологию привлекает химию, физику, математику, многие технические науки и науки о Земле - геологию, географию, геохимию. Так возникают биологические дисциплины, смежные с другими науками, - биохимия, биофизика и пр., и науки, в которые Биология входит как составная часть, например почвоведение, включающее изучение процессов, протекающих в почве под влиянием почвенных организмов, океанология и лимнология, включающие изучение жизни в океанах, морях и пресных водах.
Первыми биомакромолекулами, подлежащими изучению, были белки. В этом контексте была разработана методика, позволяющая контролировать выделение белков контролируемым образом: электрофорез. Расширение работы Гриффита Освальдом Эйвери и его сотрудниками продемонстрировало, что «принципом трансформации» была дезоксирибонуклеиновая кислота.
Фредерик Сангер был тем, кто разработал два метода, которые распространяли на каждую лабораторию биологии возможность секвенирования биомолекул. Секвенирование биомакромолекул используется для обычной проверки рекомбинантных молекул для получения знания об общем генетическом содержании организма, таком как человеческие и другие модельные организмы. Эволюция секвенирования нуклеиновых кислот имеет далеко идущие последствия, например, недорогостоящий анализ отдельных геномов в медицинских целях.
Как особая наука биология выделилась из естественных наук в XIX, когда учёные обнаружили, что живые организмы обладают некоторыми общими для всех характеристиками. Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году, Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом в 1802 году и Жаном Батистом Ламарком.
Еще одним важным событием стало открытие рестрикционных ферментов. Это привело к картированию генетических заболеваний, открытию генов для улучшения производства пищи у животных и растений и производству высокоценных белков в быстрорастущих организмах.
Самый известный индивидуальный технический прогресс - изобретение Полимеразной цепной реакции. Электрофорез представляет собой метод разделения, основанный на подвижности биомолекул в жидкой фазе, подвергнутой воздействию электрического поля. Молекулы с отрицательным зарядом будут мигрировать к положительному полюсу электрофоретического устройства и наоборот. Включение твердой матрицы в дополнение к жидкой фазе позволило добавить новую точку разделения и универсальность в электрофорезе. Таким образом, не только биомолекулы могут быть разделены их зарядом, но и их размером.
Значение практической биологии для современного общества и природы
Значение биологии как науки исключительно велико, так как познание исторического развития органического мира, закономерностей в строении и функционировании живых систем разных рангов, их взаимосвязей, устойчивости и динамичности играет важнейшую роль в формировании материалистического мировоззрения, составлении научной картины мира.
Включение матрицы допускает то, что неизменно удивляет студентов молекулярной биологии: физическое восстановление биомолекулы, которая была разделена на гель, с помощью ножа и агента визуализации. Современное электрофоретическое устройство имеет следующие компоненты: контейнер, который предотвращает загрязнение и пролитие биомолекул, два полюса, которые будут привлекать биомолекулы, источник энергии для создания регулируемого электрического поля, матрицу, которая допускает вторую точку разрешения, и наконец, буфер рН, который поддерживает целостность биомолекул.
Кроме того, биология способствует решению жизненно важных практических задач. Теоретические достижения биологии широко применяются в медицине. Именно успехи и открытия в биологии определяют современный уровень медицинской науки. Так данные генетики позволили разрабатывать методы ранней диагностики, лечения и профилактики наследственных болезней человека. Развитие генной инженерии открывает широкие перспективы для производства биологически активных соединений и лекарственных веществ. Так, например, с помощью методов генной инженерии был получен ген гормона инсулина и затем встроен в ген кишечной палочки. Такой штамм кишечной палочки способен синтезировать человеческий инсулин, используемый для лечения сахарного диабета. Подобным образом в настоящее время получают соматотропин (гормон роста) и другие гормоны человека, интерферон, иммуногенные препараты и вакцины.
Некоторые электрофоретические приложения с высоким разрешением требуют охлаждения устройства для предотвращения образования токов. Другие имеют системы наблюдения в реальном времени или автоматизированные оптические системы. Некоторые из них были адаптированы не только для проведения электрофореза, но и для переноса биомолекул, которые были разделены в матрице, на поверхность, где они могут быть закреплены. Этот метод известен как электроперенос и используется для приложений мембранной гибридизации.
Электрофорез нуклеиновой кислоты. Его химическая основа заключается в том, что нуклеиновые кислоты являются отрицательно заряженными полимерами, связанными ковалентными фосфодиэфирными связями. Предпочтительной твердой матрицей для отделения нуклеиновых кислот является агароза, поскольку она обеспечивает достаточную разделительную способность для большинства обычных операций. Кроме того, он может быть гибким с использованием концентрации. Агарозный электрофорез доступен из-за его низкой стоимости, разнообразия конструкций камер и того, что его легко подготовить.
Общебиологические закономерности используются при решении самых разных вопросов во многих отраслях народного хозяйства. Быстрые темпы роста населения планеты, постоянное уменьшение территорий, занятых сельскохозяйственным производством, привели к глобальной проблеме современности - производству продуктов питания. Эту задачу способны решать такие науки, как растениеводство и животноводство, базирующиеся на достижениях генетики и селекции. Благодаря знанию законов наследственности и изменчивости можно создавать высокопродуктивные сорта культурных растений и пород домашних животных, что позволит интенсивно вести сельскохозяйственное производство и удовлетворить потребности населения планеты в пищевых ресурсах.
Часто формальдегид или мочевина используют в качестве денатурирующего агента для разрушения внутримолекулярных водородных связей. С другой стороны, визуализация нуклеиновых кислот в электрофорезе требует агента. Когда эти молекулы возбуждаются ультрафиолетовым светом, они испускают флуоресценцию, которая указывает на положение нуклеиновых кислот, которая зависит от их молекулярного размера.
Белки представляют собой биомолекулы, мономеры которых являются аминокислотами, полимеризуемыми с помощью пептидных связей. В отличие от нуклеиновых кислот, которые имеют чистый отрицательный заряд, заряд белков очень изменчив, поскольку в них могут быть как отрицательные, так и положительные аминокислоты. Таким образом, первые электрофоретические разделения белков были грубыми и нуждались в градиенте рН, чтобы улавливать их в их изоэлектрической точке. Это состоит из гомогенизации заряда додецилсульфатом натрия, моющего средства, которое одновременно денатурирует белки и покрывает их отрицательным чистым зарядом, так что они мигрируют к положительному полюсу во время электрофореза.
Значение биологии длягуманитарного образования
В последние годы биология стала активно внедряться в гуманитарную сферу образования. Это обусловило появление целого ряда специфических направлений. Теперь люди изучают биологические причины таких неоднозначных явлений как агрессивность, искусство, жажда власти, альтруизм, лидерство, ксенофобия, любовь и многих других. Совсем скоро уже можно будет заказать кандидатскую диссертацию, основанную на изучении подобных тем. Ведь это является очень актуальным и, возможно, благодаря биологии люди смогут найти решение проблем, которые ранее для образования были камнем преткновения.
Оба типа белкового электрофореза визуализируются с пятнами, такими как кумасси синий или серебристый. Он основан на микроэлектрофорезе в капиллярах и позволяет визуализировать данные в реальном времени. Вы можете выполнить обработку тысяч выборок автоматически. Высокие затраты на эти устройства являются запретительными для отдельных лабораторий, но они находятся в общих помещениях.
Текущая проблема протеинового электрофореза заключается в его автоматической связи с последующими методами, особенно с большим, что позволяет идентифицировать отделенные и интактные белки. Целью секвенирования является точно знать порядок его мономеров.
Описанные выше факты заставляют пересмотреть значение биологии для образования. Очевидно, что она важна не только для естественнонаучных специальностей, но и для многих других. Сейчас во многих ВУЗах постепенно вводится биология с основами экологии, биологические основы культуры, биокибернетика, современное естествознание и т.п. Например, на психологических факультетах стали применять курс антропологии, но это, конечно же, только начало внедрения этой интереснейшей науки в образование.
Последовательность нуклеиновой кислоты. Из всех исторических методов секвенирования нуклеиновой кислоты, разработанных Сангером, метод дидезокси терминатора является наиболее успешным. Дидезокси-последовательность в сочетании с методами вычислительной реконструкции была фундаментальной в секвенировании геномов человека, животных и растений. Концевого конца молекул химическим реагентом фенилизотиоцианата.
Вскоре метод Эдмана был автоматизирован и в настоящее время является стандартом для секвенирования белка. В последние годы этот химический метод сосуществует с аналитическим методом мальди, связанным с мс, который идентифицирует пептиды в соответствии с их отпечатком фрагментации ионов. Достижения в последовательности нуклеиновой кислоты.
В США знаменитый биохимик А. Ленинджер осуществлял активную деятельность по введению курса биохимии в обязательную программу для всех специальностей американских университетов. Сегодня каталог диссертаций РГБ изобилует работами о биологии. Эта наука рассматривалась Ленинджером как основополагающая дисциплина, эффективно формирующая широкое и правильное мировоззрение любого специалиста. Можно сказать, что данный курс знакомил обучаемых с основами строения жизни. Однако его старания не нашли отклика у бюрократов, находящихся у "рычагов"
Недавно секвенирование нуклеиновой кислоты снова было помещено на границу исследований. Включение оснований также может быть обнаружено косвенно путем измерения изменений рН, вызванных продуцированием протонов во время полимеризации, или путем измерения концентрации пирофосфата, также образующегося при полимеризации. В этих методах умеренная длина фрагмента, секвенированного по количеству фрагментов, которые секвенированы, была принесена в жертву.
Секвенирование с помощью синтеза позволяет повторную секвенирование геномов, делающих персонализированную геномную медицину, реальностью, где вы можете искать маркеры или обнаруживать аллели, ответственные за генетические заболевания у людей. Все это стало возможным благодаря разработке гениальных платформ, в которых используются полупроводники и нанопотенциометры, что снижает впечатляющую производительность современной последовательности.
образования.
За последние годы можно было наблюдать небольшое сближение между гуманитарными и естественнонаучными подходами не только в науке, но и в образовании. Те, кто пользуется доставкой диссертаций, наверняка заметили, что многие работы стали все больше касаться биологии. Говорят даже, что вскоре сформируется "новая парадигма". Но все же не все так благоприятно, как может показаться, ведь нередко желаемое пытаются выдать за действительное.
Из-за большой возможности получения информации, которую позволяют эти методы, очень важной современной задачей является оптимизация биоинформационных методов, необходимых для анализа этих данных и получения из них максимально возможного количества биологической информации интуитивно.
Через компьютерные программы можно смоделировать лучшую стратегию получения химер в лаборатории. Химеры полезны для проверки гипотез о функции генов, а также для массового производства рекомбинантных белков. Предлагаются новые технологии после шлюза. Когда нуклеиновые кислоты или белки в растворе взаимодействуют с твердыми поверхностями, они могут адсорбироваться в них. Наиболее часто используемыми поверхностями являются нитроцеллюлоза и нейлоновые мембраны. Это свойство взаимодействия не было полностью выяснено, но гипотеза заключается в том, что он находится в нековалентных взаимодействиях, таких как гидрофобные взаимодействия или частичные заряды между биомолекулами и поверхностью.
Это обусловлено тем, что между этими дисциплинами имеется принципиальное различие пониманий картины мира. Это очень мешает синтезу двух сторон. Гуманитарные науки рассматривают человека как носителя души, и они изучают исключительно его психику, сознание и т.п. В каталоге диссертаций РГБ можно найти уйму материалов, которые подтверждают эти слова. В биологии же, в свою очередь, человек является сложным механизмом, работа которого влияет на окружающую среду.
В случае нуклеиновых кислот эти взаимодействия могут быть сделаны ковалентными с ультрафиолетовым светом. В современных каталогах вы можете найти самые разнообразные мембраны с точки зрения адсорбционной способности, прочности, размера и активных химических групп, которые могут быть адаптированы к различным применениям.
Грубым переводом будет «Саузерн-блот». Молекулы, содержащиеся в образце, адсорбированном на мембране, от которого запрашивается конкретная информация, называются «белыми». Эта молекула, которая будет использоваться для извлечения информации о цели, называется «зонд». Если зонд был помечен радиоактивностью или антигенными группами, он будет создавать темные пятна в зоне гибридизации, если он подвергается фотографической пластине.
Необходимость биологии в гуманитарном образовании, безусловно, естественнонаучная подготовка просто обязана занять место среди учебных планов любых специальностей. И этого требует не только необходимость расширения кругозора, но и сегодняшние реалии. Экологический кризис, который подступает все ближе, следует изучать в мировых масштабах. Только так можно найти эффективные пути его решения. И те, кто заказал кандидатскую диссертацию, смогут получить дополнительное образование, содержащее биологические дисциплины. Согласитесь, что это принесет огромную пользу человечеству, так как остальные науки просто не смогут справиться с надвигающимися проблемами.
Образец полученных пятен будет указывать на наличие его мишени и даст информацию о его размере, частоте и численности в образце. Количество зонда, помещенного в макроматрицу, находится в порядке микрограмм в микролитрах, однако с появлением микрожидкостных методов можно обрабатывать количества в порядке нано - клювом и фентилистами.
Минимизируя объем используемого образца, количество отдельных точек, которые можно было распечатать и, следовательно, анализировать в одном и том же пространстве, увеличивалось логарифмически до порядка тысяч. Широкое использование макросов и микрочипы сообщества современных молекулярных биологов позволили создать свободные международные базы данных, где анализируются такие эксперименты, с которыми можно ознакомиться через интернет-порталы в интуитивно понятных интерфейсах.
Вывод
Прогресс биологического знания возросла относительная и абсолютная роль биологии среди других наук и для существования человечества в целом определяют ее облик сравнительно с тем, какой она была даже 30-40 лет назад. Накопление знаний и в новых, и в ее классических областях способствует разработка и применение новых методов и приборов. Так, большой шаг вперёд обусловлен появлением электронной микроскопии, позволившей обнаружить новые ультраструктуры на разных уровнях организации живого. Получили распространение новые методы прижизненных исследований, использование физических и химических приборов, работающих на повышенных скоростях и частично или полностью автоматизированных.
Растет число биологических институтов, биостанций, заповедников и национальных парков; создаются лаборатории, в которых можно изучать действия любых комбинаций климатических и физико-химических факторов, биологические учреждения оснащаются электронно-вычислительными машинами; создаются отрасли промышленности, связанные с биологическим приборостроением; во всё большем числе специальных биологических институтов и на биологических факультетах университетов готовятся кадры высококвалифицированных биологов разных профилей. По уровню биологических исследований можно судить ныне о материально-техническом развитии общества, т.к. биология становится реальной производительной силой. Это залог ее расцвета в будущем, что, несомненно, ознаменуется открытием новых фундаментальных закономерностей живой природы. Само существование человечества в биосфере Земли оказывается тесно связанным с успехами в решении многих биологических проблем. Биология становится научной, рациональной основой отношений между человеком и природой.
Были использованы материалы
http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/69404/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1
http://distant-lessons.ru/rol-biologii-v-sovremennom-mire.html
http://www.slideshare.net/zerr0/ss-16393478
https://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E8%EE%EB%EE%E3%E8%FF#.D0.91.D0.B8.D0.BE.D0.BB.D0.BE.D0.B3.D0.B8.D1.87.D0.B5.D1.81.D0.BA.D0.B8.D0.B5_.D0.BD.D0.B0.D1.83.D0.BA.D0
«Основы биологии» С.Г. Мамонтов.
Биология // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
Большой энциклопедический словарь. Биология. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999
Биология // Биологический энциклопедический словарь - М.: Сов. Энциклопедия, 1986
Электронный учебник по биологии
Проект «Вся Биология»
Биология: Государственный рубрикатор научно-технической информации (ГРНТИ).
Введение
2. Философско-методологические проблемы биологии
3. Биологическая реальность
Заключение
Введение
Чтобы понять природу биологического познания необходимо обозначить предмет исследования и то, на чем основано познание (методы исследования).
Комплекс биологических наук изучает мир живого, закономерности живых систем (современное представление). Причем в ходе развития биологии и других наук о живом происходило изменение их предмета исследования:
Так, на первых этапах развития биологии целью исследования был организм, соответственно предмет биологической науки описывался на организменном уровне.
Возникновение представлений о виде расширило понимание предмета биологии. Вид и популяция предстали как целостные биологические объекты, имеющие свои собственные закономерности построения, функционирования и развития. Формирование понятий о биоценозах, экосистемах, биосфере еще больше расширяют предмет биологической науки до надорганизменного уровня. Биология перешла к биосферному и популяционному мышлению.
Сходный процесс расширения предмета идет и в глубь организма в настоящее время. Это происходит при активном использовании физики, химии, и других точных наук. Следовательно, образуются новые интегративные, но по своему статусу биологические науки - биофизика, биохимия.
Таким образом, в предмет биологии включились все уровни организации жизни - организменный, надорганизменный (популяционно-видовой, экосистемный) и суборганизменный (молекулярный, клеточный). Далее добавилось обращение биологии к проблеме человека (выяснение роли природных факторов на жизнедеятельность человека и др.). Биология стала включенной в решение реальных проблем развития общества.
1. Методология современной биологии
У современной биологии появились новые стратегические направления развития исследовательской деятельности, а именно проектирование, конструирование биообъектов, управление живыми системами, прогнозирование. Это отразилось в таких направлениях как генная инженерия, клеточная инженерия, биотехнология.
Методология представляет собой основание любого научного познания. Методология биологии представляет собой систему принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности в сфере жизни.
Исторически познание живой природы началось с наблюдений. Начинаясь с наблюдения, оно продолжается на уровне мыслительных процедур, таких как:
описание (как с помощью терминов языка (естественного), так и наглядным образом - с помощью рисунков, схем и др.)
систематизация на основе определенных выделенных признаков объектов (одной из форм систематизация на основе систематизации является классификация, когда выбор признаков связан с выделением существенных сторон объекта);
сравнение, позволяющее выявлять законы объекта путем сопоставления существенных характеристик объекта (высокая эффективность метода сравнения вызвала к жизни такие науки, как сравнительная анатомия, сравнительная морфология, сравнительная физиология, сравнительная систематика и др.).
важнейшим достижением биологии явилось представление о том, что природа живого может быть понята и объяснена только через знание его истории. Теория Ч. Дарвина ввела в биологию эволюционный исторический метод как доминирующий метод научного познания.
(Эволюция - направленное изменение любого процесса, системы, предмета, имеющее необратимый характер. Как правило, происходит постепенно путем накопления большого количества микроизменений).
В результате представление о системности в живой природе, формируется принцип системности. Системное воспроизведение объекта предполагает выявление единства в предметном многообразии живого, определении связей.
на идеи организации живой природы был основан организационный подход, который предлагал изучать мир путем вычленения организационных законов.
Рассмотрим философско-методологические проблемы биологии природа, структура, особенности биологического познания и знания;
сущность биологического закона;
как устроена научная теория, можно ли в биологии отыскать сходные единицы, которые были обнаружены в структуре физического знания;
о взаимодействии методов исследования биологии и других точных наук;
о соотношении теоретического и эмпирического в биологии.
Специфика этих проблем такова, что они не надстраиваются как философские над биологией, а непосредственно выводятся как проблемы биологического познания, требующие философского осмысления.
Современное философское познание не существует над биологическим. Оно непосредственно выводится из него. Философия рассматривает свой предмет не изолированно от конкретных форм познания, но как результат его, итог взаимодействия субъекта и объекта.
То есть, наука биология сама создает биологическую реальность в процессе исследования живых систем. И эту реальность исследует уже философия биологии с позиций общего характера, разрешения философских проблем.
3. Биологическая реальность
Биологическая реальность включает в себя:
не просто объективное существование мира живого,
но и активность познающего субъекта.
При этом критерии познавательной деятельности определяются как непосредственными характеристиками объекта, так и социокультурным влиянием, нормами и идеалами. Данное обстоятельство предопределяет историчность понимания предмета биологии, изменение в его содержании.
4. Основные этапы трансформации представлений о месте и роли биологии в системе научного познания
В современном представлении биология - совокупность наук о жизни во всем разнообразии проявления ее форм, свойств, связей и отношений на земле. В ходе развития биологии происходило расширения ее предмета исследования и увеличение роли в системе научного познания, распространение исходно биологических подходов исследования на другие области.
1. Интерес к живой природе появился уже в античности. Но долгое время знания о живой природе складывались в рамках медицины, животноводства и растениеводства, которые нередко принимали общий характер в виде натурфилософских умозрительных рассуждений о принципах ее организации и развития.
2. Переломным моментом стала середина 18 века. Одно из главных достижений 18 века - создание первой искусственной классификации всех известных тогда растений и животных К. Линнеем (1735). Линней поместил в общую систематику и человека, назвав его “Homo sapiens nosce te p sum" (хомо сапиенс носце тэ пи сум), что в переводе с латинского означает - человек разумный познай самого себя. Получили распространение методы наблюдения, описания, сравнения и систематизации на основе выделенных признаков объектов. Левенгук впервые увидел под микроскопом микроорганизмы.
3. О биологии как о комплексной науке можно говорить, начиная с 1802 г., с момента одновременного и независимого введения термина биология Ж.Б. Ламарком и Л.Х. Тревиранусом. Биология встала на путь теоретизации. Построена теория клеточного строения живых организмов Т. Шванном и М. Шлейденом. Ж.Б. Ламарком была сформулирована первая целостная концепция эволюции. Ч. Дарвин показал механизм эволюционного процесса (борьба за существование, половой отбор и подбор).
Дарвинизм ввел в биологию эволюционный исторический метод как доминирующий метод научного познания, как ведущую познавательную ориентацию. Возникнув в биологии, эволюционный взгляд на все мироздание в целом.
Грегор Мендель (1822-1884), применив статистические методы для анализа результатов гибридизации сортов гороха, выявил и сформулировал закономерности наследственности. Впервые в истории науки использовав количественные подходы для изучения наследования признаков, Мендель установил новые биологические законы, тем самым заложив основания теоретической биологии.
4. Так, если на первых этапах развития биологии целью исследования был организм, соответственно предмет биологической науки описывался на организменном уровне, то 20 век ознаменовался интенсивным процессом расширения предмета биологии в глубь организма. Это происходит при активном использовании физики, химии, и других точных наук. Следовательно, образуются новые интегративные, но по своему статусу биологические науки - биофизика, биохимии, также интенсивно развивается генетика и молекулярная биология.
Одновременно во второй половине 20 века началось усиленное исследование надорганизменных образований. Вид и популяция предстали как целостные биологические объекты, имеющие свои собственные закономерности построения, функционирования и развития. Сформировались понятия о биоценозах (В.Н. Сукачев, 1942), экосистемах (А. Тенсли, 1935), биосфере (В.И. Вернадский, 1926).
Таким образом, было достигнуто понимание жизни как многуровневого, но единого целого. Биология стала пониматься как наука о живых системах на всех уровнях сложности - на организменном, надорганизменном (популяционно-видовой, экосистемный) и суборганизменном (молекулярный, клеточный).
Важным моментом в расширении предмета исследования биологии стало обращение к проблеме человека. Исследовались биологические причины болезней, проводился поиск новых методов лечения и лекарств, происходило осознание роли природных факторов на жизнедеятельность человека.
Таким образом, изменения в понимании предмета биологии отражают взаимосвязь как научных, так и социокультурных факторов развития биологии, отражают ее включенность в решение реальных проблем развития общества.
5. Такое расширение понимания предмета биологии, новые возможности биологического эксперимента, новые социальные заказы привели к изменениям стратегических направлений развития исследовательской деятельности в биологии. На современном этапе развития биология характеризуется прямыми связями с практикой. Биология становится не только средством изучения, но и влияния на мир живого. Нарастают тенденции проектирования, конструирования биообъектов, задачи управления живыми системами. Появляются новые направления предвидения и прогнозирования. Эти направления характерны не только для суборганизменного уровня изучения живого, но и для организменного и надорганизменного. Эти тенденции получили отражение в развитии таких исследовательских направлений как генная инженерия, клеточная инженерия, инженерия ценозов.
Т.е. биология в целом вступила в новый этап своего развития - биоинженерный. Биолог стал конструктором новых организмов и новых отношений. Однако при развитии биотехнологии необходимо учитывать, что практик имеет дело с миром живого. И это накладывает на практическую деятельность определенные запреты и ограничения, которые должны быть осознаны до начала деятельности. Изменения биообъектов должны быть продуманы в плане прогнозирования последствия вмешательства в мир живого. Последствий производственно-экономических, экологических и социальных. Поэтому дальнейшее безопасное развитие этой тенденции - биоинженерии требует совершенствования методов сознательного управления всем комплексом исследований.
Особо подчеркнем, что новые методологические подходы, возникнув первоначально в биологических исследованиях, постепенно получают распространение в самых разных отраслях познания, далеко выходящих за область интересов биологии. Во многом именно из биологии шли в науки и культуру представления о целостности, организованности, развитии и системности.
Роль биологии еще более возрастает в ходе формирования новых познавательных моделей на рубеже XXI века. Одной из таких моделей выступает диатропическая познавательная модель. Ее основные идеи изложены в трудах С.В. Мейена и Ю.В. Чайковского. В диатропике взамен учениям о приспособлении, господствовавшим у Ламарка и Дарвина, появляется не менее важный феномен - разнообразие. Пока биология имела дело только с единичными фактами, а не с их рядами заметить это было невозможно. С.В. Мейен отметил, что законы многообразия носят универсальный характер, не зависящий прямо от материальной природы объектов, составляющих то или иное множество.
5. Роль философской рефлексии в развитии наук о жизни
В наше время для дальнейшего развития биологических наук особенного необходимо философское осмысления мира живого. Новые области биологических исследований и накопленные в них факты требуют переоценки и переосмысления действовавших в биологии концепций, создания новых, осознания их с методологических, мировоззренческих и ценностных позиций.
философским анализом проблем биологии занимается философия биологии:
Фил. биол. - область философии, занимающаяся анализом и объяснением закономерностей формирования и развития основных направлений комплекса наук о живом.
Фил. биол. исследует структуру биологического знания; природу, особенности и специфику научного познания живых объектов и систем; средства и методы подобного познания, способы обоснования и развития научного знания о мире живого.
Фил. биол. - это система обобщающих суждений философского характера о месте биологии в системе науки и культуры, о воздействии различных наук и культуры в целом на характер биологических исследований и об обратном процессе влияния биологии на изменение норм, установок и ориентаций в науке и культуре.
С современных позиций филос. осмысление мира живого представлено в четырех направлениях - онтологическом, методологическом, аксиологическом (ценностном) и праксиологическом (практическом):
1. Естествознание 20 в. имеет дело с множеством картин природы, онтологических схем и моделей, зачастую альтернативных друг другу и не связанных между собой. В биологии это ярко отражалось в разрыве эволюционного, системного и организационного подходов к исследованию живого, в несовпадении картин мира, предлагаемых эволюционной биологией и экологией и т.д.
Эволюционный подход, сформировавшийся на основе идеи развития живой природы, предлагает историческое эволюционное рассмотрение всего мироздание в целом. Эволюционизм стал парадигмой естествознания в 19 в после работ выдающихся ученых Ж.Б. Ламарка, Ч. Дарвина и др. Из фундаментальной идеи биологии он превратился в метод научного познания, эволюционистский способ мысли.
Эволюция - направленное изменение любого процесса, системы, предмета, имеющее необратимый характер. Как правило, происходит постепенно путем накопления большого количества микроизменений.
Эволюция - в широком смысле - синоним развития.
Биологическая эволюция - историческое развитие живых организмов, определяемое изменчивостью, наследственностью и естественным отбором.
Организационный подход основан на идеи организации живой природы, и предлагал изучать мир путем вычленения организационных законов. Начался с исследований А.А. Богданова, Р. Селларса и Г. Брауна. Организационные представления лежат в основе современной экологии.
Системный подход основан на представлении о целостности и системности живой природы и предлагает использовать целостный подход к миру в условиях сложнейшей многообразной дифференцированности знания.
Задача онтологического направления в философии биологии:
выявление онтологических моделей, лежащих в основаниях различных подразделений современной науки о жизни,
критическая работа по осмыслению их сути, взаимоотношений друг с другом и с онтологическими моделями, представленными в др. науках,
их рационализация и упорядочение.
2. Методологический анализ современного биологического познания не просто преследует задачу описания применяемых в биологии методов исследования, изучения тенденций их становления, развития и смены, но и ориентирует познание на выход за пределы существующих стандартов. осмысление и переосмысление канонов познавательной деятельности ведет к поиску новых стандартов этой деятельности. Это ярко проявилось в процессе утверждения в биологии новых познавательных установок системности, организации, эволюции, коэволюции.
3 и 4. Существенно возросло в последние годы значение аксиологического и праксиологического направлений. Это объясняется тем, что биология нашего времени стала средством не только изучения, но и прямого воздействия на мир живого. В ней все более нарастают тенденции проектирования и конструирования биообъектов, проявляются задачи управления живыми объектами и системами.
Заключение
Науки возникают не сами по себе, не потому, что их кто-то выдумывает просто "из интереса". Любая наука появляется в результате необходимости решения человечеством тех или иных задач, вставших в процессе его развития. Биология не исключение, она тоже возникла в связи с решением очень важных для людей проблем. Одной из них всегда было более глубокое постижение процессов в живой природе, связанных с получением пищевых продуктов, т.е. знание особенностей жизни растений и животных, их изменение под воздействием человека, способов получения надежного и все более богатого урожая. Решение этой проблемы - одна из фундаментальных причин развития биологии.
Другая, не менее важная причина - это изучение биологических особенностей человека. Человек - продукт развития живой природы. Все процессы нашей жизнедеятельности подобны тем, которые происходят в природе. И поэтому глубокое понимание биологических процессов служит научным фундаментом медицины. Появление сознания, означающее гигантский шаг вперед в самопознании материи, тоже не может быть понято без глубоких исследований живой природы, по крайней мере, в 2-х направлениях - возникновение и развитие мозга как органа мышления (до сих пор загадка мышления остается неразрешенной) и возникновение социальности, общественного образа жизни.
Увеличение производства продуктов питания и развитие медицины - важные, но не единственные проблемы, определявшие развитие биологии как науки на протяжении тысячелетий. Живая природа является источником многих необходимых для человечества материалов и продуктов. Нужно знать их свойства, чтобы правильно использовать, знать, где искать их в природе, как получать. Во многом исходным источником таких знаний является биология. Но и этим не исчерпывается значение биологических наук.
Список использованной литературы
1. Кайсаров А.С., Глинка Г.А., Рыбаков Б.А. Концепции современного естествознания. - Саратов: "Надежда", 2003. - 319 с.
2. Алмазов С.Ф., Питерский П.Я. Концепции современного естествознания. - М., 2002. - 253 с.
3. Барская Н.А. Биология. - М.: "Просвещение", 2003. - 221 с.
4. Бартенев И.А., Батажкова В.Н. Биология. - М.: " искусство", 2003. - 262 с.
5. Маерова К., Дубинская К. Биология. - М.: "ДРОФА", 2005. - 269 с.