Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 10 клас. Андерсон - Нова програма

Шановні десятикласники та десятикласниці!

Ця книжка продовжує серію підручників з курсу «Біологія», вивчення якого ви розпочали в попередніх класах. Щоб успішно опанувати навчальний матеріал, ви маєте пригадати раніше набуті знання щодо будови та життєдіяльності основних груп організмів. Адже в цьому навчальному році підручник поведе вас шляхом пізнання властивостей живого. Ви вже знаєте, що підручник - не книжка для читання. Дуже важливо вміти працювати з ним: виокремлювати та запам’ятовувати головне, швидко знаходити потрібну інформацію. А для цього необхідно знати, як побудовано саме цю книжку. Отже, спочатку погортайте сторінки підручника, ознайомтеся з його структурою.

Щоб підручником було зручно користуватися, кожен параграф розпочинається на непарній сторінці, а закінчується - на парній. Рисунки, фотографії, схеми, таблиці розміщено в нижній частині тієї самої сторінки, де на них є посилання в тексті параграфа. Там само до них запропоновано завдання - це дасть вам змогу ретельно опрацьовувати частину змісту параграфа відразу під час його вивчення. Ви будете покроково сприймати інформацію, аналізувати її, узагальнювати щойно набуті знання, а значить, краще підготуєтеся до подальшої роботи над новим навчальним матеріалом.

Виконуючи лабораторні, практичні роботи та проекти, ви матимете змогу практично застосовувати набуті знання, розвивати свою дослідницьку інтуїцію.

Тестові завдання рубрики «Самоконтроль навчальних досягнень» до кожної теми допоможуть вам ґрунтовно проконтролювати рівень власних навчальних досягнень, удосконалити навички роботи з тестовими завданнями різних форм. Це стане вам у пригоді під час підготовки до державної підсумкової атестації та складання зовнішнього незалежного оцінювання. Завдання з відкритою відповіддю спонукатимуть до роздумів над складними або проблемними питаннями.

Є в підручнику й додаткова інформація. Сподіваємося, вона буде для вас справді цікавою.

Водночас пам’ятайте, що сучасна біологія - захоплива, але дуже складна, багатогранна наука. І шкільний підручник - лише своєрідний дороговказ у світі знань про неї. А факти, закони, гіпотези й теорії надто численні, щоб умістити їх на сторінках підручника. Тож радимо вам користуватися додатковою літературою та інтернет-ресурсами - джерелами, які дадуть вам змогу розширювати межі відомого, поповнювати скарбницю власних знань, знаходити відповіді на найрізноманітніші та найскладніші запитання.

Зичимо успіхів в опануванні основ біологічної науки!

Автори

Вступ

§ 1. Біологія та екологія як науки

Що таке біологія?

Які вирізняють рівні організації живого?

Історія природознавства сягає своїм корінням у сиву давнину, коли людина в пошуках засобів для існування поглиблювала свої уявлення про навколишній світ. Це були уривчасті відомості про корисні рослини, про тварин, на яких полювали, про явища та процеси, які становили небезпеку або допомагали вижити. Уже в Стародавньому Єгипті та Вавилоні були накопичені значні математичні знання, але тільки греки почали доводити теореми. Якщо науку трактувати як знання з його обґрунтуванням, то цілком справедливо вважати, що природознавство виникло приблизно в V столітті до н. е. у Стародавній Греції. Людина сприймала навколишній світ як єдине ціле, тому природничі науки формувалися як усеосяжні наукові дисципліни. Учений того часу часто досліджував різні природні об’єкти, процеси, явища. Наприклад, Роберт Гук - англійський натураліст, учений-енциклопедист - став відомим завдяки відкритому ним закону пружності (закону Гука). За допомогою сконструйованого ним телескопа він спостерігав за обертаннями Марса та Юпітера. Зазирнув у мікросвіт, створивши один з найдосконаліших на той час мікроскопів (рис. 1). Так були відкриті найменші складові живого, які вчений назвав клітинами (рис. 2).

Рис. 1. Мікроскоп Р. Гука

Роздивіться мікроскоп. Розпізнайте та назвіть його частини.

Рис. 2. Малюнки мікроскопічних об’єктів з книги «Мікрографії»: а - клітини кори коркового дуба, б - комар, в - воша

Опублікована у вересні 1665 року, книга відразу стала бестселером. Вона присвячена результатам спостережень 28-річного автора з використанням різноманітних лінз. Відома своїми видатними мідними гравюрами мікросвіту, зокрема розкладними ілюстраціями з комахами.

Біологія як наука. Кінець XVIII та початок XIX століть ознаменувалися швидким процесом диференціації наук. Так, наприклад, із природознавства першою виокремилася біологія. Її назву в 1802 р. незалежно один від одного запропонували французький учений Жан Батист Ламарк (1744-1829) і німецький - Готфрід Рейнхольд Тревіранус (1766-1837).

Біологія (від грец. bios - життя та logos - учення) - це сукупність наук про живих істот, їхню будову, процеси життєдіяльності, зв’язки між собою й умовами навколишнього середовища, закономірності поширення земною кулею, походження, історичний розвиток і різноманітність.

Нині біологія є сукупністю наук, що вивчають життя в усіх його виявах на різних рівнях організації біологічних систем (див. форзац 1).

Біологічні системи. Поняття «система» застосовують у різних науках як сукупність взаємопов’язаних компонентів, що утворюють єдине ціле, взаємодіють із середовищем та між собою (пригадайте, які системи ви вивчали в інших науках). Упродовж вивчення біології ви ознайомилися з різними біологічними об’єктами - клітиною, організмом, екосистемою. Усі вони містять взаємопов’язані компоненти, що утворюють єдине ціле. Тому можна стверджувати, що клітина, організм чи екосистема є біологічними системами.

Біологічна система - сукупність взаємопов’язаних компонентів, що утворюють цілісний біологічний об’єкт, здатний до певною мірою самооновлення, саморегуляції та самовідтворення.

Світ живого можна уявити як ланцюжок, який утворений з ланок зростаючої складності - рівнів організації живої природи. Рівні організації живої природи - це відносно одноманітні біологічні системи. Одиниці одного рівня організації є складниками, з яких утворюється наступний вищий рівень.

Рис. 3. Рівні організації живої природи

Наведіть приклади біологічних систем різних рівнів організації.

Поясніть взаємозв’язок компонентів наведених біологічних систем.

Розрізняють такі рівні організації: молекулярний, клітинний, організмовий, популяційно-видовий, екосистемний, біосферний (перелічені за висхідним принципом) (рис. 3).

Найнижчий рівень організації - молекулярний. На цьому рівні відбувається перебіг хімічних реакцій і перетворення енергії, зберігається й реалізується спадкова інформація, закодована в молекулах нуклеїнових кислот, на цьому ж рівні існують позаклітинні форми життя.

На клітинному рівні здійснюються процеси обміну речовин і перетворення енергії за участі органел клітини, забезпечуються процеси розмноження та передавання потомству спадкової інформації.

Організмовий рівень характеризується взаємодією тканин, органів, а у тварин - систем органів. На рівні організму відбувається обмін речовин та енергії з навколишнім середовищем, розмноження. Одноклітинні організми можна одночасно розглядати на організмовому та клітинному рівнях.

Організми одного виду мають однакові риси будови й життєві функції. Вони об’єднані в групи - популяції, що поширені на певних частинах території. Особливістю популяційно-видового рівня організації живого є обмін спадковою інформацією та передавання її потомству в межах одного виду.

Популяції різних видів, що взаємодіють між собою, входять до складу екосистем. Для екосистемного рівня характерні обмін енергією між популяціями різних видів і колообіг речовин між живою та неживою частинами екосистеми.

Екосистема - це сукупність організмів, які пристосувалися до спільного проживання в певному середовищі існування, утворюючи з ним єдине ціле.

Окремі екосистеми утворюють біосферу - оболонку Землі, населену організмами. Біосферний рівень є найвищим рівнем організації живого. Він характеризується колообігом речовин та енергії за участю всіх організмів нашої планети. Функціонування надорганізмових систем: видів, екосистем та біосфери - є предметом вивчення екології.

Екологія як наука. Уперше термін «екологія» був запропонований німецьким біологом Ернестом Геккелем 1866 року в книзі «Загальна морфологія організмів» для позначення біологічної науки, яка вивчає взаємовідносини організмів з їхнім середовищем.

Екологія (від грец. oikos - домівка) - це наука про відносини живих істот між собою та з неорганічною природою, що їх оточує.

До кінця XX століття процес диференціації в основному завершився і почався новий етап - етап синтезу наукового знання. Одним з перших усвідомив величезний перетворювальний вплив організмів, тісну взаємодію і взаємозалежність усіх форм життя видатний український вчений Володимир Вернадський. Він особливо виділив перетворювальний вплив на Землю однієї з форм життя - людини, передбачив швидке зростання глибини та масштабів цього впливу. Нині екологія є міждисциплінарною наукою, що досліджує багатокомпонентні складні надорганізмові системи, а також вплив на них діяльності людини. Ця якісна зміна в розумінні екології вимагає озброєння її новими методами та робить її високоактуальною для розв’язання проблем людства. Основними завданнями сучасної екології є вивчення теперішнього стану біосфери та причин його змін, прогнозування динаміки стану біосфери в часі й просторі, розроблення шляхів збереження здатності біосфери до самооновлення, самовідтворення й саморегуляції за впливів людського суспільства (рис. 4).

Рис. 4. Біосфера - найвищій рівень організації живої природи

Поясніть, чому на сучасному етапі існування Землі є проблема збереження біосфери?

1. Дайте означення понять біологія, екологія, біологічна система, екосистема.

2. Які вирізняються рівні організації живої природи?

3. Поясніть взаємозв’язок різних рівнів організації біологічних систем.

4. Оцініть значення екологічних досліджень на сучасному етапі розвитку людства.

Попередня
Сторінка
Наступна
Сторінка