Первое задание ЕГЭ по биологии проверяет знание основных биологических наук, их предметов изучения и методов исследования. Необходимо понимать, какие проблемы изучает каждая из биологических дисциплин, и уметь соотносить конкретные исследования с соответствующими науками.
Биология – это комплексная наука о живой природе, изучающая все проявления жизни: строение, функции, развитие и происхождение живых организмов, их взаимоотношения между собой и с окружающей средой. По мере накопления знаний биология дифференцировалась на ряд самостоятельных дисциплин, каждая из которых имеет свой предмет и методы исследования.
Эта группа наук фокусируется на изучении структуры и функционирования живых организмов на разных уровнях организации – от молекулярного до организменного.
| Наука | Предмет изучения | Примеры исследований |
|---|---|---|
| Цитология | Строение, функции и жизнедеятельность клеток | Изучение клеточных органелл, процессов деления клетки, клеточного метаболизма |
| Гистология | Строение, функции и развитие тканей организма | Исследование эпителиальной, соединительной, мышечной и нервной тканей |
| Анатомия | Строение организмов и их органов | Изучение строения внутренних органов, скелета, мышц |
| Физиология | Процессы жизнедеятельности и функции организмов | Исследование работы сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной систем |
| Молекулярная биология | Молекулярные основы жизнедеятельности | Изучение структуры и функций ДНК, РНК, белков |
| Биохимия | Химические процессы в живых организмах | Исследование метаболических путей, ферментативных реакций |
Данная группа наук занимается изучением разнообразия живых организмов, их классификацией и эволюционными взаимоотношениями.
| Наука | Предмет изучения | Примеры исследований |
|---|---|---|
| Систематика | Классификация организмов, выявление родственных связей между ними | Разработка систем классификации живых организмов, определение таксономического положения видов |
| Ботаника | Строение, жизнедеятельность, распространение и эволюция растений | Изучение морфологии, анатомии, физиологии и экологии растений |
| Зоология | Строение, жизнедеятельность, распространение и эволюция животных | Исследование различных групп животных, их поведения, адаптаций |
| Микробиология | Микроорганизмы (бактерии, археи, некоторые простейшие, микроскопические грибы) | Изучение строения, метаболизма и генетики микроорганизмов |
| Вирусология | Вирусы, их строение, размножение и взаимодействие с клетками | Исследование механизмов проникновения вирусов в клетки, репликации вирусного генома |
| Микология | Грибы, их строение, жизнедеятельность и распространение | Изучение различных групп грибов, их роли в экосистемах |
| Альгология | Водоросли, их строение, жизнедеятельность и распространение | Исследование разнообразия водорослей, их экологии |
Эти науки исследуют механизмы передачи наследственной информации, изменчивость организмов и возможности направленного изменения их свойств.
| Наука | Предмет изучения | Примеры исследований |
|---|---|---|
| Генетика | Закономерности наследственности и изменчивости организмов | Изучение механизмов передачи наследственных признаков, генных мутаций |
| Селекция | Методы создания новых и улучшения существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов | Выведение высокоурожайных сортов растений, продуктивных пород животных |
| Биотехнология | Использование живых организмов и биологических процессов в производстве | Разработка методов генной инженерии, клонирования, создание трансгенных организмов |
| Геномика | Структура и функции геномов организмов | Секвенирование и анализ полных геномов различных видов |
| Протеомика | Структура и функции белков, их взаимодействия | Изучение белкового состава клеток и тканей, белок-белковых взаимодействий |
Данные науки исследуют процессы развития организмов в течение их жизни, а также эволюционные изменения видов на протяжении длительных периодов времени.
| Наука | Предмет изучения | Примеры исследований |
|---|---|---|
| Эмбриология | Закономерности эмбрионального развития организмов | Изучение процессов оплодотворения, дробления, гаструляции, органогенеза |
| Биология развития | Процессы индивидуального развития организмов (онтогенез) | Исследование механизмов дифференцировки клеток, морфогенеза, роста |
| Эволюционное учение | Закономерности исторического развития живой природы | Изучение механизмов эволюции, видообразования, макроэволюционных процессов |
| Палеонтология | Ископаемые остатки организмов и следы их жизнедеятельности | Исследование ископаемых организмов, реконструкция вымерших экосистем |
| Антропология | Происхождение и эволюция человека | Изучение ископаемых остатков предков человека, этапов антропогенеза |
Эти науки исследуют взаимодействия организмов друг с другом и с абиотическими факторами среды, а также функционирование экологических систем разного уровня.
| Наука | Предмет изучения | Примеры исследований |
|---|---|---|
| Экология | Взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой | Изучение экологических факторов, популяций, сообществ, экосистем |
| Биогеография | Закономерности географического распространения организмов | Исследование ареалов видов, биогеографических областей |
| Этология | Поведение животных в естественных условиях | Изучение инстинктивного и приобретенного поведения, коммуникации животных |
| Биоценология | Сообщества организмов (биоценозы) | Исследование структуры и динамики биоценозов |
| Паразитология | Паразитические организмы и их взаимоотношения с хозяевами | Изучение жизненных циклов паразитов, механизмов паразитизма |
| Биогеоценология | Экосистемы (биогеоценозы) | Исследование структуры и функционирования экосистем |
Прикладные биологические науки применяют фундаментальные биологические знания для решения практических задач в различных сферах человеческой деятельности.
| Наука | Предмет изучения | Примеры исследований |
|---|---|---|
| Медицина | Здоровье человека, диагностика, лечение и профилактика заболеваний | Разработка методов диагностики и лечения заболеваний, создание лекарственных препаратов |
| Ветеринария | Здоровье животных, диагностика, лечение и профилактика их заболеваний | Разработка методов диагностики и лечения заболеваний животных |
| Агрономия | Возделывание сельскохозяйственных культур | Разработка технологий выращивания растений, методов повышения урожайности |
| Зоотехния | Разведение и содержание сельскохозяйственных животных | Разработка методов повышения продуктивности животных |
| Биоинженерия | Создание искусственных биологических систем и устройств | Разработка биосенсоров, искусственных органов |
| Фармакология | Действие лекарственных веществ на организм | Изучение механизмов действия лекарств, их метаболизма, побочных эффектов |
Многие современные биологические исследования носят междисциплинарный характер и находятся на стыке нескольких наук. Например, молекулярная генетика объединяет методы и подходы молекулярной биологии и генетики, а биоинформатика использует компьютерные методы для анализа биологических данных.
Для изучения живой природы биологи используют различные методы исследования, которые можно разделить на несколько групп.
Эти методы основаны на наблюдении и описании биологических объектов и явлений.
Эти методы основаны на проведении опытов в контролируемых условиях.
Эти методы позволяют изучать объекты, невидимые невооруженным глазом.
Эти методы позволяют изучать структуру и функции генетического материала.
Эти методы позволяют изучать химический состав и метаболические процессы в живых организмах.
Эти методы позволяют анализировать и интерпретировать количественные данные, полученные в ходе биологических исследований.
Установите соответствие между примерами и науками, для которых эти примеры характерны: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИМЕРЫ:
НАУКИ:
Ответ: 1Б 2А 3Г 4В
Рассмотрим каждый пример и определим, к какой науке он относится:
1. Изучение строения и функций хромосом – это предмет изучения цитологии, науки о клетке. Хромосомы являются клеточными структурами, содержащими ДНК. Ответ: Б (Цитология).
2. Выведение новых сортов пшеницы – это задача селекции, науки о методах создания новых и улучшения существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Ответ: А (Селекция).
3. Изучение взаимоотношений организмов в биоценозе – это предмет изучения экологии, науки о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой. Биоценоз – это совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории. Ответ: Г (Экология).
4. Изучение строения и функций тканей – это предмет изучения гистологии, науки о тканях организма. Ответ: В (Гистология).
Все приведённые ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания науки цитологии. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они указаны.
Ответ: 35
Цитология – это наука, изучающая строение, функции и жизнедеятельность клеток. Рассмотрим каждый признак:
1. Изучает строение и функции клеток – это основной предмет изучения цитологии. Признак соответствует науке цитологии.
2. Использует метод микроскопии – цитология широко использует микроскопические методы для изучения клеток, так как они невидимы невооруженным глазом. Признак соответствует науке цитологии.
3. Изучает взаимоотношения организмов в природе – это предмет изучения экологии, а не цитологии. Признак не соответствует науке цитологии.
4. Исследует процессы деления клеток – цитология изучает митоз, мейоз и другие процессы деления клеток. Признак соответствует науке цитологии.
5. Изучает закономерности наследования признаков – это предмет изучения генетики, а не цитологии. Признак не соответствует науке цитологии.
Таким образом, признаки, «выпадающие» из общего списка, – это 3 и 5.
Установите соответствие между методами и науками, для которых эти методы характерны: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
МЕТОДЫ:
НАУКИ:
Ответ: 1А 2Б 3В 4Д
Рассмотрим каждый метод и определим, к какой науке он относится:
1. Гибридологический анализ – это метод, используемый в генетике для изучения закономерностей наследования признаков путем скрещивания организмов, различающихся по определенным признакам, и анализа потомства. Этот метод был впервые применен Г. Менделем. Ответ: А (Генетика).
2. Микроскопирование клеток и тканей – это метод, широко используемый в цитологии для изучения строения и функций клеток. Ответ: Б (Цитология).
3. Изучение ископаемых остатков – это основной метод палеонтологии, науки об ископаемых остатках организмов и следах их жизнедеятельности. Ответ: В (Палеонтология).
4. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – это метод молекулярной биологии, позволяющий многократно копировать определенные участки ДНК. Ответ: Д (Молекулярная биология).
Закрепите теорию на практике! Попробуйте решить несколько вариантов задания 1.