Биология — наука о живой природе. Методы биологических исследований и микроскопия

Биология (от греч. bios — жизнь, logos — учение) — фундаментальная естественная наука, изучающая происхождение, эволюцию, строение, функционирование и взаимосвязи живых организмов с окружающей средой. Живые организмы отличаются от объектов неживой природы комплексом универсальных свойств: клеточным строением, единством химического состава (углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты), метаболизмом (обменом веществ и энергии), способностью к гомеостазу, раздражимостью, размножением, наследственностью, изменчивостью, ростом и развитием.

Современная биология подразделяется на ботанику, зоологию, микологию, микробиологию, вирусологию, цитологию, гистологию, анатомию, физиологию, генетику, экологию и молекулярную биологию.

Живая природа представляет собой иерархическую соподчиненную систему, функционирующую на нескольких уровнях организации:

1. Молекулярный уровень — молекулы биополимеров (ДНК, РНК, белки, липиды, полисахариды) и биохимические реакции;

2. Клеточный уровень — клетка как элементарная структурно-функциональная и генетическая единица жизни;

3. Тканевый уровень — совокупность клеток сходного строения, происхождения и выполняемых функций;

4. Органный уровень — органы, сформированные несколькими типами тканей для выполнения специализированных задач;

5. Организменный уровень — целостная особь, способная к самостоятельному существованию и размножению;

6. Популяционно-видовой уровень — группа особей одного вида, населяющих общий ареал и свободно скрещивающихся;

7. Биогеоценотический (экосистемный) уровень — совокупность популяций разных видов и среды их обитания;

8. Биосферный уровень — глобальная оболочка Земли, заселенная живыми организмами.

Ключевыми научными методами в биологии являются: наблюдение, описательный метод, сравнительный метод, исторический метод, эксперимент (лабораторный и полевой) и моделирование.

Для изучения микромира применяют световую и электронную микроскопию. Световой микроскоп состоит из механической части (штатив, основание, предметный столик с зажимами, макро- и микровинты, тубус) и оптической части (окуляр, объективы разного увеличения, зеркало или осветитель, диафрагма и конденсор). Разрешающая способность светового микроскопа ограничена длиной световой волны (около 0.2 мкм), в то время как электронный микроскоп с пучком электронов позволяет исследовать наноструктуры до 0.1 нм.

Приготовление классического цитологического препарата требует строгого соблюдения лабораторного регламента. Временный микропрепарат позволяет наблюдать живые растительные клетки в изотонической среде.

Кожица лука служит идеальным модельным объектом благодаря однослойному расположению вытянутых клеток с прозрачными стенками и заметными ядрами. Окрашивание раствором йода в йодиде калия (раствор Люголя) или метиленовым синим позволяет четко контрастировать ядро и клеточную стенку.

На экзамене ЕНТ часто встречаются расчетные задачи на кратность увеличения и вопросы по технике микроскопирования:

1. При расчете общего увеличения кратность окуляра и объектива ПЕРЕМНОЖАЮТСЯ, а не складываются (окуляр ×10 и объектив ×40 дают 400-кратное увеличение, а не 50-кратное).

2. При наблюдении в световой микроскоп изображение получается ПЕРЕВЕРНУТЫМ (обратным). При смещении стекла вправо изображение в поле зрения сдвигается влево.

3. Сначала объект всегда находят на МАЛОМ увеличении (объектив ×8 или ×10), центрируют объект, и только затем переключают револьвер на большое увеличение (×40).