· ГДЗ · 5 хв. читати

§1. Чому біологію вважають наукою XXI сторіччя - Балан

Зміст

Що вивчає наука біологія

Обговоріть за малюнком 1.1, з якими природничими науками біологія має найтісніші зв’язки. Чому?

На наданому малюнку показано взаємозв’язки між різними галузями природничих наук, з акцентом на біологію. Біологія знаходиться в центрі діаграми й має прямі зв’язки з такими науками, як цитологія, яка вивчає клітини; ботаніка, що вивчає рослини; зоологія, яка вивчає тварин; мікологія, що вивчає гриби; еволюційне вчення, яке встановлює закономірності історичного розвитку життя на Землі; екологія, що вивчає взаємозв’язки організмів між собою та з довкіллям.

Біологія має тісні зв’язки з хімією, оскільки хімія вивчає будову, властивості та перетворення речовин, що є важливим для розуміння біохімічних процесів в організмах. Також біологія тісно пов’язана з фізикою, яка вивчає процеси та явища світу, що оточує нас, і встановлює закони, якими вони підпорядковуються, що важливо для розуміння фізіологічних процесів.

Таким чином, біологія є комплексною наукою, яка інтегрує знання з різних галузей природничих наук для глибшого розуміння живої природи та закономірностей, що керують життєвими процесами.

Як біологія та інші науки вивчають природу

Ефект Мпемби — це явище, коли гаряча вода замерзає швидше, ніж холодна, за певних умов. Це спостереження було вперше зареєстровано танзанійським школярем Ерасто Мпембою в 1960-х роках. Він помітив, що гаряче молоко замерзає швидше, ніж холодне, коли він працював у кухні своєї школи. Це спостереження спонукало подальші дослідження, які підтвердили, що під певними умовами гаряча вода дійсно може замерзати швидше, ніж холодна, хоча точні причини цього явища досі залишаються предметом досліджень.

Наукове дослідження часто починається з формулювання гіпотези, яка є обґрунтованим припущенням, висунутим для з’ясування властивостей і причин досліджуваних явищ. Гіпотеза повинна бути доступною для перевірки, що означає, що її можна підтвердити або спростувати за допомогою експериментів.

У процесі експериментування використовуються змінні:

  • незалежні змінні, які дослідник контролює;
  • залежні змінні, які вимірюються і які можуть змінюватися в результаті експерименту;
  • та контрольовані змінні, які залишаються незмінними, щоб забезпечити точність експерименту.

Після збору та аналізу емпіричних даних науковець робить висновок про правильність гіпотези, визначаючи, чи існує зв’язок між досліджуваними явищами, як це показано на малюнку 1.2.

Яке значення біології в житті людини

Біологія відіграє ключову роль у розв’язанні глобальних проблем, з якими стикається людство. Однією з основних потреб сучасної людини є забезпечення достатньої кількості харчових продуктів. Завдяки дослідженням у галузі біології, науковці розробляють нові високопродуктивні сорти рослин і породи тварин, що дозволяє збільшити врожайність і ефективність сільськогосподарського виробництва, тим самим зменшуючи ризик нестачі продовольства.

У медицині біологічні дослідження мають вирішальне значення для діагностики, лікування та профілактики захворювань. Вони допомагають розробляти нові методи лікування, вакцини та лікарські препарати, що значно покращує якість життя людей і збільшує тривалість життя.

Біологія також відіграє важливу роль у збереженні навколишнього середовища. Дослідження допомагають зрозуміти вплив людської діяльності на природу і розробляти стратегії збереження біорізноманіття та раціонального використання природних ресурсів.

Окрім того, біологія має значення у сфері освіти, надаючи знання про основи життя, здоров’я та взаємодії з природним середовищем. Вона сприяє формуванню відповідального ставлення до власного здоров’я та навколишнього середовища.

Таким чином, біологія є фундаментальною наукою, яка забезпечує розв’язання низки глобальних проблем, пов’язаних зі здоров’ям, продовольством, збереженням природи та сталого розвитку людства.

Поміркуйте

1. Доповніть схему на малюнку 1.3 прикладами застосування біологічних знань

На зображенні представлена схема з трьома основними потребами, які можуть бути задоволені за допомогою застосування біологічних знань. Ці потреби включають доступність достатньої кількості якісної їжі, збереження здоров’я та доступність якісної медицини, а також збереження та поліпшення якості навколишнього середовища. Ось декілька прикладів застосування біологічних знань, які можна додати до кожної з цих категорій:

Доступність достатньої кількості якісної їжі:

  • Використання біотехнологій для створення ГМО-культур, які мають підвищену врожайність та стійкість до шкідників.
  • Розробка методів екологічного землеробства, що забезпечують сталий розвиток агросистем.
  • Вивчення харчових ланцюгів для оптимізації виробництва продуктів харчування.

Збереження здоров’я, доступність якісної медицини:

  • Розробка вакцин та антибіотиків на основі знань про мікроорганізми та імунну систему.
  • Використання генетичних досліджень для діагностики та лікування спадкових захворювань.
  • Розробка нових методів лікування захворювань за допомогою клітинної та тканинної інженерії.

Збереження та поліпшення якості навколишнього середовища:

  • Використання біоремедіації (комплекс методів очищення вод, ґрунтів і атмосфери з використанням метаболічного потенціалу біологічних об’єктів) для очищення забруднених територій за допомогою мікроорганізмів.
  • Збереження біорізноманіття через вивчення екосистем та створення заповідників.
  • Розробка сталих методів ведення сільського господарства, що зменшують негативний вплив на довкілля.

2. До якої науки належить дослід Мпемби? Яка галузь господарства може використати його результати?

Дослід Мпемби належить до фізики, зокрема до розділу, що вивчає процеси нагрівання, охолодження та фазові переходи речовин. Цей дослід ілюструє ефект, який суперечить інтуїтивному уявленню про те, що гарячі речовини повинні охолоджуватися повільніше, ніж холодні.

Результати досліду Мпемби можуть бути корисними для харчової промисловості, зокрема у виробництві морозива та заморожених продуктів. Знання про те, що гарячі суміші можуть замерзати швидше за холодні, може допомогти оптимізувати процеси заморожування та зробити їх більш енергоефективними.

Крім того, ефект Мпемби може знайти застосування у різних галузях, де потрібно ефективно охолоджувати речовини, наприклад, у системах кондиціонування, холодильних установках, а також у виробництві інших заморожених продуктів, крім морозива.

Поширити:
Назад