Шановні старшокласники!
У десятому класі ви починаєте вивчати нові біологічні дисципліни, які
дозволять не тільки поглиби-ти, систематизувати та узагальнити вже
набуті знання про найпростіших, гриби, рослини, тварин, організм людини,
а й відкрити нові, ще невідомі вам, факти про живих істот, їх
молекулярний склад та клітинну будову, зрозуміти, як вони дихають і
живляться, ростуть і розмно-жуються, відчувають і рухаються.
Ви дізнаєтеся, що життя можна розглядати як ней-мовірно складний і
надзвичайно злагоджений «оркестр» хімічних реакцій, зрозумієте, як
з’їдений вами пиріжок перетворюється на тепло тіла, і усвідомите
механізм од-ного з найдивовижніших процесів у природі — перетво-рення
неорганічних речовин на органічні в рослинах за допомогою сонячного
світла. Здивуєтеся, коли на уроках біології — науки про життя —
вивчатимете, на перший погляд, зовсім неживі об’єкти — віруси.
Ви — одне з найперших поколінь школярів, кому стане відома будова
пріонів, загадка яких в останні роки бентежила розуми вчених усього
світу. Ознайомитеся з дивовижною речовиною, завдяки вигадливій будові
якої можливе відтворення живих організмів, — із ДНК. Довідаєтеся, з чого
і як побудована основа живого — білки, зможете дослідити клітину як
структурну і функціональну одиницю живого, саморегулюючу та
са-мовідтворюючу систему. Шлях, яким ви пройдете цього року, науковці
долали століттями.
Для зручності матеріал підручника розподілено на розділи, теми та
параграфи. Зверніть увагу на запитан-ня, які подано у тексті кожного
параграфа і виділено курсивом, їх мета — перевести базові знання із
«пасиву» в «актив», встановити причинно/наслідкові зв’язки,
3
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА
ЖИВОЇ ПРИРОДИ
зробити набуті знання міцним фундаментом для побудо-ви складних
теоретичних узагальнень.
На початку кожного параграфа подано терміни та по-няття, що допоможуть
вам зорієнтуватись у новому ма-теріалі, підкажуть, на що необхідно
звернути увагу.
Інформація, виділена іншим шрифтом, відмінним від основного,
сподіваємося, буде для вас цікавою. Усі слова, виділені або надруковані
на кольоровому фоні, потребують особливої уваги.
Ілюстрації та схеми потрібні для того, щоб ви «включи-ли» своє образне
мислення та уявили щойно прочитане.
Повторити вивчене і з’ясувати, як засвоєно новий матеріал, вам допоможе
рубрика «Перевірте себе», по-дана наприкінці параграфів.
Запитання рубрики «Як ви вважаєте?» — найскладніші — це спрямування до
наукового пошуку. Якщо зможете оригінально, цікаво й обґрунтовано
відповісти на них, то ви не просто завчили матеріал, але й зрозуміли
суть проблеми. А якщо зможете відповісти на всі запитання цієї рубрики —
виходить, не помилили-ся, обравши біологію профільним предметом.
Випробувати свої сили у прикладній та експеримен-тальній біології,
застосувати накопичені знання, розви-вати інтуїцію дослідника ви
зможете, виконуючи лабо-раторні та практичні роботи.
Завдання для підготовки та контролю знань, а також
запитання колоквіуму, розміщені в кінці кожно го розділу, допоможуть
з’ясувати обсяг та рівень засвоєння вами навчального матеріалу.
Зробити спробу стати справжніми науковцями до-поможуть вам семінарські
заняття. Сперечатися, дис-кутувати, шукати істину — все це ви будите
робити, готуючись до них. Саме над цими питаннями точаться найгостріші
суперечки в науковому світі сьогодні. Запропоновані теми семінарів — все
ще не є догмами науки. Тож, можливо, саме ви відшукаєте істину і зможете
дати пояснення неймовірним речам.
Але пам’ятайте, що підручник — це лише своєрідний дороговказ у світі
знань. Наука, яку ви вивчаєте, надто складна, а факти, закони, гіпотези
і теорії — надто чи-сельні, щоб поміститися на його сторінках. Тому
будьте готові скористатися енциклопедіями, довідниками, ре-сурсами
Інтернет/джерел, які дозволять вам розширити межі відомого, поповнити
скарбницю ваших знань, знайти відповіді на найрізноманітніші та
найскладніші запитання.
Удачі вам у вивченні біології!
Автори
4
§1. ЗНАЧЕННЯ БІОЛОГІЇ В ЖИТТІ ЛЮДИНИ
Й СУСПІЛЬСТВА
Терміни та поняття: біологія, сталий розвиток, глобальні проблеми
людства, екологічні проблеми.
Не буде перебільшенням сказати, що сучасна біологія (від грец. біос —
життя, логос — наука) — одна з найважливіших для людства природничих
наук. Це пов’язано з тим, що саме біологія є основою медицини (мал. 1) —
науки, одним із напрямків якої є обґрунтування методів запобігання
хворобам людини та зміцнення її здоров’я (пригадайте, які хвороби в наш
час є найбільш небезпечними для людства); це наукова база для сільського
господарства (мал. 2) й виробництва продук-тів харчування, дефіцит яких
на земній кулі стає все відчутнішим. За допомогою сучасних біотехнологій
вже найближчим часом можливий перехід на біопаливо, що, на думку вчених,
при потребі допоможе подолати енер-гетичну кризу. І взагалі, саме
біологія — ключ до гармонійного існування природи й людини, що є
обо-в’язковою умовою не тільки сталого розвитку сучасної цивілізації, а
й існування людства.
Раціон харчування людини цілком складається з таких об’єктів
біологічного походження, як крупи, борошно, овочі та фрукти, м’ясні,
рибні, молочні продукти, прянощі
Мал. 1.
Сучасні ліки — теж результат біологічних досліджень
Мал. 2.
Пшениця —
провідна зернова культура у світі
5
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА
ЖИВОЇ ПРИРОДИ
Мал. 3.
Набір продуктів для повноцінного харчування людини
Мал. 4.
Каховське водосховище —
найбільше в Європі
Мал. 5.
Червона книга України — перелік зникаючих видів, що знаходяться під
охороною закону
(мал. 3). Власне кажучи, з їжею ми споживаємо тільки два небіологічні
компоненти — воду та сіль. Навіть оцтова кис-лота, що використовується
як приправа або для консервації, теж має безпосереднє відношення до
живого, оскільки є ре-зультатом обміну речовин. Виявляється, щодня в
організмі здорової людини утворюється 300 грамів оцтової кислоти!
Якщо ще 50 років тому своє майбутнє людство пов’язувало з технічним
прогресом: польотами в космос, конструюванням надпотужних машин, ядерною
енерге-тикою, створенням величезних водосховищ (мал. 4), зміною течії
річок, то нині стало очевидним, що зроста-юче виробництво матеріальних
благ тісно пов’язане з руйнуванням природи. У результаті постраждали не
тільки ліси, озера, річки, тварини та рослини, багато видів яких
вимерли, а ще більше знаходиться на межі існування, але й сама людина.
Темпи винищення живого можна проілюструвати. Так, якщо до першого
видання Червоної книги України, яке було опубліковано в 1980 р., входило
245 видів тварин та рослин, до другого, що побачило світ в 1994–1995 рр.
(мал. 5), — 895, то до третього, 2009 р. видання, включено понад 1350
видів.
Науки про життя стали основним пріоритетом роз-витку сучасного
суспільства. Саме їм приділяють підвищену увагу не тільки науковці, а й
гро-мадськість, політичні діячі. Наприклад, про таке до-сягнення
сучасної біології, як розшифровка геному людини, сповістили світ у 2000
р. президент США та прем’єр/міністр Великої Британії. І це не випадково.
Якщо в XX ст. людство повною мірою випробувало на собі позитивні і
негативні наслідки досягнень у галузі хімії та фізики, то XXI ст. чимало
видатних науковців сучасності оголосили століттям біологічної небезпеки.
Так само, як у 1955 р. за ініціативою найавтори-тетніших вчених світу А.
Ейнштейна і Ф. Жоліо/Кюрі виник Пагуошський рух, спрямований проти
ядерної зброї, в наш час вкрай актуальним є запобігання
неконт-рольованому використанню ресурсів навколишнього середовища,
неетичному ставленню до живих об’єктів та природи взагалі (мал. 6).
(Пригадайте, які видатні особис-
тості сьогодення вже приєдналися до цього руху.)
Наука впритул підійшла до межі, за якою приховано таємницю життя.
Сьогодні неможливо передбачити, чим може закінчитися вільне
маніпулювання цією таємницею.
Жива природа — це головний ресурс людства, запаси якого вже суттєво
підірвані. З кожним роком зростає дефіцит питної води. Забруднення
повітря (мал. 7) й не-природні продукти харчування призводять до появи
6
раніше невідомих хвороб. Незважаючи на виведення нових, більш
продуктивних сортів рослин та порід тварин, кількість голодуючих на
земній кулі не тільки не змен-шується, а навіть збільшується. Причиною,
перш за все, є зміна клімату, що призводить до посухи та неврожаю, а
також зменшення площі орних земель, зниження ро-дючості ґрунтів.
Глобальною проблемою людства, яка в ХХІ ст. вийшла на перше місце, стали
взаємини людини й при-роди. Серед конкретних екологічних проблем
зазвичай визнають зміну клімату (мал. 8), дефіцит прісної води (мал. 9),
перетворення орних земель на пустелі, дегра-дацію рослинності, зростання
чисельності населення, забруднення ґрунту, води й повітря відходами
виробни-цтва, потоншення озонового шару, виснаження природ-них ресурсів,
появу й поширення нових захворювань. Зрозуміло, що без пізнання й
опанування людством пра-вил і законів життя природи, без переходу
промисло-вості й енергетики на екологічно чисті, так звані безвідходні
технології, без впровадження останніх досягнень біологічної науки в
сільське господарство та медицину, подальше існування сучасної
цивілізації виявляється просто неможливим.
За даними ООН, на грудень 2008 р. кількість голодуючих у всьому світі
перевищила 960 мільйонів. Більшість голодую-чих (907 мільйонів) проживає
в країнах, що розвиваються. З них 65 % живуть в Індії, Китаї, Конго,
Бангладеш, Індонезії, Пакистані та Ефіопії.
Однак не варто зосереджуватися лише на прикладній цінності живої
природи. Адже біологія — наука про найкрасивіші речі у світі! Жоден
об’єкт досліджень інших наук не несе такої естетичної цінності, як жива
природа (мал. 10)! Квіти й метелики, птахи й звірі, до-машнє кошеня і
мальовничий пейзаж за вікном, золота рибка в акваріумі й навіть молодший
брат — це все об’єкти вивчення біології. Адже найкрасивіше й
найгар-монічніше у світі — це живе! Тому пам’ятайте, що ви вивчаєте дуже
цікаву науку про чарівні явища та об’єкти (мал. 11).
Безсумнівно, величезною є й пізнавальна цінність живої природи і
біології як засобу її пізнання. Біологія — не тільки спосіб вивчення
живої природи як такої, але й спосіб впливу на неї. З розвитком різних
галузей цієї науки, зокрема біотехнології, з’являються, наприклад,
генномодифіковані організми (бактерії, рослини й тварини) з
властивостями, які дотепер природі не були відомі.
Отже, усе, що відбувається у світі, так чи інакше пов’язане з життям.
Мертвий світ порожній і безглуздий.
Мал. 6.
Зрубані двохсотрічні дуби
Мал. 7.
Типовий індустрі/ альний пейзаж
Мал. 8.
Танення
льодовиків
7
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА
ЖИВОЇ ПРИРОДИ
Мал. 9.
На цьому місці колись протікала ріка
Мал. 10.
Чисте море — задоволення для всіх
Подумайте, навіть такі явища, як технічний прогрес або мистецтво — це
теж результат діяльності біологічного об’єкта — людського мозку. Так чи
інакше, усе цікаве у світі пов’язане з біологією, а значить не можна
осягнути суть більшості природних явищ, не знаючи їх біоло-гічної
основи.
Біологія — одна з найважливіших сучасних наук. Вона є не тільки способом
вивчення живої природи, що є основним ресурсом людства, але й способом
впливу на неї. Крім того, жива природа має величезну пізнавальну та
естетичну цінність.
У чому полягає ресурсна цінність біологічних об’єктів?
Назвіть найбільш актуальні екологічні проблеми, що сьо-годні постають
перед людством.
У чому полягає естетична цінність живої природи?
Що повинні зробити біологи для того, щоб запобігти дефіциту їжі на
планеті?
Розгляньте ілюстрації (с. 7–8). Чи може розвиток біологічних знань
вплинути на розв’язання екологічних проблем? Як саме? Доберіть ще
приклади негативного впливу людини на приро-ду. Розкажіть про сучасні
ідеї охорони навколишнього світу.
Чому живі організми вважають найкрасивішими й найгар-монійнішими
створіннями природи?
Мал. 11.
Карпати —
один із символів України
§2. РОЗВИТОК БІОЛОГІЧНОЇ НАУКИ
Терміни та поняття: натурфілософія, систематика, клі-тинна теорія.
Первинні уявлення про живу природу і перші спроби наукових узагальнень.
Перші спроби систематизувати знання про живу природу належать
давньогрецьким філософам. Античні мислителі висловлювали думки про
сутність живого, походження тварин та людини.
Філософи/натуралісти Стародавньої Греції (V ст. до н. д.) вважали, що
живі організми виникли з неживої матерії внаслідок її поступових змін.
Причому потворні, неповноцінні істоти з часом вимерли, а гармонійні
вижили й почали розмножуватися.
8
Найперші дослідження будови тіла людини провів видатний лікар,
реформатор античної медицини, ав-тор праць з анатомії «Про залози», «Про
серце», «Про природу кісток» Гіппократ (мал. 12) (бл. 460–377 рр. до н.
д.). Він досить добре знав будову серця, розрізняв артерії та вени,
визначав черепномозкові та спинномозкові нерви. Гіппократ цілком
справедливо вважав, що процес дихання відбувається за допомо-гою легень,
але помилявся, думаючи, що цей процес слугує для охолодження серця. Він
висловив геніальну на той час думку про зв’язок головного мозку з
психічною діяльністю людини. (Пригадайте типи тем-
перамен ту та чотири основні «тілесні рідини», з якими їх пов’язував
Гіппократ.)
Початок власне біологічної науки заклав у своїх працях давньогрецький
вчений і філософ Арістотель (мал. 13) (384–322 рр. до н. д.), якого
вважають заснов-ником зоології. Він написав кілька спеціальних
трак-татів, присвячених будові, класифікації й виникненню тварин,
найвідомішим з яких є «Історія тварин». У цій праці Арістотель описав
будову тіла тварини, систему органів людини, здійснив порівняння будови
тіла люди-ни і тварини, розглянув способи розмноження й особли-вості
розвитку тварин.
Засновником ботаніки вважають давньогрецького природодослідника
Теофраста (мал. 14) (близько 372– 287 рр. до н. д.), улюбленого учня
Арістотеля. У праці «Історія рослин» Теофраст описав різні способи
розмно-ження рослин і процес проростання насіння, вказав на відмінності
між однодольними і дводольними рослина-ми, визначив, що рослини можуть
належати до чо-ловічої або жіночої статі. Він першим запровадив термін
«плід».
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
