1 Медицинская биология (введение в дисциплину)

2 Определение понятия и содержание Биология - наука о жизни. Она изучает жизнь как особую форму движения материи, законы ее существования и развития Биология - наука о жизни. Она изучает жизнь как особую форму движения материи, законы ее существования и развития Слово «биология» происходит от др.-греч. βίος - жизнь и λόγος - суждение, слово Слово «биология» происходит от др.-греч. βίος - жизнь и λόγος - суждение, слово Предметом изучения биологии являются живые организмы, их строение, функции, развитие и их природные сообщества Предметом изучения биологии являются живые организмы, их строение, функции, развитие и их природные сообщества Вместе с астрономией, физикой, химией, геологией и другими науками, изучающими природу, биология относится к числу естественных наук Вместе с астрономией, физикой, химией, геологией и другими науками, изучающими природу, биология относится к числу естественных наук

3 Комплекс биологических наук Современная биология представляет собой систему наук о живой природе Биологические дисциплины: Анатомия, Альгология, Антропология, Бактериология, Биогеография, Биоинженерия, Биоинформатика, Биология океана, Биология развития, Биометрия, Бионика, Био спелеология, Биофизика, Биохимия, Ботаника, Биомеханика, Бриология, Вирусология, Генетика, Геоботаника, Гидробиология, Гистология, Дендрология, Зоология, Иммунология, Ихтиология, Космическая биология, Ксенобиология, Микология, Микробиология, Молекулярная биология, Морфология, Нейробиология, Палеонтология, Систематика, Таксономия, Токсикология, Фенология, Физиология, Физиология высшей нервной деятельности, Цитология, Эволюционное учение, Экология, Эмбриология, Эндокринология, Энтомология, Этология

4 Общая биология Универсальные закономерности развития живой природы, раскрывающие сущность жизни, ее формы и развитие, рассматривает общая биология Общая биология традиционно включает: учение о клетке (цитологию), учение об индивидуальном (онтогенез) и историческом (эволюция, филогенез) развитии организмов, молекулярную биологию, генетику, эволюционное учение, биоэкологию, учение о биосфере

5 Медицинская биология Биология - это теоретическая основа медицины В рамках медицинской биологии осуществляется интеграция различных биологических дисциплин, необходимых для понимания сущности патологических процессов у человека Основные разделы биологии, составляющие теоретическую базу медицины: закономерности существования живого, наследственность и изменчивость, нормальная и патологическая наследственность человека, индивидуальное развитие, закономерности эволюции органического мира, основные черты эволюции животных, происхождение человека, биосфера и человек

6 Фундаментальные свойства живого Обмен веществ (метаболизм) - совокупность протекающих в живых системах химических превращений, обеспечивающих их жизнедеятельность, рост, воспроизведение, развитие, самосохранение, постоянный контакт с окружающей средой, способность адаптироваться к ней и ее изменениям Обмен веществ (метаболизм) - совокупность протекающих в живых системах химических превращений, обеспечивающих их жизнедеятельность, рост, воспроизведение, развитие, самосохранение, постоянный контакт с окружающей средой, способность адаптироваться к ней и ее изменениям

7 Фундаментальные свойства живого Самовоспроизведение (репродукция) - способность к размножению (воспроизведению себе подобных, самовоспроизведению) относится к одному из фундаментальных свойств живых организмов; размножение необходимо для того, чтобы обеспечить непрерывность существования видов, так как продолжительность жизни отдельного организма ограничена Самовоспроизведение (репродукция) - способность к размножению (воспроизведению себе подобных, самовоспроизведению) относится к одному из фундаментальных свойств живых организмов; размножение необходимо для того, чтобы обеспечить непрерывность существования видов, так как продолжительность жизни отдельного организма ограничена

8 Фундаментальные свойства живого Наследственность и изменчивость Наследственность и изменчивость Наследственность обеспечивает материальную преемственность (поток генетической информации) между поколениями организмов Наследственность обеспечивает материальную преемственность (поток генетической информации) между поколениями организмов Изменчивость - свойство живого приобретать новые признаки и утрачивать прежние, может реализовываться у отдельных организмов в ходе их индивидуального развития или в пределах группы организмов в ряду поколений при размножении Изменчивость - свойство живого приобретать новые признаки и утрачивать прежние, может реализовываться у отдельных организмов в ходе их индивидуального развития или в пределах группы организмов в ряду поколений при размножении

9 Фундаментальные свойства живого Индивидуальное развитие организмов – онтогенез - процесс индивидуального развития многоклеточного организма (образующегося в результате полового размножения) от момента формирования зиготы до естественной смерти особи Индивидуальное развитие организмов – онтогенез - процесс индивидуального развития многоклеточного организма (образующегося в результате полового размножения) от момента формирования зиготы до естественной смерти особи Развитие организма базируется на "генетической программе" (заложенной в генах хромосом зиготы) и осуществляется в конкретных условиях среды, существенно влияющей на процесс реализации генетической информации в ходе индивидуального существования особи Развитие организма базируется на "генетической программе" (заложенной в генах хромосом зиготы) и осуществляется в конкретных условиях среды, существенно влияющей на процесс реализации генетической информации в ходе индивидуального существования особи

10 Фундаментальные свойства живого Эволюция организмов (филогенез) - необратимый процесс исторического развития живого с последовательной сменой видов в результате процесса возникновения новых видов Эволюция организмов (филогенез) - необратимый процесс исторического развития живого с последовательной сменой видов в результате процесса возникновения новых видов По своему характеру эволюция является прогрессивной, так как организация живых организмов в ходе эволюции прошла от доклеточных форм, одноклеточных организмов, многоклеточных вплоть до человека По своему характеру эволюция является прогрессивной, так как организация живых организмов в ходе эволюции прошла от доклеточных форм, одноклеточных организмов, многоклеточных вплоть до человека

11 Фундаментальные свойства живого Раздражимость - способность воспринимать внешние или внутренние раздражители (воздействия) и адекватно на них реагировать Раздражимость - способность воспринимать внешние или внутренние раздражители (воздействия) и адекватно на них реагировать Явление раздражимости лежит в основе саморегуляции биологических систем, а в результате существования саморегуляции в системах поддерживается гомеостаз - способность системы противостоять изменениям и сохранить относительное постоянство ее состава и свойств Явление раздражимости лежит в основе саморегуляции биологических систем, а в результате существования саморегуляции в системах поддерживается гомеостаз - способность системы противостоять изменениям и сохранить относительное постоянство ее состава и свойств Явление раздражимости лежит в основе адаптации - приспособления организма к непрерывно меняющимся условиям среды Явление раздражимости лежит в основе адаптации - приспособления организма к непрерывно меняющимся условиям среды

12 Уровни организации живого В живой природе выделяют отдельные уровни организации В основе лежит иерархический принцип, при котором существование жизни на каждом последующем уровне определяется и подготавливается структурой низшего уровня Молекулярный и субклеточный уровень Молекулярный и субклеточный уровень Клеточный уровень Клеточный уровень Тканевой и органный (органно-тканевой) уровень Тканевой и органный (органно-тканевой) уровень Организменный (онтогенетический) уровень Организменный (онтогенетический) уровень Популяционно-видовой уровень Популяционно-видовой уровень Биоценотический и биосферный уровни Биоценотический и биосферный уровни

13 Уровни организации живого Молекулярный уровень основа живого - белки, состоящие всего из 20 аминокислот, и нуклеиновые кислоты, состоящие из 4 азотистых оснований основа живого - белки, состоящие всего из 20 аминокислот, и нуклеиновые кислоты, состоящие из 4 азотистых оснований у всех организмов биологическая энергия запасается в виде макроэргических фосфатов (АТФ, АДФ, АМФ) у всех организмов биологическая энергия запасается в виде макроэргических фосфатов (АТФ, АДФ, АМФ) генетическая информация зашифрована в молекулярной структуре ДНК (у некоторых вирусов - в РНК) генетическая информация зашифрована в молекулярной структуре ДНК (у некоторых вирусов - в РНК) всем живым организмам на Земле присущ универсальный генетический код - каждой из двадцати аминокислот, образующих белки, соответствует определенная последовательность трех нуклеотидов в полинуклеотидной цепи всем живым организмам на Земле присущ универсальный генетический код - каждой из двадцати аминокислот, образующих белки, соответствует определенная последовательность трех нуклеотидов в полинуклеотидной цепи

14 Уровни организации живого Клеточный уровень клетка является основной самостоятельно функционирующей элементарной биологической единицей, характерной для всех живых организмов

15 Уровни организации живого Тканевой и органный (органно-тканевой) уровень совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань всего лишь 4 основных ткани входит в состав органов многоклеточных животных (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная) всего лишь 4 основных ткани входит в состав органов многоклеточных животных (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная) из тканей формируются органы, которым присущи определенные функции из тканей формируются органы, которым присущи определенные функции

16 Уровни организации живого Организменный (онтогенетический) уровень на данном уровне обнаруживается многообразие форм живых организмов на данном уровне обнаруживается многообразие форм живых организмов на Земле обитает более миллиона видов животных организмов и около полумиллиона видов высших растений на Земле обитает более миллиона видов животных организмов и около полумиллиона видов высших растений каждый вид состоит из отдельных индивидуумов – особей каждый вид состоит из отдельных индивидуумов – особей особь – организм как целое – элементарная единица жизни, вне особей в природе жизни не существует особь – организм как целое – элементарная единица жизни, вне особей в природе жизни не существует

17 Уровни организации живого Популяционно-видовой уровень совокупность особей одного вида, населяющих одну территорию, свободно между собой скрещивающихся, составляет популяцию совокупность особей одного вида, населяющих одну территорию, свободно между собой скрещивающихся, составляет популяцию популяция – это элементарная единица эволюционного процесса - в ней начинаются процессы видообразования популяция – это элементарная единица эволюционного процесса - в ней начинаются процессы видообразования популяция входит в состав биогеоценозов популяция входит в состав биогеоценозов

18 Уровни организации живого Биоценотический и биосферный уровни биогеоценозы – исторически сложившиеся устойчивые сообщества популяций различных видов, связанных между собой и с окружающей неживой природой обменом веществ, энергии и информации биогеоценозы – исторически сложившиеся устойчивые сообщества популяций различных видов, связанных между собой и с окружающей неживой природой обменом веществ, энергии и информации являются элементарными системами, в которых осуществляется вещественно-энергетический круговорот являются элементарными системами, в которых осуществляется вещественно-энергетический круговорот биогеоценозы составляют биосферу биогеоценозы составляют биосферу

19 Уровни организации живого Жизнь на разных уровнях изучают различные биологические дисциплины на молекулярном и субклеточном уровне - молекулярная биология, генетика (биохимическая генетика) и биохимия на молекулярном и субклеточном уровне - молекулярная биология, генетика (биохимическая генетика) и биохимия на клеточном уровне - цитология, генетика (цитогенетика) на клеточном уровне - цитология, генетика (цитогенетика) на органно-тканевом уровне - гистология, физиология, анатомия на органно-тканевом уровне - гистология, физиология, анатомия на популяционном уровне - экология (взаимодействие в общем), этология (поведение), популяционная генетика на популяционном уровне - экология (взаимодействие в общем), этология (поведение), популяционная генетика

20 Биосоциальность природы человека Закономерным результатом эволюционного процесса является человек Закономерным результатом эволюционного процесса является человек С появлением человека возникла новая форма существования материи - социальная, высшая по сравнению с биологической С появлением человека возникла новая форма существования материи - социальная, высшая по сравнению с биологической Биологическое начало - фундамент жизнеобеспечения и развития человека, оно генетически детерминировано Биологическое начало - фундамент жизнеобеспечения и развития человека, оно генетически детерминировано Социальное начало - необходимое условие выживания и роста численности людей, обусловливает возможность преобразующего воздействия на окружающую среду - передается посредством обучения, воспитания в коллективе, что оказывает влияние на реализацию генетических особенностей каждого индивидуума, отражается на формировании его личности Социальное начало - необходимое условие выживания и роста численности людей, обусловливает возможность преобразующего воздействия на окружающую среду - передается посредством обучения, воспитания в коллективе, что оказывает влияние на реализацию генетических особенностей каждого индивидуума, отражается на формировании его личности

21 Этапы развития биологии Античность Гиппократ (др.-греч. Ιπποκράτης, Hippokrates) (около 460 до н. э. - около 377 до н. э.) древнегреческий врач, «отец медицины», которая выделилась из философии в отдельную науку «Необходимо, чтобы каждый врач понимал природу» Аристо́тель (др.-греч. ριστοτέλης), называемый также Стагирит по месту рождения (384 до н. э до н. э.) - древнегреческий философ и учёный, заложил основы зоологии

22 Этапы развития биологии Античность Теофраст (Феофраст, Тиртамос, Тиртам, ок. 370 до н. э до н. э./285 до н. э.) - древнегреческий философ (называют «отцом ботаники») Клавдий Гален (греч. Γαληνός, лат. Claudius Galenus; 129 или около 200) - античный медик, создал около 300 трудов по философии, медицине и фармакологии

23 Этапы развития биологии Эпоха Возрождения и период до XVIII века Происходит обособление ряда наук о природе. Выделяются и интенсивно развиваются ботаника, зоология, анатомия, физиология Изолированное изучение объектов природы порождало представления о ее неизменности, в том числе неизменности видов Карл Линне́й ( ) - шведский врач и натуралист, заложивший основы научной классификации живых организмов «Видов столько, сколько их создал творец»

24 Этапы развития биологии Возникновение термина «биология» год Жан Батист Пьер Антуан де Моне Ламарк ( ) - французский учёный – естествоиспытатель В 1809 г. выступил с первой теорией эволюции Готфрид Рейнхольд Тревиранус ( ) - немецкий ученый - естествоиспытатель

25 Этапы развития биологии В первой половине XIX в. возникают новые науки - палеонтология, сравнительная анатомия животных и растений, гистология и эмбриология В 1839 году Т. Шванн и М. Шлейден создают клеточную теорию Теодор Шванн ( ) - немецкий физиолог и гистолог Маттиас Якоб Шлейден ( ) - немецкий ботаник

26 Этапы развития биологии В первой половине XIX в. возникают новые науки - палеонтология, сравнительная анатомия животных и растений, гистология и эмбриология В 1859 году Ч. Дарвин создает эволюционную теорию – выходит труд «Происхождение видов» Чарлз Ро́берт Да́рвин ( ) - английский натуралист и путешественник

27 Этапы развития биологии В 1865 году Г. Мендель открывает фундаментальные законы наследственности, которые не привлекли должного внимания и были заново открыты только через 35 лет Грегор Иоганн Мендель ( ) – австрийский биолог и ботаник (в 1843 году постригся в монахи) С 1856 года начал свои эксперименты по скрещиванию разных сортов гороха, что позволило ему через 10 лет сформулировать основные закономерности наследственности – расщепление и комбинирование наследственных «факторов»

28 Этапы развития биологии В 1900 году Г. де Фриз, К.Э. Корренс и Э. Чермак-Зейзенегг одновременно вторично открывают законы Менделя Гуго де Фриз ( ) голландский ботаник Карл Эрих Корренс ( ) немецкий ботаник Эрих Чермак- Зейзенегг ( ) австрийский генетик

29 Этапы развития биологии Томас Хант Морган ( ) - американский биолог, один из основоположников генетики Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1933 года «За открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности»

30 Этапы развития биологии К середине XX столетия, вследствие накопления огромного фактического материала прежние единые науки начинают распадаться на отдельные отрасли. Так, из зоологии выделились энтомология, гельминтология, протозоология и многие другие отрасли, из физиологии - эндокринология, физиология высшей нервной деятельности и др. Намечается тенденция к сближению биологии с другими науками, возникают биохимия, биофизика, биогеохимия и др. На основах, заложенных Ч. Дарвиным, развивается эволюционная теория, разработкой которой занимались А.Н. Северцов, Н.И. Вавилов, Н.В. Тимофеев-Ресовский, И.И. Шмальгаузен и др.

31 Этапы развития биологии Алексей Николаевич Северцов ( ) - русский биолог, основоположник эволюционной морфологии животных, академик РАН (1920), АН СССР (1925) Николай Иванович Вавилов ( ) - русский учёный-генетик, ботаник, селекционер, академик АН СССР

32 Этапы развития биологии Иван Иванович Шмальгаузен ( ) - советский биолог, ученик А.Н. Северцова, ввел теорию о стабилизирующем отборе, в 50-х годах изложил эволюционную теорию с позиций кибернетики Николай Владимирович Тимофеев- Ресовский ( ) - русский биолог, биофизик, один из основоположников современной радиобиологии, заложил фундамент учения о микроэволюции

33 Этапы развития биологии В 50-х гг. XX века положено начало развитию молекулярной биологии что связано с описанием в 1953 году Дж. Уотсоном и Ф. Криком строения ДНК За данное открытие в 1962 году им была присуждена Нобелевская премия Джеймс Дьюи Уотсон (род. 1928) - американский биолог Фрэнсис Крик ( ) - английский биолог, врач и нейробиолог

34 Этапы развития биологии Идея единства мира живых существ также находит свое подтверждение в экологических исследованиях, относящихся главным образом к ХХ веку Представления о биоценозе или экологической системе раскрывают универсальный механизм обеспечения важнейшего свойства живого – постоянно происходящего в природе обмена вещества и энергии, который возможен только в случае сосуществования на одной территории и взаимодействия различных по строению и уровню организации организмов Владимир Николаевич Сукачёв ( ) - российский геоботаник, лесовод, географ и действительный член АН СССР Ввел представление о биоценозе

35 Этапы развития биологии На роль живых организмов как мощного геологического фактора первым обратил внимание В.И. Вернадский Человек неразделим с биосферой и человечество образует новую оболочку Земли – Ноосферу, т.е. сферу разума учение Вернадского о биосфере и ноосфере раскрывает место и планетарную роль живых форм, включая человека, в природе, так же как и возможные последствия ее преобразования людьми Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945) - советский естествоиспытатель, выдающийся мыслитель, минералог и кристаллограф, основоположник геохимии, биогеохимии, радиогеологии и учения о биосфере, академик АН СССР, первый президент АН Украинской ССР, член Чехословацкой и Парижской АН

36 Этапы развития биологии В решении вопросов сегодняшнего дня вместе с биологами принимают участие математики, кибернетики, физики, химики и специалисты в других областях естествознания В последние десятилетия в связи с бурным развитием техники и новейшими достижениями в ряде областей естествознания возникли молекулярная биология, биоинженерия, биоинформатика, биометрия, бионика, геномика, протеомика, радиобиология, космическая биология и др.

37 История кафедры Кафедра биологии основана в 1935 году Организатор и первый заведующий кафедрой (с 1935 по 1942 гг.) - доктор биологических наук, профессор Михаил Иванович Ефимов Область научных интересов - изучение проблем регенерации у человека

38 История кафедры С 1943 по 1947 гг. кафедрой заведовал - доктор биологических наук, профессор Анатолий Владимирович Анучин

39 История кафедры С 1947 по 1949 гг. заведующий кафедрой - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н.И. Нефедов С 1949 по 1955 гг. заведующий кафедрой - доктор биологических наук, профессор Дмитрий Федорович Петров Профессор Д.Ф. Петров

40 История кафедры С 1955 по 1964 гг. кафедрой заведовала кандидат биологических наук, доцент Евгения Ивановна Прозорова

41 История кафедры С 1964 по 1991 гг. заведующий кафедрой - доктор медицинских наук, профессор Гамир Рашидович Ярулин Область научных интересов – вопросы паразитологии, гельминтологии, иммунопаразитологии и эпидемиологии

42 История кафедры Ранее кафедра располагалась на 5 этаже главного корпуса В 1968 году создан биологический музей, в 1977 – цитогенетическая лаборатория

43 История кафедры С 1991 по 2008 гг. заведующий кафедрой - доктор медицинских наук, профессор Сергей Антонович Никитин Область научных интересов – исследование системных механизмов гомеостаза живых организмов

44 История кафедры В настоящее время на кафедре работают: Заведующий кафедрой: д.м.н. М.В. Черников Профессор: д.м.н. С.А. Никитин Доценты: к.б.н. А.А. Рогов, к.м.н. Т.Н. Щербакова Ассистенты: к.б.н. Ф.К. Адельшин, М.В. Букатин, Т.М. Лысенко, Н.А. Мохаммад Амин, О.Ю. Овчинникова, Д.Н. Реброва, А.Н. Кривицкая Направления научных исследований кафедры: исследование рецепторной активности ксенобиотков исследование рецепторной активности ксенобиотков вопросы биологии репродукции вопросы биологии репродукции регуляция и влияние различных факторов на онтогенез регуляция и влияние различных факторов на онтогенез экологический мониторинг Волгоградского региона экологический мониторинг Волгоградского региона