ЛЕКЦИЯ 1. ВВОДНАЯ. БИОЛОГИЯ как НАУКА о ЖИВОЙ ПРИРОДЕ. ЧЕЛОВЕК - ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ СОВРЕМЕННОЙ БИОЛОГИИ и МЕДИЦИНЫ. ЖИЗНЬ и ее СВОЙСТВА. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ. - презентация

1 ЛЕКЦИЯ 1. ВВОДНАЯ. БИОЛОГИЯ как НАУКА о ЖИВОЙ ПРИРОДЕ. ЧЕЛОВЕК - ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ СОВРЕМЕННОЙ БИОЛОГИИ и МЕДИЦИНЫ. ЖИЗНЬ и ее СВОЙСТВА. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ. ПЛАН ЛЕКЦИИ: 1. БИОЛОГИЯ как НАУКА – ПРЕДМЕТ и МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ИДЕИ ОБЩЕГО ПОРЯДКА, МЕТОДОЛОГИЯ. БИОЛОГИЯ и МЕДИЦИНА: ТОЧКИ СОПРИКОСНОВЕНИЯ. 2. ЖИЗНЬ как ФЕНОМЕН МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА. ПОПЫТКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. СВОЙСТВА ЖИЗНИ как ОСОБОГО ЯВЛЕНИЯ. 3. ВСЕОБЩИЕ (ОБУСЛОВЛЕННЫЕ СТРУКТУРОЙ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА) УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ.

2 БИОЛОГИЯ ( греч., bios – жизнь; logos – слово, учение) – НАУКА о ЖИЗНИ как ОСОБОМ ЯВЛЕНИИ во ВСЕХ ее ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ПРОЯВЛЕНИЯХ. ТЕРМИН ВВЕДЕН в 1809 г. Ж.Б. ЛАМАРКОМ и Г. ТРЕВИРАНУСОМ. I. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: 1. ЖИЗНЬ 2. ЖИЗНЬ 3. ЖИЗНЬ 4. ЖИЗНЬ как ОСОБОЕ ЗНАКОВЫХ ЕСТЕСТВ. ИСТОРИЧ. ЯВЛЕНИЕ БИОЛОГИЧ. ГРУПП СЛОЖИВШ. ЕДИНИЦ ОРГАНИЗ- СООБЩЕСТВ (ГЕН, КЛЕТКА, МОВ ОРГ-ОВ ОСОБЬ) (ПОПУЛЯЦИЯ, РАЗНЫХ ВИД) ВИДОВ (БИОЦЕНОЗ)

3 I. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ ( ПРОДОЛЖЕНИЕ 1) – 5. ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕКА как биологического объекта: 5a. АНТРОПОБИОЛОГИЯ - биологические механизмы развития и жизнеобеспечения. ОСОБЕННОСТЬ – человек рождается со способностью освоить программу культурного (социального) наследования, т.е. с готовностью стать общественным, трудящимся, мыслящим существом.

4 I. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ ( ПРОДОЛЖЕНИЕ 2) – 5. ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕКА как биологического объекта: 5б. МЕДИЦИНСКАЯ БИОЛОГИЯ – биологические предпосылки разнообразия людей и человеческих популяций как фактор здоровья и/или нездоровья. ОСОБЕННОСТЬ – в связи с социальностью человек характеризуется высоким уровнем генотипической и фенотипической изменчивости.

5 I. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ ( ПРОДОЛЖЕНИЕ 3) - 5. ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕКА как биологического объекта: 5в. БИОМЕДИЦИНА – неформальное соединение усилий представителей фундаментальной науки и медицины с целью решения конкретной задачи практического здравоохранения. ОСОБЕННОСТЬ – готовый для использования в практике здравоохранения продукт появляется уже в научной лаборатории.

6 I. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ ( ПРОДОЛЖЕНИЕ 4) – 6. ЖИЗНЬ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ (генная,тканевая,органная инженерия; терапевтическое клонирование?): 6а. Создаются на основе материалов биологического происхождения; 6б. Создаются на основе материалов небиологического происхождения.

7 II.СПОСОБЫ (МЕТОДЫ) ИССЛЕДОВАНИЯ – 1. НАБЛЮДЕНИЕ: 1а. Невооруженным глазом или с использованием оптических и иных приборов (лупа, микроскоп, электронный микроскоп, дифференциальное центрифугирование, рентгеноструктурный анализ); 1б. Визуализация живых структур и процессов (методы лучевой диагностики – рентген, УЗИ, томографии).

8 II. СПОСОБЫ (МЕТОДЫ) ИССЛЕДОВАНИЯ ( ПРОДОЛЖЕНИЕ 1) – 2. ЭКСПЕРИМЕНТ: 2а. In Vivo – используется живое существо. Особенность – этические проблемы; 2б. In Vitro – используются живые биологические объекты (клетки, ткани, органные структуры), выращиваемые вне организма в условиях культуры. Особенность – проблемы интерпретации; 2в. Природные эксперименты – мутации (закон гомологичных рядов Н.И.Вавилова), уродства.

9 II. СПОСОБЫ (МЕТОДЫ) ИССЛЕДОВАНИЯ ( ПРОДОЛЖЕНИЕ 2) – 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ: 3а. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ; 3б. КОМПЬЮТЕРНОЕ (дизайн лекарств, в т.ч. на наноносителях); 3в. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ( создание живых форм (клеток, организмов) с заданными свойствами - технологии knock in, knock out и др.).

10 III. ИДЕИ ОБЩЕГО ПОРЯДКА – 1.ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ (ВКЛЮЧЕННОСТЬ ЖИВЫХ ФОРМ в ПРОЦЕСС ИСТОРИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ); 2. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ (КЛЕТКА – ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЕДИНИЦА ЗЕМНОЙ ЖИЗНИ); 3. ПРИНЦИП ЭКОСИСТЕМЫ (ЖИЗНЬ – ВСЕГДА СООБЩЕСТВО ОРГАНИЗМОВ РАЗНЫХ ВИДОВ); 4. ЖИВЫЕ ФОРМЫ как САМООРГАНИЗУЮЩИЕСЯ ДИССИПАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ (ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОДИНАМИКИ); 5. ТЕОРИЯ ОНТОГЕНЕЗА (РЕАЛИЗАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ БИОИНФОРМАЦИИ в ФЕНОТИП).

11 ОСНОВЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ и СОСТАВЛЯЮЩИЕ СТРАТЕГИИ ЖИЗНИ как ЯВЛЕНИЯ – 1.ПРИСПОСОБЛЕНИЕ: особь, популяция, вид, экосистема, механизмы и факторы эволюции и коэволюции, приспособления и приспособленность; 2. ПРОГРЕСС: биологический, морфо- физиологический, неограниченный, биотехнологический (но, биологический регресс); 3. СУЩЕСТВОВАНИЕ в СОСТАВЕ СООБЩЕСТВА.

12 ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ и ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ СОСТАВЛЯЮЩИМИ: 1. БИОЛОГИЧЕСКОЙ – ОБЩЕБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ и ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ (БИОЛОГИЧЕСКОЕ НАСЛЕДСТВО ЛЮДЕЙ); 2. СОЦИАЛЬНОЙ – ИМЕННО СОЦИАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ - ОБЩЕСТВЕННОЕ УСТРОЙСТВО, ПРОИЗВОДСТВО, ТРУД, ИНТЕЛЛЕКТ, НАУКА ОБЕСПЕЧИВАЮТ ВЫЖИВАНИЕ и БЛАГОПОЛУЧИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА, его ВСЕСВЕТНОЕ РАССЕЛЕНИЕ и КОСМИЧЕСКОЕ ПРОНИКНОВЕНИЕ; 3. ДУХОВНОЙ – ОСОЗНАНИЕ СОБСТВЕННОГО Я, НАЛИЧИЕ СИСТЕМЫ ЖИЗНЕННЫХ ЦЕННОСТЕЙ, ОСОЗНАННАЯ ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ к ДУХОВНОЙ НИШЕ (ЭТНОСУ, РЕЛИГИИ, НАЦИОНАЛЬНОСТИ, НАЦИИ). ПРИМЕЧАНИЕ: ОСОБЕННОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКОГО в ЧЕЛОВЕКЕ – ОНО ДЕЙСТВУЕТ в УСЛОВИЯХ СОЦИАЛЬНОГО.

13 1. СООТНОШЕНИЕ СОЦИАЛЬНОГО и БИОЛОГИЧЕСКОГО в ЧЕЛОВЕКЕ НЕЛЬЗЯ ПОНИМАТЬ ни как их ПРОСТОЕ СОЧЕТАНИЕ, ни как ПОДЧИНЕНИЕ ОДНОГО ДРУГОМУ; 2. ОСОБЕННОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКОГО в ЧЕЛОВЕКЕ (БИОЛОГИЧЕСКОЕ НАСЛЕДСТВО ЛЮДЕЙ) СОСТОИТ в том, что ОНО ПРОЯВЛЯЕТ СЕБЯ в УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ СОЦИАЛЬНЫХ ЗАКОНОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ и ИСТОРИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ; 3. В связи с отмеченным (см. п.2), НЕКОТОРЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ, РАБОТАЯ в среде ЛЮДЕЙ, ПРИВОДЯТ к НЕТИПИЧНЫМ для МИРА ЖИЗНИ РЕЗУЛЬТАТАМ: среди млекопитающих ТОЛЬКО ЧЕЛОВЕК РОЖДАЕТСЯ СПОСОБНЫМ к ОСВОЕНИЮ в дополнение к биологической информационной программе (ДНК) ПРОГРАММЫ КУЛЬТУРНОГО (СОЦИАЛЬНОГО) НАСЛЕДОВАНИЯ, делающего его ОБЩЕСТВЕННЫМ, МЫСЛЯЩИМ, ТРУДЯЩИМСЯ СУЩЕСТВОМ; ЧЕЛОВЕЧЕСТВО ОТЛИЧАЕТСЯ ВЫСОКИМ УРОВНЕМ генотипической и фенотипической ИЗМЕНЧИВОСТИ.

14 РЕВОЛЮЦИОНИЗИРУЮЩИЕ СОБЫТИЯ в ИСТОРИИ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА – 1.НЕОЛИТИЧЕСКАЯ РЕВ-ЦИЯ (IX-VIII – III в.в. до н.э., культурное земледелие, одомашнивание животных); 2. ПРОМЫШЛЕННАЯ ( техническая ) РЕВ-ЦИЯ (1650 г. и далее, энергия пара, электричество); 3. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕВ-ЦИЯ (вторая половина – третья четверть XX в., атомная энергетика, композитные материалы); 4. ИНФОРМАЦИОННАЯ РЕВ-ЦИЯ (рубеж XX-XXI в.в., высокие информационные технологии).

15 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИЗНИ как ЯВЛЕНИЯ – 1.ПО ХАРАКТЕРНОМУ СВОЙСТВУ ( АРИСТОТЕЛЬ - питание,рост и одряхление, Г.ТРЕВИРАНУС - единообразие процессов при различии внешних условий, М.БИША - совокупность функций, сопротивляющихся смерти, И.П.ПАВЛОВ - сложная химическая функция ); 2. СУЩНОСТНЫЕ ( Ф.ЭНГЕЛЬС - способ существования белковых тел, А.И.ОПАРИН - особая очень сложная форма движения материи, В.И.ВЕРНАДСКИЙ и ряд др. исследователей - способ стабилизации планетарных геохимических круговоротов).

16 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИЗНИ как ЯВЛЕНИЯ (ПРОДОЛЖЕНИЕ 1) - 3. ОПИСАТЕЛЬНОЕ: ЖИЗНЬ - открытая, гомеостазированная, высокоорганизованная иерархическая система с нарастающей во времени сложностью форм. Представлена дискретными самоорганизующимися единицами разного уровня, способными к согласованным изменениям, которые управляются естественным отбором на основе матричного синтеза с информационным шумом углеродсодержащих биополимеров. Земная жизнь – неотъемлемая и наиболее активная составляющая планетарных вещественно-энергетических циклов, ядро упорядоченности в менее упорядоченной Вселенной.

17 КОМПЛЕКС СВОЙСТВ ЖИЗНИ - 1. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ (анаболизм, ассимиляция и катаболизм, диссимиляция); 2. Универсальное для всей сферы жизни промежуточное ЗВЕНО ( ИНТЕРМЕДИАТ ) между КАТАБОЛИЗМОМ и АНАБОЛИЗМОМ – АТФ; 3. ОТКРЫТОСТЬ живых систем в ВЕЩЕСТВЕННО- ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ПЛАНЕ; 4. УПОРЯДОЧЕННОСТЬ процессов во ВРЕМЕНИ и в ПРОСТРАНСТВЕ.

18 КОМПЛЕКС СВОЙСТВ ЖИЗНИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ 1) – 5. Способность ПРОТИВОСТОЯТЬ РОСТУ ЭНТРОПИИ; 6. СВЯЗЬ ЖИВЫХ ФОРМ со СРЕДОЙ ОБИТАНИЯ; 7. Способность к РАЗМНОЖЕНИЮ путем САМОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ (воссоздание себе подобных), а также к САМООБНОВЛЕНИЮ; 8. использование в развитии и жизнедеятельности ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ на основе уникальных биоинформационных углеродсодержащих макромолекул – НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ и БЕЛКОВ;

19 КОМПЛЕКС СВОЙСТВ ЖИЗНИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ 2) – 9. НАЛИЧИЕ ГЕНОТИПА и ФЕНОТИПА; 10. НАЛИЧИЕ ОНТОГЕНЕЗА (процесса индивидуального развития); 11. живые формы - КИБЕРНЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА; 12. СПОСОБНОСТЬ протоплазмы ВЫПОЛНЯТЬ РАБОТУ (механическую, химическую, осмотическую, регуляторную); 13. существование в виде СООБЩЕСТВ; 14. включенность в процесс ЭВОЛЮЦИИ.

20 ВСЕОБЩИЕ (обусловленные структурой эволюционного процесса) УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ - УРОВЕНЬ ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЕ ЕДИНИЦА (структура) ЯВЛЕНИЕ 1. МОЛЕКУЛЯРНО- ГЕН КОНВАРИАНТНАЯ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ РЕПЛИКАЦИЯ; 2. КЛЕТОЧНЫЙ КЛЕТКА ПОТОКИ БИО- ИНФОРМАЦИИ, ЭНЕРГИИ и ВЕЩЕСТВ; 3. ОРГАНИЗМЕННЫЙ ОСОБЬ МЕХАНИЗМЫ (ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ) РЕАЛИЗАЦИИ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ БИОИНФОРМАЦИИ в АКТУАЛИЗИРОВАН- НУЮ БИОИНФОР- МАЦИЮ ФЕНОТИПА;

21 ВСЕОБЩИЕ (обусловленные структурой эволюционного процесса) УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ (продолжение 1): УРОВНИ ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЕ ЕДИНИЦА (структура) ЯВЛЕНИЕ 4. ПОПУЛЯЦИОННО- ПОПУЛЯЦИЯ ИЗМЕНЕНИЕ ВИДОВОЙ ГЕНЕТИЧЕСКОГО СОСТАВА (аллело- фонда) ПОПУЛЯ- ЦИИ в РЯДУ ПОКОЛЕНИЙ; 5. БИОГЕОЦЕНО- БИОГЕОЦЕНОЗ ИЗМЕНЕНИЕ ТИЧЕСКИ-БИО- ВИДОВОГО СОС- СФЕРНЫЙ ТАВА, ВЕЩЕСТВ.- ЭНЕРГ. ЦИКЛЫ.

22 ЗДОРОВЬЕ И НЕЗДОРОВЬЕ В КОНТЕКСТЕ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЖИЗНИ - УРОВЕНЬ ЖИЗНИ МОЛЕКУЛЯ РНО- ГЕНЕТИЧЕС КИЙ КЛЕТОЧ- НЫЙ ОРГАНИЗМЕ ННЫЙ, ОНТОГЕНЕ- ТИЧЕСКИЙ ПОПУЛЯЦИ ОННО- ВИДОВОЙ Биогеоценозн ый ЭЛЕМЕНТАР- НАЯ СТРУКТУРА ГЕН, САЙТ ДНК КЛЕТКА – ЭЛЕМЕНТАР- НАЯ ЕДИНИЦА ЖИЗНИ ОСОБЬ (ЕЕ ОНТОГЕНЕЗ) ПОПУЛЯЦИЯ ОСОБЕЙ БИОГЕОЦЕ- НОЗ (ЭКОСИСТЕ- МА) ЭЛЕМЕНТАР- НОЕ ЯВЛЕНИЕ КОНВАРИАНТ НАЯ РЕПЛИКАЦИЯ ДНК ВЗАИМОДЕЙ- СТВУЮЩИЕ ПОТОКИ БИОИНФОР- МАЦИИ, ЭНЕРГИИ И ВЕЩЕСТВА ГЕНОТИП ФЕНОТИП ДИНАМИКА ГЕНО(АЛЛЕ- ЛО)ФОНДОВ, ВОСПРОИЗ- ВОДСТВО ГЕНОТИПОВ ВЕЩЕСТВЕН- НО – ЭНЕРГЕТИ- ЧЕСКИЕ ПОТОКИ И КРУГОВОРО- ТЫ ВКЛАД В ЗДОРОВЬЕ, ПРЕДПО- СЫЛКИ НЕЗДОРОВЬЯ СОХРАНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ ПОЛЕЗНОЙ БИОИНФОРМАЦ ИИ ( ЗДОРОВЬЕ ). МУТАЦИИ – СНИЖЕНИЕ КАЧЕСТВА БИОИНФОРМА- ЦИИ (НЕЗДОРОВЬЕ) ВЕЩЕСТВЕННО- ЭНЕРГЕТИЧЕС- КОЕ И БИОИНФОРМА- ЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЖИЗНЕДЕЯТЕ- ЛЬНОСТИ (ЗДОРОВЬЕ). ДИСТРОФИИ, МАЛИГНИЗАЦИЯ (НЕЗДОРОВЬЕ) ОРГАНИЗМ ДОСТАТОЧНОЙ ЖИЗНЕСПОСО- БНОСТИ (ЗДОРОВЬЕ). ОГРАНИЧЕННАЯ ЖИЗНЕСПОСОБ НОСТЬ, УРОДСТВА, СТАРЕНИЕ (НЕЗДОРОВЬЕ) ВНУТРИВИДО- ВЫЕ ОТНОШЕНИЯ – ВКЛАД В ЗДОРОВЬЕ ПОТОМСТВА. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ГРУЗ (НЕЗДОРОВЬЕ) МЕЖВИДОВЫЕ ОТНОШЕНИЯ И АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЗДОРОВЬЯ В СРЕДЕ ЖИЗНИ. АБИОТИЧЕСКИЕ И БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ НЕЗДОРОВЬЯ В СРЕДЕ ЖИЗНИ.

23 БИО-СОЦИАЛЬНЫЕ и НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЗДОРОВЬЯ МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ - возможности диагностики, коррекции, сохранения и приращения здоровья 1.ЕВА и АДАМ - индивидуальность (особь, личность) и неразделимость (популяция, семья, социум), 2.РАЙ - окружающая среда и условия жизни, 3.ДЕРЕВО ПОЗНАНИЯ, ЗМЕЙ – рекомендуемый и принимаемый образ жизни, 4. ПЛАНЕТА и ЛЮДИ НЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ НАГИМИ – здравоохранение, государство, общественные институты. САНОЛОГИЯ – здоровье здоровых, его охрана, укрепление, умножение, воспроизводство. ПАТОЛОГИЯ – сущность болезненных процессов, закономерности их возникновения, содержание, динамика.