Биология

О. В. Тулякова 

БИОЛОГИЯ 

Учебник 

Москва 

2019 

Издание второе, стереотипное

Берлин

УДК 57(075) 
ББК 28я7 

Т 82 

Тулякова, О. В. 
Т 82      Биология. Учебник. – Изд. 2-е, стер. – 
Москва ; Берлин : Директ-Медиа, 2019. – 449 с. 

ISBN 978-5-4499-0114-9 

 В пособии подробно освещены вопросы современной биологии. Пособие включает три раздела: «Живые системы», 
«Разнообразие живого» и «Человек»; справочный материал и 
приложение. Каждый раздел пособия содержит основной и 
дополнительный материал по данной теме и вопросы для самоконтроля. 
Учебное пособие может быть использовано преподавателями и студентами при изучении курсов «Биология» и «Биология с основами экологии». 

УДК 57(075) 
ББК 28я7 

ISBN 978-5-4499-0114-9 

© Тулякова О. В., 2019
© Издательство «Директ-Медиа», 2019 

ВВЕДЕНИЕ 

1. Предмет, задачи, структура биологии и экологии

Биология (от греч. bios – жизнь, logos – наука) – наука 

о жизни, об общих закономерностях существования и развития живых существ. Или, иными словами, биологией 
называется наука, занимающаяся изучением жизни во 
всех ее проявлениях, а также свойств живого вообще. 

Биология – одна из старейших естественных наук, хотя сам 
термин «биология» для ее обозначения впервые был предложен 
лишь в 1797 г. немецким профессором анатомии Теодором Рузом (1771–1803 гг.), после чего этот термин использовали в 
1800 г. профессор Дерптского университета (ныне г. Тарту) 
К. Бурдах (1776–1847 гг.), а в 1802 г. Ж.-Б. Ламарк (1744–
1829 гг.) и Л. Тревиранус (1779–1864 гг.). 

Предметом изучения биологии являются живые орга
низмы, их строение, функции, развитие, взаимоотношения 
со средой и происхождение. 

Задача биологии – изучение биологических закономерностей, раскрытие сущности жизни и её проявлений с 
целью познания и управления ими. 
Как особая наука биология выделилась из естественных наук в XIX в., когда ученые обнаружили, что живые 
организмы обладают некоторыми общими для всех характеристиками. В основе современной биологии лежат пять 
фундаментальных принципов: клеточная теория, эволюция, генетика, гомеостаз и энергия. 

Биология – естественная наука. Как и другие науки, 

она возникла и всегда развивалась в связи с желанием человека познать окружающий его мир, а также в связи с 
материальными условиями жизни общества, развитием 
общественного производства, медицины, практическими 
потребностями людей. 

Многообразие живой природы так велико, что пра
вильнее говорить о биологии как о комплексе знаний. Биология стала в наше время такой в результате дифференциации и интеграции разных биологических наук.  

3 

В рамках этой системы биологию можно разделить 

на общую и частную. 

 
Общая биология  изучает законы и закономер
ности, характерные для всех живых организмов вне зависимости от их систематической принадлежности: это закономерности 
функционирования, 
размножения 
и 

эволюции живых организмов. Поскольку данный раздел 
закладывает фундамент для прочих разделов биологии, 
его можно назвать фундаментальным. 

 
Частная биология  изучает вопросы разнооб
разия, систематики и функционирования отдельных групп 
живых организмов. 

Самыми старыми частными биологическими науками явля
ются зоология и ботаника, изучающие животных и растения 
соответственно. Однако в процессе дифференциации они разделились на ряд самостоятельных наук.  

Например, внутри ботаники можно выделить альгологию – 

науку о водорослях, лихенологию – о лишайниках, бриологию – о 
мхах и др. 

Внутри зоологии выделяют следующие разделы: ма
лакология – наука о моллюсках, арахнология – наука о паукообразных, энтомология – наука о насекомых, акарология – наука о клещах, ихтиология – наука о костистых 
рыбах, герпетология – наука о чешуйчатых рептилиях, 
орнитология – наука о птицах, териология – наука о 
наземных млекопитающих. 

В настоящее время изучением систематических групп 

занимаются такие разделы как: вирусология – наука о вирусах; микробиология – наука, занимающаяся изучением 
микроорганизмов; микология – наука о грибах; антропология – наука о человеке. 

При изучении различных сторон жизнедеятельности 

живых организмов в зоологии, микробиологии и ботанике 
выделяются следующие подразделы:  

 
систематика – изучает систематику и родство 

разных групп организмов;  

4 

 
 
морфология – исследует внешнее строение орга
нов организмов и их видоизменения;  

 
анатомия – изучает внутреннее строение орга
низмов;  

 
физиология – изучает процессы, протекающие в 

организмах;  

 
генетика – изучает закономерности наследствен
ности и изменчивости, их материальные носители. 

По направлениям исследований биологию можно раз
делить на следующие дисциплины: 

1. Изучение разных уровней живой материи. По уров
ню изучения живой материи различают следующие науки:  

 
молекулярная биология – наука, исследующая 

общие свойства и проявления жизни на молекулярном 
уровне; 

 
цитология, или учение о клетке (от греч. «ци
тос» – клетка), изучает клеточный уровень организации 
живого, химический состав клетки, биохимические процессы, которые здесь протекают, строение и функции отдельных органоидов клетки; 

 
гистология, или учение о тканях (от греч. «ги
стос» – ткань), изучает тканевый уровень организации 
живого; 

 
анатомия, морфология и  физиология – науки о 

строении и функционировании органов и систем органов, 
изучают уровень органа и организма; 

 
экология – биология групп организмов (популя
ций, видов и т.д.). 

2. Отдельно можно выделить науки о развитии живой 

материи. Сюда обычно относят биологию индивидуального и исторического развития организмов: 

 
эмбриология – 
наука 
о 
предзародышевом  

развитии, оплодотворении, зародышевом и личиночном 
развитии организмов;  

 
теория эволюции, или эволюционное учение, – ком
плекс знаний об историческом развитии живой природы. 

5 

3. Изучением коллективной жизни и сообществ живых 

организмов  занимаются:  

 
этология – наука о поведении животных,  

 
экология (в общем смысле) – наука об отношени
ях различных организмов и образуемых ими сообществ 
между собой и с окружающей средой.  

Естественно, такая классификация биологических наук 

в значительной степени условна и не дает представления 
обо всем многообразии биологических дисциплин. 

Ведущее положение в современном комплексе биологиче
ских наук занимают физико-химическая биология, клеточная 
инженерия и молекулярная биология, новейшие данные которых 
вносят существенный вклад в представления о научной картине 
мира. 

2. Методы исследований в биологии  

Основными методами, используемыми в биологиче
ских науках, являются описательный, сравнительный, 
исторический и экспериментальный. 

Описательный метод является самым старым мето
дом и основан на наблюдении организмов. Он заключается в сборе фактического материала и описании его.  

Возникнув в самом начале биологического познания, этот 

метод долгое время оставался единственным в изучении организмов. Поэтому старая (традиционная) биология являлась, по 
существу, описательной наукой. Использование этого метода 
позволило заложить основы биологических знаний. Описательный метод широко используется и в наше время, особенно в 
зоологии, ботанике, цитологии, экологии и других науках. 

Сравнительный метод заключается в сравнении изу
чаемых организмов, их структур и функций между собой с 
целью выявления сходств и различий.  

С помощью этого метода и в сочетании с описательным ме
тодом были получены сведения, позволившие в XVIII в. заложить основы систематики растений и животных (К. Линней), а 
также сформулировать клеточную теорию (М. Шлейден и 
Т. Шванн) и учение об основных типах развития (К. Бэр). Метод 

6 

был широко использован в XIX в. в обосновании теории эволюции, а также в перестройке ряда биологических наук на основе 
этой теории. Однако использование этого метода не сопровождалось выходом биологии за пределы описательной науки. 

Сравнение приобретает особую ценность тогда, когда 

невозможно дать определение понятия. Например, с помощью электронного микроскопа часто получают изображения, истинное содержание которых заранее неизвестно. Только сравнение их со светомикроскопическими 
изображениями позволяет получить желаемые данные. 

Исторический метод входит в биологию во второй 

половине XIX в. благодаря Ч. Дарвину, который позволил 
поставить на научные основы исследование закономерностей появления и развития организмов, становления 
структуры и функций организмов во времени и в пространстве.  

Исторический метод превратил биологию из науки чисто 

описательной в науку, объясняющую, как произошли и как 
функционируют многообразные живые системы. Благодаря 
этому методу биология поднялась сразу на несколько ступеней 
выше. В настоящее время исторический метод вышел, по существу, за рамки метода исследования. Он стал всеобщим подходом к изучению явлений жизни во всех биологических науках. 

Экспериментальный метод заключается в активном 

изучении того или иного явления путем эксперимента. 
При постановке эксперимента имеется возможность не 
только варьировать, но и строго контролировать влияние 
на живые организмы любых факторов по заданной программе.  

Экспериментальный метод широко вошел в биологию лишь 

в начале XIX в., причем через физиологию, в которой стали использовать большое количество инструментальных методик, 
позволявших регистрировать и количественно характеризовать 
приуроченность функций  к структуре. 

Начиная примерно с 40-х гг. XX в. экспериментальный ме
тод в биологии подвергся значительному усовершенствованию 

7 

за счет повышения разрешающей способности многих биологических методик и разработки новых экспериментальных приемов. Например, была очень повышена разрешающая способность генетического анализа, ряда иммунологических методик.  

В практику исследований были введены культивированные 

соматические клетки, выделение биохимических мутантов микроорганизмов и соматических клеток и т.д.  

В настоящее время экспериментальный метод харак
теризуется исключительными возможностями в изучении 
явлений жизни и подразделяется на ряд методов: 

 микроскопия разных видов, включая электронную;  
 биохимические методы;   
 иммунологические методы;  
 разнообразные методы культивирования и при
жизненного наблюдения в культурах клеток, тканей и органов;  

 метод маркировки эмбрионов, техника оплодотво
рения в пробирке;  

 метод меченых атомов;  
 рентгеноструктурный анализ;  
 ультрацентрифугирование;  
 спектрофотометрия и т.д.  
Моделирование – это исследование каких-либо явле
ний, процессов или систем объектов путем построения и 
изучения моделей и их функционирования. Наряду с моделированием на уровне организмов в настоящее время 
развивается моделирование на молекулярном и клеточном 
уровнях, а также математическое моделирование различных экологических  процессов. 

 

8 

Раздел 1. Живые системы 

1.1. Жизнь как особая форма материи. Свойства живого 

1.1.1. Определение понятия «жизнь». Субстрат жизни 

Живое вещество. Живые системы 

Определение понятия «жизнь». Предметом изучения 

биологии являются живые организмы. Чтобы продолжать 
разговор о живых организмах, необходимо сформулировать определение понятия «жизнь».  

Большое внимание проблеме определения понятия жизни и 

вопросу о критериях и свойствах живого уделяли такие ученые, 
как 
Э. Шредингер, 
A. 
Н. Колмогоров, 
Н.С. Шкловский, 

К. Саган, И. Пригожий. Однако четкого, ясного, всеми (или хотя 
бы большинством специалистов) принятого определения так и 
не существует.  

Так, например, К. Гробстейн предлагает такую формули
ровку: «Жизнь – это макромолекулярная система, для которой 
характерна определенная иерархическая организация, а также 
способность к воспроизведению, обмен веществ, тщательно регулируемый поток энергии, являет собой распространяющийся 
центр упорядоченности в менее упорядоченной Вселенной».   

Российский математик А.А. Ляпунов характеризует жизнь 

как «высокоустойчивое состояние вещества, использующее для 
выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую 
состояниями отдельных молекул». 

Материалистическое определение жизни дал один из 
основоположников научного коммунизма Ф. Энгельс: 
«Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот 
способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей 
этих тел». Это определение дано Энгельсом более 100 
лет назад, но не потеряло своей актуальности. В него вошли два важных положения:  

9 

1) жизнь тесно связана с белковыми телами, белками;  
2) непременное условие жизни – постоянный обмен 
веществ, с прекращением которого прекращается жизнь.  
Всеобщим методологическим подходом к пониманию 
сущности жизни в настоящее время является понимание 
жизни в качестве процесса, конечный результат которого – самообновление, проявляющееся в самовоспроизведении.  
Все живое происходит только из живого, а всякая организация, присущая живому, возникает только из другой 
подобной организации. Следовательно, можно дать еще 
одно определение: «Жизнь – это специфичная структура, 
способная к самовоспроизведению (размножению) и самоподдержанию с затратой энергии». Здесь подчеркиваются две другие особенности живых организмов: 
1) 
живые системы способны к самовоспроизведению (репродукции); 
2) 
живым организмам необходима энергия для 
существования и присуща способность к самоподдержанию. 

Сущность жизни заключается в ее самовоспроизведе
нии, в основе которого лежит координация физических и 
химических явлений и которое обеспечивается передачей 
генетической информации от поколений к поколениям. 
Именно эта информация обеспечивает самовоспроизведение и саморегуляцию живых существ. Поэтому жизнь – 
это качественно особая форма существования материи, 
связанная с воспроизведением.  

Если сравнивать жизнь с неживыми системами, она 

представляет собой особую форму движения материи, 
высшую по сравнению с физической и химической формой существования, а  живые организмы резко отличаются от неживых систем (объектов физики и химии) своей 
исключительной сложностью и высокой специфичностью, структурной и функциональной упорядоченностью.  

Эти отличия придают жизни качественно новые свой
ства, вследствие чего живое и представляет собой особую  
ступень развития материи. 

10