1.1 Вступ

 Фундаментальні властивості живого

Живе від неживого відрізняє ціла низка особливостей. Найбільш фундаментальними вважають здатність до самовідтворення, самооновлення і саморегуляції. Розглянемо ці й інші особливості живого більш детально:

1) Самовідтворення

Тривалість життя організмів обмежена, однак всі вони володіють здатністю підтримувати життя, що забезпечує виживання виду. Батьки передають нащадкам свої основні ознаки незалежно від типу розмноження.

Здатність до самовідтворення (реплікація) притаманна і нуклеїновим кислотам (ДНК, РНК).

2) Самооновлення

Під час свого існування біологічні системи різного рівня постійно самооновлюються, адже кожна молекула, клітина, як і організм вцілому існують лише певний час.

3) Саморегуляція

Властивість живих організмів підтримувати відносну сталість свого складу і властивостей (наприклад: сталість температури тіла) в умовах, що постійно змінюються - гомеостаз. На організменному рівні цю властивість забезпечують регуляторні системи.

4) Єдиний хімічний склад

Живі організми на 98% складаються з чотирьох елементів: карбон (С), кисень (О), нітроген (N), та водень (Н), які утворюють складні органічні молекули - білки, ліпіди, вуглеводи та нуклеїнові кислоти.

5) Живлення

Їжа слугує джерелом енергії та речовин, необхідних для росту і розвитку. Організми використовують тільки два види енергії - сонячну і енергію хімічних зв'язків. Автотрофи - синтезують органічні сполуки з неорганічних, використовуючи енергію сонця. Гетеротрофи - мають отримувати готові органічні речовини. 

6) Дихання

Під час розщеплення органічних сполук в процесі клітинного дихання відбувається виділення енергії, яка акомулюється в молекулах АТФ. Аероби - організми, яким в процесі клітинного дихання необхідний кисень. Анаероби - організми, які отримують енергію в безкисневих умовах.

7) Подразливість

Це здатність живих органіхмів реагувати на зміни зовнішнього і внутрішнього середовища.

8) Рух 

Часто є реакцією у відповідь на подразник. Рухи тварин, що зумовлюють їх переміщення у просторі мають назву локомоції. Рухи властиві і рослинам (листя тягнеться до світла, у деяких рослин квіти закриваються вночі).

9) Ріст

Ріст живих істот зумовлений асиміляцією поживних речовин, в результаті якої утворюється нова жива матерія. Ріст буває обмежений - він припиняється після досягнення певного віку (більшість ссавців, комах, птахів), та необмежений - особини ростуть упродовж усього життя (молюски, риби, рослини).

10) Розвиток

Це необоротна направлена зміна об'єктів живої природи, що супроводжується якісними змінами. Індивідуальний розвиток організму має назву онтогенез.

Рівні організації життя біологічних систем та їх характерні риси

Можна перерахувати наступні рівні організації життя:

• Молекудярний - сюди включені різні біополімери - ДНК, білки, вуглеводи, РНК та інші сполуки, а також неклітинні форми життя - віруси, віроїди, пріони. 
• Клітинний - включає клітини та органелли. Звертає увагу, що даний рівень займають не тільки клітини, що є складовими багатоклітинного отранізму, а й безпосередньо одноклітинні організми.

• Тканинний - представляє собою сукупність однакових за походженням, будовою та функцією клітин.
• Органний - органи складаються з кількох типів тканин.
• Організменний -  розглядається самостійне існування одиничної особини, одноклітинної або багатоклітинної форми. Отже одноклітинні організми належать одночасно і жо клітинного і до організменного рівня організації живого.
• Популяційно-видовий - розглядає сукупність організмів одного виду.
• Екосистемний - розглядає популяції різних видів, які займають певну територію і пов'язані між собою трофічними, топічними, форичними та іншими видами зв'язків.
• Біосферний - представляє собою сукупність існуючих екосистем.

Методи досліджень в біології. Значення біологічних досліджень у житті людини

В біологічних дослідженнях застосовують як традиційні так і сучасні методи:

1) Спостереження - метод, за допомогою якого дослідник збирає інформацію про об'єкт (сприйняття природних об'єктів за допомогою органів чуття).

2) Експеримент - метод дослідження в біології, під час якого експериментатор свідомо змінює умови і спостерігає, як вони впливають на живі організми.

Приклад. Лауреатами Нобелівської премії 2018 року в галузі фізіології або медицини стали двоє вчених - американець Джеймс П. Кліссон та Тасуку Хондзьо з Японії, які запропонували терапію онкологічних захворювань людини. Під час лабораторних досліджень на мишах учені виявили можливість лікування онкологічних захворювань специфічними антитілами. Уведення в їхній організм таких антитіл супроводжувалося підвищенням активності Т-клітин, які інтенсивніше атакували ракові, що вможливлювало руйнування пухлин.

3) Моделювання - математична чи лабораторна модель є спрощеним відображенням природної системи. Завдяки ній легше проаналізувати процеси, що відбуваються в біологічній системі, та її реакцію на різноманітні впливи.

4) Моніторинг - це тривале (як правило, багаторічне) спостереження за природними об’єктами або екологічними процесами.

5) Метод екологічної індикації - його суть полягає у використанні видів-індикаторів для визначення стану екосистеми й процесів у ній.

Приклад. Лишайники є гарними індикаторами чистоти повітря: деякі з них потребують для життя надзвичайно чистого повітря, інші виживають і в забрудненому середовищі. Тому, вивчивши різноманіття видів лишайників певної території, можна визначити там і відносну чистоту повітря.

6) Метод полімеразної ланцюгової реакції.

Приклад. 1983 році американський біохімік Кері Малліс запропонував метод реплікації фрагмента молекули ДНК, за яким можна швидко синтезувати мільйони копій. Це полегшує дослідникам роботу із фрагментом, а також уможливлює виявлення того, чи є такий фрагмент у досліджуваній пробі. У такий спосіб можна діагностувати інфекційні й генетичні захворювання.

7) Метод мічених атомів - за допоммогою даного методу вивчають місце та перебіг біохімічних процесів у клітині.