1. Чем отличается живая система от неживой? Как развивалась биология? В чем суть и значение дарвиновской теории в развитии биологии? Каковы структурные уровни познания живой материи?

2. В чем суть концепции атомизма? Какие структуры материи Вам известны? С какими учеными связана данная концепция? Как развивалась концепция атомизма и как она связана с современными проблемами построения единой физической теории? Каковы особенности использования этой модели для описания вещества как системы частиц?

3. Как происходит процесс теплопередачи? Охарактеризуйте теплопроводность, конвекцию и излучение и приведите примеры.

4. Определите понятия теплоты и температуры. Как связаны эти величины, в каких единицах измеряются? Сколько времени нужно выполнять физические упражнения мощностью в 700 Вт, чтобы сбросить свой вес на 450 г (на расщепление 1 г жира расходуется около 40 кДж, а 1 г углеводов - 20 кДж)?

5. Поясните понятия энтропии и термодинамической вероятности. В чем состоит принцип Больцмана? Что общего между понятиями "энтропия" И "информация"? Поясните понятие "информация", укажите на ее связь с законом необходимого разнообразия кибернетики.

6. Что такое - фазовое равновесие, перегретая жидкость? Опишите физическую картину процесса кипения. Как зависит точка кипения от внешнего давления? Какое значение в природе имеют процессы сублимации и десублимации? Приведите примеры.

7. Поясните смысл понятия "фотон". Какие явления и каким образом были объяснены с помощью квантовой теории света?

8. Сопоставьте понятия "популяция" и "вид". Докажите, что популяция является единицей эволюции. Почему разные популяции одного вида отличаются по частоте генов?

9. Как происходит деление клеток, ядра и ДНК. Как реализуется система воспроизводства на молекулярном уровне? В чем особенности биотехнологий: генной и клеточной инженерии, каковы их возможности, достижения и возможные перспективы?

10. Что такое синергетика и каково ее значение для современной картины мира? Какие этапы можно выделить в развитии самоорганизующихся систем? Каково соотношение случайного и закономерного в концепции развития? Поясните понятия "хаоса", "бифуркации", "катастрофы". Опишите процессы самоорганизации материи в процессе эволюции галактик и звезд.

1. Чем отличается живая система от неживой? Как развивалась биология? В чем суть и значение дарвиновской теории в развитии биологии? Каковы структурные уровни познания живой материи?

Предбиологические структуры, представляющие собой гигантские органические макромолекулы, являются пределом химической эволюции вещества. Следующий и принципиально иной уровень сложности в организации материи по сравнению с атомарно-молекулярным уровнем - это живая материя, живая природа, Жизнь во всех ее формах является объектом биологии, поэтому, имея в виду все живое, можно говорить о биологическом, уровне организации материи.

Живая природа (коротко - жизнь) - это такая форма организации материи на уровне макромира, которая резко отличается от других форм сразу многими признаками. Каждый из этих признаков может служить для разграничения живой и неживой природы, а соответственно - основой для определения, что есть жизнь. Существенными оказываются все эти признаки. Ни одним из них нельзя пренебречь.

Прежде всего любой живой объект является системой - совокупностью взаимодействующих элементов, которая обладает свойствами, отсутствующими у элементов, образующих этот объект. Для последующего анализа живого воспользуемся определением жизни, которое дал академик М.В. Волькенштейн: "Жизнь есть форма существования макроскопических гетерогенных открытых сильнонеравновесных систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению". Рассмотрим отдельные положения этой формулировки.

Микроскопичность живого означает, что любой живой организм, начиная с бактерии, или же его самостоятельно функционирующая подсистема должны содержать большое число атомов. Иначе упорядоченность, необходимая для жизни, разрушилась бы флуктуациями.

Гетерогенность означает, что организм образован из множества различных веществ.

Открытость живой системы проявляется в непрерывном обмене энергией и веществом с окружающей средой. Самоорганизация возможна лишь в открытых сильнонеравновесных системах.

Помимо отмеченных ключевых особенностей живых систем следует указать на другие важные свойства живых организмов.

Сходство химического состава всех живых организмов. Элементный состав живого определяется главным образом шестью элементами: кислород, углерод, водород, азот, сера, фосфор. Кроме того, живые системы содержат совокупность сложных биополимеров, которые для неживых систем не характерны (белки, нуклеиновые кислоты, ферменты и др.).

Живые системы существуют конечное время. Свойство самовоспроизведения сохраняет биологические виды. Конечность живых систем создает условия их сменяемости и совершенствования.

Свойство всего живого - раздражимость - проявляется в виде реакции живой системы на информацию, воздействие извне.

Живая система обладает дискретностью - состоит из отдельных (дискретных) элементов, взаимодействующих между собой. Каждый из них также является живой системой. Наряду с дискретностью живой системе присуще свойство цельности - все ее элементы функционируют только благодаря функционированию всей системы в целом.

Биологию можно определить как науку о живом, о строении живой материи и процессах с ее участием, формах и развитии живого, распространении живых организмов и их природных сообществ, взаимосвязях живой и неживой природы.

Одна из особенностей биологии связана с тремя концептуальными уровнями биологического знания. Сосуществуют одновременно три "образа" биологии: описательно-натуралистическая (иное название - традиционная) биология, физико-химическая биология и эволюционная биология.

Традиционная биология имеет самую долгую историю. Ее метод - тщательное наблюдение и описание явлений природы, а главная задача - их классифицирование. Эту задачу выполняет биологическая систематика. В рамках систематики биологические объекты объединяют в группы (таксоны). Группировка возможна по различным принципам. Искусственная классификация проводится на основе легко обнаруживаемых признаков (так, возможна классификация по месту обитания). Естественная классификация использует более содержательные критерии, например, эволюционные связи биологических объектов, в основе которых лежит общее историческое происхождение. Объектом изучения традиционной биологии была и остается живая природа в ее естественном состоянии и нерасчлененной целостности.

Физико-химическая биология сформировалась благодаря экспериментальным тенденциям, существовавшим в науке издавна (поэтому иногда это направление именуют еще и экспериментальной биологией). В настоящее время методами экспериментальной биологии исследуется молекулярный уровень живого, а также структура и функции живых систем на всех остальных уровнях организации. В арсенале современной экспериментальной биологии метод изотопных индикаторов, методы рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии, ультразвуковое зондирование, высокочувствительные методы электромагнитных измерений и др. Развитие физико-химического направления биологии объективно способствовало тесному взаимодействию естественных наук, формированию целостной современной естественнонаучной картины мира. Следует отметить также большое прикладное значение физико-химической биологии как основы многих новейших направлений медицины.

Эволюционная биология. С того времени, как в биологии было в полной мере осознано неотъемлемое и наиболее характерное свойство живого - его способность развиваться и совершенствоваться, концепция эволюции получила в ней самостоятельное значение и обусловила формирование отдельного направления - эволюционной биологии. Ее истоки лежат в традиционной биологии. Ч.Дарвин создал теорию естественного отбора, будучи типичным натуралистом. Учение Дарвина - плод пристальных наблюдений над живой природой в самых разных формах ее проявления. Достижения в области традиционной и физико-химической биологии ничего не изменили в логике теории естественного отбора, однако привели к гигантскому обогащению ее предметного содержания. Это в конечном итоге и привело к формированию эволюционной биологии. Современная эволюционная биология имеет задачей последовательное развитие представлений об увеличении многообразия и сложности живого, включая раскрытие деталей механизма эволюции и научное решение проблемы происхождения жизни.

Примечаний нет.