Очерк биологии

*Drosophila melanogaster* , обычно используемый в качестве модельного организма.

Биология – Естественная наука , изучающая жизнь. Области внимания включают структуру, функцию, рост, происхождение, эволюцию, распространение и таксономию.

История биологии

Обзор

Биология
- Наука
- Жизнь
  - Свойства: Адаптация – Переработка энергии – Рост – Порядок – Регулирование – Воспроизводство – Реакция на окружающую среду.
- Биологическая организация : атом – молекула – клетка – ткань – орган – система органов – организм – популяция – сообщество – экосистема – биосфера.
  - Подход: редукционизм – эмерджентное свойство – механистический.
Биология как наука :
Метод исследования
- Список методов исследования в биологии
Научная литература
- Список биологических журналов : рецензия

Химическая основа

Очерк биохимии

Атомы и молекулы
- вещество – элемент – атом – протон – нейтрон – электрон – модель Бора – изотоп – химическая связь – ионная связь – ионы – ковалентная связь – водородная связь – молекула
Вода :
- свойства воды – растворитель – когезия – адгезия – поверхностное натяжение – pH
Органические соединения :
- углерод – углерод-углеродные связи – углеводород – моносахарид – аминокислоты – нуклеотид – функциональная группа – мономер – аденозинтрифосфат (АТФ) – липиды – масло – сахар – витамины – нейромедиатор – воск
Макромолекулы :
- полисахариды : целлюлоза – углеводы – хитин – гликоген – крахмал.
- белки : первичная структура – вторичная структура – третичная структура – конформация – нативное состояние – сворачивание белка – фермент – рецептор – трансмембранный рецептор – ионный канал – мембранный транспортер – коллаген – пигменты : хлорофилл – каротиноид – ксантофилл – меланин – прион
- липиды : клеточная мембрана – жиры – фосфолипиды
- нуклеиновые кислоты : ДНК – РНК

Клетки

Очерк биологии клеточной

Структура клетки:
- Клетка, придуманная Робертом Гуком
- Методы: культура клеток – проточная цитометрия – микроскоп – световой микроскоп – электронная микроскопия – СЭМ – ПЭМ – визуализация живых клеток.
- Органеллы : Цитоплазма – Вакуоль – Пероксисома – Пластида.
  - Ядро клетки
    - Нуклеоплазма – Ядрышко – Хроматин – Хромосома.
  - Эндомембранная система
    - Ядерная оболочка – Эндоплазматическая сеть – Аппарат Гольджи – Везикулы – Лизосома.
  - Создатели энергии: Митохондрии и Хлоропласты.
- Биологические мембраны :
  - Плазматическая мембрана – Мембрана митохондрий – Мембрана хлоропластов.
- Другие субклеточные особенности: клеточная стенка – ложноножка – цитоскелет – митотическое веретено – жгутик – ресничка.
  - Транспорт клеток: Диффузия – Осмос – изотонический – активный транспорт – фагоцитоз.
  - Размножение клеток: цитокинез – центромера – мейоз.
  - Ядерное размножение: митоз – интерфаза – профаза – метафаза – анафаза – телофаза.
  - запрограммированная гибель клеток – апоптоз – старение клеток
Метаболизм :
- - фермент – энергия активации – протеолиз – кооперативность
Клеточное дыхание
- - Гликолиз – Пируватдегидрогеназный комплекс – Цикл лимонной кислоты – цепь переноса электронов – ферментация.
Фотосинтез
- - светозависимые реакции – цикл Кальвина
Клеточный цикл
- митоз – хромосома – гаплоид – диплоид – полиплоидия – профаза – метафаза – анафаза – телофаза – цитокинез – мейоз

Генетика

Очерк генетики

Наследование
- наследственность – менделевское наследование – ген – локус – признак – аллель – полиморфизм – гомозигота – гетерозигота – гибрид – гибридизация – дигибридное скрещивание – квадрат Пеннета – инбридинг
- различие генотип-фенотип – фенотип генотип – – доминантный ген – рецессивный ген
- генетические взаимодействия – закон сегрегации Менделя – генетическая мозаика – материнский эффект – пенетрантность – комплементация – подавление – эпистаз – генетическое сцепление
- Модельные организмы : Drosophila – Arabidopsis – Caenorhabditis elegans – мышь – Saccharomyces cerevisiae – Escherichia coli – фаг Lambda – Xenopus – курица – рыбка данио – Ciona кишечная – amphioxus
- Методы: генетический экран – карта сцепления – генетическая карта.
ДНК
- Двойная спираль нуклеиновой кислоты
- Нуклеиновые основания : аденин (А) – цитозин (С) – гуанин (G) – тимин (Т) – урацил (U).
- Репликация ДНК – мутация – частота мутаций – корректура – восстановление несоответствий ДНК – точечная мутация – кроссинговер – рекомбинация – плазмида – транспозон
Экспрессия генов
Генная регуляция
- оперон – активатор – репрессор – корепрессор – энхансер – альтернативный сплайсинг
Геномы
Биотехнология (см. также «Очерк биохимических методов» и «Молекулярная биология» ):
- ДНК-дактилоскопия – генетический отпечаток пальца – микросателлит – нокаут гена – импринтинг – РНК-интерференция Геномика – вычислительная биология – биоинформатика – гель-электрофорез – трансформация – ПЦР – ПЦР-мутагенез – праймер – ходьба по хромосоме – ПДРФ – фермент рестрикции – секвенирование – дробовое секвенирование – клонирование – культура – ДНК-микрочип – электрофорез – белковая метка – аффинная хроматография – рентгеновская дифракция – протеомика – масс-спектрометрия – CRISPR – генная терапия
Гены, развитие и эволюция

Эволюция

Очерк эволюции (см. также эволюционную биологию )

Разнообразие

Форма и функции растения

Тело растения
- Системы органов: корень – побег – стебель – лист – цветок.
Питание и транспортировка растений
- Сосудистая ткань – кора (ботаника) – Каспарова полоска – тургорное давление – ксилема – флоэма – транспирация – древесина – ствол (ботаника)
Развитие завода
- тропизм – такси
- семя – семядоля – меристема – апикальная меристема – сосудистый камбий – пробковый камбий
- чередование поколений – гаметофит – антеридий – архегоний – спорофит – спора – спорангий
Размножение растений
- покрытосеменные – цветок – размножение – сперма – опыление – самоопыление – перекрестное опыление – нектар – пыльца
Реакция растений
- Растительный гормон – созревание – плоды – Этилен как растительный гормон – токсин – опылитель – фототропизм – скототропизм – фототропин – фитохром – ауксин – фотопериодизм – гравитация

Форма и функция животного

Общие черты: морфология (биология) – анатомия – физиология – биологические ткани – орган (биология) – системы органов.
Водно-солевой баланс
- Жидкости организма : осмотическое давление – ионный состав – объем
  - Диффузия – осмос ) – Тоничность – натрий – калий – кальций – хлорид
- Экскреция
Питание и пищеварение
- Пищеварительная система : желудок – кишечник – печень – питание – основных пищевых групп обмен – почки – выведение.
Дыхание
- Дыхательная система : легкие
Тираж
- Система кровообращения : сердце – артерия – вена – капилляр – кровь – клетка крови.
- Лимфатическая система : лимфатический узел
Мышцы и движение
- Скелетная система : кость – хрящ – сустав – сухожилие.
- Мышечная система : мышца – актин – миозин – рефлекс.
Нервная система
Покровная система : клетка кожи.
Гормональный контроль
- Эндокринная система : гормон
Размножение животных
- Репродуктивная система : яички – яичники – беременность.
  - Рыбы#Репродуктивная система
  - Репродуктивная система млекопитающих
Развитие животных
- стволовая клетка – бластула – гаструла – яйцеклетка (биология) – плод – плацента – гамета – сперматида – яйцеклетка – зигота – эмбрион – клеточная дифференцировка – морфогенез – гомеобокс
Иммунная система
- антитело – хозяин – вакцина – иммунная клетка – СПИД – Т-клетка – лейкоцит
Поведение животных
- Поведение : спаривание – общение животных – поиск убежища – миграция (экология)
- Фиксированный шаблон действий
- Альтруизм (биология)

Экология

Очерк экологии

Филиалы

Анатомия - изучение формы животных, растений и других организмов или, в частности, человека. Проще говоря, изучение внутреннего строения живых организмов.
- Сравнительная анатомия – изучение эволюции видов через сходства и различия в их анатомии .
- Общая анатомия - изучение анатомии на макроскопическом уровне.
- Гистология - также известная как микроскопическая анатомия или микроанатомия, раздел биологии, изучающий микроскопическую анатомию биологических тканей.
- Нейроанатомия – изучение нервной системы .
- Остеология – изучение костей.
- Остеомиоартрология – исследование двигательного аппарата, в том числе костей, суставов , связок и мышц .
- Радиографическая анатомия - изучение анатомии с помощью рентгенографии.
- Поверхностная анатомия – изучение внешних особенностей тела.
- Висцерология – изучение органов
Астробиология - изучение происхождения, ранней эволюции, распространения и будущего жизни во Вселенной. Также известна как экзобиология и биоастрономия .
Биоархеология - изучение останков людей и животных из археологических раскопок.
Биохимия – изучение химических реакций, необходимых для существования и функционирования жизни, обычно с акцентом на клеточном уровне.
Биокультурная антропология – изучение отношений между биологией человека и культурой .
Биогеография – изучение распространения видов в пространстве и времени.
Биолингвистика – изучение биологии и эволюции языка .
Биологическая экономика взаимодействие биологии человека и экономики . – междисциплинарная область, в которой изучается
Биофизика – изучение биологических процессов методами, традиционно используемыми в физических науках.
- Биомеханика – наука о механике живых существ.
- Клеточная биофизика - изучение физических принципов, лежащих в основе клеток . функции
- Нейрофизика – изучение развития нервной системы на молекулярном уровне.
- Молекулярная биофизика - изучение физических свойств биомолекул на молекулярном уровне.
- Квантовая биология - применение квантовой механики и теоретической химии к биологическим объектам и проблемам.
- Вирофизика - изучение механики и динамики взаимодействия между вирусом и клетками.
Биотехнология — новая и порой противоречивая отрасль биологии, изучающая манипуляции с живой материей, включая генетическую модификацию и синтетическую биологию .
- Биоинформатика – использование информационных технологий для изучения, сбора и хранения геномных и других биологических данных.
- Биоинженерия - изучение биологии с помощью инженерных средств с упором на прикладные знания, особенно связанные с биотехнологиями.
- Синтетическая биология - исследования, объединяющие биологию и инженерию; построение биологических функций, не встречающихся в природе.
Ботаника – изучение растений.
- Экономическая ботаника - изучение взаимоотношений между людьми и растениями, включая практическое использование растений.
- Этноботаника - изучение растений региона и их использования людьми.
- Фотобиология - научное исследование взаимодействия света (технически неионизирующего излучения) и живых организмов. Эта область включает изучение фотосинтеза, фотоморфогенеза, обработки изображений, циркадных ритмов, биолюминесценции и эффектов ультрафиолетового излучения.
- Фикология – научное изучение водорослей.
- Анатомия растений - изучение внутреннего строения растений.
- Экология растений - изучение того, как растения взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой.
- Генетика растений - изучение наследственности и изменчивости растений.
- Патология растений - изучение болезней растений.
- Физиология растений – раздел ботаники, изучающий функционирование или физиологию растений. ^[1]

Клеточная биология - изучение клетки как целостной единицы, а также молекулярных и химических взаимодействий, которые происходят внутри живой клетки.
- Гистология – изучение анатомии клеток и тканей растений и животных с помощью микроскопии.
Хронобиология - область биологии, изучающая периодические (циклические) явления в живых организмах и их адаптацию к солнечным и лунным ритмам.
- Дендрохронология - изучение годичных колец с использованием их для определения точного года их образования для анализа атмосферных условий в различные периоды естественной истории.
Биология развития - изучение процессов формирования организма, от зиготы до полной структуры.
- Эмбриология – изучение развития эмбриона (от оплодотворения до рождения).
- Геронтология – изучение процессов старения.
Экология – изучение взаимодействия живых организмов друг с другом и с неживыми элементами окружающей среды.
- Поведенческая экология - изучение эволюционных основ поведения животных под воздействием экологического давления.
- Экология экосистемы - изучение биотических и абиотических компонентов экосистем и их взаимодействия внутри экосистемы.
- Ландшафтная экология - изучение взаимосвязей между экологическими процессами в окружающей среде и отдельными экосистемами.
- Микробная экология - изучение взаимоотношений между микроорганизмами и их средой.
- Популяционная экология - изучение динамики видов популяций и того, как эти популяции взаимодействуют с окружающей средой.
- Городская экология – изучение взаимоотношений живых организмов друг с другом и городской средой .
Эпидемиология - основной компонент исследований в области общественного здравоохранения, изучающий факторы, влияющие на здоровье населения.
Эволюционная биология - изучение происхождения и происхождения видов с течением времени.
- Эволюционная биология развития - область биологии, которая сравнивает процессы развития различных организмов, чтобы определить родственные связи между ними и выяснить, как развивались процессы развития.
- Палеобиология – дисциплина, сочетающая методы и открытия наук о жизни с методами и открытиями наук о Земле, палеонтологии.
  - Палеоантропология – изучение ископаемых свидетельств эволюции человека , в основном с использованием останков вымерших гомининов и других видов приматов для определения морфологических и поведенческих изменений в человеческой линии, а также окружающей среды, в которой происходила человеческая эволюция.
  - Палеоботаника – изучение ископаемых растений.
  - Палеонтология - изучение окаменелостей, а иногда и географических свидетельств доисторической жизни.
  - Палеопатология - изучение патогенных состояний, наблюдаемых в костях или мумифицированных мягких тканях, а также нарушений питания, изменений роста или морфологии костей с течением времени, признаков физической травмы или свидетельств биомеханического стресса, вызванного профессиональной деятельностью.
Генетика – изучение генов и наследственности.
- Молекулярная генетика - изучение бимолекулярных механизмов, лежащих в основе структуры и функций ДНК.
- Количественная генетика - изучение фенотипов , которые постоянно изменяются (по таким признакам, как рост или масса) - в отличие от дискретно идентифицируемых фенотипов и генных продуктов (таких как цвет глаз или наличие определенного биохимического вещества).
Геобиология – изучение взаимодействий между физической Землей и биосферой .
Морская биология - изучение океанских экосистем, растений, животных и других живых существ.
Микробиология – изучение микроскопических организмов (микроорганизмов) и их взаимодействий с другими живыми существами.
- Бактериология - изучение бактерий.
- Иммунология – изучение иммунной системы всех организмов.
- Микология - изучение грибов.
- Паразитология – изучение паразитов и паразитизма.
- Вирусология - изучение вирусов.
Молекулярная биология - изучение биологии и биологических функций на молекулярном уровне с некоторым переходом из биохимии.
- Структурная биология — раздел молекулярной биологии , биохимии и биофизики, изучающий молекулярную структуру биологических макромолекул.
Нейронаука - изучение нервной системы, включая анатомию, физиологию и возникающие особенности поведения.
- Поведенческая нейробиология – изучение физиологических , генетических и механизмов развития поведения у людей и других животных.
- Клеточная нейробиология - исследование нейронов на клеточном уровне.
- Когнитивная нейробиология - исследование биологических субстратов, лежащих в основе познания, с упором на нейронные субстраты психических процессов.
- Вычислительная нейробиология - изучение функций нервной системы по обработке информации и использование цифровых компьютеров для изучения нервной системы.
- Нейронаука развития - изучение клеточной основы развития мозга и изучение основных механизмов.
- Молекулярная нейробиология - изучает биологию нервной системы с помощью молекулярной биологии, молекулярной генетики, химии белков и связанных с ними методологий.
- Нейроанатомия – изучение анатомии нервной ткани и нервных структур нервной системы.
- Нейроэндокринология – изучает взаимодействие нервной системы и эндокринной системы, то есть то, как мозг регулирует гормональную активность в организме.
- Нейроэтология - изучение поведения животных и лежащего в его основе механистического контроля со стороны нервной системы.
- Нейроиммунология - изучение нервной системы и иммунология - изучение иммунной системы.
- Нейрофармакология - изучение того, как лекарства влияют на функции клеток нервной системы.
- Нейрофизиология - изучение функции (а не структуры) нервной системы.
- Системная нейробиология - изучает функции нейронных цепей и систем. Это общий термин, охватывающий ряд областей исследований, связанных с поведением нервных клеток, когда они соединяются вместе, образуя нейронные сети.
Фармакология - изучение лекарств и лекарств.
Физиология - изучение внутренней работы организмов.
- Эндокринология – изучение эндокринной системы.
- Онкология – изучение раковых процессов, включая вирусы или мутации , онкогенез , ангиогенез и перестройку тканей.
Системная биология – компьютерное моделирование биологических систем.
Теоретическая биология – математическое моделирование биологических явлений.
Зоология - изучение животных, включая классификацию, физиологию, развитие и поведение. Подотрасли включают в себя:
- Артроподология - биологическая дисциплина, изучающая членистоногих, тип животных, в который входят насекомые, паукообразные, ракообразные и другие, для которых характерно наличие членистых конечностей.
  - Акарология - изучение таксона паукообразных, содержащего клещей.
  - Арахнология – научное изучение пауков и родственных им животных, таких как скорпионы, псевдоскорпионы, сборщики урожая, которых все вместе называют паукообразными.
  - Энтомология – изучение насекомых.
    - Колеоптерология – изучение жуков.
    - Лепидоптерология - изучение большого отряда насекомых, в который входят мотыльки и бабочки (называемые чешуекрылыми).
    - Мирмекология – научное изучение муравьев.
  - Карцинология – изучение ракообразных.
  - Мириаподология - изучение многоножек, многоножек и других многоножек.
- Этология – научное исследование поведения животных, обычно с упором на поведение в естественных условиях.
- Гельминтология – изучение червей, особенно паразитических.
- Герпетология - изучение земноводных (включая лягушек, жаб, саламандр, тритонов и гимнофионов) и рептилий (включая змей, ящериц, амфисбенид, черепах, черепах, крокодилов и туатаров).
  - Батрахология - раздел герпетологии, занимающийся изучением только земноводных.
- Ихтиология – изучение рыб. Сюда входят костистые рыбы (Osteichthyes), хрящевые рыбы (Chondrichthyes) и бесчелюстные рыбы (Agnatha).
- Малакология - раздел зоологии беспозвоночных, занимающийся изучением моллюсков (моллюсков или моллюсков), второго по величине типа животных по количеству описанных видов после членистоногих.
  - Тевтология — раздел малакологии, занимающийся изучением головоногих моллюсков .
- Маммология - изучение млекопитающих, класса позвоночных животных с такими характеристиками, как гомойотермный метаболизм, мех, четырехкамерное сердце и сложная нервная система. Маммология также известна как «мастология», «териология» и «терология». Существует около 4200 различных видов животных, которые считаются млекопитающими.
  - Цетология - раздел науки о морских млекопитающих, изучающий около восьмидесяти видов китов, дельфинов и морских свиней научного отряда китообразных.
  - Приматология - научное изучение приматов.
  - Биология человека - междисциплинарная область изучения людей и человеческих популяций с помощью биологии / наук о жизни, антропологии / социальных наук, прикладных / медицинских наук.
  - Биологическая антропология - раздел антропологии, изучающий физическую морфологию, генетику и поведение человеческого рода, других гоминидов и гоминидов на протяжении их эволюционного развития.
    - Поведенческая экология человека - изучение поведенческих адаптаций (добыча пищи, размножение, онтогенез) с эволюционной и экологической точек зрения (см. Поведенческую экологию ). Основное внимание уделяется адаптивным реакциям человека (физиологическим, эволюционным, генетическим) на стрессы окружающей среды.
- Нематология – научная дисциплина, занимающаяся изучением нематод или круглых червей.
- Орнитология – научное изучение птиц.