Biologiya — hayot va tirik organizmlar haqidagi fan (yunoncha "bios" — hayot, "logos" — ta’limot). U mikroskopik bakteriyalardan tortib ulkan daraxtlar va kitlargacha bo‘lgan barcha tirik mavjudotlarning tuzilishi, hayot faoliyati, rivojlanishi, kelib chiqishi va muhit bilan munosabatini o‘rganadi. Imtihonning birinchi savollari ko‘pincha aynan shu bo‘limdan bo‘ladi: biologiya bo‘limlari va usullari, tiriklik belgilari, tirik materiyaning tuzilish darajalari va viruslar. Bu mavzu keyingi barcha mavzular uchun "xarita" vazifasini bajaradi: har bir yangi bo‘limni qaysi daraja va qaysi belgi bilan bog‘liqligini bilib o‘qish oson bo‘ladi.
§1. Biologiya fani va uning bo‘limlari
Biologiya murakkab fanlar tizimi. Asosiy bo‘limlari o‘rganish obyektiga ko‘ra:
botanika — o‘simliklar; zoologiya — hayvonlar; mikrobiologiya — mikroorganizmlar; mikologiya — zamburug‘lar; virusologiya — viruslar; odam anatomiyasi va fiziologiyasi — odam organizmi.
Tirik materiyaning tuzilish darajasi va xossalariga ko‘ra:
molekulyar biologiya va biokimyo — hayotning molekulyar asoslari;
sitologiya — hujayra; gistologiya — to‘qimalar; anatomiya — tuzilish; fiziologiya — hayot jarayonlari (funksiya);
genetika — irsiyat va o‘zgaruvchanlik; embriologiya — individual rivojlanish;
ekologiya — organizmlar va muhit o‘rtasidagi munosabatlar; evolyutsion ta’limot — tirik tabiatning tarixiy rivojlanishi; paleontologiya — qazilma organizmlar; sistematika — organizmlar tasnifi.
Fanlar tutashgan joyda yangi yo‘nalishlar paydo bo‘ladi: biofizika, bioinformatika, biotexnologiya (tirik organizmlardan ishlab chiqarishda foydalanish).
§2. Biologiya usullari va tarixi
Asosiy tadqiqot usullari:
kuzatish — hodisalarni tabiiy sharoitda tasvirlash;
tajriba (eksperiment) — sharoitni o‘zgartirib, natijani nazorat guruhi bilan solishtirish;
taqqoslash — organizmlar o‘rtasidagi o‘xshashlik va farqni aniqlash (sistematika, qiyosiy anatomiya);
tarixiy usul — organizmlarning kelib chiqishi va rivojlanish qonuniyatlarini o‘rganish;
modellashtirish — jarayonni model (masalan, kompyuter modeli) yordamida o‘rganish;
mikroskopiya, kimyoviy va fizik usullar, statistik tahlil.
Biologiya tarixidan: Aristotel hayvonlarni birinchilardan bo‘lib tasniflagan; Ibn Sino "Tib qonunlari" asarida odam organizmi va kasalliklarni tasvirlagan; A. Levenguk mikroorganizmlarni ko‘rgan; K. Linney sistematikaga asos solgan; Ch. Darvin evolyutsiya nazariyasini yaratgan; G. Mendel irsiyat qonunlarini ochgan; J. Uotson va F. Krik DNK tuzilishini aniqlagan (1953).
§3. Tiriklik belgilari
Tirik organizmni jonsiz jismdan ajratadigan belgilar majmuasi:
Kimyoviy tarkib birligi — barcha tiriklar bir xil elementlardan iborat va oqsillar, nuklein kislotalar, uglevodlar, lipidlarni o‘z ichiga oladi.
Hujayraviy tuzilish — viruslardan tashqari barcha organizmlar hujayralardan tuzilgan.
Modda va energiya almashinuvi — organizm ochiq sistema: tashqaridan modda va energiya olib, chiqindilarni chiqaradi.
O‘z-o‘zini boshqarish (gomeostaz) — ichki muhit doimiyligini saqlash (tana harorati, qon pH, glyukoza miqdori).
Ta’sirlanuvchanlik — tashqi va ichki ta’sirlarga javob: o‘simliklarda — tropizmlar (yorug‘lik tomon o‘sish), hayvonlarda — reflekslar, sodda organizmlarda — taksislar.
O‘sish va rivojlanish — o‘lcham ortishi va sifat o‘zgarishlari (tuxumdan kapalakkacha).
Ko‘payish — o‘ziga o‘xshash nasl qoldirish; uning asosida DNKning o‘zini ko‘paytirishi yotadi.
Irsiyat va o‘zgaruvchanlik — belgilarni avlodga o‘tkazish va yangi belgilar paydo bo‘lishi.
Moslanish (adaptatsiya) va evolyutsiya — muhitga moslashish va tarixiy rivojlanish.
Diskretlik va yaxlitlik — organizm alohida qismlardan (hujayra, organ) tuzilgan, lekin yaxlit tizim sifatida ishlaydi.
Alohida olingan belgi tiriklikni isbotlamaydi: kristall ham "o‘sadi", olov ham modda "almashadi" va "ko‘payadi". Faqat belgilar majmuasi tiriklikni belgilaydi.
Molekulyar daraja — DNK, RNK, oqsillar, ATF: irsiy axborotni saqlash va uzatish, modda almashinuvi reaksiyalari.
Hujayraviy daraja — hujayra hayotning eng kichik tuzilish va funksional birligi.
To‘qima va organ darajalari — ko‘p hujayrali organizmlarda hujayralar ixtisoslashib to‘qima va organlar hosil qiladi.
Organizm darajasi — alohida individ; bir hujayrali organizmlarda hujayra va organizm darajalari mos keladi.
Populyatsiya-tur darajasi — bir tur individlari guruhi; evolyutsiyaning elementar birligi — populyatsiya.
Biogeotsenoz (ekosistema) darajasi — turli turlar populyatsiyalari va jonsiz muhit birligi; moddalar aylanishi va energiya oqimi, oziq zanjirlari shu darajada paydo bo‘ladi.
Biosfera darajasi — Yerdagi barcha hayot va uning muhiti; global moddalar aylanishi.
Har bir yuqori daraja quyi darajalarni o‘z ichiga oladi va ularda bo‘lmagan yangi xossaga ega bo‘ladi: populyatsiyada — genofond va son dinamikasi, ekosistemada — oziq zanjirlari, biosferada — global moddalar aylanishi.
§5. Viruslar
Viruslar — hujayrasiz hayot shakli; ular tirik va jonsiz tabiat chegarasida turadi.
Tuzilishi: nuklein kislota (DNK yoki RNK — faqat bittasi) va uni o‘rab turgan oqsil qobiq (kapsid); ba’zilarida tashqi lipid qobiq bor (gripp, OIV).
Mustaqil modda almashinuvi yo‘q — faqat tirik hujayra ichida, uning ribosomalari va energiyasidan foydalanib ko‘payadi (hujayra ichi obligat parazitlari). Hujayradan tashqarida kristall holida ham saqlanishi mumkin.
Tiriklik belgilari: irsiy axborotga ega, ko‘payadi, mutatsiyaga uchraydi (o‘zgaruvchan), evolyutsiyalanadi.
Kashf etgan: D. I. Ivanovskiy (1892, tamaki mozaikasi virusi).
Bakteriofaglar — bakteriyalar viruslari: dumi bilan bakteriyaga yopishib, DNKsini ichiga kiritadi; yangi faglar yig‘ilgach, bakteriya yorilib halok bo‘ladi. Faglar ba’zi bakterial infeksiyalarni davolashda qo‘llanadi.
Kasalliklar: gripp, qizamiq, gepatit, poliomiyelit, quturish, OIV/OITS (OIV — RNKli retrovirus: o‘z RNKsidan teskari transkripsiya bilan DNK hosil qiladi), COVID-19; o‘simliklarda — tamaki mozaikasi.
§6. Biologiyaning amaliy ahamiyati
Tibbiyot — kasalliklar sababini aniqlash, vaksinalar, antibiotiklar, gen diagnostikasi.
Qishloq xo‘jaligi — seleksiya yo‘li bilan yangi navlar va zotlar yaratish, zararkunandalarga qarshi biologik kurash.
Biotexnologiya — mikroorganizmlar yordamida insulin, vitaminlar, fermentlar olish; gen muhandisligi.
Tabiatni muhofaza qilish — kamyob turlarni saqlash, ekologik muammolarni hal qilish, Qizil kitob.
Misol
Tirik materiyaning qaysi darajasida "oziq zanjiri" tushunchasi birinchi bor paydo bo‘ladi?
Organizm darajasida faqat bitta individ ko‘riladi.
Populyatsiya — bitta tur individlari; oziq zanjiri esa turli turlarni bog‘laydi.
Turli turlar va jonsiz muhit birligi — biogeotsenoz.
Javob: biogeotsenoz (ekosistema) darajasida.
Misol
Nima uchun antibiotiklar virusli kasalliklarga ta’sir qilmaydi?
Antibiotik bakteriya hujayra devori, ribosomasi kabi tuzilmalarga ta’sir qiladi.
Virusda o‘z hujayra devori va ribosomasi yo‘q, u xo‘jayin hujayra mexanizmidan foydalanadi.
Javob: antibiotik virusni nishonga ola olmaydi; virusga qarshi vaksina va maxsus virusga qarshi dorilar qo‘llanadi.
Misol
Tuz kristali eritmada "o‘sadi". Nima uchun kristall tirik emas?
Kristall o‘sishi — tashqaridan moddaning sirtga yopishishi; ichki modda almashinuvi yo‘q.
Kristallda hujayra tuzilishi, irsiy axborot (DNK yoki RNK), ta’sirlanuvchanlik, gomeostaz yo‘q.
Bitta belgi (o‘sish) tiriklikni isbotlamaydi — belgilar majmuasi kerak.
Javob: kristall jonsiz jism, chunki unda tiriklik belgilarining majmuasi yo‘q.
O‘zingizni tekshiring
Gomeostaz nima?
Viruslar qaysi belgilari bilan tiriklikka yaqin?
Bir hujayrali organizmda qaysi darajalar mos keladi?
Gistologiya nimani o‘rganadi?
Tamaki mozaikasi virusini kim kashf etgan?
Evolyutsiyaning elementar birligi nima?
O‘simliklarning yorug‘lik tomon o‘sishi tiriklikning qaysi belgisiga misol?
Virusning oqsil qobig‘i nima deyiladi?
Ko‘p uchraydigan xatolar
Virusda ham DNK, ham RNK bor deb o‘ylash — faqat bittasi bo‘ladi.
Bitta belgi (masalan, o‘sish) tiriklikni isbotlaydi deb hisoblash.
Populyatsiya-tur va ekosistema darajalarini adashtirish — oziq zanjiri ekosistema darajasida.
Bakteriofagni bakteriya deb tushunish — u virus.
Viruslarni hujayrali organizm deb yozish.
Gistologiya va sitologiyani adashtirish — sitologiya hujayrani, gistologiya to‘qimani o‘rganadi.