कैसे रसायन विज्ञान और भौतिकी के साथ जीव विज्ञान को एकीकृत करने के लिए

विषय

• विज्ञान अनुशासन को परिभाषित करना और एकीकृत करना
• जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान का घालमेल
• जीव विज्ञान और भौतिकी को एकीकृत करना
• जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और भौतिकी का एकीकरण
• जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान या भौतिकी?

कई हाई स्कूल जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और भौतिकी को अलग-अलग कक्षाओं के रूप में पढ़ाते हैं। अलग-अलग वर्ग सुझाव दे सकते हैं कि विषय असंबंधित हैं, लेकिन यह एक गलत धारणा होगी। एकीकृत विज्ञान वर्ग तेजी से जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और भौतिकी के विषयों को जोड़ता है।

विज्ञान अनुशासन को परिभाषित करना और एकीकृत करना

जैसा कि मेरियम-वेबस्टर उन्हें परिभाषित करता है, जीव विज्ञान जीवन का अध्ययन है, विशेष रूप से "ज्ञान की एक शाखा जो जीवित जीवों और महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं से संबंधित है"; रसायन विज्ञान में "एक विज्ञान शामिल होता है जो पदार्थों की संरचना, संरचना और गुणों और उन परिवर्तनों के साथ होता है जिनसे वे गुजरते हैं"; और भौतिक विज्ञान का अर्थ है "एक विज्ञान जो पदार्थ और ऊर्जा और उनकी बातचीत से संबंधित है।"

जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान का घालमेल

रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के बीच संबंध जीव विज्ञान में कॉलेज के छात्रों के लिए कई संभावित कनेक्शन और विज्ञान प्रयोग प्रदान करता है। सारा जीवन रासायनिक प्रक्रियाओं पर निर्भर करता है। प्रकाश संश्लेषण की रासायनिक प्रक्रिया, जो पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को ग्लूकोज (चीनी) में बदलने के लिए सूर्य की ऊर्जा का उपयोग करती है, अधिकांश खाद्य श्रृंखलाओं का आधार बनाती है। प्रकाश संश्लेषण की तरह, रसायन विज्ञान रासायनिक प्रक्रियाओं के माध्यम से ऊर्जा संग्रहीत करता है और गहरे समुद्र के किनारे खाद्य श्रृंखलाओं को रेखांकित करता है, जो पृथ्वी के शुरुआती जीवन और अन्य ग्रहों और चंद्रमाओं पर जीवन की संभावनाओं का सुझाव देता है।

Bioluminescence का अर्थ है जीवित प्रकाश। विभिन्न प्रकार के जीवों में रासायनिक प्रक्रियाएं, पौधों से लेकर जानवरों के कवक तक, जिनमें डाइनोफ्लैगलेट्स, जेलिफ़िश और एंगलर मछली शामिल हैं, इस जीवित प्रकाश का निर्माण करते हैं। पाचन और सेलुलर श्वसन जीवों के भीतर रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर भी निर्भर करते हैं। गर्मी और दबाव के तहत शैवाल के अपघटन पर आधारित तेल उत्पादन की रसायन शास्त्र को समझना, शैवाल से पेट्रोलियम बनाकर वैश्विक ऊर्जा संकट का एक समाधान प्रदान करता है, लेकिन यह संभावित रूप से पहले अप्राप्य जीवाश्म ईंधन के निरंतर उपयोग के माध्यम से एक और पर्यावरणीय संकट पैदा करता है।

जीव विज्ञान और भौतिकी को एकीकृत करना

जीव विज्ञान की भौतिकी भी जीव विज्ञान के कॉलेज के छात्रों के लिए विज्ञान के प्रयोगों के अवसर प्रदान करती है। भौतिकी में यांत्रिकी, गर्मी, प्रकाश, बिजली और ध्वनि के अध्ययन शामिल हैं। जीवित जीवों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा का अध्ययन, चाहे प्रकाश संश्लेषण या सेलुलर श्वसन से हो, जीव विज्ञान और भौतिकी के बीच की रेखा को धुंधला करता है। जीवविज्ञान के अध्ययन भौतिकी और जीव विज्ञान के संयोजन से जीवों द्वारा उत्पन्न ऊर्जा और प्रकाश दोनों की जांच करते हैं। तंत्रिका तंत्र की बिजली, तंत्र जो हाइबरनेशन या एस्ट्रिपशन को गति प्रदान करते हैं, और रेटिना और इयरड्रैम की संवेदनशीलता भौतिकी के सिद्धांतों को जीवों के तंत्र पर लागू करते हैं।

हड्डियों को तोड़ने वाली ताकतों के अध्ययन, उन हड्डियों को उनकी पूर्व-टूटी हुई ताकत की मरम्मत के लिए जैव-रासायनिक डिजाइनों में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं और पर्यावरण या आनुवंशिक दोषों या कमियों को ठीक करने के तरीकों का सुझाव देते हैं। विभिन्न शरीर के जोड़ों की यांत्रिकी और संरचनात्मक आवश्यकताओं को समझते हुए पहले ही प्रतिस्थापन घुटने, कूल्हे और कंधे के जोड़ों को डिजाइन करने के लिए आवश्यक जानकारी प्रदान की गई है।

जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और भौतिकी का एकीकरण

जीव, चाहे जीवित, मृत या विलुप्त हो, अपने संयुक्त जैविक, रासायनिक और भौतिक तत्वों के कारण कार्य करते हैं। इन विषयों से समझ जीवों के विकास और संरचनात्मक विशेषताओं में अंतर्दृष्टि प्रदान करती है। उदाहरण के लिए, पेड़ खड़े होते हैं क्योंकि उनकी कोशिका भित्ति में कोशिका द्रव्य और उनके रिक्तिका में संचित जल पेड़ों की बायोमास को धारण करने की संरचनात्मक शक्ति प्रदान करते हैं, जिसमें उन पत्तियों को शामिल किया जाता है जो पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं ताकि रासायनिक प्रक्रियाओं को ईंधन मिल सके। बढ़ने और नए कोशिकाओं के निर्माण के लिए पुन: पेश। हड्डियों की संरचनात्मक ताकत और चयापचय की रासायनिक प्रक्रियाओं को समझना वैज्ञानिकों को डायनासोर और समुद्री सरीसृप जैसे विलुप्त जीवों के जीव विज्ञान को समझने और फिर से बनाने में मदद करता है। पृथ्वी-आधारित जैविक प्रणालियों के भौतिकी और रसायन विज्ञान का अध्ययन अतिरिक्त-स्थलीय परिस्थितियों में संभावित जीवन रूपों के अस्तित्व और संरचनाओं का सुझाव देता है।

जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान या भौतिकी?

कई कॉलेज अब जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान या भौतिकी में पृथक अध्ययन के बजाय एकीकृत विज्ञान कार्यक्रम प्रदान करते हैं। ये कॉलेज कार्यक्रम वैज्ञानिक विषयों की परस्पर क्रिया को पहचानते हैं। हाईस्कूल विज्ञान के मानकों के माध्यम से वर्तमान किंडरगार्टन एकीकृत विज्ञान पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जिसमें परस्पर विज्ञान, प्रौद्योगिकी, इंजीनियरिंग और गणित (एसटीईएम या कला के अतिरिक्त, स्टैम) शिक्षा पर जोर दिया जाता है। कई कॉलेज, प्रिंसटन इंटीग्रेटेड साइंस करिकुलम से लेकर यूनिवर्सिटी ऑफ ओरेगॉन के केमिस्ट्री विभाग और बायोकैमिस्ट्री तक के जीव विज्ञान विभाग में हार्वे मुड कॉलेज में अब ऐसे कोर्स और डिग्री प्रदान करते हैं जो खुद को एक पारंपरिक वैज्ञानिक अनुशासन तक सीमित नहीं रखते हैं।