रसायन विज्ञान और भौतिकी के साथ जीव विज्ञान को कैसे एकीकृत करें

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 कक्षाएं जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और भौतिकी के विषयों को तेजी से जोड़ रही हैं।

जैसा कि मरियम-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 है जो पदार्थों की संरचना, संरचना और गुणों से संबंधित है और उन परिवर्तनों के साथ जो वे गुजरते हैं"; और भौतिकी का अर्थ है "एक विज्ञान जो पदार्थ और ऊर्जा और उनकी बातचीत से संबंधित है।"

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 परिवर्तित करने के लिए सूर्य की ऊर्जा का उपयोग करती है, अधिकांश खाद्य श्रृंखलाओं का आधार बनाती है। प्रकाश संश्लेषण की तरह, रसायन संश्लेषण रासायनिक प्रक्रियाओं के माध्यम से ऊर्जा का भंडारण करता है और खाद्य श्रृंखलाओं को मजबूत करता है गहरे समुद्र के किनारों के साथ, पृथ्वी के शुरुआती जीवन और अन्य ग्रहों पर जीवन की संभावनाओं का सुझाव देते हुए और चन्द्रमा

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

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

हड्डियों को तोड़ने वाली ताकतों के अध्ययन से उनकी मरम्मत के लिए बायोमेकेनिकल डिजाइन में अंतर्दृष्टि मिलती है हड्डियों को उनकी पूर्व-टूटी ताकत के लिए और पर्यावरण या आनुवंशिक दोषों को ठीक करने के तरीकों का सुझाव देता है या कमियां। विभिन्न शरीर के जोड़ों की यांत्रिकी और संरचनात्मक आवश्यकताओं को समझने से पहले ही प्रतिस्थापन घुटने, कूल्हे और कंधे के जोड़ों को डिजाइन करने के लिए आवश्यक जानकारी प्रदान की जा चुकी है।

जीव, चाहे जीवित, मृत या विलुप्त, अपने संयुक्त जैविक, रासायनिक और भौतिक तत्वों के कारण कार्य करते हैं। इन विषयों की समझ जीवों के विकासवादी और संरचनात्मक विशेषताओं में अंतर्दृष्टि प्रदान करती है। उदाहरण के लिए, पेड़ खड़े होते हैं क्योंकि उनकी कोशिका की दीवारों में सेल्यूलोज और उनके रिक्तिका में जमा पानी पेड़ को धारण करने के लिए संरचनात्मक ताकत प्रदान करते हैं। बायोमास, पत्तियों सहित जो पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, रासायनिक प्रक्रियाओं को बढ़ावा देते हैं जो कोशिकाओं को बढ़ने और नए बनाने के लिए पुन: उत्पन्न करने की अनुमति देते हैं कोशिकाएं। हड्डियों की संरचनात्मक ताकत और चयापचय की रासायनिक प्रक्रियाओं को समझने से वैज्ञानिकों को डायनासोर और समुद्री सरीसृप जैसे विलुप्त जीवों के जीव विज्ञान को समझने और फिर से बनाने में मदद मिलती है। पृथ्वी-बद्ध जैविक प्रणालियों के भौतिकी और रसायन विज्ञान का अध्ययन करने से पता चलता है कि अतिरिक्त-स्थलीय परिस्थितियों में संभावित जीवन रूपों के अस्तित्व और संरचनाएं हैं।

कई कॉलेज अब जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान या भौतिकी में अलग-अलग अध्ययन के बजाय एकीकृत विज्ञान कार्यक्रम प्रदान करते हैं। ये कॉलेज कार्यक्रम वैज्ञानिक विषयों के अंतर्संबंध को पहचानते हैं। हाई स्कूल विज्ञान मानकों के माध्यम से वर्तमान किंडरगार्टन एकीकृत विज्ञान पर अधिक जोर देने के साथ केंद्रित है परस्पर विज्ञान, प्रौद्योगिकी, इंजीनियरिंग और गणित पर (एसटीईएम या, कला के अतिरिक्त, स्टीम के साथ) शिक्षा। कई कॉलेज, प्रिंसटन के एकीकृत विज्ञान पाठ्यक्रम से लेकर ओरेगन विश्वविद्यालय के रसायन विज्ञान और जैव रसायन विभाग तक हार्वे मड कॉलेज में जीव विज्ञान विभाग अब ऐसे पाठ्यक्रम और डिग्री प्रदान करता है जो खुद को एक पारंपरिक वैज्ञानिक तक सीमित नहीं रखते हैं अनुशासन।