Реферат: Важнейшие открытия в биологии в XX веке. Реферат великие ученые биологии

Реферат - Важнейшие открытия в биологии в XX веке

Содержание

Введение

1. Ч. Дарвин основатель теории биологической эволюции

2. Стволовые клетки

3. Прионы

4. ДНК

5. Клонирование

Заключение

Список литературы

Приложение

В XIX веке в науке происходили непрерывные революционные перевороты во всех отраслях естествознания.

Благодаря периодической системе элементов, открытой гениальным русским ученым Д.И. Менделеевым (1834-1907), была доказана внутренняя связь между всеми известными видами вещества.

Таким образом, к рубежу XIX-XX вв. произошли крупные изменения в основах научного мышления, механистическое мировоззрение исчерпало себя, что привело классическую науку Нового времени к кризису. Этому способствовали помимо названных выше, открытие электрона и радиоактивности. В результате разрешения кризиса произошла новая научная революция, начавшаяся в физике и охватившая все основные отрасли науки, Она связана, прежде всего, с именами Планка (1858-1947) и А. Эйнштейна (1879-1955), Открытие электрона, радия, превращения химических элементов, создание теории относительности и квантовой теории ознаменовали прорыв в область микромира и больших скоростей. Успехи физики оказали влияние на химию. Квантовая теория, объяснив природу химических связей, открыла перед наукой и производством широкие возможности химического преобразования вещества; началось проникновение в механизм наследственности, получила развитие генетика, сформировалась хромосомная теория.

К середине XX века на одно из первых мест в естествознании выдвинулась биология, где совершены такие фундаментальные открытия, как установление молекулярной структуры ДНК Ф. Криком (род. 1916) и Дж. Уотсоном (род. 1928), открытие генетического кода.

Наука в настоящее время — это чрезвычайно сложное общественное явление, имеющее многосторонние связи с миром. Ее рассматривают с четырех сторон (как и любое другое общественное явление — политику, мораль, право, искусство, религию):

1) с теоретической, где наука — система знаний, форма общественного сознания;

2) с точки зрения общественного разделения труда, где наука — форма деятельности, системой отношений между учеными и научными учреждениями;

3) с точки зрения социального института;

4) с точки зрения практического применения выводов науки со стороны ее общественной роли.

В настоящее время научные дисциплины принято подразделять на три большие группы: естественные, общественные и технические. Отрасли науки различаются по своим предметам и методам. В то же время резкой грани между ними нет, и ряд научных дисциплин занимает промежуточное междисциплинарное положение, например, биотехнология, радиогеология.

Науки подразделяют на фундаментальные и прикладные. Фундаментальные науки познанием законов, управляющих поведением и взаимодействием базисных структур природы, общества и мышления. Эти законы изучаются в «чистом виде», поэтому фундаментальные науки иногда называют чистыми науками.

Цель прикладных наук — применение результатов фундаментальных наук для решения не только познавательных, но и социально-практических проблем.

Создание теоретического задела для прикладных наук обусловливает, как правило, опережающее развитие фундаментальных наук по сравнению с прикладными. В современном обществе, в развитых индустриальных странах ведущее место принадлежит именно теоретическому, фундаментальному знанию, и роль его все время повышается. В цикле «фундаментальные исследования — разработки — внедрение» — установка на сокращение сроков движения.

Цель работы: изучить важнейшие открытия в биологии в XX веке.

Задачи работы:

рассмотреть Ч. Дарвин основатель теории биологической эволюции;

дать краткую характеристику стволовых клеток;

рассмотреть, что такое прионы;

дать краткую характеристику открытию ДНК;

дать краткую характеристику клонированию.

Важным источником формирования естественно-научных основ психологии явилось эволюционное учение Чарльза Дарвина (1809-1882). В 1859 г. в свет выходит его книга «Происхождение видов путем естественного отбора», вероятно, самая значительная работа в области биологии вплоть до настоящего времени. В ней Ч. Дарвин устанавливает основные факторы биологической эволюции — изменчивость, наследственность и отбор.

Согласно Ч. Дарвину, исходными факторами биологической эволюции являются индивидуальная, филогенетическая изменчивость и наследование приобретенных в онтогенезе признаков. Однако явления изменчивости и наследственности еще не объясняют в полной мере действительных причин биологической эволюции. Изменчивость сама по себе не несет какой-либо целесообразности, поскольку происходящие изменения могут быть для организма как полезными, так и вредными. Наследственность, в свою очередь, закрепляет и фиксирует лишь то, что доставляет ей изменчивость. Поэтому стояла задача найти реальную движущую силу биологического прогресса. Такой движущей силой, по мнению Дарвина, выступает механизм отбора и борьба за существование. Принцип естественного отбора заключается в том, что из массы живых форм, нарождающихся в геометрической прогрессии, сохраняются только те, которые оказываются наиболее приспособленными к условиям жизни. Следовательно, отбор предполагает сохранность и накопление таких признаков, которые обеспечивают организму выживание и наилучшее существование. Естественный отбор, или сохранение полезных организму признаков, происходит в борьбе за существование. Она представляет собой сложные внутри — и межвидовые отношения организмов. Борьба организмов за жизнь внутри вида, межвидовая борьба и борьба с неблагоприятными условиями природы — вот факторы, заставляющие организм приобретать и удерживать только такие признаки, которые необходимы для приспособления к условиям внешней среды и сохранения жизни.[1] Выяснив факторы биологической эволюции (изменчивость, наследственность и отбор), Ч. Дарвин должен был теперь объяснить причины многообразия видов растений и животных. На основе наблюдений за животными, живущими в естественных условиях жизни, а также, опираясь на опыты по селекции растений и животных, Ч. Дарвин пришел к выводу, что для выживания организму выгоднее всего отличаться, а не быть похожим на другое существо: из прогрессивно размножающихся живых форм остаются только те, которые более всего различаются, а все промежуточные формы обречены на гибель и вымирание. Таким образом, ученым впервые было дано научное обоснование эволюции живых организмов во времени и пространстве.

Эволюционное учение Дарвина оказало существенное влияние на развитие не только всей биологической науки, но и психологии.

Прежде всего, теория Ч. Дарвина внесла в психологию генетический принцип, сыгравший исключительное значение в дальнейшем ее развитии. С генетическим подходом связаны наиболее важные открытия, которые были сделаны как в психологии, так и в примыкающих к ней науках. Распространение эволюционистских представлений на область сознания ознаменовало сближение психических и органических явлений с точки зрения их реального биологического родства. Психология стала заимствовать детерминистские идеи уже не у механики, а у эволюционной биологии, под влиянием которой был выдвинут ряд важных для психологии проблем, таких как адаптация к среде, филогенетическая обусловленность функций, индивидуальные вариации, роль наследственности, преемственность в развитии между психикой животных и человеческим сознанием, соотношение структуры и функции и др.

Был обоснован новый подход в трактовке психических явлений. Теперь психика животных и человека стала выступать как необходимая сторона жизнедеятельности организма, обеспечивающая приспособление его к внешним условиям среды. Психические явления рассматривались Ч. Дарвином как орудие приспособления организма к среде. Сами приспособительные акты, за которыми стоят психические явления, не могут быть поняты без того, чтобы не учитывать роль внешних физических воздействий и внутренних анатомо-физиологических условий организма. Тем самым была предложена новая схема детерминистских отношений между организмом и средой. До Дарвина среда понималась лишь как стимул, который (по типу соударения механических тел) производит в телесной организации эффект, соответствующий ее изначально заданному неизменному устройству. Теперь же среда оказывалась силой, способной не только вызывать, но и видоизменять жизнедеятельность.

Еще один важный вклад Дарвина в психологию состоял в том, что наряду с преемственностью у животных в строении их тела, он открыл такую же преемственность в их психической организации. Тем самым была обоснована связь психики животных и человека. Этим вопросам Ч. Дарвин посвятил две специальные работы: «Выражение эмоций у человека и животных» (1872) и «Происхождение человека и половой отбор» (1871). В названных трудах он показал наличие общих генетических корней в психических способностях человека и животных. Проницательная наблюдательность позволила заявить Ч. Дарвину, что чувства и впечатления, различные эмоции и способности — такие, как любовь, память, внимание, любопытство, подражание, рассудок и т.д., которыми гордится человек, — могут быть найдены в зачатке, а иногда даже в хорошо развитом состоянии у низших животных. Тем самым были заложены основы сравнительной психологии как отрасли психологического знания. [2]

Выдвинутые Дарвином положения об изменчивости и наследственности признаков вскоре были перенесены и на область психических свойств человека. Через десять лет после выхода книги Ч. Дарвина «Происхождение видов», его двоюродный брат Ф. Гальтон попытался показать в книге «Наследственность таланта», что вариации психических способностей определяются наследственностью. Для доказательства своего основного тезиса Ф. Гальтоном привлекались экспериментальные, статистические и другие методы в изучении индивидуально-психологических различий между людьми.

Ч. Дарвин, как подлинный естествоиспытатель, отстаивал объективный подход к изучению психических явлений. Все его труды основывались только на объективных наблюдениях и эксперименте. Взгляд на психику как на орудие приспособления организма к среде естественным образом предполагал включение в область рассмотрения факты приспособительного поведения животных и человека, доступные внешнему наблюдению и контролю. Именно это позволило Ч. Дарвину во всей своей исследовательской деятельности широко применять эксперимент и объективное наблюдение при изучении поведения животных и человека. [3]

Таким образом, под влиянием Дарвина изменился сам стиль психологического мышления. Важнейшим результатом происшедшего сдвига явилось внедрение объективного, генетического и статистического методов в психологические исследования, а также возникновение категории поведения.

Открытие стволовых клеток человека стало одним из трех самых значительных открытий в биологии, сделанных в XX веке. Два других — установление структуры молекулы ДНК и расшифровка генома человека. Однако именно стволовые клетки стали предметом для многочисленных спекуляций по поводу возможности их применения в практической медицине уже сегодня. Многочисленные косметологические клиники предлагают своим клиентам новую процедуру омоложения с использованием стволовых клеток самих же клиентов. Более того, в рекламных объявлениях приводят примеры успешно проведенных процедур на именитых пациентах.

Между тем специалисты в области биотехнологии утверждают, что им известно всего несколько отработанных технологий клинического применения стволовых клеток человека, выделяемых из костного мозга и периферической крови для лечения ограниченного числа заболеваний.

В биологию термин «стволовая клетка» ввел русский ученый Александр Максимов в 1908 году в Берлине на съезде гематологического общества. Следующей значительной вехой в исследовании этого научного вопроса стало открытие российскими специалистами Александром Фриденштейном и Иосифом Чертковым в 60-70-е годы прошлого века стволовых клеток крови. И по большому счету именно им принадлежит авторство в создании учения о стволовых клетках.

Однако интенсивное развитие этой науки началось с 1998 года, когда американские ученые Д. Томпсон и Д. Герхард выделили эмбриональные стволовые клетки.

Итак, что же это за клетки? Стволовые клетки — это популяция так называемых клеток-предшественников, обладающих высоким пролиферативным (способностью делиться) потенциалом и способностью к дифференцировке — развитию в зрелые, образующие ткани и органы клетки. Проще говоря, стволовые клетки — это та основа, из которой развивается весь организм. Так, зародыш целиком состоит из стволовых клеток, которые начинают постепенно дифференцироваться в клетки будущих органов и тканей.

Таким образом, во взрослом организме стволовых клеток гораздо меньше, чем в новорожденном. А так как они способны преобразовываться в клетки любых органов и тканей, во взрослом организме они выполняют регенеративную функцию. То есть в случае повреждения какого-нибудь органа стволовые клетки направляются к очагу бедствия и превращаются в клетки больного органа, способствуя его восстановлению. Именно это свойство стволовых клеток легло в основу разработки методов их применения в терапевтических целях.

Стволовые клетки делятся на эмбриональные и соматические. Эмбриональные выделяют соответственно из эмбриона на ранней стадии его развития. Соматические стволовые клетки — это клетки взрослого организма, которые присутствуют в основном в костном мозге, а также в периферической крови (крови, циркулирующей в организме) и в небольших количествах во всех органах и тканях. [4]

Понятно, что лечение с использованием стволовых клеток в первую очередь сводится к их трансплантации. А значит, нужно определить основной источник стволовых клеток и способ их получения.

Основные источники клеток-предшественников — фетальный материал (абортный), пуповинная кровь, а также костный мозг и периферическая кровь. Использование фетального материала — один из самых сложных путей, прежде всего по этическим соображениям. Другое дело кровь пуповинная — это едва ли не самый богатый источник стволовых клеток. Однако их последующая пересадка пациентам сопряжена со множеством проблем, главная из которых — совместимость донора и реципиента.

В настоящее время этот метод официально применяют только для лечения весьма ограниченного числа болезней. Речь идет о трансплантации гемопоэтических (кроветворных) стволовых клеток в терапии онкогематологических и гематологических заболеваний. Другими словами, злокачественных и доброкачественных заболеваний крови.

Сейчас одним из основных показаний к применению стволовых клеток служит состояние больного после лучевой или химиотерапии.

Одно из величайших открытий генетиков оказалось малозамеченным мировой прессой. Завершена титаническая работа ведущих ученых мира по расшифровке генома человека — теперь нам известно химическое строение всех наших генов. Но сенсации почему-то не произошло. Оказалось, что в генах записана далеко не вся информация, необходимая для нормального роста и развития человеческого организма. Хотя расшифровано около 100 000 генов, реально «работает» в организме человека только одна треть. Почему это происходит, пока неизвестно, но зато хорошо известно, что химическая структура генов кодирует, в основном, химическое строение белков, из которых построен наш организм. Но где записана информация о пространственной организации нашего тела, характере и способностях человека, наука пока не знает. Ученые еще раз убедились в том, что эмпирическое, материальное познание человеком Премудрости Божией есть процесс бесконечный.

Второе крупнейшее открытие биологии XX века — прионы. Обнаруживший их американский биохимик Стэнли Прузинер в 1997 году был заслуженно удостоен Нобелевской премии. Дело в том, что белковые молекулы в живых организмах имеют три уровня пространственной структуры. Два первых — это первичная и вторичная спираль, напоминающие двойную спираль электролампы. Третичная же структура — это сложнейшая, внешне напоминающая клубок, объемная пространственная конфигурация этой двухуровневой спирали. От третичной структуры напрямую зависят важнейшие функции, которые выполняет белок в живой клетке и организме в целом.

Открытие С. Прузинера заставило ученых говорить о новом типе наследственности — прионной, белковой наследственности, т.е. передача информации может происходить не только через химическую структуру генов. В настоящее время существование такой наследственности доказано как отечественными, так и зарубежными учеными. Для нас особенно важно, что здесь наблюдается передача от белка к белку структурной, трехмерной информации, в которой может кодироваться пространственная организация живых организмов (строение нашего тела, индивидуальные анатомические особенности разных людей, народов и рас).

Гораздо более древнее открытие человечества — телегония. Впервые с этим явлением столкнулись животноводы-селекционеры. Они быстро убедились, что для сохранения породы самое главное — уберечь породистых животных от случайного скрещивания, поскольку даже если зачатия при этом и не произошло, такая самка в будущем чистой породы уже никогда не даст. То есть каким-то образом происходит передача наследственной информации, которая включается в наследственный аппарат самки, и ее последующее потомство формируется уже на основе этой испорченной «чужаком» наследственности. [5]

Яркий пример — проведенные еще в первой половине XX века опыты по скрещиванию породистых лошадей с более выносливыми копытными животными — зебрами. Когда после ряда неудачных скрещиваний с зебрами-самцами кобыл вновь перевели на конезаводы, то у них от породистых жеребцов стали рождаться жеребята с окрасом, повторяющим вертикальные полосы зебры, чего у нормальных лошадей никогда не наблюдалось.

И второй пример, совсем свежий. 1957 год, Москва. Всемирный фестиваль молодежи и студентов. Этот праздник — «апофеоз свободы и любви» — закончился для некоторых наших любительниц «африканских страстей» рождением чернокожих детей, а для тех, кто ухитрился, так сказать, обойтись «без последствий», такие «последствия» наступили у их сыновей и дочек. Да-да, именно у их белых детей, рожденных в законном браке от белых мужей, вдруг стали рождаться черные дети! Значит, не так уж глупы были наши предки, хранившие честь своих дочерей и говорившие: «Честной дом — дороже жисти!». Да и молодцам беспутная жизнь впрок явно не идет. Такие люди редко могут похвастаться здоровьем и долголетием.

Механизм этого загадочного явления был необъясним с точки зрения классической генетики XX века, но теперь, зная о существовании прионной наследственности, можно по-новому взглянуть на эту проблему. Как не воскликнуть вослед гению русской науки Михаилу Васильевичу Ломоносову: «Сама природа благовествует нам Евангелие Божие!»

Сохранение целомудрия — прочный фундамент семейного счастья и долголетия. Милостивый Господь всё премудро устроил для нашего блага, заложив в организм человека мощнейшие физиологические и психологические механизмы создания благословленного Им союза мужа и жены — прочной и здоровой «плоти единой». От нас требуется только хранить целомудрие и исполнять заповеди, данные Господом нашим Иисусом Христом и Его апостолами.

После публикации Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 году модели дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) прошло более 50 лет. Это открытие определило развитие биологии второй половины XX века. Вопрос о том, что и как записано в ДНК, ускорил расшифровку генетического кода. Осознание того, что гены — это ДНК, универсальный носитель генетической информации, привело к появлению генной инженерии. Сегодня уже студенты университетов расшифровывают чередование нуклеотидов в ДНК, соединяют гены разных организмов, переносят их между видами, родами и значительно более удаленными таксонами. На базе генной инженерии возникла биотехнология, которую известный фантаст С. Лем определил как использование закономерностей биогенеза в производстве.

Вспомним, что говорил о природе генов В.Л. Иоганнсен, человек, который в 1909 году дал само имя гена: «Свойства организмов обусловливаются особыми, при известных обстоятельствах отделимыми друг от друга и в силу этого до известной степени самостоятельными единицами или элементами в половых клетках, которые мы называем генами.

С тех пор ситуация существенно изменилась. Мы убедились, что, кроме атомов и молекул, в клетке ничего нет. И подчиняется она тем же физическим закономерностям, что и неживые объекты, в чем смогли убедиться физики, устремившиеся в биологию в 40-х годах именно в поисках каких-то принципиально новых, неизвестных физике законов природы. Все реакции клеточного метаболизма осуществляются под контролем биокатализаторов — ферментов, структура которых записана в ДНК генов. Передается эта запись в цепи переноса информации ДНК РНК БЕЛОК.

Сначала информация, записанная в виде чередования дезоксирибонуклеотидов на одной из двух комплементарных цепей в ДНК гена, переписывается на одноцепочечную молекулу информационной рибонуклеиновой кислоты – иРНК (она же мРНК от англ. messenger — переносчик). Это процесс транскрипции. На следующем этапе по матрице иРНК строится последовательность аминокислотных остатков полипептида. Тем самым создается первичная структура будущей молекулы белка. Это процесс трансляции. Первичная структура определяет способ складывания молекулы белка и тем самым определяет ее ферментативную или какую-либо иную, например структурную или регуляторную, функцию.

Эти представления зародились в начале 40-х годов, когда Дж. Бидл и Э. Тейтум выдвинули свой знаменитый лозунг „Один ген — один фермент“ [4]. Он, подобно политическим лозунгам, разделил научное сообщество на сторонников и противников высказанной гипотезы о равенстве числа генов и числа ферментов в клетке. Аргументами в возникшей дискуссии служили факты, полученные при разработке так называемых систем ген-фермент, в которых изучали мутации генов, определяли их расположение внутри генов и учитывали изменения ферментов, кодируемых этими генами: замены аминокислотных остатков в их полипептидных цепях, их влияние на ферментативную активность и т.д. Теперь мы знаем, что один фермент может быть закодирован в нескольких генах, если он состоит из разных субъединиц, то есть из разных полипептидных цепей. Знаем, что есть гены, которые вообще не кодируют полипептидов. Это гены, кодирующие транспортные РНК (тРНК) или рибосомные РНК (рРНК), участвующие в синтезе белка.

В своей первоначальной форме принцип „Один ген — один фермент“ представляет скорее исторический интерес, однако заслуживает памятника, поскольку он стимулировал создание целой научной области — сравнительной молекулярной биологии гена, в которой гены — единицы наследственной информации фигурируют как самостоятельные предметы исследования.

Кроме того, разработка многочисленных систем ген-фермент помогла сформулировать вопрос: что и как записано в генетическом коде?

На этот вопрос в общей форме ответил Ф. Крик со своими коллегами в 1961 году. Оказалось, что код триплетен — каждая кодирующая единица-кодон состоит из трех нуклеотидов. В каждом гене триплеты считываются с фиксированной точки, в одном направлении и без запятых, то есть кодоны ничем не отделены друг от друга. Последовательность кодонов определяет последовательность аминокислотных остатков в полипептидах.

Таким образом, вследствие специфической организации генетического кода кодонам-нонсенсам отводится особая роль — терминаторов трансляции. Поэтому, возникая мутационным путем, они, как и мутации типа сдвиг рамки считывания, проявляются значительно чаще и четче, чем мутации-миссенсы, изменяющие смысл кодонов. [6]

Нонсенсы и сдвиги считывания часто встречаются в так называемых псевдогенах, которые были открыты в начале 80-х годов в результате изучения нуклеотидных последовательностей в геномах высших эукариот. Псевдогены очень похожи на обычные гены, но их проявление надежно „заперто“ четко проявляющимися мутациями: сдвигами считывания и нонсенсами. Псевдогены представляют собой резерв эволюционного процесса. Их фрагменты используются при возникновении новых генов.

Подобно тому, как в конце XIX века открытия физики рентгеновских лучей и радиоактивности стимулировали развитие естествознания следующего века, так и достижения молекулярной биологии конца XX века определит, по-видимому, дальнейшие пути развития человечества. На чем основано это убеждение автора?

Клонирование — это не экзотика. Клон (от греч. klon — ветвь, побег, отпрыск), ряд следующих друг за другом поколений наследственно однородных организмом (или отдельных клеток в культурах), образующихся в результате бесполого или вегетативного размножения от одного общего предка. Примером клона могут быть все сорта плодовых растений — груш, яблонь и др., полученные в результате размножения черенками, отводками, прививками, а также целые растения, выращенные из одной клетки. Однако в результате происходящих в пределах клона мутаций генотипическая однородность его относительна. У вегетативно размножаемых культурных растений (например, картофеля) часто сорта представляют собой отдельные клоны. Таким образом, Вы все в процессе клонирования уже участвовали (при посадке картофеля). Кроме того, первый „клонировщик“ — Господь Бог. Вспомните ребро Адама, и что из этого получилось? [7]

Клонирование животных, искусственное получение генетически идентичных организмов с помощью экспериментальных манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клеток животных in vitro (в стекле, т. е в пробирке) и in vivo (на живом организме), подобно тому, как в природе появляются однояйцовые близнецы. Клонирование животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворенную яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро, с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приемной матери. [8]

В конечном виде проблема клонирования животных была решена группой Яна Вильмута (Wilmut) в 1997, когда родилась овца по имени Долли — первое животное, полученное из ядра взрослой соматической клетки. В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток животных (мышь, коза, свинья, корова).

Появление технологии клонирования животных вызвало не только большой научный интерес, но и привлекло внимание крупных компаний и финансового бизнеса во многих странах.

В целом технология клонирования животных еще находится в стадии развития. У большого числа полученных таким образом организмов наблюдаются различные патологии, приводящие к внутриутробной гибели или гибели сразу после рождения. Доля удачных опытов составляет 0,3-0,5%.

Клонирование — большая этическая проблема. В большом числе стран использование данной технологии применительно к человеку официально запрещено и преследуется по закону (США, Франция, Германия, Япония), причем во Франции, например, за эксперименты по клонированию человека предусмотрено тюремное заключение сроком до 20 лет.

Интеллект человека клонировать нельзя. Опять возникает проблема тела и „души живой“.

Клонирование должно способствовать изучению проблем развития и старения организмов, лечения рака. В медицине представляется перспективной клеточная терапия на базе использования клонированных клеток. Такие клетки должны компенсировать недостаток и дефект собственных клеток организма и, главное, не будут отторгаться при трансплантации. Технология клонирования животных позволит, по-видимому, осуществлять и широкомасштабную ксенотрансплантацию органов, т.е. замену отдельных органов человека на соответствующие клонированные органы. [9]

Один из старинных девизов гласит: “знание есть сила” Наука делает человека могущественным перед силами природы. Великие научные открытия (и тесно связанные с ними технические изобретения) всегда оказывали колоссальное (и подчас совершенно неожиданное) воздействие на судьбы человеческой истории. Такими открытиями были, например, открытия в ХVII в. законов механики, позволившие создать всю машинную технологию цивилизации; открытие в ХIХ в. электромагнитного поля и создание электротехники, радиотехники, а затем и радиоэлектроники; создание в ХХ в, теории атомного ядра, а вслед за ним — открытие средств высвобождения ядерной энергии; раскрытие в середине ХХ в. молекулярной биологией природы наследственности (структуры ДНК) и открывшиеся вслед возможности генной инженерии по управлению наследственностью; и др. Большая часть современной материальной цивилизации была бы невозможна без участия в ее создании научных теорий, научно-конструкторских разработок, предсказанных наукой технологий и др.

Биология в XX в. переходит от стадии описательной науки к теоретической и экспериментальной. Как развитие экспериментов и гипотез о наследственности Г. Менделя (1822-1884), в первой трети XX в. возникает мощное течение, получившее название генетика, судьба которой оказалась довольно драматичной в СССР. Трагична была и судьба ее лидера, Н.И. Вавилова (1887-1943), — автора теории гомологических рядов. После серии великих открытий второй половины XX в. носителей и кодов наследственности РНК и ДНК, биология вышла на молекулярный уровень изучения своих объектов и явлений, она приобрела черты физико-химической биологии. В последней трети XX в. усиливается развитие концепции эволюционной биологии, что, в принципе, делает реальной возможность осуществления глобального эволюционного синтеза.

1. Богданов А.А. Теломеры и теломераза / А.А. Богданов // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 12. С.12-18.

2. Ващекин Н.П. Концепции современного естествознания. — М.: МГУК, 2000.

3. Дубнищева Т.Я. „Концепции современного естествознания“. — Новосибирск.: ЮКЕА, 1999.

4. Дымшиц Г.М. Теломераза не лекарство от старости, а фермент, решающий „проблему концевой репликации ДНК“. www.bionet. nsc.ru/ICIG/CHM/lection/dimshits/dimshits. htm

5. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. — М., 2001.

6. Потеев М.И. Концепции современного естествознания. — СПб.: Питер, 1999.

7. Теломера, теломераза, рак и старение // Биохимия. 1997. Т.62. № 11.

Теломераза. ixs. nm.ru/telomer. htm

8. Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. — М., 2000.

[1] Ващекин Н.П. Концепции современного естествознания. — М.: МГУК, 2000. – С. 114

[2] Потеев М.И. Концепции современного естествознания. – СПб.: Питер, 1999. – С. 203

[3] Дубнищева Т.Я. «Концепции современного естествознания».- Новосибирск.: ЮКЕА, 1999. – С. 173.

[4] Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. — М., 2000. – С. 87.

[5] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего.- М.,2001. – С. 86.

[6] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего.- М.,2001. – С. 97.

[7] Теломера, теломераза, рак и старение // Биохимия. 1997. Т. 62. № 11. Теломераза. ixs.nm.ru/telomer.htm

[8] Богданов А.А. Теломеры и теломераза / А.А. Богданов // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 12. С. 12-18.

[9] Дымшиц Г.М. Теломераза не лекарство от старости, а фермент, решающий «проблему концевой репликации ДНК». www.bionet.nsc.ru/ICIG/CHM/lection/dimshits/dimshits.htm

www.ronl.ru

Учёные биологи - Наука и образование

Знания о природе, живой и неживой, начали складываться еще во времена античности. Термин «Биология» появился только лишь в XIX веке. Поэтому те, кого мы сегодня гордо называем биологами, раньше назывались врачами или естествоиспытателями.

Роль биологов в развитии медицины, в фармацевтике, в изучении строения человека и окружающего нас мира не просто огромна, а составляет основу развития множества наук. Без их изучений и трудов не было бы сейчас даже элементарных, как, казалось бы, антибиотиков, не было бы целой базы знаний по строению человека, а соответственно, не делались бы уже привычные операции и не проводилось бы необходимое лечение. Ученые биологи, их имена, прочно вошли в историю человечества, и каждый уважающий себя человек должен понимать их значимость и ценить их вклад в нашу жизнь и в наше развитие. Познакомимся же с этими знаменитыми людьми поближе.

Уильям Гарвей (1578-1657) – английский естествоиспытатель. Он выяснил значение сердца, роль клапанов; доказал движение крови по кругу с возвращением в сердце; описал два круга кровообращения. Кроме того, Гарвей – основоположник эмбриологии.

Карл Линней (23.05.1707-10.01.1778) – шведский естествоиспытатель. Создал систему животного и растительного мира. Его система стала логическим завершением труда зоологов и ботаников первой половины XVIII века. В этой системе он ввел бинарную номенклатуру, в которой каждый определенный вид обозначен двумя названиями – видовым и родовым. Линней определил само понятие «вид».

Фридрих Август Геблер (15.12.1782-09.03.1850) – естествоиспытатель. Описал множество новых видов животных Алтая, фауну этих мест.

Чарлз Дарвин (1809-1882) – английский естествоиспытатель. Его заслуга – создание теории эволюции. В 1858г. он выпустил книгу «Происхождение видов». Его теория является поводом для споров до сих пор, однако теория естественного отбора нашла множество подтверждений.

Грегор Мендель (1822-1884) – австрийский естествоиспытатель – вывел существующие законы наследования. Доказал, что признаки способны передаваться по наследству.

Луи Пастер (1822-1895) – французский иммунолог и микробиолог. Его работы стали началом стереохимии как науки. Опроверг вероятность самозарождения жизни. Доказал, что болезни у человека и животных могут вызываться бактериями. Изобрел вакцинацию.

Роберт Кох (1843-1910) – немецкий бактериолог. Исследовал микробы в качестве возбудителей болезней. Выяснил причину возникновения сибирской язвы, открыл возбудителя холеры и туберкулеза.

Иван Владимирович Мичурин (07.06.1855 -1935) – селекционер и биолог. Автор многих известных сегодня сортов плодовых и ягодных культур.

Александр Флеминг (06.08.1881-11.03.1955) – шотландский бактериолог. Родился в Восточном Эйршире. В 1928г. открыл пенициллин, за что ему была присуждена Нобелевская премия.

Иван Петрович Павлов (26.09.1849-1936) – физиолог. Известен своим учением о высшей нервной деятельности. Он первым начал использовать так называемый «хронический метод» проведения эксперимента, суть которого заключается в проведении исследований на почти здоровом животном. Павлов сформулировал представление об аналитико-синтетической работе головного мозга, создал учение об анализаторах, выявил системность работы больших полушарий, установил взаимосвязь между головным мозгом и работой всех органов.

Николай Иванович Вавилов (13.11.1887-26.01.1943) – советский генетик и растениевод. Считается создателем современных основ селекции, основателем учения о местах происхождения всех культурных  растений. Проводил исследования в области иммунитета.

Бантинг Фредерик (1891-1941) – канадский физиолог – исследовал природу диабета. Со своим помощником Чарлзом.

Алексей Петрович Быстров (1899-1959) – советский биолог. Начал исследования с анатомии человека, перешел на палеонтологию. Особый интерес представляет его работа «Прошлое, настоящее, будущее человека».

Александр Баев (10.01.1904-1994) – биохимик. Известен своими работами в области молекулярной биологии, а также своими работами по биотехнологии и генетической инженерии.

Френсис Крик (1916-2004) – английский ученый. Открыл структуру ДНК, выявил, как молекула ДНК воспроизводится и передается из поколения в поколение.

Джошуа Ледерберг (23.05.1925-02.02.2008) – американский биолог - генетик. Исследовал механизмы рекомбинации у бактерий. Его заслуга также – открытие феномена трансдукции.

Дейвид Балтимор (07.03.1938) – американский биолог и вирусолог. Выступал за введение моратория на определенные виды экспериментов с ДНК. Предложил классифицировать вирусы по типу геномной нуклеиновой кислоты. Доказал, что молекула РНК, также как и молекула ДНК, может быть носителем генетической информации.

scibio.ru

Выдающиеся ученые в развитии биологии

Министерство культуры, образования, молодежи и спорта Украины.

Таврический Национальный университет  им. В.И. Вернадского.

Реферат

На тему: Выдающиеся ученые в развитии биологии.

                                                   Подготовила :

          cтудентка V курса                                                                                                                                                            кафедры экология и РПП                                                                         Подзорова Д.В.

                                                      Проверила:

                                              доцент кафедры ботаники и

 физиологии растений 

                                                       Симагина Н.О.

Симферополь. 2013.

План

Введение

1. Ученые древней Греции, Рима

2.  Биология в средние века

        3.  Ученые-биологи эпохи возрождения.

Заключение

Список литературы

Вступление

Человечество во все времена интересовал окружающий мир, строение и функционирование собственного организма, методы лечения болезней, растительные и животные объекты, возникновение и развитие органического и неорганического мира сущность живого, его отличие от неживого. Представления  об окружающем мире многократно изменялись, прежде чем сформировались привычные нам концепции.  Во все времена исследователи сталкивались с различными трудностями: несовершенством измерительных приборов, укоренившимися и не подлежащими изменению научными воззрениями, религиозным и политическим давлением.

Рассмотрим достижения некоторых ученных, начиная с периода античной Греции и Рима и заканчивая эпохой Возрождения.

1.Ученые древней Греции, Рима

В период античности ученым было свойственно изучать обширные области науки, начиная с истории  и      и заканчивая астрономией, математикой и биологией. Поэтому ученых того времени, открывших важные закономерности в биологии, нельзя считать только биологами. Ученых того времени характеризует энциклопедичность знаний и всеохватывающие исследования.

Анаксима́ндр Миле́тский (др.-греч. Ἀναξίμανδρος, 610 — 547/540 до н. э.) — древнегреческий философ, представитель милетской школы натурфилософии, ученик Фалеса Милетского и учитель Анаксимена. Автор первого греческого научного сочинения, написанного прозой («О природе», 547 до н. э.. Ввёл термин «закон», применив понятие общественной практики к природе и науке. Анаксимандру приписывают одну из первых формулировок закона сохранения материи («из тех же вещей, из которых рождаются все сущие вещи, в эти же самые вещи они разрушаются согласно предназначению»).

Анаксимандр делает попытки объяснения возникновения жизни: по его представлениям, живые существа образуются из «апейрона»(первоначала) по тем же законам, что и объекты  неживой природы. Животные родились из влаги и земли, нагретых солнцем. Первые животные были покрыты чешуей. Но потом она лопнула, и животные начали вести свойственный каждому  образ жизни. Все виды животных, согласно учению Анаксимандра, возникли независимо друг от друга. Однако люди, допускал Анаксимандр, могли произойти от существ, похожих на рыб.

Герофил (Ἡρόφιλος, ок. 335 до н. э., Халкидон – ок. 280 до н. э., Александрия — древнегреческий врач. Первым стал систематически проводить вскрытия трупов для изучения анатомии. Большую часть жизни провел в Александрии; вместе с Эрасистратом был основателем Александрийской медицинской школы. Оба медика считали, что центром нервной системы является головной мозг, и различали "чувствительные" и "двигательные" нервы.

Герофил оставил много  трудов по всем разделам медицины, включая  анатомию, хирургию, офтальмологию, кардиологию  и акушерство. Его сочинения утрачены, однако на них неоднократно ссылается  Гален.

В комментариях к сочинениям Гиппократа им описаны оболочки глаза, строение желудочно-кишечного тракта, кровоснабжение и морфология оболочек головного мозга, основные черты строения различных частей сердечно-сосудистой системы. Описал синусный сток (torcular Herophili), где сходятся все синусы затылочной части головы. Он описал также грудной проток, хотя и не знал его назначения, и оставил самые точные для своего времени описания мужских и женских половых органов.

Наиболее известны работы Герофила по исследованию пульса. Он первым определил его частоту, указал на диагностическое значение этого  параметра. Наблюдая за пульсом во время  систолы и диастолы (сокращения и  расслабления сердца), отмечая его  частоту, наполнение, ритмичность и  стабильность, он делал медицинские  заключения. Определял ритм пульсации  крови в артериях, сравнивал разные виды пульса с музыкальными ритмами, присвоил каждому типу пульса специальное  название. Одно из этих названий, «скачущий  пульс», сохранилось до наших дней.

Эрасистрат (Ἐρασίστρατος, 304 до н. э., Кея — 250 до н. э., Самос) — греческий врач. Был внуком Аристотеля, учеником философа-стоика Хрисиппа. Некоторое время находился при дворе Селевка Никатора в Антиохии. Потом жил на острове Самосе. Эрасистрат считается основателем особой медицинской школы, называвшейся по его имени. Из его сочинений сохранились лишь немногие отрывки, преимущественно — у Галена.

Эрасистрат занимался  он исследованием деятельности мозга  и нервной системы. Он предполагал  в теле два противоположных элемента: жизненный дух и кровь.

Эрасистрат изучал функции  органов пищеварения на живых животных и наблюдал перистальтику желудка. Утверждал, что пищеварение происходит путём механического перетирания пищи желудком. Вскрывал человеческие трупы, описал печень и желчные протоки Главной причиной болезней Эрасистрат считал излишества в пище и несварения её, которая засоряет сосуды, вследствие этого возникают воспаления, язвы и другие заболевания.

Гален (греч. Γαληνός; 129 или 131 год— около 200 или 210 года) — античный медик.

• Описал около 300 мышц  человека.
• Доказал, что не сердце, а голов и спинной мозг являются «средоточием движения, чувствительности и душевной деятельности».
• Сделал вывод, что «без нерва нет ни одной части тела, ни одного движения, называемого произвольным, ни единого чувства».
• Перерезав спинной мозг поперёк, Гален показал исчезновение чувствительности всех частей тела, лежащих ниже места разреза.
• Доказал, что по артериям движется кровь, а не «пневма», как считалось ранее.

Создал около 400 трудов по философии, медицине и фармакологии, из которых до нас дошло около сотни. Собрал и классифицировал сведения по медицине, фармации, анатомии, физиологии и фармакологии, накопленные античной наукой.

Описал четверохолмие среднего мозга, семь пар черепномозговых нервов, блуждающий нерв; проводя опыты по перерезке спинного мозга свиней продемонстрировал функциональное различие между передними (двигательными) и задними (чувствительными) корешками спинного мозга.

На основе наблюдений отсутствия крови в левых отделах сердца убитых животных и гладиаторов создал первую в истории физиологии теорию кровообращения (по ней считалось, в частности, что артериальная и венозная кровь — жидкости суть разные, и коль первая «разносит движение, тепло и жизнь», то вторая призвана «питать органы»), просуществовавшую до открытий Андреаса Везалия и Уильяма Гарвея. Не зная о существовании малого круга кровообращения, высказал предположение, что между желудочками сердца имеется соединяющее их отверстие (основанием для подобного умозаключения, по-видимому, могло послужить анатомирование трупов недоношенных младенцев, у которых такое отверстие действительно существует).

Гален систематизировал представления  античной медицины в виде единого  учения, являвшегося теоретической  основой медицины вплоть до окончания  средневековья. Он внёс вклад в развитие библиографии в Древнем Риме. Гален  является автором двух библиографических  указателей — «О порядке собственных книг», «О собственных книгах». Первая из них является своего рода введением к собранию его сочинений с рекомендациями о том, в какой последовательности их следует читать. Во введении к второму указателю сказано о цели работы: помочь читателю отличить истинные труды Галена от тех, которые ему приписываются. В главах принята систематическая группировка трудов: работы по анатомии, терапии и прогнозу болезни, комментарии к трудам Гиппократа, работы, направленные против отдельных медицинских школ, работы по философии, по грамматике и риторике.

Положил начало фармакологии До сих пор «галеновыми препаратами» называют настойки и мази, приготовленные определёнными способами.

Лечение по Галену — правильная диета и лекарственные средства. В противоположность Гиппократу Гален утверждал, что в лекарствах растительного и животного происхождения имеются полезные и балластные вещества, то есть впервые ввёл понятие о действующих веществах. Гален лечил извлечениями из растений, широко использовал сиропы, вина, смесь уксуса и мёда и др.

Авл Корне́лий Цельс (лат. Aulus Cornelius Celsus, ок. 25 до н. э. — ок. 50 н. э.) — римский философ и врач. Оставил после себя около 20 книг по философии, риторике, праву, сельскому хозяйству, военному делу и медицине. В трудах по медицине собрал самые достоверные (на то время) знания по гигиене, диететике, терапии, хирургии и патологии. Заложил основу медицинской терминологии. Ввёл в хирургию лигатуру для перевязки кровеносных сосудов. В психиатрии известен как автор термина «делирий». Обладая обширной эрудицией, приобретённой усердным изучением греческих источников, Цельс составил обширную энциклопедию («Artes»), охватывавшую собой философию, риторику, юриспруденцию, сельское хозяйство, военное искусство и медицину. Сохранился только отдел о медицине в виде трактата в 8 книгах («De medicina»), излагающего диететику, патологию, терапию и хирургию на основании греческих источников, преимущественно Гиппократа и Асклепиада. Хирургия изложена отчасти и на основании собственной практики. Это единственное медицинское сочинение, дошедшее до нас от лучших времён римской литературы. За чистоту и изящество языка Цельса называют Цицероном среди врачей.

Римский ученый-энциклопедист, автор сочинения «Искусства» (Artes), охватывавшего сельскохозяйственные науки, медицину, военное дело, риторику, философию и юриспруденцию. Медицинский раздел О врачебном деле (De re medica) в 8 книгах – единственная сохранившаяся часть сочинения. Хотя Цельс не был практикующим врачом и его труд адресован неспециалистам, сочинение представляет большой интерес, поскольку является основным источником сведений по медицине поздней античности. Идеи, которые высказывает Цельс в таких областях, как пластическая хирургия или учение о малярии, свидетельствуют о высокой степени развития медицины в его время. В своем труде Цельс чаще всего ссылается на Асклепиада, врача из Вифинии, практиковавшего в Риме. Но Цельс был еще и большим почитателем Гиппократа и одним из первых стал популяризировать учение греческого врача среди римлян. Цельса даже называли «латинским Гиппократом». На сочинении Цельса, наряду с Гиппократовым корпусом (собранием сочинений школы Гиппократа) и трудами Галена, основываются практически все наши познания в области античной медицины. Труд Цельса был опубликован в 1478 и явился одной из первых книг по медицине в Европе. Анатомические описания Цельса кратки, но весьма внятны. Цельс был против вивисекции человека, но вскрытие трупов считал возможным. Цельс указывал, что пульс – недостаточный показатель состояния здоровья, поскольку зависит от пола, возраста и телосложения пациентов. Он отмечал, что даже временное расстройство пищеварения приводит к ослаблению пульса.

Цельс оставил превосходное описание малярии. Его мнение, что  жар вызывается предпринимаемыми природой усилиями по выведению из организма  вредоносных веществ, намного опередило  его время.

Цельс предложил литотомию (камнесечение) – операцию по раздроблению камней в мочевом пузыре. Описал пластические операции по восстановлению носа, губ и ушей. Интересовался  лечением ран, переломов, вывихов, заболеваний  костей, некрозов. Описывал фистулы, язвы, опухоли, грыжи, ампутацию конечностей  и трепанацию черепа. Перечислил методы остановки кровотечений и способы  перевязки кровеносных сосудов.

2. Биология в  средние века.

Для средневекового мышления характерно символическое видение мира, когда природа есть ничто иное, как аллегория религиозной идеи. Учение о природе опиралось на идею миропорядка, отражающего божественный замысел. Одновременно с религиозным мировоззрением в средние века существует и наука, развитие которой зачастую затруднено, но неизбежно.

Абу́ Али́ Хусе́йн ибн  Абдалла́х ибн Си́на[1] , или Авице́нна (Афшана близ Бухары, 16 августа 980 года — Хамадан, 18 июня 1037) — средневековый персидский[2] учёный, философ и врач, представитель восточного аристотелизма. Был придворным врачом саманидских эмиров и дайлемитских султанов, некоторое время был визирем в Хамадане. Всего написал более 450 трудов в 29 областях науки, из которых до нас дошли только 274.

Субстратом любых жизненных  и психических явлений Ибн-Сина считал пневму – летучую субстанцию, зарождающуюся из четырех парообразных соков организма. «Канон медицины», «Книга исцелений» Ибн Сины наряду с изложением античных авторов содержали  оригинальные данные и умозаключения  в области медицины и биологии.

Средневековая арабская медицина наука и философия сделали важный вклад в развитие знания о жизни в VIII—XIII вв., в период так называемого золотого века ислама или исламской аграрной революции. Например, в зоологии Аль-Джахиз (781—869 гг.) уже тогда высказывал идеи об эволюции и пищевых цепях. Он же был ранним представителем географического детерминизма, философского учения о влиянии природных условий на национальный характер и развитие национальных государств. Курдский автор Аль-Динавари (828—896 гг.) считается основателем арабской ботаники Он описал более 637 видов растений и обсуждал фазы роста и развития растения. В анатомии и физиологии персидский врач Ар-Рази (865—925 гг.) экспериментально опроверг учение Галена о «четырех жизненных соках». Прославленный врач Авиценна (980—1037 гг.) в своем труде «Канон врачебной науки», до XVII в. остававшемся настольной книгой европейских медиков, ввел понятие о клинических исследованиях и фармакологии. Испанский араб Ибн Зухр (1091—1161 гг.), путём вскрытия доказал, что чесотку вызывает подкожный паразит, а также ввел экспериментальную хирургию и медицинские исследования на животных. Во время голода в Египте в 1200 г. Абд аль-Латиф аль-Багдади наблюдал и изучал строение человеческих скелетов.

stud24.ru

Учёные, их вклад в развитие биологии.

Учёные, их вклад в развитие биологии.

Его вклад в развитие биологии

Гиппократ 470-360 до н.э.

Первый учёный, создавший медицинскую школу. Древнегреческий врач, сформулировал учение о четырёх основных типах телосложения и темперамента, описал некоторые кости черепа, позвонки, внутренние органы, суставы, мышцы, крупные сосуды.

Аристотель

384-322 до н.э.

Один из основателей биологии как науки, впервые обобщил биологические знания, накопленные до него человечеством. Создал систематику животных, посвятил многие работы происхождению жизни.

Клавдий Гален

130-200 н.э.

Древнеримский учёный и врач. Заложил основы анатомии человека. Медик, хирург и философ. Гален внёс весомый вклад в понимание многих научных дисциплин, включая анатомию, физиологию, патологию, фармакологию и неврологию, а также философию и логику.

Авиценна 980-1048 г.

Выдающийся учёный в области медицины. Автор многих книг и работ по восточной медицине. Самый известный и влиятельный философ-учёный средневекового исламского мира. От того времени в современной анатомической номенклатуре сохранилось множество арабских терминов.

Леонардо да Винчи 1452-1519

Описал многие растения, изучал строение тела человека, деятельность сердца, зрительную функцию. Сделал 800 точных рисунков костей, мышц, сердца и научно описал их. Его рисунки – первые анатомически верные изображения тела человека, его органов, систем органов с натуры.

Андреас Везалий

1514-1564

Основоположник описательной анатомии. Создал труд «О строении человеческого тела».

Изучая труды Галена и его взгляды на строение человеческого тела, Везалий исправил свыше 200 ошибок канонизированного античного автора. Также исправил ошибку Аристотеля о том, что мужчина имеет 32 зуба, а женщина 38. Классифицировал зубы на резцы, клыки и моляры. Трупы ему приходилось тайно добывать на кладбище, так как в то время вскрытие трупа человека было запрещено церковью.

Уильям Гарвей

1578-1657

Открыл круги кровообращения.

ГАРВЕЙ Уильям (1578-1657), английский врач, основатель современных наук физиологии и эмбриологии. Описал большой и малый круги кровообращения. Заслугой Гарвея,в частности, является то, что именно онэкспериментально доказал наличие замкнутогокруга кровообращения у человека, частямикоторого являются артерии и вены, а сердце –насосом. Впервые высказал мысль, что «все живое происходит из яйца».

Карл Линней 1707-1778

Линней — создатель единой системы классификации растительного и животного мира, в которой были обобщены и в значительной степени упорядочены знания всего предыдущего периода развития биологической науки. Среди главных заслуг Линнея — введение точной терминологии при описании биологических объектов, внедрение в активное употребление биноминальной (бинарной) номенклатуры, установление чёткого соподчинения между систематическими (таксономическими) категориями.

Карл Эрнст Бэр 1792-1876г.

Профессор Петербургской медико-хирургической академии. Открыл яйцеклетку у млекопитающих, описал стадию бластулы, изучил эмбриогенез цыпленка, установил сходство эмбрионов высших и низших животных, теорию последовательного появление в эмбриогенезе признаков типа, класса, отряда и т.п. Изучая внутриутробное развитие, установил, что зародыши всех животных на ранних этапах развития схожи. Основатель эмбриологии, сформулировал закон зародышевого сходства (установил основные типы эмбрионального развития).

Жан Батист Ламарк 1744-1829г.

Биолог, создавший первую целостную теорию эволюции живого мира. Ламарк ввел термин " биология " (1802). Ламарку принадлежат два закона эволюции:1. Витализм. Живыми организмами управляет внутреннее стремление к совершенствованию. Изменения условий сразу вызывают изменения привычек и посредством упражнений соответствующие органы изменяются.2. Приобретенные изменения наследуются.

Жорж Кювье 1769-1832г.

Создатель палеонтологии – науки об ископаемых животных и растениях. Автор «теории катастроф»: после катастрофических событий, уничтожавших животных, возникали новые виды, но проходило время, и снова происходила катастрофа, приводившая к вымиранию живых организмов, но природа возрождала жизнь, и появлялись хорошо приспособленные к новым условиям окружающей среды виды, затем снова погибавшие во время страшной катастрофы.

Т.Шванн и М. Шлейден

1818-1882г., 1804-1881г.

Ч. Дарвин

1809-1882г.

Создал теорию эволюции, эволюционное учение. Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях: Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как наследственность и изменчивость, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование. Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

Г. Мендель

1822-1884г.

Основоположник генетики как науки.

1 закон: Единообразие гибридов первого поколения. При скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей. 2 закон: Расщепление признаков. При скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1. 3 закон: Закон независимого наследования. При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях .

Р. Кох 1843-1910

Один из основателей микробиологии. В 1882 году Кох сообщил о своем открытии возбудителя туберкулеза, за которое был удостоен Нобелевской премии и мировой славы. В 1883 году опубликована еще одна классическая работа Коха – о возбудителе холеры. Этот выдающийся успех был достигнут им в результате изучения холерных эпидемий в Египте и Индии.

Д. И. Ивановский 1864-1920г.

Русский физиолог растений и микробиолог, основоположник вирусологии. Открыл вирусы.

Установил наличие фильтрующихся вирусов, являвшихся причинами болезни наряду с видимыми в микроскоп микробами. Это дало начало новой отрасли науки — вирусологии, которая получила бурное развитие в 20 в.

И. Мечников

1845-1916г.

Заложил основы иммунологии. Российский биолог и патолог, один из основоположников сравнительной патологии, эволюционной эмбриологии и отечественной микробиологии, иммунологии, создатель учения о фагоцитозе и теории иммунитета, создатель научной школы, член-корреспондент (1883), почетный член (1902) Петербургской АН. Совместно с Н. Ф. Гамалеей основал (1886) первую в России бактериологическую станцию. Открыл (1882) явление фагоцитоза. В трудах «Невосприимчивость в инфекционных болезнях» (1901) изложил фагоцитарную теорию иммунитета. Создал теорию происхождения многоклеточных организмов.

Л. Пастер 1822-1895г.

Заложил основы иммунологии.

Л. Пастер является основоположником научной иммунологии, хотя и до него был известен метод предупреждения оспы путем заражения людей коровьей оспой, разработанный английским врачом Э. Дженнером. Однако этот метод не был распространен на профилактику других болезней.

И. Сеченов

1829-1905г.

Физиолог. Заложил основы изучения высшей нервной деятельности. Сеченов открыл так называемое центральное торможение - особые механизмы в головном мозге лягушки, подавляющие или угнетающие рефлексы. Это было совершенно новое явление, которое получило название "сеченовского торможения". Открытое Сеченовым явление торможения позволило установить, что вся нервная деятельность складывается из взаимодействия двух процессов - возбуждения и торможения.

И. Павлов 1849-1936г.

Физиолог. Заложил основы изучения высшей нервной деятельности. Создал учение об условных рефлексах. Далее идеи И. М. Сеченова получили развитие в трудах И.П. Павлова, который открыл пути объективного экспериментального исследования функций коры, разработал метод выработки условных рефлексов и создал учение о высшей нервной деятельности. Павлов в своих трудах ввел деление рефлексов на безусловные, которые осуществляются врожденными, наследственно закрепленными нервными путями, и условные, которые, согласно взглядам Павлова, осуществляются посредством нервных связей, формирующихся в процессе индивидуальной жизни человека или животного.

Гуго де Фриз 

1848–1935г.

Создал мутационную теорию. Гуго де Фриз  (1848–1935) - голландский ботаник и генетик, один из основателей учения об изменчивости и эволюции, провёл первые систематические исследования мутационного процесса. Исследовал явление плазмолиза (сокращения клеток в растворе, концентрация которого выше концентрации их содержимого) и в итоге разработал метод определения осмотического давления в клетке. Ввёл понятие «изотонический раствор».

Т. Морган 1866-1943г.

Создал хромосомную теорию наследственности.

Основным объектом, с которым работали Т. Морган и его ученики, была плодовая мушка дрозофила, имеющая диплоидный набор из 8 хромосом. Эксперименты показали что гены, находящиеся в одной хромосоме при мейозе попадают в одну гамету, т. е. наследуются сцепленно. Это явление получило название закона Моргана. Было также показано что у каждого гена в хромосоме есть строго определенное место — локус.

В. И. Вернадский

1863-1945

Основал учение о биосфере. Идеи Вернадского сыграли выдающуюся роль в становлении современной научной картины мира. В центре его естественнонаучных и философских интересов — разработка целостного учения о биосфере, живом веществе (организующем земную оболочку) и эволюции биосферы в ноосферу, в которой человеческий разум и деятельность, научная мысль становятся определяющим фактором развития, мощной силой, сравнимой по своему воздействию на природу с геологическими процессами. Учение Вернадского о взаимоотношении природы и общества оказало сильное влияние на формирование современного экологического сознания.

А. Флеминг

1881-1955

Открыл антибиотики.

Фле́минг — британский бактериолог. Открыл лизоцим (антибактериальный фермент, вырабатываемый человеческим организмом) и впервые выделил пенициллин из плесневых грибов Penicillium notatum — исторически первый антибиотик.

И. Шмальгаузен

1884-1963

Разработал учение о факторах эволюции. Ему принадлежат многочисленные труды по вопросам эволюционной морфологии, по изучению закономерностей роста животных, по вопросам о факторах и закономерностях эволюционного процесса. Ряд работ посвящен истории развития и сравнительной анатомии. Предложил свою теорию роста животных организмов, в основе к-рой лежит представление об обратном соотношении между скоростью роста организма и скоростью его дифференцировки. В ряде исследований разработал теорию стабилизирующего отбора как существенного фактора эволюции. С 1948 занимается изучением вопроса о происхождении наземных позвоночных.

Дж. Уотсон (1928г.) и Ф. Крик (1916- 2004г)

1953г. Установили структуру ДНК. Джеймс Дьюи Уотсон – американский специалист по молекулярной биологии, генетик и зоолог; более всего известен участием в открытии структуры ДНК в 1953-м. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине.

После успешного окончания Университета Чикаго и Университета Индианы Уотсон некоторое время вел исследования по химии вместе с биохимиком Германом Калькаром в Копенгагене. Позже он перебрался в лабораторию Кэвендиша при Университете Кембриджа, где ему впервые довелось встретить его будущего коллегу и товарища Фрэнсиса Крика.

До идеи двойной спирали ДНК Уотсон и Крик додумались в середине марта 1953-го, изучая собранные Розалинд Франклин и Морисом Уилкинсом экспериментальные данные. Объявил об открытии сэр Лоуренс Брэгг, директор лаборатории Кэвендиш.

infourok.ru

Доклад - Великие научные эксперименты

ТАМБОВСКИЙ ФИЛИАЛ

Федерального государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Московский государственный университет культуры и искусств»

(Тамбовский филиал ФГОУ ВПО МГУКИ)

Кафедра прикладной информатики

Татьяна Юрьевна Козулькова

ВЕЛИКИЕ НАУЧНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ

ЛУЧИ РЕНТГЕНА

Реферат

Студентка группы 1С

заочного отделения.

Научный руководитель:

канд.физ.-мат.наук, доцент

С.Г. Проскурин

Тамбов 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ3

1 ОСТОРОЖНЫЙ УЧЕНЫЙ

2 ПОЛОЖЕНО НАЧАЛО ВЕЛИКОМУ ОТКРЫТИЮ

3 НЕПОНЯТНОЕ ЯВЛЕНИЕ: ЛУЧИ-ИКС

4 НОВЫЕ ОПЫТЫ И ПРОВЕРКИ

5 СЛАВА НА ВЕСЬ МИР

6 ПРИМЕНЕНИЕ В ЖИЗНИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

В январе 1896 года весь земной шар облетело странное известие. Какому-то немецкому ученому удалось открыть неведомые лучи, обладающие загадочными свойствами.

Первое загадочное свойство лучей — они невидимы. Сколько бы вы ни напрягали зрение, разглядеть их невозможно. Они никак не окрашены – цвета у них нет.

Второе удивительное свойство – они проходят сквозь плотный картон, сквозь алюминий, сквозь толстые доски, сквозь оловянную бумагу. Непрозрачное для них прозрачно. От них не скроешься за деревянной стеной, за дверью. Деревянная дверь пропускает их, как стеклянная.

И третье свойство лучей – есть вещества, на которые они производят необычное действие. Кристаллы платино-цианистого бария, виллемита, сернистого цинка внезапно вспыхивают ярким светом, чуть только на них упадут невидимые лучи. Под действием невидимых лучей чернеет фотографическая пластинка. И самый воздух чудесно меняется, когда его пронизывают невидимые лучи: он приобретает новое свойство – способность пропускать электрический ток.

Газеты, напечатавшие известие о лучах, только вскользь упомянули имя человека, который совершил необыкновенное открытие: Вильгельм Конрад Рентген.

Впрочем, это имя мало, что говорило читающей публике: немногие знали, кто такой этот Рентген. Да и не все проверили газетному известию – лучи, да еще и невидимые, да еще и сквозь стенки проходят – мало ли что пишут в газетах!

ОСТОРОЖНЫЙ УЧЕНЫЙ

Вильгельм Конрад Рентген был профессором физики в баварском городишке Вюрцбурге.

Застенчивый профессор, тихим голосом читающий свои лекции с кафедры старинного университета, был мало кому известен даже в своем собственном городе. Зато его хорошо знали ученые всего мира.

Во всех двадцати пяти германских университетах не было ученого, который работал бы добросовестнее, тщательнее, осторожнее, чем физик Рентген. Множество явлений изучил он в своей лаборатории, много произвел точнейших измерений. Но далеко не обо всех своих работах, не обо всех своих опытах и открытиях сообщал Рентген в научные журналы. У него было строгое правило: он печатал статью о проделанных опытах только тогда, когда был окончательно убежден в их точности. Если оставалось хоть малейшее сомнение в правильности опыта, осторожный ученый ничего о нем не писал.

Рентген остерегался скороспелых гипотез, поспешных догадок, фантастических предположений. Он доверял только опыту. «Опыт – высший судья, — говорил Рентген. – Только опыт решает судьбу гипотезы, только опыт дает нам возможность узнать, следует ли сохранить гипотезу или нужно ее отвергнуть. В этом-то и заключается вся сила физики: исследователь природы может быть совершенно уверен в себе, потому что у него всегда есть возможность проверить на опыте все свои предположения, все свои догадки. И если опыт не подтвердить догадку, значит, она неверна, как бы ни была она заманчива и остроумна».

В 1895 году Вильгельм Конрад Рентген принялся изучать, как течет электрический ток сквозь разреженные газы.

Ученые исследовали это явление и до Рентгена. Немецкие физики Гольдштейн и Гитторф задолго до Рентгена пропускали электрический ток сквозь воздух, разреженный сильным воздушным насосом. Они построили специальные приборы, чтобы изучать этот ток, проделали первые опыты. Но многое еще оставалось неясным. Знаменитый физик Генрих Герц – тот самый Герц, который открыл радиоволны, — утверждал, что электрический ток, текущий сквозь разреженный газ, это тоже волны – колебания, похожие на колебания звука. Другую догадку высказал англичанин Крукс. Он говорил, что электрический ток в разреженном газе – это вовсе не волны, а потоки мельчайших, невидимых глазу частиц – электронов. С чудовищной скоростью – десятки тысяч километров в секунду! – летят они сквозь разреженный газ.

Мнения ученых разделились. Одни считали, что прав Генрих Герц, другие – что прав Уильям Крукс. И только недоверчивый Рентген не участвовал в этом споре. Он не был не на стороне Герца, ни на стороне Крукса.

Он упорно воздерживался от каких-либо предположений и догадок: он утверждал, что для них еще не наступило время и что нужно проделать как можно больше опытов, накопить как можно больше достоверных фактов.

В 1895 году, в последних числах октября, Рентген собрал у себя в лаборатории все нужные материалы и приборы и приступил к опытам.

ПОЛОЖЕНО НАЧАЛО ВЕЛИКОМУ ОТКРЫТИЮ

Рентген взял стеклянный шар с двумя впаянными внутрь металлическими пластинками. К обеим пластинкам было приделано по проволочке. Концы проволочек торчали наружу сквозь стеклянную стенку шара.

Затем Рентген взял сильный воздушный насос и принялся выкачивать из шара воздух. Воздух уходил прочь, и его оставалось все меньше и меньше. Когда удалось выкачать воздуха столько, что в шаре осталась одна лишь миллионная часть его, Рентген запаял шар.

Прибор для пропускания электрического тока сквозь разреженный газ был готов.

Теперь стоит только соединить концы проволочек, выходящих из шара, с полюсами машины, подающей электрическое напряжение, и ток потечет внутрь шара сквозь разреженный воздух от одной металлической пластинки до другой.

Машина, дающая высокое электрическое напряжение, у Рентгена была. Это была индукционная катушка – прибор, изобретенный в середине 19 столетия парижским механиком Румкорфом. С виду этот прибор похож на катушку с нитками, но только он гораздо больше обыкновенной катушки, и вместо ниток на него намотана проволока: десятки тысяч витков тончайшего электрического провода, покрытого надежной изоляцией.

Катушка Румкорфа внутри не пустая. В нее вставлена другая катушка — несколько сот витков проволоки, и уже не тонкой, а толстой. Две обмотки – наружная и внутренняя — предназначаются для того, чтобы повышать напряжение, электрического тока. Если через внутреннюю обмотку пропустить переменный, прерывистый электрический ток, то и по наружной обмотке потечет прерывистый ток, но напряжение его будет в десятки, в сотни раз больше! катушки Румкорфа — это преобразователь электрического тока: токи низкого напряжения она преобразует, превращает в токи высокого напряжения. С помощью катушки Румкорфа можно создавать мощные электрические разряды, электрически искры.

Индукционная катушка, которая была у Рентгена, давала электрические искры длиной в 10-15 сан­тиметров.

Ее-то оп и соединил с концами проволочек: своего стек­лянного шара. Послышался сильный и частый треск — это в катушке Румкорфа задрожал молоточек, размыкающий и замыкающий прерывистый ток во внутренней обмот­ке. И сейчас же по всем виткам наружной обмотки пробежал другой ток – ток высокого напряжения. Он устремился по проволочкам в стеклянный шар и проло­жил себе дорогу сквозь разреженный воздух. Он тек от одной металлической пластинки до другой, и вот на стеклянных стенках шара вспыхнуло слабое зеленоватое сияние.

Так начались опыты Рентгена.

А через несколько дней, 8 ноября 1895 года, Рентген обнаружил необычайное явление.

Случилось это так.

Был вечер. Ассистенты, целый день трудившиеся над своими измерениями, усталые разошлись по домам. Рентген остался в лаборатории один. Он собирался работать до поздней ночи. Трещал молоточек индукционной катушки, зеленовато-желтый свет струился от стенок стеклянного баллона. Это был уже не первый баллон, не тот стеклянный шар, с которым Рентген начал свои опыты. В течение последней недели он изготовил несколько стеклянных баллонов, и все они были разные. Одни имели форму шара, другие — форму груши, третьи были узкими и длин­ными стеклянными трубками. В одних баллонах был разреженный воздух, в других — разреженный азот, водород, кислород. Но в каждый баллон — и в шар, и в трубку, и в грушу, и в баллон с кислородом, и в бал­лон с азотом были одинаково впаяны металлические пластинки, и изо всех баллонов торчали наружу тонкие проволочки. В этот вечер Рентген занимался тем, что по очереди придвигал свои баллоны к индукционной катушке и пропускал сквозь них электрический ток. Он хотел вы­яснить, как, отражается на электрическом токе степень разреженности газа, форма баллона, форма и располо­жение металлических пластинок.

Результаты своих наблюдений Рентген аккуратно вносил в лабораторный дневник.

Часы пробили одиннадцать. Рентгена клонило ко сну. Он накрыл последний баллон плотным картонным футляром. Оставалось только разомкнуть ток в индукционной катушке, погасить свет и уйти. Но по рассе­янности Рентген позабыл выключить катушку. Он по­гасил свет и уже направился было к дверям, когда треск молоточка вывел его из задумчивости. Рентген вернулся, и вот тут-то его глазам представилось удиви­тельное зрелище.

На столе — не на том столе, где стоял стеклянный баллон, а на соседнем — мерцало странное сияние. Ту­склым зеленовато-желтым огнем горел какой-то малень­кий предмет. Рентген в темноте направился к столу, чтобы посмотреть, в чем там дело.

Оказалось, что светится кусочек бумаги. Бумага бы­ла не простая: она была покрыта с одной стороны тол­стым слоем плaтино-цианистого бария. Это вещество имеет обыкновение светиться, если на него упадут сол­нечные лучи. Но ведь на дворе ночь, в комнате пол­ная тьма. Почему же светится платино-цианистый барий?

В полной тьме Рентген нащупал рубильник и разомкнул ток.

Бумага, которую он держал в руке, сейчас же перестала светиться.

Он снова выключил ток. Бумага засверкала снова. Снова выключил. И бумага опять погасла.

Рентген уже и не думал уходить из лаборатории.

НЕПОНЯТНОЕ ЯВЛЕНИЕ: ЛУЧИ-ИКС

Рентген решил исследовать непонятное яв­ление. Что заставляет бумагу светиться? Индукционная ли катушка, по обмотке которой бежит электрический ток, или стеклянный баллон, в котором ток проходит сквозь разреженный газ?

Для проверки Рентген решил убрать баллон и сое­динить катушку с чем-нибудь другим, ну хотя бы с двумя металлическими шариками, которыми пользуются в лаборатории для изучения электрических искр.

Так он и сделал. Опять затрещал молоточек, и снова побежал по катушке ток, но теперь уже он не уходил в баллон с разреженным газом, а проскакивал электрической искрой между металлическим шариками.

Рентген посмотрел на бумагу с платино-цианистым барием. Бумага как бумага. Никакого сияния.

Тогда он снова соединил катушку с баллоном, и бу­мага вспыхнула снова.

Сомнений больше не оставалось. Индукционная катушка тут ни при чем. Она одна не может заставить бумагу светиться. Все дело в баллоне: когда сквозь бал­лон с разреженным воздухом проходит электрический ток, тогда-то и светится платино-цианистый барий.

Значит, под действием тока стеклянный баллон с разреженным газом приобретает какую-то особую, таинственную силу.

Что же это за невидимая сила, проходящая не только сквозь стеклянные стенки баллона, но и сквозь картонный футляр, прикрывающий этот баллон?

Всю ночь с 8 на 9 ноября 1895 года Рентген провел без сна у себя в лаборатории.

Рентген решил назвать неизвестное, вновь открытое им явление «лучами икс». Икс- это латин­ская буква. В алгебре этой буквой принято обозначать неизвестные величины.

И в самом деле, обнаруженная Рентгеном «сила» была совершенно неизвестной величиной.

Много ли знал о ней сам Рентген? Всего только три вещи.

Он знал, что для того, чтобы вызвать ее, нужно сквозь баллон с разреженным газом пропустить электрический ток.

Еще он знал, что она заставляет платино-цианистый барий светиться.

И еще он знал, что она свободно проходит сквозь картон: ведь платино-цианистый барий был отделен от баллона картонным футляром, и все-таки лучи икс, ис­пускаемые баллоном, достигли бумаги.

Вот и все, что Рентген знал о лучах икс.И он решил продолжать свои опыты до тех пор, пока неизвестная сила не превратится в известную.

НОВЫЕ ОПЫТЫ И ПРОВЕРКИ

Наступили беспокойные для Рентгена дни.

Он все еще не был уверен в том, что его наблюдения верны. А что если все это ему только показалось? Что если оп поддался оптическому обману, самовнушению? Действительно ли лучи икс существуют?

Долгое время Рентген, по своему обыкновению, никому не рассказывал о неожиданном открытии. Его близкий друг, профессор зоологии Бовери, впоследствии вспоминал, что в ноябре 1895 года Рентген как-то вскользь сказал ему: «Кажется, я сделал интересное открытие, но нужно еще проверить правильность моих наблюдений». А своим ассистентам Рентген не сказал даже и этого.

Он запирался один в своей лаборатории и с самого раннего утра до позднего вечера ставил опыт за опы­том. Иногда он и ночи проводил за работой, только изредка урывая часок-другой для сна. После достопа­мятной ночи с 8 на 9 ноября у него в лаборатории по­явилась складная походная койка.

Окна в лаборатории оп завесил тяжелыми темными шторами, опасаясь, что дневной свет может помешать ему, увидеть слабое зелено-желтое свечение платино­-цианистого бария.

Рентген изучал действие загадочных лучей.

Он поставил — между светящейся бумагой и баллоном толстую книгу, в которой было больше тысячи страниц.

Бумажка продолжала светиться.

3начит, икс-лучи проникают не только через тонкий картон, но и через толстый слой бумаги, через книгу в тысячу страниц.

Рентген заменил книгу колодой карт. Икс-лучи победили и колоду. Тогда Рентген поставил между бу­магой и баллоном две колоды сразу. Лучи взяли и это препятствие: бумага по-прежнему светилась, хотя и не так сильно, как раньше. доску толщиной в полтора дюйма, эбонитовую пластинку, лист оловянной бумаги.

Икс-лучи прошли и через доску, и через эбонит, и через оловянную бумагу.

И только тридцать листов этой оловянной бумаги, сложенных вместе, оказались для икс-лучей труднопреодолимой преградой: свечение платино-цианистого бария ослабело, померкло.

Значит, заключил Рентген, икс-лучи поглощаются оловом. Только ничтожная часть их прошла олово на­ сквозь и достигла платино-цианистого бария, а все ос­тальные оказались поглощенными.

Рентген испытал и другие металлы: медь, серебро, золото, свинец, оказалось, что через тонкие слои металлов икс-лучи проходят свободно, а через толстые слои проникает только их ничтожная часть.

Вывод был ясен: все вещества проницаемы для икс-­лучей, но только в различной степени. Бумага, дерево, эбонит прозрачны для них, как для солнечных лучей — ­стекло.

А толстые слои металлов почти непроницаемы.

Убедившись в этом, Рентген решил усложнить свой опыт: взять какой-нибудь предмет, в котором были два: вещества сразу: и проницаемое для икс-лучей и непро­ницаемое для них. Ну, хотя бы дерево и металл.

Для опыта он выбрал деревянную шкатулку, в которой хранился целый набор латунных гирек. Рентген поставил шкатулку па пути икс-лучей.

Справятся ли лучи и с этой преградой?

Справились. 3елено-желтый свет немедленно вспыхнул. Икс-лучи прошли через шкатулку так же, как они только что прошли через картон и еловую доску. Но в зелено-желтой полосе светящегося бария Рентген раз­глядел какие-то темные пятна. Вглядевшись повнимательнее, он отчетливо разобрал очертания пятен.

Пятна имели форму латунных гирек. Это была тень латунных гирек, спрятанных в деревянной шкатулке.

Опыт за опытом проделывал Рентген. И каждый новый опыт открывал ему новые свойства загадочных лучей.

Собственными глазами видел он их удивительное действие, но осторожный исследователь привык не ве­рить своим глазам.

Наконец ему пришло в голову проделать опыт с фотографической пластинкой. «Человеческий глаз может ошибаться,- думал Рентген,- но если фотографическая пластинка обнаружит невидимые лучи, то, значит, они существуют и на самом деле. Фотографическую пла­стинку не обманешь».

Задумано — сделало. На пути икс-лучей оп поставил фотографическую пластинку. И что же? В эту же секунду пластинка почернела.

Оказалось, что икс-лучи — не игра воображения.

Рентген больше не сомневался в их существовании.

И он стал повторять все те опыты с невидимыми лучами, которые он делал раньше. Но только вместо бумаги, покрытой платино-цианистым барием, он теперь

подставлял икс-лучам деревянную кассету с фотографической пластинкой. Ему уже не нужно было завеши­вать окна непроницаемыми шторами. Ведь солнечные лучи не могут пройти через деревянную кассету. А для невидимых икс-лучей деревянная кассета — не препятствие.

Рентген снова пропустил икс-лучи через шкатулку с гирьками, но на этот раз он подставил лучам не бумажку с барием, а фотографическую пластинку.

Через несколько минут оп проявил пластинку и отфиксировал ее.

На пластинке отпечаталось отчетливое изображение гирек.

После этого Рентген проделал еще один опыт, свой самый замечательный опыт.

Стеклянный баллон с разреженным воздухом он по­ставил под стол. На стол оп положил руку, а на руку — фотографическую пластинку в деревянной кассете. Потом включил ток.

Когда фотографическая пластинка была проявлена, на ней оказалось отчетливое, резкое изображение костей руки. Икс-лучи прошли через кожу, через мускулы, но не в силах были пройти через кости. Тень костей запечатлелась на фотографической пластинке.

Так Рентгену удалось сделать то, чего никто еще до него не делал, — сфотографировать свои собственные кости.

СЛАВА НА ВЕСЬ МИР

28 декабря 1895 года Рентген закончил большую статью, в которой он подробно описал свои опыты с невидимыми лучами. Эту статью он отправил в журнал Вюрцбургского физико-медицинского общества. Статья сейчас же была сдана в печать. Но уже за несколько дней до того, как номер вюрцбургского жур­нала с подробной и обстоятельной статьей Рентгена был отпечатан и разослан подписчикам, весь мир узнал об открытии невидимых лучей.

Произошло это так. В Вене жил профессор Франц Экснер, большой приятель Рентгена еще с тех времен, когда оба они были цюрихскими студентами. Экснеру Рентген написал о своем открытии в тот самый день, когда ему удалось сфотографировать кости собственной руки. В конверт вместе с письмом он вложил и удивительную фотографию.

С удивлением рассматривал Экснер полученный снимок. Он сразу понял, какое великое открытие совершил его друг. В тот же день рассказал он о новых лучах своим коллегам, профессорам Венского университета. А кое-кому даже продемонстрировал удивительный снимок.

Среди людей, которым посчастливилось увидеть первый рентгеновский снимок, был пражский физик Эрнст Лехер, случайно находившийся в Вене. Лexep был поражен. Он попросил Экснера дать ему фотографию хотя бы на полчаса. А надо сказать, что отец Эрнста Лехера был в то время редактором бо.льшой и широко распространенной венской газеты «Wiener Presse».

К нему-то и поспешил Лехер с драгоценной фотографией.

Когда редактор газеты увидел фотографию и выслушал взволнованный рассказ сына, он сразу же сообразил, какую сенсацию может он преподнести читателям в ближайшем номере своей газеты.

3 января 1896 года подписчики «Wiener Prеssе» по­лучили номер газеты со статьей старика Лехера. В статье говорилось о великом открытии вюрцбургского профессора.

В середине января 1896 года статья Рент­гена «О новом роде лучей» наконец появилась, и но­мер журнала с этой статьей был раскуплен в течение одного дня. Людей, желавших прочесть статью, оказалось так много, что ее пришлось напечатать отдельной

брошюрой, и в первый же месяц она вышла пятью изданиями.

Во всех лабораториях мира физики повторяли и проверяли опыты Рентгена. В Америке знаменитый изо­бретатель Эдисон, прочитав сообщение об икс-лучах, немедленно приступил к опытам и провел в лаборато­рии несколько дней без отдыха и сна; на третий день, чтобы подбодрить своих ассистентов, еле державшихся на ногах от усталости, он приказал громко играть па органе, который стоял у него в лаборатории. В Париже физик Сеги устроил особый кабинет, в котором всякий желающий мог за деньги получить фотографический снимок своего собственного скелета. В Лондоне, в Бер­лине, в Петербурге, в Риме — во всех европейских сто­лицах читались лекции о новых лучах и де­монстрировались опыты. Не было ни опытов, ни лекций в одной только Вене: «мудрая» австрийская полиция запретила их. «Ввиду того, что по нашему ве­домству не поступало официальных сведений о свойствах новых лучей,- так говорилось в постановлении венского полицмейстера,- строго воспрещается, производить какие бы то ни было опыты, впредь до выяснения вопроса и особого распоряжения полиции».

Рентген в одну неделю сделался знаменитостью. Никто уже больше не путал его фамилию; во всех газетах была напечатана его биография; дом его приступом брали корреспонденты. В газетных редакциях, в лабораториях, па улицах только и было разговору, что о невидимых лучах. Одни прославляли высшего ученого; другие говорили, что ничему не поверят, пока не увидят невидимые лучи собственными глазами; третьи опасались, что отныне житья не будет на белом свете: ведь теперь всякий прохожий может заглянуть сквозь стены в чужую квартиру; помилуйте, какая же после этого возможна частная жизнь? Уж не додумаются ли ученые, в конце концов, до того, что станут освещать лучами чужой мозг и читать чужие мысли? Владелец одного шляпного магазина в Лондоне даже поместил в газете объявление о том, что у него продаются специальные шляпы из особо плотного материала, непрозрачного для новых лучей. Всякий, кто наденет такую шляпу, может считать себя в безопасности: никакие лучи, видимые или невидимые, не обнаружат ни единой мысли у него в голове!

А в Америке одна газета сообщила, что какой-то мо­лодой человек в штате Айова направил невидимые лу­чи на кусок свинца стоимостью в 13 центов -и что же? Через три часа кусок свинца превратился в кусок чи­стейшего золота, стоимостью в 153 доллара. Другая га­зета уверяла, будто в Нью-Йорке, в медико-хирургиче­ском колледже, изобрели новый способ обучать студентов анатомии: икс-лучи отражаются от рисунков в анатомическом атласе, а затем попадают прямо в мозг студенту. «Это производит сильное впечатление на учащихся,- писала газета,- и во многих отношениях оказывается выгоднее и удобнее, чем обыкновенные способы обучения, которые практиковались до сих пор: рисунки накрепко отпечатываются в мозгу!»

Не правда ли, жаль, что это сообщение оказалось простой газетной уткой!

Прошло много лет с той поры, как вюрцбургский профессор Вильгельм Конрад Рент­ген открыл невидимые лучи, заставляющий светиться платино-цианистый барий.

В наше время лучи икс — лучи Рентгена — никому больше не представляются чудом. Люди уже давно привыкли к ним. Рентгеновский снимок, показывающий нам строение наших легких, удивляет нас не более, чем телефон на столе или автомобиль, проезжающий мимо наших окон. Ученые исследовали свойства таинствен­ных лучей, инженеры и врачи научились пользоваться лучами, применять их на практике.

Лучи икс, лучи — загадка перестали быть загадкой.

Физики поняли, почему в баллоне с разреженным га­зом, через который проходит электрический ток, возни­кают невидимые лучи. Они разгадали их происхожде­ние, их природу.

Лучи Рентгена возникают тогда, когда в стеклянную стенку баллона ударяется поток электронов, с огромной скоростью мчащихся сквозь разреженный газ.

Скелет: змеи (рентгеновский снимок)

Когда-то Герц и Крукс спорили о том, что такое электрический ток, проходящий в разреженном газе: колебания ли это, волны или материальные частицы, заряженные электричеством? Оказалось, доля истины бы­ла в предположении обоих. Современные физики пола­гают, что электрический ток — это и то и другое сразу: и частицы, летящие с огромной скоростью, и особого рода колебания, волны. То же можно сказать и о лучах икс. В тот самый момент, когда несущиеся сквозь газ электроны натыкаются на стеклянную стенку, в балло­не возникают новые волны-частицы. Они разбегаются по всем направлениям от стеклянной стенки, о которую ударились электроны. Волны-частицы, испускаемые стенкой, — это и есть лучи икс, открытые профессором Рентгеном.

И не только стекло, поставленное на пути электро­нов, испускает невидимые лучи. Сам Рентген, производя свои опыты, заметил, что если на пути электронов по­ставить металл, то и металл начнет испускать лучи­ и даже еще сильнее, чем стекло. Позже было установлено, что, с каким бы твердым телом не столкнулись быстрые электроны, оно делается источником рентгенов­ских лучей.

ПРИМЕНЕНИЕ В ЖИЗНИ

В современных рентгеновских трубках лучи икс по­лучаются от удара электронов об антикатод — массив­ный кусок тугоплавкого металла, (железа или вольфрама). В трубку подают высокое электрическое напряже­ние. Чем выше напряжение, тем быстрее движутся электроны, тем энергичнее оказываются лучи Рентгена, испускаемые антикатодом, и тем легче проходят эти лу­чи сквозь тела, непроницаемые для видимого света.

Уже позже научились изготовлять мощные труб­ки, рассчитанные на электрическое напряжение в шесть­сот — семьсот тысяч вольт. Электротехнические заводы давно уже наградили массовое производство рентгеновских трубок и рентгеновских аппаратов. Спрос на них растет с каждым годом.

Какое же применение в жизни нашли себе невидимые лучи, которые открыл скромный профес­сор, гениальный немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген?

Больше всего они пригодились медикам. Вооружив­шись лучами Рентгена, врач фотографирует кости в жи­вом человеческом теле, изучает явления, происходящие в легких, в желудке, в сердце. Дело в том, что для лучей Рентгена кости, не так прозрачны, как мускулы или же­лезы. Потому и проступают темные очертания костей на фотографическом снимке, сделанном рентгеновскими лу­чами. А легкие отчетливо видны на снимке потому, что они прозрачнее, чем железы или мышцы. Но только изоб­ражения легких получаются не темные, а светлые.

Ну, а как желудок? Ведь он прозрачен для лучей Рентгена не больше и не меньше, чем все другие органы, находящиеся в брюшной полости человека. Как же воз­можно фотографировать желудок?

Немецкий ученый Ридер нашел выход из этого за­труднения. Пациенту предлагают съесть тарелку каши. Но каша это не простая, а особенная: в ней содержится сернокислый барий. Сернокислый барий менее прозрачен для рентгеновских лучей, чем внутренние органы и мус­кульные ткани человеческого тела. К тому же он совер­шенно безвреден: каша с сернокислым барием не очень­ то вкусна, но ее можно безо всякой опасности для здо­ровья съесть сколько угодно. Как только желудок пациен­та наполнится сернокислым барием — врач немедленно делает рентгеновский снимок. И тогда темные очерта­ния желудка отчетливо возникают на фоне окружающих тканей.

Сбылось все то, о чем сорок лет назад старый редактор Лехер писал в своей газете. Современные врачи уже и представить себе не могут, как это прежняя медицина обходилась без рентгеновских лучей. 3аболелли ли кто туберкулезом легких, расширением cepдца или язвой желудка, ранен ли кто пулей,- врачи просвечивают больного лучами Рентгена, фотографируют пораженные орга­ны тела. Взглянув на фотографический снимок, врач ясно видит, что творится в теле больного, распознает скрытую болезнь.

Но мало того, что лучи Рентгена часто помогают определить болезнь: некоторые тяжелые болезни они и вылечивают.

Так, рентгеновская трубка оказалась в одно и то же время фонарем, освещающим внутренности живого тела, и сосудом, содержащим драгоценное лекарство. Правда, пользоваться этим лекарством следует с большим ис­кусством: разрушая пораженные болезнью ткани, рентге­новские лучи могут нанести ущерб здоровым.

Ну, а неживое вещество? Способны ли лучи Рентгена проникать в неживые вещества и обнаруживать в них то, что скрыто от человеческих глаз?

Вот в литейном цехе отлили какую-нибудь деталь. На

вид она хороша — казалось бы, лучше и не надо. А како­ва она внутри? Не попал ли в литье пузырек воздуха, нет ли в глубине металла трещины, которая при малей­шей перегрузке машины выведет деталь из строя?

На помощь инженеру приходят рентгеновские лучи. При первых опытах Рентгена невидимые лучи прони­кали только сквозь тонкие слои металла, а в толстых застревали, поглощались. Современные рентгеновские трубки с напряжением в сотни тысяч вольт испускают лучи гораздо более мощные, гораздо глубже «проникаю­щие». Такие лучи легко проходят через слой стали толщиной в десять-пятнадцать сантиметров. От них не скро­ется ни одна трещинка, ни один пузырек.

Рентгеновский снимок сразу выводит на чистую воду малейший изъян внутри металла.

Зоркие лучи Рентгена несут ответственную службу на заводах. Но еще более тонкую и сложную работу проделывают они в физических лабораториях. Они помогают физикам изучать строение вещества.

В 1912 году немецкие физики Лауэ, Фридрих и Книп­пинг сделали такой опыт. Они пропустили пучок рент­геновских лучей через кристаллик сернистого цинка.

Пройдя сквозь кристаллик, лучи упали на фотографиче­скую пластинку. Когда ученые проявили и отфиксиро­вали пластинку, оказалось, что на ней отпечатался какой-то замысловатый узор, составленный из маленьких тем­ных пятнышек.

Что за узор, откуда он? Лауэ сумел ответить на этот вопрос.Кристалл сернистого цинка состоит из атомов; двух веществ: серы и цинка. Эти атомы расположены в пространстве стройными правильными рядами. Внутри

кристалла, параллельно каждой его грани, идут, пересекаясь между собой, бесчисленные плоскости. Каждая из этих плоскостей – это геометрическая правильная сетка, составленная из атомов.

Лучи Рентгена, проникая сквозь сетку, огибают ато­мы и рисуют узор на фотографической пластинке. Узор из темных пятнышек. Эта не фотография кристалла.

Но изучая этот узор, Лауэ с помощью математического рас­чета установил, как, в каком порядке расположены в кри­сталле атомы.

Лауэ и его сотрудники стали пропускать лучи Рент­гена и через другие кристаллы — поваренную саль, бе­рилл, сернокислый никель. И каждый раз на фотографи­ческой пластинке отпечатывался узор из темных точек. Поваренная соль давала один узор, берилл — другой, сер­нокислый никель — третий.

Значит, во всех этих веществах атомы расположены сетками в своем, строго определенном порядке. Порядок этот у разных веществ разный: у сернистого цинка­ — один, у поваренной соли — другой, у берилла, у алмаза, у никеля, у графита — третий, четвертый, пятый. Атомы натрия и хлора в поваренной соли расположены куба­ми, атомы углерода в алмазе — четырехгранными пира­мидами.

Сами атомы — эта чрезвычайна мелкие частицы веще­ства. Размеры атома -десятимиллионная доля миллиметра. Их невозможно разглядеть даже в сверхсильный микроскоп. Но с помощью лучей, открытых Рентгеном, физики узнали с абсолютной достоверностью, как распо­ложены атомы в кристаллах. В каком порядке и даже ­какое между ними расстояние. В 1913 году, через год после открытия Лауэ, русский физик Ю. Вульф и англи­чане, отец и сын Брэгги, один в России, а двое других в Англии, нашли — совершенно независимо друг от друга — способ с полной математической точностью опреде­лять в кристаллах расстояние между атомами. Оказа­лось, определять его можно, направляя на кристалл под разными углами рентгеновские лучи, и каждый раз изме­ряя при этом угол наклона.

Если бы в те годы вы спросили бы любого ученого ­физика, возможно ли разглядеть, как расположены ато­мы в каком-нибудь теле, он ответил бы вам: «Невозможно и никогда не будет возможно».

Открытие Рентгена еще раз доказало людям, что сло­во «невозможно» не имеет право существовать.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По-разному делаются научные открытия. Лучи Рентгена были открыты в считанные дни и сразу нашли себе замечательные применения. Невидимые лучи дали возможность видеть насквозь – разглядеть внутреннее устройство непрозрачных живых тел, а в прозрачных кристаллах обнаружить «непрозрачные» атомы. Но это еще не все.

Икс-лучам суждено было разгадывать интереснейшие иксы не только в поле зрения микроскопа, но и телескопа. Если «гелий» спустился с небес на Землю, то рентгеновские лучи, напротив, совершили путь в обратном направлении – с Земли на небо.

www.ronl.ru

Биографии биологов, ботаников, химиков, врачей (докторов)

Биографии биологов, как представителей одной из важнейших естественных наук, знамениты благодаря исследованию живых существ, их взаимодействия с внешней средой. Известные биологи разработали не только свое видение картины мира, а еще важнейшие теории функционирования организма.

Биографии ботаников известны благодаря изучению строения, особенностей, развития растений. А вот в биографии химиков исследуются вещества, их свойства, структура, взаимодействия. Французские химики, как и другие известные химики Европы, в 7 веке увлеклись идеями алхимии. Великие химики России своими трудами доказали, что химия является количественной наукой, а не просто описательной. Известный российский химик Менделеев разработал периодическую систему для всех химических элементов.Кроме биографий биологов, ботаников, химиков в разделе представлены биографии великих врачей. Профилактике, диагностике, лечению заболеваний посвящена львиная доля времени в биографии докторов.

Поиск учёного

• Гален

  Биологические науки, Философ

• Леонардо да Винчи

  Архитектор, Биологические науки, Гуманитарные науки, Изобретатель, Математик, Писатель, Физик, Художник

• Пифагор

  Биологические науки, Математик, Философ

obrazovaka.ru

Доклад - Важнейшие открытия в биологии в XX веке

Содержание

Введение

1. Ч. Дарвин основатель теории биологической эволюции

2. Стволовые клетки

3. Прионы

4. ДНК

5. Клонирование

Заключение

Список литературы

Приложение

В XIX веке в науке происходили непрерывные революционные перевороты во всех отраслях естествознания.

Благодаря периодической системе элементов, открытой гениальным русским ученым Д.И. Менделеевым (1834-1907), была доказана внутренняя связь между всеми известными видами вещества.

Таким образом, к рубежу XIX-XX вв. произошли крупные изменения в основах научного мышления, механистическое мировоззрение исчерпало себя, что привело классическую науку Нового времени к кризису. Этому способствовали помимо названных выше, открытие электрона и радиоактивности. В результате разрешения кризиса произошла новая научная революция, начавшаяся в физике и охватившая все основные отрасли науки, Она связана, прежде всего, с именами Планка (1858-1947) и А. Эйнштейна (1879-1955), Открытие электрона, радия, превращения химических элементов, создание теории относительности и квантовой теории ознаменовали прорыв в область микромира и больших скоростей. Успехи физики оказали влияние на химию. Квантовая теория, объяснив природу химических связей, открыла перед наукой и производством широкие возможности химического преобразования вещества; началось проникновение в механизм наследственности, получила развитие генетика, сформировалась хромосомная теория.

К середине XX века на одно из первых мест в естествознании выдвинулась биология, где совершены такие фундаментальные открытия, как установление молекулярной структуры ДНК Ф. Криком (род. 1916) и Дж. Уотсоном (род. 1928), открытие генетического кода.

Наука в настоящее время — это чрезвычайно сложное общественное явление, имеющее многосторонние связи с миром. Ее рассматривают с четырех сторон (как и любое другое общественное явление — политику, мораль, право, искусство, религию):

1) с теоретической, где наука — система знаний, форма общественного сознания;

2) с точки зрения общественного разделения труда, где наука — форма деятельности, системой отношений между учеными и научными учреждениями;

3) с точки зрения социального института;

4) с точки зрения практического применения выводов науки со стороны ее общественной роли.

В настоящее время научные дисциплины принято подразделять на три большие группы: естественные, общественные и технические. Отрасли науки различаются по своим предметам и методам. В то же время резкой грани между ними нет, и ряд научных дисциплин занимает промежуточное междисциплинарное положение, например, биотехнология, радиогеология.

Науки подразделяют на фундаментальные и прикладные. Фундаментальные науки познанием законов, управляющих поведением и взаимодействием базисных структур природы, общества и мышления. Эти законы изучаются в «чистом виде», поэтому фундаментальные науки иногда называют чистыми науками.

Цель прикладных наук — применение результатов фундаментальных наук для решения не только познавательных, но и социально-практических проблем.

Создание теоретического задела для прикладных наук обусловливает, как правило, опережающее развитие фундаментальных наук по сравнению с прикладными. В современном обществе, в развитых индустриальных странах ведущее место принадлежит именно теоретическому, фундаментальному знанию, и роль его все время повышается. В цикле «фундаментальные исследования — разработки — внедрение» — установка на сокращение сроков движения.

Цель работы: изучить важнейшие открытия в биологии в XX веке.

Задачи работы:

рассмотреть Ч. Дарвин основатель теории биологической эволюции;

дать краткую характеристику стволовых клеток;

рассмотреть, что такое прионы;

дать краткую характеристику открытию ДНК;

дать краткую характеристику клонированию.

Важным источником формирования естественно-научных основ психологии явилось эволюционное учение Чарльза Дарвина (1809-1882). В 1859 г. в свет выходит его книга «Происхождение видов путем естественного отбора», вероятно, самая значительная работа в области биологии вплоть до настоящего времени. В ней Ч. Дарвин устанавливает основные факторы биологической эволюции — изменчивость, наследственность и отбор.

Согласно Ч. Дарвину, исходными факторами биологической эволюции являются индивидуальная, филогенетическая изменчивость и наследование приобретенных в онтогенезе признаков. Однако явления изменчивости и наследственности еще не объясняют в полной мере действительных причин биологической эволюции. Изменчивость сама по себе не несет какой-либо целесообразности, поскольку происходящие изменения могут быть для организма как полезными, так и вредными. Наследственность, в свою очередь, закрепляет и фиксирует лишь то, что доставляет ей изменчивость. Поэтому стояла задача найти реальную движущую силу биологического прогресса. Такой движущей силой, по мнению Дарвина, выступает механизм отбора и борьба за существование. Принцип естественного отбора заключается в том, что из массы живых форм, нарождающихся в геометрической прогрессии, сохраняются только те, которые оказываются наиболее приспособленными к условиям жизни. Следовательно, отбор предполагает сохранность и накопление таких признаков, которые обеспечивают организму выживание и наилучшее существование. Естественный отбор, или сохранение полезных организму признаков, происходит в борьбе за существование. Она представляет собой сложные внутри — и межвидовые отношения организмов. Борьба организмов за жизнь внутри вида, межвидовая борьба и борьба с неблагоприятными условиями природы — вот факторы, заставляющие организм приобретать и удерживать только такие признаки, которые необходимы для приспособления к условиям внешней среды и сохранения жизни.[1] Выяснив факторы биологической эволюции (изменчивость, наследственность и отбор), Ч. Дарвин должен был теперь объяснить причины многообразия видов растений и животных. На основе наблюдений за животными, живущими в естественных условиях жизни, а также, опираясь на опыты по селекции растений и животных, Ч. Дарвин пришел к выводу, что для выживания организму выгоднее всего отличаться, а не быть похожим на другое существо: из прогрессивно размножающихся живых форм остаются только те, которые более всего различаются, а все промежуточные формы обречены на гибель и вымирание. Таким образом, ученым впервые было дано научное обоснование эволюции живых организмов во времени и пространстве.

Эволюционное учение Дарвина оказало существенное влияние на развитие не только всей биологической науки, но и психологии.

Прежде всего, теория Ч. Дарвина внесла в психологию генетический принцип, сыгравший исключительное значение в дальнейшем ее развитии. С генетическим подходом связаны наиболее важные открытия, которые были сделаны как в психологии, так и в примыкающих к ней науках. Распространение эволюционистских представлений на область сознания ознаменовало сближение психических и органических явлений с точки зрения их реального биологического родства. Психология стала заимствовать детерминистские идеи уже не у механики, а у эволюционной биологии, под влиянием которой был выдвинут ряд важных для психологии проблем, таких как адаптация к среде, филогенетическая обусловленность функций, индивидуальные вариации, роль наследственности, преемственность в развитии между психикой животных и человеческим сознанием, соотношение структуры и функции и др.

Был обоснован новый подход в трактовке психических явлений. Теперь психика животных и человека стала выступать как необходимая сторона жизнедеятельности организма, обеспечивающая приспособление его к внешним условиям среды. Психические явления рассматривались Ч. Дарвином как орудие приспособления организма к среде. Сами приспособительные акты, за которыми стоят психические явления, не могут быть поняты без того, чтобы не учитывать роль внешних физических воздействий и внутренних анатомо-физиологических условий организма. Тем самым была предложена новая схема детерминистских отношений между организмом и средой. До Дарвина среда понималась лишь как стимул, который (по типу соударения механических тел) производит в телесной организации эффект, соответствующий ее изначально заданному неизменному устройству. Теперь же среда оказывалась силой, способной не только вызывать, но и видоизменять жизнедеятельность.

Еще один важный вклад Дарвина в психологию состоял в том, что наряду с преемственностью у животных в строении их тела, он открыл такую же преемственность в их психической организации. Тем самым была обоснована связь психики животных и человека. Этим вопросам Ч. Дарвин посвятил две специальные работы: «Выражение эмоций у человека и животных» (1872) и «Происхождение человека и половой отбор» (1871). В названных трудах он показал наличие общих генетических корней в психических способностях человека и животных. Проницательная наблюдательность позволила заявить Ч. Дарвину, что чувства и впечатления, различные эмоции и способности — такие, как любовь, память, внимание, любопытство, подражание, рассудок и т.д., которыми гордится человек, — могут быть найдены в зачатке, а иногда даже в хорошо развитом состоянии у низших животных. Тем самым были заложены основы сравнительной психологии как отрасли психологического знания. [2]

Выдвинутые Дарвином положения об изменчивости и наследственности признаков вскоре были перенесены и на область психических свойств человека. Через десять лет после выхода книги Ч. Дарвина «Происхождение видов», его двоюродный брат Ф. Гальтон попытался показать в книге «Наследственность таланта», что вариации психических способностей определяются наследственностью. Для доказательства своего основного тезиса Ф. Гальтоном привлекались экспериментальные, статистические и другие методы в изучении индивидуально-психологических различий между людьми.

Ч. Дарвин, как подлинный естествоиспытатель, отстаивал объективный подход к изучению психических явлений. Все его труды основывались только на объективных наблюдениях и эксперименте. Взгляд на психику как на орудие приспособления организма к среде естественным образом предполагал включение в область рассмотрения факты приспособительного поведения животных и человека, доступные внешнему наблюдению и контролю. Именно это позволило Ч. Дарвину во всей своей исследовательской деятельности широко применять эксперимент и объективное наблюдение при изучении поведения животных и человека. [3]

Таким образом, под влиянием Дарвина изменился сам стиль психологического мышления. Важнейшим результатом происшедшего сдвига явилось внедрение объективного, генетического и статистического методов в психологические исследования, а также возникновение категории поведения.

Открытие стволовых клеток человека стало одним из трех самых значительных открытий в биологии, сделанных в XX веке. Два других — установление структуры молекулы ДНК и расшифровка генома человека. Однако именно стволовые клетки стали предметом для многочисленных спекуляций по поводу возможности их применения в практической медицине уже сегодня. Многочисленные косметологические клиники предлагают своим клиентам новую процедуру омоложения с использованием стволовых клеток самих же клиентов. Более того, в рекламных объявлениях приводят примеры успешно проведенных процедур на именитых пациентах.

Между тем специалисты в области биотехнологии утверждают, что им известно всего несколько отработанных технологий клинического применения стволовых клеток человека, выделяемых из костного мозга и периферической крови для лечения ограниченного числа заболеваний.

В биологию термин «стволовая клетка» ввел русский ученый Александр Максимов в 1908 году в Берлине на съезде гематологического общества. Следующей значительной вехой в исследовании этого научного вопроса стало открытие российскими специалистами Александром Фриденштейном и Иосифом Чертковым в 60-70-е годы прошлого века стволовых клеток крови. И по большому счету именно им принадлежит авторство в создании учения о стволовых клетках.

Однако интенсивное развитие этой науки началось с 1998 года, когда американские ученые Д. Томпсон и Д. Герхард выделили эмбриональные стволовые клетки.

Итак, что же это за клетки? Стволовые клетки — это популяция так называемых клеток-предшественников, обладающих высоким пролиферативным (способностью делиться) потенциалом и способностью к дифференцировке — развитию в зрелые, образующие ткани и органы клетки. Проще говоря, стволовые клетки — это та основа, из которой развивается весь организм. Так, зародыш целиком состоит из стволовых клеток, которые начинают постепенно дифференцироваться в клетки будущих органов и тканей.

Таким образом, во взрослом организме стволовых клеток гораздо меньше, чем в новорожденном. А так как они способны преобразовываться в клетки любых органов и тканей, во взрослом организме они выполняют регенеративную функцию. То есть в случае повреждения какого-нибудь органа стволовые клетки направляются к очагу бедствия и превращаются в клетки больного органа, способствуя его восстановлению. Именно это свойство стволовых клеток легло в основу разработки методов их применения в терапевтических целях.

Стволовые клетки делятся на эмбриональные и соматические. Эмбриональные выделяют соответственно из эмбриона на ранней стадии его развития. Соматические стволовые клетки — это клетки взрослого организма, которые присутствуют в основном в костном мозге, а также в периферической крови (крови, циркулирующей в организме) и в небольших количествах во всех органах и тканях. [4]

Понятно, что лечение с использованием стволовых клеток в первую очередь сводится к их трансплантации. А значит, нужно определить основной источник стволовых клеток и способ их получения.

Основные источники клеток-предшественников — фетальный материал (абортный), пуповинная кровь, а также костный мозг и периферическая кровь. Использование фетального материала — один из самых сложных путей, прежде всего по этическим соображениям. Другое дело кровь пуповинная — это едва ли не самый богатый источник стволовых клеток. Однако их последующая пересадка пациентам сопряжена со множеством проблем, главная из которых — совместимость донора и реципиента.

В настоящее время этот метод официально применяют только для лечения весьма ограниченного числа болезней. Речь идет о трансплантации гемопоэтических (кроветворных) стволовых клеток в терапии онкогематологических и гематологических заболеваний. Другими словами, злокачественных и доброкачественных заболеваний крови.

Сейчас одним из основных показаний к применению стволовых клеток служит состояние больного после лучевой или химиотерапии.

Одно из величайших открытий генетиков оказалось малозамеченным мировой прессой. Завершена титаническая работа ведущих ученых мира по расшифровке генома человека — теперь нам известно химическое строение всех наших генов. Но сенсации почему-то не произошло. Оказалось, что в генах записана далеко не вся информация, необходимая для нормального роста и развития человеческого организма. Хотя расшифровано около 100 000 генов, реально «работает» в организме человека только одна треть. Почему это происходит, пока неизвестно, но зато хорошо известно, что химическая структура генов кодирует, в основном, химическое строение белков, из которых построен наш организм. Но где записана информация о пространственной организации нашего тела, характере и способностях человека, наука пока не знает. Ученые еще раз убедились в том, что эмпирическое, материальное познание человеком Премудрости Божией есть процесс бесконечный.

Второе крупнейшее открытие биологии XX века — прионы. Обнаруживший их американский биохимик Стэнли Прузинер в 1997 году был заслуженно удостоен Нобелевской премии. Дело в том, что белковые молекулы в живых организмах имеют три уровня пространственной структуры. Два первых — это первичная и вторичная спираль, напоминающие двойную спираль электролампы. Третичная же структура — это сложнейшая, внешне напоминающая клубок, объемная пространственная конфигурация этой двухуровневой спирали. От третичной структуры напрямую зависят важнейшие функции, которые выполняет белок в живой клетке и организме в целом.

Открытие С. Прузинера заставило ученых говорить о новом типе наследственности — прионной, белковой наследственности, т.е. передача информации может происходить не только через химическую структуру генов. В настоящее время существование такой наследственности доказано как отечественными, так и зарубежными учеными. Для нас особенно важно, что здесь наблюдается передача от белка к белку структурной, трехмерной информации, в которой может кодироваться пространственная организация живых организмов (строение нашего тела, индивидуальные анатомические особенности разных людей, народов и рас).

Гораздо более древнее открытие человечества — телегония. Впервые с этим явлением столкнулись животноводы-селекционеры. Они быстро убедились, что для сохранения породы самое главное — уберечь породистых животных от случайного скрещивания, поскольку даже если зачатия при этом и не произошло, такая самка в будущем чистой породы уже никогда не даст. То есть каким-то образом происходит передача наследственной информации, которая включается в наследственный аппарат самки, и ее последующее потомство формируется уже на основе этой испорченной «чужаком» наследственности. [5]

Яркий пример — проведенные еще в первой половине XX века опыты по скрещиванию породистых лошадей с более выносливыми копытными животными — зебрами. Когда после ряда неудачных скрещиваний с зебрами-самцами кобыл вновь перевели на конезаводы, то у них от породистых жеребцов стали рождаться жеребята с окрасом, повторяющим вертикальные полосы зебры, чего у нормальных лошадей никогда не наблюдалось.

И второй пример, совсем свежий. 1957 год, Москва. Всемирный фестиваль молодежи и студентов. Этот праздник — «апофеоз свободы и любви» — закончился для некоторых наших любительниц «африканских страстей» рождением чернокожих детей, а для тех, кто ухитрился, так сказать, обойтись «без последствий», такие «последствия» наступили у их сыновей и дочек. Да-да, именно у их белых детей, рожденных в законном браке от белых мужей, вдруг стали рождаться черные дети! Значит, не так уж глупы были наши предки, хранившие честь своих дочерей и говорившие: «Честной дом — дороже жисти!». Да и молодцам беспутная жизнь впрок явно не идет. Такие люди редко могут похвастаться здоровьем и долголетием.

Механизм этого загадочного явления был необъясним с точки зрения классической генетики XX века, но теперь, зная о существовании прионной наследственности, можно по-новому взглянуть на эту проблему. Как не воскликнуть вослед гению русской науки Михаилу Васильевичу Ломоносову: «Сама природа благовествует нам Евангелие Божие!»

Сохранение целомудрия — прочный фундамент семейного счастья и долголетия. Милостивый Господь всё премудро устроил для нашего блага, заложив в организм человека мощнейшие физиологические и психологические механизмы создания благословленного Им союза мужа и жены — прочной и здоровой «плоти единой». От нас требуется только хранить целомудрие и исполнять заповеди, данные Господом нашим Иисусом Христом и Его апостолами.

После публикации Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 году модели дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) прошло более 50 лет. Это открытие определило развитие биологии второй половины XX века. Вопрос о том, что и как записано в ДНК, ускорил расшифровку генетического кода. Осознание того, что гены — это ДНК, универсальный носитель генетической информации, привело к появлению генной инженерии. Сегодня уже студенты университетов расшифровывают чередование нуклеотидов в ДНК, соединяют гены разных организмов, переносят их между видами, родами и значительно более удаленными таксонами. На базе генной инженерии возникла биотехнология, которую известный фантаст С. Лем определил как использование закономерностей биогенеза в производстве.

Вспомним, что говорил о природе генов В.Л. Иоганнсен, человек, который в 1909 году дал само имя гена: «Свойства организмов обусловливаются особыми, при известных обстоятельствах отделимыми друг от друга и в силу этого до известной степени самостоятельными единицами или элементами в половых клетках, которые мы называем генами.

С тех пор ситуация существенно изменилась. Мы убедились, что, кроме атомов и молекул, в клетке ничего нет. И подчиняется она тем же физическим закономерностям, что и неживые объекты, в чем смогли убедиться физики, устремившиеся в биологию в 40-х годах именно в поисках каких-то принципиально новых, неизвестных физике законов природы. Все реакции клеточного метаболизма осуществляются под контролем биокатализаторов — ферментов, структура которых записана в ДНК генов. Передается эта запись в цепи переноса информации ДНК РНК БЕЛОК.

Сначала информация, записанная в виде чередования дезоксирибонуклеотидов на одной из двух комплементарных цепей в ДНК гена, переписывается на одноцепочечную молекулу информационной рибонуклеиновой кислоты – иРНК (она же мРНК от англ. messenger — переносчик). Это процесс транскрипции. На следующем этапе по матрице иРНК строится последовательность аминокислотных остатков полипептида. Тем самым создается первичная структура будущей молекулы белка. Это процесс трансляции. Первичная структура определяет способ складывания молекулы белка и тем самым определяет ее ферментативную или какую-либо иную, например структурную или регуляторную, функцию.

Эти представления зародились в начале 40-х годов, когда Дж. Бидл и Э. Тейтум выдвинули свой знаменитый лозунг „Один ген — один фермент“ [4]. Он, подобно политическим лозунгам, разделил научное сообщество на сторонников и противников высказанной гипотезы о равенстве числа генов и числа ферментов в клетке. Аргументами в возникшей дискуссии служили факты, полученные при разработке так называемых систем ген-фермент, в которых изучали мутации генов, определяли их расположение внутри генов и учитывали изменения ферментов, кодируемых этими генами: замены аминокислотных остатков в их полипептидных цепях, их влияние на ферментативную активность и т.д. Теперь мы знаем, что один фермент может быть закодирован в нескольких генах, если он состоит из разных субъединиц, то есть из разных полипептидных цепей. Знаем, что есть гены, которые вообще не кодируют полипептидов. Это гены, кодирующие транспортные РНК (тРНК) или рибосомные РНК (рРНК), участвующие в синтезе белка.

В своей первоначальной форме принцип „Один ген — один фермент“ представляет скорее исторический интерес, однако заслуживает памятника, поскольку он стимулировал создание целой научной области — сравнительной молекулярной биологии гена, в которой гены — единицы наследственной информации фигурируют как самостоятельные предметы исследования.

Кроме того, разработка многочисленных систем ген-фермент помогла сформулировать вопрос: что и как записано в генетическом коде?

На этот вопрос в общей форме ответил Ф. Крик со своими коллегами в 1961 году. Оказалось, что код триплетен — каждая кодирующая единица-кодон состоит из трех нуклеотидов. В каждом гене триплеты считываются с фиксированной точки, в одном направлении и без запятых, то есть кодоны ничем не отделены друг от друга. Последовательность кодонов определяет последовательность аминокислотных остатков в полипептидах.

Таким образом, вследствие специфической организации генетического кода кодонам-нонсенсам отводится особая роль — терминаторов трансляции. Поэтому, возникая мутационным путем, они, как и мутации типа сдвиг рамки считывания, проявляются значительно чаще и четче, чем мутации-миссенсы, изменяющие смысл кодонов. [6]

Нонсенсы и сдвиги считывания часто встречаются в так называемых псевдогенах, которые были открыты в начале 80-х годов в результате изучения нуклеотидных последовательностей в геномах высших эукариот. Псевдогены очень похожи на обычные гены, но их проявление надежно „заперто“ четко проявляющимися мутациями: сдвигами считывания и нонсенсами. Псевдогены представляют собой резерв эволюционного процесса. Их фрагменты используются при возникновении новых генов.

Подобно тому, как в конце XIX века открытия физики рентгеновских лучей и радиоактивности стимулировали развитие естествознания следующего века, так и достижения молекулярной биологии конца XX века определит, по-видимому, дальнейшие пути развития человечества. На чем основано это убеждение автора?

Клонирование — это не экзотика. Клон (от греч. klon — ветвь, побег, отпрыск), ряд следующих друг за другом поколений наследственно однородных организмом (или отдельных клеток в культурах), образующихся в результате бесполого или вегетативного размножения от одного общего предка. Примером клона могут быть все сорта плодовых растений — груш, яблонь и др., полученные в результате размножения черенками, отводками, прививками, а также целые растения, выращенные из одной клетки. Однако в результате происходящих в пределах клона мутаций генотипическая однородность его относительна. У вегетативно размножаемых культурных растений (например, картофеля) часто сорта представляют собой отдельные клоны. Таким образом, Вы все в процессе клонирования уже участвовали (при посадке картофеля). Кроме того, первый „клонировщик“ — Господь Бог. Вспомните ребро Адама, и что из этого получилось? [7]

Клонирование животных, искусственное получение генетически идентичных организмов с помощью экспериментальных манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клеток животных in vitro (в стекле, т. е в пробирке) и in vivo (на живом организме), подобно тому, как в природе появляются однояйцовые близнецы. Клонирование животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворенную яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро, с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приемной матери. [8]

В конечном виде проблема клонирования животных была решена группой Яна Вильмута (Wilmut) в 1997, когда родилась овца по имени Долли — первое животное, полученное из ядра взрослой соматической клетки. В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток животных (мышь, коза, свинья, корова).

Появление технологии клонирования животных вызвало не только большой научный интерес, но и привлекло внимание крупных компаний и финансового бизнеса во многих странах.

В целом технология клонирования животных еще находится в стадии развития. У большого числа полученных таким образом организмов наблюдаются различные патологии, приводящие к внутриутробной гибели или гибели сразу после рождения. Доля удачных опытов составляет 0,3-0,5%.

Клонирование — большая этическая проблема. В большом числе стран использование данной технологии применительно к человеку официально запрещено и преследуется по закону (США, Франция, Германия, Япония), причем во Франции, например, за эксперименты по клонированию человека предусмотрено тюремное заключение сроком до 20 лет.

Интеллект человека клонировать нельзя. Опять возникает проблема тела и „души живой“.

Клонирование должно способствовать изучению проблем развития и старения организмов, лечения рака. В медицине представляется перспективной клеточная терапия на базе использования клонированных клеток. Такие клетки должны компенсировать недостаток и дефект собственных клеток организма и, главное, не будут отторгаться при трансплантации. Технология клонирования животных позволит, по-видимому, осуществлять и широкомасштабную ксенотрансплантацию органов, т.е. замену отдельных органов человека на соответствующие клонированные органы. [9]

Один из старинных девизов гласит: “знание есть сила” Наука делает человека могущественным перед силами природы. Великие научные открытия (и тесно связанные с ними технические изобретения) всегда оказывали колоссальное (и подчас совершенно неожиданное) воздействие на судьбы человеческой истории. Такими открытиями были, например, открытия в ХVII в. законов механики, позволившие создать всю машинную технологию цивилизации; открытие в ХIХ в. электромагнитного поля и создание электротехники, радиотехники, а затем и радиоэлектроники; создание в ХХ в, теории атомного ядра, а вслед за ним — открытие средств высвобождения ядерной энергии; раскрытие в середине ХХ в. молекулярной биологией природы наследственности (структуры ДНК) и открывшиеся вслед возможности генной инженерии по управлению наследственностью; и др. Большая часть современной материальной цивилизации была бы невозможна без участия в ее создании научных теорий, научно-конструкторских разработок, предсказанных наукой технологий и др.

Биология в XX в. переходит от стадии описательной науки к теоретической и экспериментальной. Как развитие экспериментов и гипотез о наследственности Г. Менделя (1822-1884), в первой трети XX в. возникает мощное течение, получившее название генетика, судьба которой оказалась довольно драматичной в СССР. Трагична была и судьба ее лидера, Н.И. Вавилова (1887-1943), — автора теории гомологических рядов. После серии великих открытий второй половины XX в. носителей и кодов наследственности РНК и ДНК, биология вышла на молекулярный уровень изучения своих объектов и явлений, она приобрела черты физико-химической биологии. В последней трети XX в. усиливается развитие концепции эволюционной биологии, что, в принципе, делает реальной возможность осуществления глобального эволюционного синтеза.

1. Богданов А.А. Теломеры и теломераза / А.А. Богданов // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 12. С.12-18.

2. Ващекин Н.П. Концепции современного естествознания. — М.: МГУК, 2000.

3. Дубнищева Т.Я. „Концепции современного естествознания“. — Новосибирск.: ЮКЕА, 1999.

4. Дымшиц Г.М. Теломераза не лекарство от старости, а фермент, решающий „проблему концевой репликации ДНК“. www.bionet. nsc.ru/ICIG/CHM/lection/dimshits/dimshits. htm

5. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. — М., 2001.

6. Потеев М.И. Концепции современного естествознания. — СПб.: Питер, 1999.

7. Теломера, теломераза, рак и старение // Биохимия. 1997. Т.62. № 11.

Теломераза. ixs. nm.ru/telomer. htm

8. Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. — М., 2000.

[1] Ващекин Н.П. Концепции современного естествознания. — М.: МГУК, 2000. – С. 114

[2] Потеев М.И. Концепции современного естествознания. – СПб.: Питер, 1999. – С. 203

[3] Дубнищева Т.Я. «Концепции современного естествознания».- Новосибирск.: ЮКЕА, 1999. – С. 173.

[4] Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. — М., 2000. – С. 87.

[5] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего.- М.,2001. – С. 86.

[6] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего.- М.,2001. – С. 97.

[7] Теломера, теломераза, рак и старение // Биохимия. 1997. Т. 62. № 11. Теломераза. ixs.nm.ru/telomer.htm

[8] Богданов А.А. Теломеры и теломераза / А.А. Богданов // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 12. С. 12-18.

[9] Дымшиц Г.М. Теломераза не лекарство от старости, а фермент, решающий «проблему концевой репликации ДНК». www.bionet.nsc.ru/ICIG/CHM/lection/dimshits/dimshits.htm

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Шакарим кудайбердиев реферат казакша
• 
  Реферат способы восстановления деталей
• 
  Коррупция в мексике реферат
• 
  Современный руководитель доу реферат
• 
  Реферат на тему мухи
• 
  Реферат аз фанни фархангшиноси
• 
  Предраковые заболевания кожи реферат
• 
  Опн и разрядники реферат
• 
  Местные лучевые поражения реферат
• 
  Корней иванович чуковский реферат
• 
  Зыбелин семен герасимович реферат